【題目】二氧化氯是一種黃綠色具有刺激性氣味的氣體,常用于自來水消毒和果蔬保鮮等方面。氯酸鈉還原法是目前使用較為廣泛的ClO2制備方法,其中一種是用NaClO3與CH3OH在催化劑、60℃時,發(fā)生反應得到ClO2,下圖裝置(夾持裝置略)對其制備、吸收、釋放進行了研究。
已知:
①ClO2的濃度較大時易分解,實驗室用穩(wěn)定劑吸收ClO2,生成NaClO2,使用時加酸只釋放出ClO2種氣體;
②ClO2與KI反應的離子方程式為:2ClO2+10I+8H+2Cl+5I2+4H2O。
③
請回答:
(1) 儀器b在裝置中的作用是________;比較儀器c和d,實驗中c的優(yōu)點是________。
(2) 制備裝置甲中需改進的一項措施是________。
(3) 反應中甲醇被氧化為甲酸,寫出制備ClO2的化學方程式:________;該制備法可選用不同的還原性物質作為還原劑,例如草酸,相比甲醇法,草酸法的優(yōu)點是________。
(4) 下列有關說法正確的是________。
A.儀器a中NaOH溶液主要用于停止反應,并吸收多余的ClO2
B.裝置e主要用于檢驗是否有Cl2生成
C.在ClO2釋放實驗中,發(fā)生的離子反應方程式是:4H++5ClO=Cl+4ClO2↑+2H2O
D.ClO2和Cl2都為強氧化劑,在相同條件下,等物質的量時,Cl2的氧化能力是ClO2的2.5倍
(5) 自來水廠用碘量法檢測水中ClO2的濃度,其實驗操作如下:取100.0 mL的水樣,加入足量的碘化鉀,再用氫氧化鈉溶液調至中性,并加入淀粉溶液。再用0.1000 mol·L1 Na2S2O3標準溶液滴定碘單質(I2+2S2O=2I+S4O62—),達到滴定終點時用去15.00 mL Na2S2O3標準溶液,測得該水樣中ClO2的含量為________mg·L1。
【答案】冷凝回流甲醇兼導氣 有利于液體順利流下,防止甲醇揮發(fā) 水浴加熱 4NaClO3+CH3OH+2H2SO42Na2SO4+4ClO2↑+HCOOH+3H2O或者4NaClO3+CH3OH+4H2SO44ClO2↑+HCOOH+4NaHSO4+3H2O 產生的CO2可稀釋ClO2,防止ClO2濃度較大時分解 AC 202.5
【解析】
(1)根據儀器特征,可知儀器b是球形冷凝管,甲醇易揮發(fā)性,冷凝回流甲醇;裝置C加一個連接的導管,有利于液體順利流下,防止甲醇揮發(fā)。
(2)反應需要嚴格控制的溫度,所以最好用水浴加熱,使受熱均勻,同時便于控制溫度。
(3)反應中甲醇被氧化為甲酸,同時生成ClO2,化學方程式為:4NaClO3+CH3OH+2H2SO42Na2SO4+4ClO2↑+HCOOH+3H2O或者4NaClO3+CH3OH+4H2SO44ClO2↑+HCOOH+4NaHSO4+3H2O;ClO2的濃度較大時易分解,草酸反應生成二氧化碳,可稀釋ClO2,防止ClO2濃度較大時分解。
(4)A. 儀器a中NaOH溶液主要用于停止反應,并吸收多余的ClO2,故A正確;
B. 裝置e主要用于檢驗是否有ClO2生成而不是Cl2,故B錯誤;
C. 在ClO2釋放實驗中,發(fā)生的離子反應方程式是:4H++5ClO=Cl+4ClO2↑+2H2O,故C正確;
D. ClO2和Cl2作氧化劑,還原產物都是Cl-,1molClO2得5mol電子,而1molCl2得2mol電子,所以在相同條件下,等物質的量時,ClO2的氧化能力是Cl2的2.5倍,故D錯誤;
答案選AC。
(5)ClO2和碘化鉀的離子反應式:2ClO2+10I+8H+2Cl+5I2+4H2O;加入一定量Na2S2O3溶液,發(fā)生反應2S2O32-+I2═S4O62-+2I-,使I2還原為I-故藍色會消失,半分鐘內不變色則到達滴定終點,是根據氧化還原反應中得失電子守恒可知,三者之間的關系為10S2O32-~5I2~2ClO2。由題意:n(S2O32-)=0.015L×0.1 mol·L1=0.0015mol,則n(ClO2)= n(S2O32-)=0.0015mol×=0.0003mol,m(ClO2)= n(ClO2)×M(ClO2)=0.0003mol×67.5g/mol=2.025×10-2g=20.25mg,故ClO2的含量為202.5mg·L1。
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【題目】某興趣小組模擬工業(yè)制漂白粉,設計了下圖的實驗裝置;卮鹣铝袉栴}:
(1)①裝置中儀器a的名稱是____________________。
(2)寫出裝置①中反應方程式并標出雙線橋____________________。
(3)裝置②中飽和食鹽水的作用是__________________________。
(4)裝置③制取漂白粉的化學方程式是_____________。
(5)漂白粉的漂白原理是___________________________(用化學方程式表示)。
(6)化學實驗中常用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗是否有Cl2產生,寫出檢驗過程中發(fā)生的反應方程式 ______________。
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【題目】在氯水中存在多種分子和離子,它們在不同的反應中表現各自的性質,下列實驗現象和結論一致且正確的是( )
