5.某化學(xué)小組用MnO2和濃鹽酸共熱制取氯氣時(shí),利用剛吸收過SO2的NaOH溶液對(duì)尾氣進(jìn)行吸收處理.請(qǐng)按要求回答下列問題:
(1)請(qǐng)寫出用此法制取Cl2的離子方程式:MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O.
(2)該尾氣吸收處理一段時(shí)間后,吸收液中(假設(shè)不含酸式鹽)肯定存在的陰離子有OH-、SO42-、Cl-;對(duì)可能大量存在的其他陰離子(不考慮空氣中CO2的影響)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究.
①提出假設(shè):
假設(shè)1:只存在SO32-;假設(shè)2.只存在ClO-;假設(shè)3:既存在SO32-也存在ClO-
②質(zhì)疑討論:經(jīng)分析假設(shè)3不合理,理由是SO32-具有強(qiáng)還原性,ClO-具有強(qiáng)氧化性,兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存.
③實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與分析:
限選試劑:3moL•L-1 H2SO4、1moL•L-1 NaOH、0.01mol•L-1 KMnO4紫色石蕊試液.
實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟一:取少量吸收液于試管中,滴加3mol•L-1 H2SO4至溶液呈酸性,然后將所得溶液分置于A、B試管中.
步驟二:在A試管中滴加0.01mol•L-1KMnO4溶液,振蕩. 若紫紅色褪去,則說明假設(shè)1成立.
步驟三:在B試管中滴加紫色石蕊溶液,振蕩 若先變紅后褪色,則說明假設(shè)2成立.
(3)假設(shè)有224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)SO2被15mL 1mol•L-1的NaOH溶液完全吸收,得溶液X.忽略鹽類的水解,所得X溶液中溶質(zhì)正鹽的物質(zhì)的量為0.005mol.
若用0.2000mol•L-1 KIO3溶液恰好將上述溶液X中所有的硫元素氧化,還原產(chǎn)物為I2,則消耗KIO3溶液的體積為20L.

分析 (1)MnO2和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣、氯化錳和水;
(2)利用剛吸收過少量SO2的NaOH溶液吸收含有氯氣的尾氣,根據(jù)溶液中發(fā)生的反應(yīng)分析存在的陰離子;
①可假設(shè)1:只存在SO32-;假設(shè)2只存在ClO-;假設(shè)3:既不存在SO32-,也不存在ClO-;
②SO32-具有還原性,ClO-具有氧化性,二者不能共存;
③根據(jù)所限制實(shí)驗(yàn)試劑和SO32-、ClO-的性質(zhì),先加入硫酸至酸性,若存在SO32-、ClO-,分別生成了H2SO3和HClO;H2SO3具有還原性,選擇具有強(qiáng)氧化性的高錳酸鉀溶液,證明SO32-的存在;因?yàn)镠ClO具有強(qiáng)氧化性,紫色石蕊溶液,證明有ClO-的存在;
(3)首先計(jì)算SO2和NaOH的物質(zhì)的量,判斷反應(yīng)產(chǎn)物,列方程式計(jì)算相關(guān)物理量;根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等來計(jì)算消耗KIO3溶液的體積.

