【題目】二氧化氯(ClO2)被聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織(WHO)列為AⅠ級高效安全滅菌消毒劑。常溫下二氧化氯為黃綠色氣體,其熔點為-59.5℃,沸點為11.0℃,能溶于水,不與水反應(yīng)。溫度過高,二氧化氯的水溶液可能爆炸。某研究性學(xué)習(xí)小組擬用下圖所示裝置制取并收集ClO2。(加熱和夾持裝置均省略)

(1)在圓底燒瓶中先放入一定量的KClO3和草酸(H2C2O4),然后再加入足量的稀硫酸,在60℃~80℃之間生成C1O2、CO2和一種硫酸鹽,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________

(2)A裝置中使用溫度計的目的________________。反應(yīng)開始后,可以觀察到圓底燒瓶內(nèi)的現(xiàn)象是________。

(3)B裝置的作用是______________

(4)D裝置中的NaOH溶液吸收尾氣中的ClO2,生成物質(zhì)的量之比為的1:1的兩種鹽,一種為NaClO2,另一種為________。

(5)ClO2很不穩(wěn)定,需隨用隨制,產(chǎn)物用水吸收得到ClO2溶液。為測定所得溶液中ClO2的含量,進(jìn)行了下列實驗:

步驟1:量取ClO2溶液10.0mL,稀釋成100.,0mL試樣;量取V1mL試樣加入到錐形瓶中;

步驟2:調(diào)節(jié)試樣的pH≤2.0,加入足量的KI晶體,振蕩后,靜置片刻;

步驟3:加入指示劑X,用cmol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液V2mL。

(已知:2ClO2+8H++10I-=5I2+2Cl-+4H2O;2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)

指示劑X為________。原ClO2溶液的濃度為_________g·L-1(用含字母的代數(shù)式表示)。

(6)有同學(xué)認(rèn)為KC1O3在酸性條件下與草酸反應(yīng)會生成KCl。請設(shè)計實驗證明A裝置反應(yīng)后的溶液中是否存在C1-,簡要寫出所需試劑、實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論。(已知:AgClO3可溶于水)

_____________________________。

【答案】 2KClO3+H2C2O4+H2SO4K2SO4+2ClO2↑+2H2O+2CO2 控制溫度,避免溫度過高引起爆炸 溶液中有氣泡逸出,圓底燒瓶內(nèi)產(chǎn)生黃綠色氣體 將C1O2冷凝并收集 NaClO3 淀粉溶液 取少量A裝置反應(yīng)后的溶液于試管中,加入足量Ba(NO3)2溶液,充分反應(yīng)后靜置,取上層清液于試管中,加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,觀察是否有白色沉淀產(chǎn)生。若有,則存在Cl-;若無,則不存在Cl-

【解析】本題考查實驗方案設(shè)計與評價,(1)根據(jù)題干信息,硫酸鹽是K2SO4,KClO3和草酸(H2C2O4),然后再加入足量的稀硫酸,在60℃~80℃之間生成ClO2、CO2和一種硫酸鹽,因此有KClO3+H2C2O4+H2SO4→ClO2↑+CO2↑+K2SO4+H2O,KClO3中Cl的化合價由+5價→+4價,化合價降低1價,H2C2O4中C由+3價→+4價,化合價共升高2價,最小公倍數(shù)是2,然后根據(jù)原子守恒,配平其他,即2KClO3+H2C2O4+H2SO4 K2SO4+2ClO2↑+2H2O+2CO2↑;(2)溫度過高,二氧化氯的水溶液可能爆炸,以及60℃~80℃之間生成ClO2,因此溫度計的作用是控制溫度,防止溫度過高引起爆炸;ClO2是黃綠色氣體,因此反應(yīng)開始后,燒瓶內(nèi)的現(xiàn)象是溶液中有氣泡逸出,圓底燒瓶內(nèi)產(chǎn)生黃綠色氣體;(3)ClO2熔點為-59.5℃,沸點為11.0℃,因此裝置B的作用是將ClO2冷凝并收集;(4)ClO2中Cl顯+4價,NaClO2中的Cl的化合價為+3價,此反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),有化合價的升高就有化合價降低,設(shè)另一種鹽中氯元素的化合價為X,生成兩種鹽的物質(zhì)的量為1:1,根據(jù)得失電子數(shù)目守恒,1×1=1×(X-4),即X=5,此鹽為NaClO3;(5)因為淀粉與碘單質(zhì)變藍(lán),因此選用的指示劑為淀粉溶液,根據(jù)兩個反應(yīng)方程式,建立的關(guān)系是2ClO2~5I2~10Na2S2O3,因此ClO2的濃度為: g·L-1= g·L-1;(6)因為KClO3與草酸反應(yīng),環(huán)境是酸性,此酸為硫酸,因此檢驗Cl時,應(yīng)先除去SO42-,即具體操作是:取少量A裝置反應(yīng)后的溶液于試管中,加入足量Ba(NO3)2溶液,充分反應(yīng)后靜置,取上層清液于試管中,加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,觀察是否有白色沉淀產(chǎn)生。若有,則存在Cl;若無,則不存在Cl;