A.使酚酞溶液變紅,說明溶液顯酸性
B.溶液呈現黃綠色,且有刺激性氣味,說明有 Cl2 存在
C.先加入HCl溶液酸化,再加入AgNO3溶液產生白色沉淀,說明有 Cl-存在
D.新制氯水放置數天后酸性將減弱
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【題目】今年是門捷列夫發(fā)現元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z為短周期主族元素,W與X的最高化合價之和為8。下列說法錯誤的是
A. 原子半徑:W<X
B. 常溫常壓下,Y單質為固態(tài)
C. 氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性:Z<W
D. X的最高價氧化物的水化物是強堿
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【題目】硼及硼的化合物有著廣泛的用途。請回答下列問題:
(1) 硼酸(H3BO3)為一元弱酸,硼酸中B的化合價為________。
(2) 已知:H3BO3的電離常數Ka=5.8×1010,H2CO3的電離常數掏Ka1=4.4×107、Ka2=4.7×1011,向飽和硼酸溶液中滴加0.1 mol·L1 Na2CO3溶液,寫出發(fā)生反應的離子方程式________。
(3) 以硼酸為原料可制備重要還原劑NaBH4。NaBH4與BF3在50℃~70℃反應生成NaBF4和乙硼烷(B2H6),該反應的化學方程式是________。
(4) B2H6是強還原劑,氫元素的化合價與NaH中的氫相同。B2H6與水反應生成H3BO3和H2,若有0.1 mol電子轉移時,則產生H2在標準狀況下的體積為________L。
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【題目】在硫酸工業(yè)生產中,為了有利于SO2的轉化,且能充分利用熱能,采用了中間有熱交換器的接觸室(見右圖)。下列說法錯誤的是
A. a、b兩處的混合氣體成分含量相同,溫度不同
B. c、d兩處的混合氣體成分含量相同,溫度不同
C. 熱交換器的作用是預熱待反應的氣體,冷卻反應后的氣體
D. c處氣體經熱交換后再次催化氧化的目的是提高SO2的轉化率
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【題目】有下列五組物質:A、 O2和O3 B 、Cl和Cl C 、CH4 與C7H16 D、CH3CH2CH2CH3 與 E、與
(1)______組兩種物質互為同位素;
(2)______組兩種物質互為同素異形體;
(3)______組兩種物質互為同系物;
(4)______組兩種物質互為同分異構體;
(5)______組兩種物質實為同一物質。
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【題目】鎂是一種重要金屬,號稱國防金屬。某設計小組利用硼鎂礦制備鎂和硼的流程如下:
已知:硼鎂礦的主要成分Mg2B2O5·H2O,硼砂的化學式為Na2B4O7·10H2O,回答下列問題:
(1)Mg2B2O5·H2O中B的化合價為________。在90℃的熱水中,加入稀硫酸調節(jié)pH=2~3生成硼酸(H3BO3),反應的離子方程式為__________。
(2)硼的化合物種類繁多,NaBH4是有機合成中常見的還原劑,NaBH4的電子式為______。
(3)將MgCl2·6H2O置于HCl氛圍中加熱的目的是_____,Mg與X在高溫下反應的化學方程式為________。
(4)若向硼鎂礦中加入0.1 mol/L鹽酸溶液,充分反應后測得溶液的pH=2時,溶液中c(Mg2+)為__________________________________(忽略溶液體積的變化)。
(5)電解熔融的無水氯化鎂所得的鎂蒸汽在特定的環(huán)境里冷卻后即為固體鎂,下列物質中可以作鎂蒸汽的冷卻劑的是_________(填字母序號)
A氦氣 B氮氣
C水蒸氣 D二氧化碳氣體 E氯氣
(6)Mg-H2O2是一種以海水為電解質(加入一定量的酸)的新型電池。該電池的負極材料為_____,正極的電極反應為________。
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【題目】生產生活中常用84消毒液殺菌消毒;瘜W課外小組用Cl2和NaOH固體制取84消毒液。請回答下列問題:
(1)制取84消毒液的離子方程式為______________________。
(2)制取84消毒液需要4.0 mol·L-1的NaOH溶液100mL,配制時稱量NaOH固體的質量為________,配制過程中使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、_________。
(3)該消毒液也用于漂白,為增強漂白性向消毒液中滴加幾滴稀鹽酸,寫出化學反應方程式__________________。
(4)84消毒液在空氣中久置后,NaClO會轉化為HClO,HClO分解失效,化學課外小組同學向溶液中滴加紫色石蕊試液,出現______________現象,證明消毒液已失效。
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