解答 解:(1)MnO2和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣、氯化錳和水,其反應(yīng)的離子方程式為:MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O,
故答案為:MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)利用剛吸收過少量SO2的NaOH溶液吸收含有氯氣的尾氣,少量的SO2與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SO3,Na2SO3被氯氣氧化生成硫酸鈉,其反應(yīng)方程式為Cl2+Na2SO3+2NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O,故一定存在SO42-、Cl-
故答案為:SO42-、Cl-;
(3)由已知假設(shè)1、只存在SO32-,假設(shè)3、既存在SO32-也存在ClO-,可知假設(shè)2為為:只存在ClO-,
故答案為:只存在ClO-;
②SO32-具有強(qiáng)還原性,ClO-具有強(qiáng)氧化性,兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存,
故答案為:SO32-具有強(qiáng)還原性,ClO-具有強(qiáng)氧化性,兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存;
③因?yàn)槲找撼蕢A性,先取少量吸收液于試管中,滴加3moL•L-1 H2SO4至溶液呈酸性,然后將所得溶液分置于A、B試管中先加入硫酸的試管,若存在SO32-、ClO-,分別生成了H2SO3和HClO;
在A試管中滴加0.01mol•L-1KMnO4溶液,若紫紅色褪去,證明有SO32-,則說明假設(shè)1成立;
在B試管中滴加紫色石蕊溶液,若溶液先變紅后褪色,證明有ClO-,則說明假設(shè)2成立,
故答案為:0.01mol•L-1KMnO4溶液;紫紅色褪去;紫色石蕊溶液;先變紅后褪色;
(3)n (SO2)=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol,n(NaOH)=0.015L×1mol/L=0.015mol,
則反應(yīng)的可能方程式有:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,SO2+NaOH=NaHSO3,
則有:2>$\frac{n(NaOH)}{n(SO{\;}_{2})}$=$\frac{3}{2}$>1,
所以:所得產(chǎn)物為Na2SO3和NaHSO3
設(shè)所得產(chǎn)物中含Na2SO3為xmol,NaHSO3為ymol則得方程組:$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.01\\;}\\{2x+y=0.015}\end{array}\right.$,解得:x=0.005,y=0.005,即正鹽的物質(zhì)的量為:0.005mol;
設(shè)0.2000mol•L-1 KIO3溶液VL恰好將上述溶液X中所有的硫元素氧化,還原產(chǎn)物為I2,則KIO3得電子總數(shù)為:0.2000mol/L×VL×(5-0),
X溶液中硫失電子總數(shù)為:0.01mol×(6-4),根據(jù)得失電子總數(shù)相等得:0.2000mol/L×VL×(5-0)=0.01mol×(6-4),解答V=20mL,
故答案為:0.005mol;20.

點(diǎn)評(píng) 本題屬于實(shí)驗(yàn)探究題,要根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理提出假設(shè),再結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)加以驗(yàn)證,側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力,題目難度中等.計(jì)算時(shí)注意先判斷反應(yīng)產(chǎn)物,利用氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等來計(jì)算可簡化計(jì)算過程.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.下列關(guān)于物質(zhì)的檢驗(yàn)說法不正確的是( 。
A.待檢液加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成,再加入鹽酸沉淀消失且產(chǎn)生無色無味的氣體,則待檢液中一定含有CO32-
B.加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成,再加稀硝酸,沉淀不消失,一定含有SO42-
C.將氫氣在某氣體中點(diǎn)燃,若產(chǎn)生蒼白色火焰,則該氣體為氯氣
D.待檢液加入NaOH溶液并加熱,有能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體生成,則原溶液中一定含有NH4+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.A、B、C均為中學(xué)化學(xué)中的常見物質(zhì),它們含有一種相同的元素.請(qǐng)根據(jù)題中信息回答問題.
Ⅰ:A、B、C三種物質(zhì)都由短周期元素組成,D是空氣的主要成分之一,它們存在如下反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系:
A$\stackrel{D}{→}$B$\stackrel{D}{→}$C
(1)若A是非金屬單質(zhì),常溫下為固態(tài),且A與C在一定條件下能發(fā)生反應(yīng),則C為CO2
(2)若A短周期是金屬單質(zhì),則A在元素周期表的位置是第三周期IA族.
(3)若常溫時(shí)C為紅棕色氣體,則A可能是N2或NH3;工業(yè)上用A與D反應(yīng)制取B的化學(xué)方程式為:4NH3+5O2$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H2O.
Ⅱ:已知A、B、C、D存在如圖所示的反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系:

(1)若D為生活中常見的金屬單質(zhì),圖中反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng),A與C反應(yīng)生成B的離子方程式為:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)檢驗(yàn)B中陽離子的方案:取少量B溶液,往其中滴加少量硫氰化鉀溶液,若溶液變紅,則含有Fe3+.(寫出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象及結(jié)論)
(2)若D為強(qiáng)堿,A為常見正鹽,A、B、C含有共同元素是生活中常見金屬元素,圖中反應(yīng)均為非氧化還原反應(yīng),則A與C反應(yīng)生成B的離子方程式為:3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.有一份溶液中只有K+、Na+、NO3-、CO32-四種離子大量存在,經(jīng)測定,c(Na+)=2.0mol/L,c(K+)=2.5mol/L,c(CO32-)=1.8mol/L,則溶液中NO3-的物質(zhì)的量濃度為(  )
A.2.7 mol/LB.1.35 mol/LC.0.9 mol/LD.0.45 mol/L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

