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【题目】ClO2是一种易溶于水难溶于有机溶剂的气体,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某同学在实验室中制取ClO2,并探究其性质。回答下列问题:

Ⅰ.ClO2的制备

实验室制备ClO2的反应原理为2NaClO2 + Cl2 = 2ClO2 + 2NaCl,装置如下图所示:

(1)装置A烧瓶中发生反应的离子方程式为___________________________

(2)装置B中盛放的最佳试剂为________(填字母代号);

a.NaOH溶液  b.浓硫酸  c.饱和食盐水  d.CCl4 e.饱和石灰水

(3)控制滴加浓盐酸的速率,使产生的气体缓缓通过装置D,其目的是______________________________________________________________

Ⅱ.探究ClO2的氧化性,按下图所示装置进行实验:

(4)完成下列表格中的空格:

洗气瓶

现象或作用

解释原因

X

溶液由浅绿色变成棕黄色

反应的离子方程式为_________________

Y

溶液中出现淡黄色沉淀

反应的离子方程式为______________

Z

NaOH溶液的作用是________________________

反应的化学方程式为

2NaOH + 2ClO2 = NaClO2 + NaClO3 + H2O

Ⅲ.测定水中的浓度

用碘量法测定水中ClO2浓度的实验步骤:取100 mL的水样加稀硫酸调节pH2~3,加入一定量的KI溶液,充分振荡后,再加入几滴指示剂,用2.0×104 mol/L标准Na2S2O3溶液进行滴定(已知:2ClO2 + 10I- + 8H+ = 5I2 + 2Cl- + 4H2O ;2S2O32 + I2 = S4O62 + 2I )。

(5)若达到滴定终点时,消耗15.00 mL 标准Na2S2O3溶液,则水样中ClO2的浓度是 _________ mol/L。

【答案】MnO2+4H+2ClMn2+Cl2↑+2H2O c 使NaClO2Cl2充分反应,降低ClO2Cl2的含量 5Fe2+ClO2+4H===5Fe3+Cl+2H2O 5S2+2ClO2+8H===5S↓+2Cl+4H2O 吸收尾气,防止污染环境 6×10-6

【解析】

Ⅰ. 由题目中所给信息和实验装置图可知:本实验首先用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2,经除杂、干燥后在D中与亚氯酸钠固体反应生成ClO2,B装置除去氯气中的氯化氢,C装置用浓硫酸进行干燥, E用于除去ClO2中的未反应的Cl2,F可用向上排空法、或排水法收集,G用于吸收尾气;

Ⅱ. ClO2通入FeCl2溶液中,Fe2+被氧化为Fe3+,溶液由浅绿色变成棕黄色;通入Na2S溶液中,S2—离子被氧化为S,溶液中出现淡黄色沉淀;通入NaOH溶液,ClO2被NaOH溶液吸收,防止污染环境;

Ⅲ. 根据关系式2ClO2~10I-~5I2~10S2O32-先计算出ClO2的物质的量,然后再计算出浓度。

Ⅰ.(1)浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2,反应的方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2++Cl2↑+2H2O,离子反应为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;

(2)生成的氯气中混有HCl和水,为制备纯净干燥的氯气,根据氯气不溶于饱和食盐水的性质,可用饱和食盐水除去气体中混有的HCl杂质,然后用浓硫酸干燥除去水,故答案为:c;

(3)控制滴加浓盐酸的速率,可以控制Cl2的生成速率,使Cl2气体缓慢通入盛有NaClO2的装置D,使Cl2被NaClO2均匀、充分吸收,降低ClO2中Cl2的含量,故答案为:使NaClO2和Cl2充分反应,降低ClO2中Cl2的含量;

