8.某化學興趣小組同學展開對漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)的研究.
實驗Ⅰ.制取NaClO2晶體
已知:NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO2•3H2O,高于38℃時析出的晶體是NaClO2,高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl.現(xiàn)利用如圖所示裝置進行實驗.

(1)裝置③的作用是防止倒吸.
(2)裝置②中產生ClO2的化學方程式為2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2+2Na2SO4+H2O;裝置④中制備NaClO2的化學方程式為2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2
(3)從裝置④反應后的溶液獲得NaClO2晶體的操作步驟如下:
①減壓,55℃蒸發(fā)結晶;②趁熱過濾;③用38-60℃的溫水洗滌;④低于60℃干燥,得到成品.
實驗Ⅱ.測定某亞氯酸鈉樣品的純度
設計如下實驗方案,并進行實驗:
①確稱取所得亞氯酸鈉樣品m g于燒杯中,加入適量蒸餾水和過量的碘化鉀晶體,再滴入適量的稀硫酸,充分反應(已知:ClO2-+4I-+4H+═2H2O+2I2+Cl-);將所得混合液配成250mL待測溶液.
②移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中,加幾滴淀粉溶液,用c mol•L-1 Na2S2O3標準液滴定,至滴定終點.重復2次,測得平均值為V mL(已知:I2+2S2O32-═2I-+S4O62-).
(4)達到滴定終點時的現(xiàn)象為溶液由藍色變?yōu)闊o色,且30 s內不變色.
(5)該樣品中NaClO2的質量分數(shù)為$\frac{90.5cv}{4m}%$(用含m、c、V的代數(shù)式表示).
(6)在滴定操作正確無誤的情況下,此實驗測得結果偏高,原因用離子方程式表示為4I-+O2+4H+=I2+2H2O.

分析 制取NaClO2晶體:裝置②中發(fā)生反應:2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2+2Na2SO4+H2O,可能發(fā)生Na2SO3+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2↑+H2O,產生的SO2 被帶入④中,SO2與H2O2 反應生成硫酸鈉,生成的ClO2氣體經裝置③進入裝置④,發(fā)生反應:2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2,得NaClO2溶液,經蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌、干燥等操作,得晶體NaClO2•3H2O,要注意根據(jù)題目所給信息,控制溫度,裝置①⑤是吸收多余氣體防止污染.
(1)裝置④中氣體反應,裝置內壓強降低,裝置③防止倒吸;
(2)亞硫酸鈉具有還原性,在裝置②中的反應中作還原劑;裝置④反應后的溶液獲得NaClO2晶體,裝置④中生成NaClO2,Cl元素的化合價降低,雙氧水應表現(xiàn)還原性,有氧氣生成,結合原子守恒可知,還有水生成,據(jù)此書寫方程式;
(3)從溶液中制取晶體,一般采用蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌、干燥的方法,注意溫度控制;
(4)反應結束時,碘反應完全,滴加最后一滴液體時溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內不變色,說明到達滴定終點;
(5)根據(jù)關系式NaClO2~2I2~4S2O32-進行計算;
(6)實驗測得結果偏高,說明滴定消耗的Na2S2O3標準液體積偏高,溶液中碘的含量偏高,應是生成的碘離子被氧氣氧化為碘所致.

解答 解:(1)裝置②中發(fā)生反應:2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2+2Na2SO4+H2O,可能發(fā)生Na2SO3+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2↑+H2O,產生的SO2 被帶入④中,SO2與H2O2 反應生成硫酸鈉,生成的ClO2氣體經裝置③進入裝置④,發(fā)生反應:2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2,裝置④中氣體反應,裝置內壓強降低,裝置③為安全瓶,防止產生倒吸,
故答案為:防止倒吸;
(2)亞硫酸鈉具有還原性,在反應中作還原劑;裝置②中產生ClO2的反應是氯酸鈉在酸性溶液中氧化亞硫酸鈉為硫酸鈉,本身被還原為二氧化氯,反應的化學方程式為:2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O;裝置④反應后的溶液獲得NaClO2晶體,故裝置④中生成NaClO2,Cl元素的化合價降低,雙氧水應表現(xiàn)還原性,有氧氣生成,結合原子守恒可知,還有水生成,配平后方程式為:2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2,
故答案為:2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O;2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2;
(3)從溶液中制取晶體,一般采用蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌、干燥的方法,為防止析出晶體NaClO2•3H2O,應趁熱過濾,由題目信息可知,應控制溫度38℃~60℃進行洗滌,低于60℃干燥,
故答案為:用38-60℃的溫水洗滌;
(4)碘遇淀粉變藍色,反應結束時,碘反應完全,滴加最后一滴Na2S2O3標準液時溶液由藍色變?yōu)闊o色且30 s內不變色,說明到達滴定終點,
故答案為:溶液由藍色變?yōu)闊o色,且30 s內不變色;
(5)令樣品中NaClO2的質量分數(shù)為a,則:
NaClO2~2I2~4S2O32-
90.5g                 4mol
mag          c mol•L-1×V×10-3L×$\frac{250ml}{25ml}$,
所以90.5g:mag=4mol:c mol•L-1×V×10-3L×$\frac{250ml}{25ml}$,
解得a=$\frac{90.5cV}{4m}$%,
故答案為:$\frac{90.5cV}{4m}$%;
(6)實驗測得結果偏高,說明滴定消耗的Na2S2O3標準液體積偏高,溶液中碘的含量偏高,應是生成的碘離子被氧氣氧化為碘,同時生成水,反應離子方程式為4I-+O2+4H+=2I2+2H2O,
故答案為:4I-+O2+4H+=I2+2H2O.