20.按要求填空.
(1)配平氧化還原反應(yīng):
4Zn+10HNO3═1N2O↑+4Zn(NO32+5H2O
(2)用單線橋在(1)已經(jīng)配平的化學(xué)方程式中,標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目;
(3)此反應(yīng)中,氧化劑是HNO3;氧化產(chǎn)物是Zn(NO32;(填寫化學(xué)式)
(4)若該反應(yīng)有3mol電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移,則消耗單質(zhì)鋅的質(zhì)量為97.5g.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.下列有關(guān)鈉和鎂的說法中,不正確的是(  )
A.電解飽和食鹽水可以得到氯氣
B.金屬鈉在高溫下能將TiCl4中的鈦置換出來
C.金屬鎂燃燒后會(huì)發(fā)出耀眼的白光,因此常用來制造信號(hào)彈和焰火
D.金屬鎂著火,可用二氧化碳滅火

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

17.物質(zhì)結(jié)構(gòu)揭示物質(zhì)構(gòu)成的奧秘,請(qǐng)回答以下問題:
(1)元素A含有8個(gè)質(zhì)子,10個(gè)中子的核素,用核素符號(hào)表示為188O.元素B被科學(xué)家稱“防癌之王”,與元素A同主族位于第四周期,元素B的名稱為硒,A和B的氫化物,沸點(diǎn)較高的是H2O(填化學(xué)式).
(2)CH4中共用電子對(duì)偏向C,SiH4中硅元素為+4價(jià),則C、Si、H的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镃>H>Si.
(3)如圖1是前四周期主族元素第一電離能梯度圖,圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的元素為氫,則b點(diǎn)對(duì)應(yīng)元素的未成對(duì)電子數(shù)為3,c點(diǎn)對(duì)應(yīng)元素基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4

(4)FeC13晶體易溶于水、乙醇,用酒精燈加熱即可氣化,而FeF3晶體熔點(diǎn)高于1000℃,試解釋兩種化合物熔點(diǎn)差異較大的原因是FeCl3為分子晶體,F(xiàn)eF3為離子晶體,離子晶體的熔點(diǎn)高于分子晶體.
(5)水果中含有不同的果酸,其中檸檬、柑橘等水果中含有檸檬酸,檸檬酸的結(jié)構(gòu)如圖2.檸檬酸的晶體類型為分子晶體,碳原子的雜化軌道類型為sp2、sp3;檸檬酸晶體中含有的作用力有共價(jià)鍵、氫鍵、范德華力.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

14.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用.如圖表示一個(gè)電解池,其中a為電解質(zhì)溶液,X、Y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連.
請(qǐng)回答以下問題:
(1)X的電極名稱是陰極(填寫“陽極”或“陰極”).
(2)若X、Y都是惰性電極,a是硫酸鈉溶液,實(shí)驗(yàn)開始時(shí),同時(shí)在兩邊各滴入幾滴紫色石蕊試液,一段時(shí)間后,在X極附近觀察到的現(xiàn)象是溶液變?yōu)榧t色,Y極上的電極反應(yīng)式為4OH--4e-=H2O+O2↑.
(3)若X、Y都是惰性電極,a是AgNO3溶液,電解一段時(shí)間后,陽極上產(chǎn)
生氣體的體積為0.448L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則陰極上析出金屬的質(zhì)量為8.64g.
(4)若要用該裝置電解精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則Y電極的材料是粗銅,X電極的材料是精銅.
(5)若要用電鍍方法在鐵表面鍍一層金屬銀,應(yīng)該選擇的方案是C.
方案XYa溶液
A石墨AgNO3
BAgNO3
CAgNO3
DFe(NO33

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

15.有200mL氯化鎂和氯化鋁的混合溶液,其中c(Mg2+)為0.2mol/L,c(Cl-)為1.3mol/L,則Al3+的物質(zhì)的量濃度為0.3mol/L.

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