Ⅱ. (4).ClO2通入FeCl2溶液中,Fe2+被氧化为Fe3+,溶液由浅绿色变成棕黄色,反应的离子方程式为5Fe2++ClO2+4H=5Fe3++Cl+2H2O;ClO2通入Na2S溶液中,S2—离子被氧化为S,溶液中出现淡黄色沉淀,反应的离子方程式为5S2-+2ClO2+8H=5S↓+2Cl+4H2O;通入NaOH溶液,ClO2被NaOH溶液吸收,反应的化学方程式为2NaOH + 2ClO2 = NaClO2 + NaClO3 + H2O,NaOH溶液的作用是吸收ClO2,防止污染环境,故答案为:5Fe2++ClO2+4H=5Fe3++Cl+2H2O;5S2-+2ClO2+8H=5S↓+2Cl+4H2O;吸收尾气,防止污染环境;

Ⅲ. (5).根据题意发生反应:2ClO2+8H++10I-=2Cl-+4H2O+5I2,2S2O32-+I2═S4O62-+2I-可得2ClO2~10I-~10S2O32-,100 mL的水样中n(ClO2)=(2.0×10-4 mol/L×15.00 ×10-3 L)/5=6×10-6 mol/L,故答案为:6×10-6

练习册系列答案
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【题目】下列化学用语正确的是

A. HSO3+ H2OSO32 + OH B. Al3+ + 3H2O == 3H+ + Al(OH)3

C. NaHCO3 == Na+ + HCO3 D. H2S2H+ + S2

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【题目】近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:

(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ΔH=+550 kJ·mol-1

它由两步反应组成:i. H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g) ΔH=+177 kJ·mol-1 ii. SO3(g)分解。

LL1L2)、X可分别代表压强和温度。下图表示L一定时,iiSO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。

X代表的物理量是_____________________

判断L1L2的大小关系是______________

(2)反应Ⅱ:I可以作为催化剂,可能的催化过程如下。

i. SO2+4I+4H+=S↓+2I2+2H2O; ii. I2+2H2O+ SO2= SO42+4H++2I

探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)

序号

A

B

C

D

试剂组成

0.4 mol/L KI

a mol/LKI

0.2 mol/LH2SO4

0.2 mol/L

H2SO4

0.2 mol/L KI

0.0002 mol I2

实验现象

溶液变黄,一段时间后出现浑浊

溶液变黄,出现浑浊较A

无明显现象

溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A

① BA的对比实验,则a=__________

比较A、B、C,可得出的结论是_______________________________

实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:___________

3在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液吸收SO2的过程中,pHnSO32-:nHSO3变化关系如下表:

n(SO32):n(HSO3

91:9

1:1

1:91

pH

8.2

7.2

6.2

当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:

上表判断NaHSO3溶液显__________性,用化学平衡原理解释:_____________。 

② HSO3在阳极放电的电极反应式是______,当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理________

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【题目】高钙牛奶”“富硒食品”“指的是(

A.单质B.原子C.分子D.元素

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【题目】甲苯()是一种重要的化工原料,能用于生产苯甲醛()、苯甲酸()等产品。下表列出了有关物质的部分物理性质,请回答:

名称

性状

熔点(℃)

沸点(℃)

相对密度

(ρ水=1g/cm3)

溶解性

乙醇

甲苯

无色液体易燃易挥发

-95

110.6

0.8660

不溶

互溶

苯甲醛

无色液体

-26

179

1.0440

微溶

互溶

苯甲酸

白色片状或针状晶体

122.1

249

1.2659

微溶

易溶

注:甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶。

实验室可用如图装置模拟制备苯甲醛。实验时先在三颈瓶中加入0.5g固态难溶性催化剂,再加入15mL冰醋酸(作为溶剂)和2mL甲苯,搅拌升温至70℃,同时缓慢加入12mL过氧化氢,在此温度下搅拌反应3小时。

(1)装置a的名称是__________________,主要作用是____________________

(2)三颈瓶中发生反应的化学方程式为_______________________________________,此反应的原子利用率理论上可达___________。(原子利用率=(期望产物的总质量/全部反应物的总质量)×100%)

