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【题目】研究非金属元素及其化合物的性质具有重要意义。

Ⅰ. 含硫物质燃烧会产生大量烟气,主要成分是SO2、CO2、N2、O2。某研究性学习小组在实验室利用装置测定烟气中SO2的体积分数。

(1)将部分烟气缓慢通过C、D装置,其中C、D中盛有的药品分别是_______________。(填序号)

①KMnO4溶液 ②饱和NaHSO3溶液 ③饱和Na2CO3溶液④饱和NaHCO3溶液

(2)若烟气的流速为amL/min,若t1分钟后,测得量筒内液体体积为VmL,则SO2的体积分数___________

II.某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计如下实验:

(3)检查装置A的气密性:_________________,向分液漏斗中注水,若水不能顺利滴下,则气密性良好。

(4)整套实验装置存在一处明显的不足,请指出:___________________________

(5)用改正后的装置进行实验,实验过程如下:

实验操作

实验现象

结论

打开活塞a,向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸;然后关闭活塞a,点燃酒精灯

D装置中:溶液变红

E装置中:水层溶液变黄,振荡后,CCl4层无明显变化

Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为________

(6)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了新的变化。

D装置中:红色慢慢褪去。

E装置中:CCl4层先由无色变为橙色,后颜色逐渐加深,直至变成红色。

为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:

Ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性:Cl2>(SCN)2

Ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl,它呈红色(略带黄色),沸点约5 ℃,与水发生水解反应。

Ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。

Ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性:Cl2>(SCN)2

Ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl,它呈红色(略带黄色),沸点约5 ℃,与水发生水解反应。

Ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。

①请用平衡移动原理(结合化学用语)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因:________________________;可设计简单实验证明上述解释:取少量褪色后的溶液,滴加_____________,若______________,则上述解释合理。

②欲探究E中颜色变化的原因,设计实验如下:用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因:_________________________________

【答案】 关闭止水夹b,打开活塞a 缺少尾气处理装置 Cl2>Br2>Fe3+ 过量氯气和SCN反应2SCN-+Cl2=2Cl+2(SCN)2,使SCN-浓度减小,则Fe3++3SCN=Fe(SCN)3平衡逆向移动而褪色 滴加KSCN溶液,若溶液变红色(或滴加FeCl3溶液,若溶液不变红) BrCl+H2O=HBrO+HCl 反应只产生Cl,不产生Br

【解析】

本题探究氧化性的强弱,用强制弱的原理进行相关的实验。这个实验的流程为制取氯气→收集(安全瓶)→净化氯气(除HCl)→然后进行实验。在两组实验中可以对比探究先氧化Fe2+还是Br-。从而得到相关的结论。

(1)二氧化硫具有强的还原性,可以用强氧化性的高锰酸钾吸收;二氧化碳在饱和碳酸氢钠溶液中的溶解度很小,可以用排饱和碳酸氢钠溶液来侧量剩余气体的体积,故答案为:①④;

(2)若模拟烟气的流速为amL/min,t1分钟后测得量筒内液体为VmL,则混合气体二氧化碳、氧气、氮气的体积是Vml,则二氧化硫的体积为t1amL-VmL,所以二氧化硫的体积分数为:×100%=

(3)检查装置A的气密性:关闭止水夹b,打开活塞a,向分液漏斗中注水,若水不能顺利滴下,则气密性良好;

(4)整套实验装置存在一处明显的不足是:缺少尾气处理装置;

(5)D装置中:溶液变红,说明有铁离子生成,据此得出氯气的氧化性大于铁离子;E装置中:水层溶液变黄,振荡后CCl4层无明显变化,说明少量的氯气先与亚铁离子反应而溴离子未参加反应,根据D和E装置中的现象可知,溴的氧化性大于铁离子,则氧化性强弱顺序是 Cl2>Br2>Fe3+

(6)①过量氯气和SCN反应2SCN-+Cl2=2Cl+2(SCN)2,使SCN-浓度减小,则Fe3++3SCN=Fe(SCN)3平衡逆向移动而褪色;

取少量褪色后的溶液,滴加KSCN溶液,若溶液变红色(或滴加FeCl3溶液,若溶液不变红),则上述推测合理;

②用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液, 发生反应BrCl+H2O=HBrO+HCl,反应只产生Cl,不产生Br,结果观察到仅有白色沉淀产生。

练习册系列答案
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1)工业上侯氏制碱法NaClNH3CO2及水等为原料制备纯碱,其反应原理为:NaClNH3CO2H2ONaHCO3NH4Cl。生产纯碱的工艺流程示意图如下:

请回答下列问题:

①析出的NaHCO3晶体中可能含有少量氯离子杂质,检验该晶体中是否含有氯离子杂质的操作方法是_______________________________________________________________________

②向沉淀池中先通入足量NH3,后通入CO2,析出NaHCO3晶体而不是Na2CO3晶体,其原因是_______________________________________________________________________

③该工艺流程中可回收再利用的物质是________________

④若制得的纯碱中只含有杂质NaCl。测定该纯碱的纯度,下列方案中可行的是________(填字母)

a. m克纯碱样品中加入足量CaCl2溶液,沉淀经过滤、洗涤、干燥,称其质量为b g

b. m克纯碱样品中加入足量稀盐酸,用碱石灰(主要成分是CaONaOH)吸收产生的气体,碱石灰增重b g

c. m克纯碱样品中加入足量AgNO3溶液,产生的沉淀经过滤、洗涤、干燥,称其质量为b g

2)常温下在10 mL 0.1 mol·L1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L1 HCl溶液20 mL,溶液中含碳元素的各种微粒的质量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如下图所示。

根据图示回答下列问题:

①在同一溶液中,CO32HCO3H2CO3________(填“能”或“不能”)大量共存。

②在滴加盐酸的过程中HCO3的物质的量先增加后减少的原因是_____________________(请分别用离子方程式表示)

③将0.84 g NaHCO31.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.10 mol·L-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是___________(填字母)。

A. B.

C. D.

3)若称取10.5 g纯净的NaHCO3固体,加热一段时间后,剩余固体的质量为8.02 g。如果把剩余的固体全部加入到100 mL 2 mol·L1的盐酸中充分反应。求溶液中剩余的盐酸的物质的量浓度(设溶液的体积变化及盐酸的挥发忽略不计)(写出计算过程)。___________

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③A、B、C的浓度不再变化

④反应物的转化率不再变化

⑤混合气体的压强不再变化

⑥混合气体的物质的量不再变化

⑦混合气体的密度不再变化

⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2

A. ②⑧ B. ②⑤⑧ C. ①③④⑦ D. ②⑤⑥⑧

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