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol·L1的鹽酸和NaOH溶液,向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉,反應(yīng)結(jié)束后,測得生成的氣體體積比為V()∶V()1∶2,則加入鋁粉質(zhì)量為( )

A. 5.4 g B. 3.6 g C. 2.7 g D. 1.8 g

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】理論上不能設(shè)計為原電池的化學(xué)反應(yīng)是

A. CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)

B. HNO3(aq)+NaOH(aq)==NaNO3(aq)+H2O(l)

C. 2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)

D. 2FeCl3(aq)+Fe(s)==3FeCl3(aq)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。

(1)己知25℃時:O2(g)+S(s)=SO2(g) △H=-akJ·mol-1

O2(g) +2SO2(g)2SO3(g) △H = -b kJ·mol-1

寫出SO3(g)分解生成O2(g)與S(s)的熱化學(xué)方程式:__________________。

(2)研究SO2催化氧化生成SO3的反應(yīng),回答下列相關(guān)問題:

①甲圖是SO2(g)和SO3(g)的濃度隨時間的變化情況。反應(yīng)從開始到平衡時,用O2表示的平均反應(yīng)速率為__________________。

②在一容積可變的密閉容器中充入20 mol SO2(g)和10mol O2(g),O2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(P)的變化如圖乙所示。則P1與P2的大小關(guān)系是P1______P2 ( “>”“ <”或“=”),A、B、C三點的平衡常數(shù)大小關(guān)系為__________(用KA、KB、KC和“<”“>” 或“=”表示)。

(3)常溫下,H2SO3的電離平衡常數(shù)Ka1=1.54×10-2,Ka2=1.02×10-7。

①將SO2通入水中反應(yīng)生成H2SO3。試計算常溫下H2SO32H++SO32-的平衡常數(shù)K =_____。(結(jié)果保留小數(shù)點后兩位數(shù)字)

②濃度均為0. 1 mol L-1的Na2SO3、NaHSO3混合溶液中,

= ________。

(4) 往1 L0.2 mol L-1 Na2SO3溶液中加入0.1 mol的CaCl2固體,充分反應(yīng)后(忽略溶液體積變化),溶液中c(Ca2+)=_________。(已知,常溫下Ksp(CaSO3)=1.28×l0-9)

(5)用含等物質(zhì)的量溶質(zhì)的下列溶液分別吸收SO2,理論吸收量最多的是__________(填序號)。

A.Na2SO3 B.Fe(NO3)3 C.Ba(OH)2 D.酸性 KMnO4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將一定量Fe和Fe2O3混合物放入2mol·L-1的HNO3溶液25 mL中,反應(yīng)完成后,無固體剩余,生成224 mL NO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),再向反應(yīng)后的溶液中加入1 mol·L-1的NaOH溶液,要使鐵元素全部沉淀下來,所加NaOH溶液的體積最少是( )

A45 mL B50 mL C40 mL D無法確定

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】2,5-已二醇C6H14O2可以作為醫(yī)藥中間體和制備高分子聚合物的原料。2,5-己二醇和聚酯的合成路線如下圖所示:

回答下列問題:

(1)D中所含官能團(tuán)的名稱是____________。

(2)A→B的反應(yīng)類型是________。A→D的反應(yīng)條件是____________________。

(3)B→C反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________。

(4)G→I反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。

(5)物質(zhì)H的同分異構(gòu)體有多種,同時滿足下列三個條件的共有________種,其中核磁共振氫譜為三組峰的是____________ (寫結(jié)構(gòu)簡式)。

①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng);③能發(fā)生水解反應(yīng)。

(6)參照上述合成路線,以苯和乙醇為原料(試劑任選),設(shè)計制備苯乙烯的合成路線__________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】直接尿素電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法不正確的是

A. 碳電極采用多孔并用觸媒層可加快反應(yīng)速率

B. 電池工作時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

C. Y極的電極反應(yīng)式為H2NCONH2+H2O-6e-=N2↑+CO2+6H+

D. 電池工作時,H+向Y極區(qū)遷移,Y極周圍溶液的pH減小

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)分別取W g鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應(yīng),在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是________。

(2)分別取0.1 mol鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應(yīng),在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是______

(3)若產(chǎn)生相同物質(zhì)的量的氫氣,反應(yīng)所需鈉、鐵、鋁的質(zhì)量比是____________。

(4)若產(chǎn)生相同體積(同溫、同壓)的氫氣,反應(yīng)所需鈉、鐵、鋁三種金屬的物質(zhì)的量之比是____

(5)分別取金屬鈉、鐵、鋁0.2 mol,分別投入10 mL 1 mol·L-1鹽酸中,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氫氣的體積大小的順序是___________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某有機物A的結(jié)構(gòu)簡式如圖,下列有關(guān)A的說法正確的是( )

A.分子式為C14H25O6NBr

B.該分子中含有兩個手性碳原子

C.不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

D.A在一定條件下與氫氧化鈉溶液反應(yīng),1 mol A最多消耗3 mol NaOH

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