(3)经测定,反应温度升高时,甲苯的转化率逐渐增大,但温度过高时,苯甲醛的产量却有所减少,可能的原因是________________________________________________

(4)反应完毕后,反应混合液经过自然冷却至室温时,还应经过 ________________(填操作名称)等操作,才能得到苯甲醛粗产品。

(5)实验中加入过量过氧化氢且反应时间较长,会使苯甲醛产品中产生较多的苯甲酸。若想从混有苯甲酸的苯甲醛中分离出苯甲酸,正确的操作步骤是_______(按步骤顺序填字母)。

a.对混合液进行分液 b.过滤、洗涤、干燥

c.层中加入盐酸调节pH=2 d.加入适量碳酸氢钠溶液混合震荡

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【题目】第五主族的磷单质及其化合物在工业上有广泛应用.

(1)同磷灰石在高温下制备黄磷的热化学方程式为:

4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)═3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g)H

已知相同条件下:

4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)═6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g)H1

2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)═P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)H2

SiO2(s)+CaO(s)═CaSiO3(s)H3

用△H1H2和△H3表示△H,则△H=______

(2)三聚磷酸可视为三个磷酸分子(磷酸结构式如图)之间脱去两个水分子产物,其结构式为______,三聚磷酸钠(俗称五钠”)是常用的水处理剂,其化学式为______

(3)次磷酸钠(NaH2PO2)可用于工业上的化学镀镍.

①化学镀镍的溶液中含有Ni2+H2PO2,在酸性等条件下发生下述反应:

(a)      Ni2++      H2PO2+            Ni++      H2PO3+      

(b)6H2PO2+2H+═2P+4H2PO3+3H2

请在答题卡上写出并配平反应式(a) ___________________________

②利用①中反应可在塑料镀件表面沉积镍﹣磷合金,从而达到化学镀镍的目的,这是一种常见的化学镀.请从以下方面比较化学镀与电镀.

方法上的不同点:______

原理上的不同点:______

化学镀的优点:______

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】NA表示阿伏伽德罗常数。

(1)已知一个NO、NO2分子的质量分别是ag、bg。则一个氧原子的质量是________,氧原子的摩尔质量是(用含ab数字的式子表示)________,10 g NO2物质的量为(用含b的式子表示)________

(2)已知H2+Cl22HCl,在某密闭容器中使NACl22 mol H2充分反应后,容器中气体分子数目为________NA,此时气体总质量为________

(3)含有NAOHCa(OH)2的质量是________n(Ca2)=________

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【题目】在溶液中有浓度均为0.01mol·L﹣1的Fe3+、Cr3+、Zn2+、Mg2+等离子,已知:25℃时,Ksp=4.0×10﹣38;Ksp=7.0×10﹣31,Ksp=1.0×10﹣17;Ksp=1.8×10﹣11.当其氢氧化物刚开始沉淀时,下列哪一种离子所需的pH最小(  )

A. Fe3+ B. Cr3+

C. Zn2+ D. Mg2+

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】镁在二氧化碳中能燃烧,钠比镁更活泼,那么钠能在二氧化碳中燃烧吗?某研究性学习小组设计了如下装置进行探究。

1)写出镁在二氧化碳中燃烧的化学反应方程式_______

2)该装置中饱和碳酸氢钠溶液的作用是______

3)用酒精灯在试管D底部加热,钠在充满二氧化碳气体的试管里剧烈地燃烧,产生大量的白烟。试管底部有黑色物质生成。试管冷却后,试管壁上附着一层白色物质。往试管中加水,白色物质溶解于水,黑色物质不溶。过滤,得到澄清的滤液。往滤液中加澄清石灰水,溶液变浑浊。再滴入稀盐酸,溶液中有气泡出现。则试管壁上附着的白色物质是_____。将滤纸上的黑色物质在坩埚中灼烧,黑色物质能燃烧。则该黑色物质是_____

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