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    二氧化氯（ClO2）是一种广谱、高效的杀菌消毒剂，有与氯气相似的强烈刺激性气味，易溶于水，沸点11℃，遇热不稳定易分解发生爆炸。一种工业制法用硫铁矿(主要成分为FeS2)还原氯酸钠制取二氧化氯，某研究小组在实验室设计如下装置制备ClO2的水溶液。

    （1）三颈烧瓶中加入NaClO3溶液、浓H2SO4，通入空气，调节恒温器至60℃，通过固体加料器缓慢匀速加入硫铁矿粉末。反应开始时烧瓶内发生反应的离子方程式如下，请配平该方程式：□ClO3－ ＋□FeS2＋□H＋＝□ClO2＋□Fe3＋＋□SO42－＋□H2O

    （2）装置D的作用是                              。

    （3）用上述反应完后的废液(除上述产物外，还有Al3＋、Mg2＋、H＋、Cl－等)可制备摩尔盐，即(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。其操作流程如下：

    回答下列问题：

    ①操作Ⅰ的名称为：               。

    ②试剂X是           ，写出发生的主要反应的离子方程式                        。

    ③为测定(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体中铁的含量，某实验小组做了如下实验：用电子天平准确称量5.000g硫酸亚铁铵晶体，配制成250mL溶液。取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，用0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至Fe2+恰好全部氧化成Fe3+，同时，MnO4＿被还原成Mn2+。测得消耗KMnO4溶液的平均体积为21.00mL。则该晶体中铁的质量分数为           。（保留4位有效数字）

     

    【答案】

    （1）15ClO3－ ＋ FeS2＋ 14H＋＝ 15ClO2＋ Fe3＋＋2SO42－＋7H2O  （3分）

    （2）检验ClO2是否吸收完全（2分）

    （3）①过滤（2分）  ②Fe（2分）； 2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋（2分）；③11.76%（3分）

    【解析】

    试题分析：（1）配平时，铁和硫元素是按照1﹕2进行的，总共失去十五摩尔的电子，而氯元素总共得到一摩尔的电子，因此在氯酸根离子前面乘以十五，然后按电荷守恒，和质量守恒来过行配来，就可以得到如下关系式：15ClO3－ ＋ FeS2＋ 14H＋＝ 15ClO2＋ Fe3＋＋2SO42－＋7H2O  （3分）

    （2）因为二氧化氯（ClO2）是一种广谱、高效的杀菌消毒剂，其一定具有强烈的氧化性，如若没有被吸收完的话，进入到最后的D瓶中，可以使品红褪色，所以是用来检验ClO2是否吸收完全的（2分）

    （3）第一步，是要用过量的铁将生成的三价铁离子还原为二价，因此①的操作是过滤（2分）  ②Fe（2分）； 2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋（2分）；

    ③假设铁离子的物质的量为xmol

    MnO4＿  ～  ～  ～    5Fe2+

    1mol                 5mol

    0.01000mol/L×21.00mL×10           x

    解之得：x＝1.05×10－2mol,则铁的质量分数为：

    =11.76%

    考点：考查配平方程式以及二氧化氯的氧化性。

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    二氧化氯（ClO2）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂．
    （1）工业上制备ClO2的反应原理常采用：2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl．
    ①浓盐酸在反应中显示出来的性质是
    B
    B
    （填序号）．
    A．只有还原性   B．还原性和酸性   C．只有氧化性   D．氧化性和酸性
    ②若上述反应中产生0.1mol ClO2，则转移电子的物质的量为
    0.1
    0.1
    mol．
    （2）目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺．
    ①如图示意用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2．写出阳极产生ClO2的电极反应式：
    Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+
    Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+
    ．
    ②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112mL（标准状况）时，停止电解．通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为
    0.01
    0.01
    mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因
    在阴极发生2H++2e-=H2↑，H+浓度减小，使得H2O?OH-+H+的平衡向右移动，OH-浓度增大，pH增大
    在阴极发生2H++2e-=H2↑，H+浓度减小，使得H2O?OH-+H+的平衡向右移动，OH-浓度增大，pH增大
    ．
    （3）ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果．某工厂污水中含CN- a mg/L，现用ClO2将CN-氧化，只生成两种气体，其离子反应方程式为
    2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-
    2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-
    ；处理100m3这种污水，至少需要ClO2
    50a
    13
    50a
    13
    mol．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2013?枣庄二模）运用化学反应原理研究碳、氮、硫、氯等单质及其化合物的反应，对生产、生活、环境保护等领域有着重要的意义．
    （1）下列措施中，不利于环境保护的有
    ad
    ad
    （填编号）．
    a．大量开采使用化石燃料
    b．使用无氟冰箱、空调
    c．多步行多乘公交车，少用专车和私家车
    d．将工业“废气”、“废液”、“废渣”直接排放
    （2）工业上的“脱碳”指的是从“脱硝”、“脱硫”后的烟气用碱液垦荒得到浓缩的二氧化碳．利用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向．
    ①写出吸收二氧化碳的离子方程式
    CO2+2OH-=CO32-+H2O
    CO2+2OH-=CO32-+H2O
    ．
    ②常温下，0.1mol．L-1 NaHCO3溶液的pH＞8，则溶液中c（H2CO3）
    ＞
    ＞
    c（CO32-）（填“＞”、“＜”或“=”）．
    ③合成的甲醇可以做为新型燃料电池的原料，若电解液是碱性的，则其负极的电极反应式为
    CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
    CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
    ．
    （3）二氧化氯（ClO2），为一种黄绿色气体，是公认的高铲、广谱安全的杀菌消毒剂．工业上制备ClO2的反应原理为：
    4HCl（浓）+2NaClO3═2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl．上述反应中，产生1mol ClO2，则被氧化的HCl为
    1mol
    1mol
    ．
    （4）SO2溶于水可以得到二元弱酸H2SO3（亚硫酸）．
    ①25℃时，将NaOH深液一亚硫酸混合至恰好中和，测混合液中各种离子浓度的大小关系为
    c（Na+）＞c（SO32-）＞c（OH-）＞c（HSO3-）＞c（H+）
    c（Na+）＞c（SO32-）＞c（OH-）＞c（HSO3-）＞c（H+）
    ．
    ②25℃时，当NaOH溶液与H2SO3等物质的量混合时，发现混合液pH＜7，请你简要解释其原因
    HSO3-的电离程度大于其水解程度
    HSO3-的电离程度大于其水解程度
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    精英家教网二氧化氯（ClO2）是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为-59℃，沸点为11.0℃，易溶于水．ClO2可以看做是亚氯酸（HClO2）和氯酸（HClO3）的混合酸酐．工业上用稍潮湿的KClO3和草酸（H2C2O4）在60℃时反应制得．某学生拟用下图所示装置模拟工业制取及收集ClO2．（夹持仪器已省略）．回答问题：
    （1）B必须添加温度控制装置，应补充的装置是
     
    ；A也必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的仪器是
     
    （不须填夹持仪器）．
    （2）C中试剂为
     
    ．C装置有缺陷需改进，改进方法为
     
    ．
    （3）A中反应产物有某种盐、ClO2和CO2等，写出相关化学方程式
     
    ．
    ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液．为测定所得溶液中ClO2的含量，进行下列实验：准确量取ClO2溶液10mL，稀释成100mL试样；量取V1 mL试样加入到锥形瓶中，调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；加入淀粉指示剂，用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点，反应原理：2Na2S2O3+I2→Na2S4O6+2NaI，消耗Na2S2O3溶液V2mL．
    （4）滴定过程中至少须进行两次平行测定的原因是
     
    ．
    （5）到达滴定终点时指示剂的颜色变化为
     
    ．
    （6）原ClO2溶液的浓度为
     
     g/L（用含字母的代数式表示）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    二氧化氯（ClO2）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂，而且与Cl2相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物．制备ClO2有下列两种方法：
    方法一：2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
    方法二：2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+2Na2SO4+2H2O
    （1）方法一的离子方程式为
     
    ．
    （2）方法二中被氧化的物质是
     
    ，若反应中有0.1mol电子转移，则产生的ClO2气体在标准状况下的体积为
     
    L．
    （3）用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （1）含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液，在化学上用作缓冲溶液．向其中加入少量酸或碱时，溶液的酸碱性变化不大．现将0.04mol?L-1HA溶液和0.02mol?L-1NaOH溶液等体积混合，得到缓冲溶液．
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    ①若HA为HCN，该溶液显碱性，则溶液中c（CN-）
     
    c（Na+）（填“＜”、“=”或“＞”），你得出该结论的依据是
     
    ．
    ②若HA为CH3COOH，该溶液显酸性．溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是
     
    ．
    （2）二氧化氯（ClO2）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂，目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺．
    ①如图示意用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2．写出阳极产生ClO2的电极反应式：
     
    ．
    ②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为336mL（标准状况）时，停止电解．通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为
     
    mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因
     
    ．
    （3）25℃时，2.0×10-3mol?L-1HF溶液中，调节溶液pH（忽略溶液体积变化）得到的（HF）、c（F-）与溶液pH的变化关系如图2．若将4.0×10-4mol?L-1CaCl2溶液与4.0×10-3mol?L-1HF溶液等体积混合，调节混合液pH=4（忽略调节时混合液体积的变化），通过列式计算说明是否有CaF2沉淀析出．[已知Ksp（CaF2）：1.5×10-10]
     
    ．

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