點評 本題考查物質的制備、對信息的利用、對裝置的理解、氧化還原反應滴定等,理解原理是解題的關鍵,同時考查學生分析問題、解決問題的能力,題目難度中等,注意氧化還原反應滴定中利用關系式進行的計算.

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

8.下列說法不正確的是(  )
A.中和反應的反應熱測定需用溫度計測量溫度二次,分別為反應的起始溫度和最高溫度
B.用試紙檢驗氣體時,可先把試紙用蒸餾水潤濕,粘在玻璃棒一端,用玻璃棒把試紙放到盛待測氣體的容器口附近
C.用剩的藥品能否放回原瓶,應視具體情況而定
D.將鉑絲放在鹽酸中洗滌并灼燒為無色后,再蘸取待測物進行焰色反應

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

19.一定溫度時,向容積為2L的密閉容器中充入一定量的SO2和O2,發(fā)生反應:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g).反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表(表中t1<t2),下列說法正確的是( 。
反應時間/minn(SO2)/moln(O2)/mol
00.100.060
t10.012
t20.016
A.反應在0~t1 min內的平均速率為v(SO3)=0.088/t1 mol•L-1•min-1
B.保持其他條件不變,起始時向容器中充入0.10molSO3和0.010 molO2,到達平衡時,n(SO2)=0.012 mol
C.保持其他條件不變,升高溫度,平衡時c(SO2)=0.0070mol•L-1,則反應的△H>0
D.相同溫度下,起始時向容器中充入0.050molSO2和0.030molO2,達到平衡時SO2轉化率大于88%

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

16.已知用P2O5作催化劑,加熱乙醇可制備乙烯,反應溫度為80℃~210℃.某研究性小組設計如圖甲裝置并檢驗產生的乙烯氣體(夾持和加熱儀器略去).
(1)儀器a的名稱為冷凝管,其作用是將揮發(fā)出的乙醇冷凝回流到燒瓶中,提高反應物利用率;加熱前,通常需要在三頸瓶中加入碎瓷片,目的是防止暴沸.
(2)用化學反應方程式表示上述制備乙烯的原理C2H5OH $→_{P_{2}O_{5}}^{80℃~210℃}$CH2=CH2↑+H2O.
(3)已知P2O5是一種酸性干燥劑,吸水時放出大量的熱,在實驗過程中P2O5與乙醇能發(fā)生作用,因反應用物用量的不同會生成不同的磷酸酯,它們均為易溶于水的物質,沸點較低.寫出乙醇和磷酸反應生成磷酸二乙酯的化學方程式(磷酸用結構式表示為
(4)某同學認為用上述裝置驗證產生了乙烯不夠嚴密,理由是沒有排除乙醇的干擾.
(5)請在A、B之間設計一個簡單的裝置解決上述驗證乙烯不夠嚴密的問題.請你在圖乙虛線框內畫出該裝置的簡圖(注明所用試劑).

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

3.一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料,生產中產生的廢料數(shù)量可觀,廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在;鈷以Co2O3•CoO的形式存在,吸附在鋁箔的單面或雙面,鋰混雜于其中,從廢料中回收氧化鈷(CoO)的工藝流程如圖:

(1)過程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出廢料中的Al,反應的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=+2AlO2-+3H2↑.
(2)過程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出鈷.則浸出鈷的化學反應方程式為(產物中只有一種酸根)4Co2O3•CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O.在實驗室模擬工業(yè)生產時,也可用鹽酸浸出鈷,但實際工業(yè)生產中不用鹽酸,請從反應原理分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因Co2O3•CoO可氧化鹽酸產生Cl2,污染環(huán)境.
(3)過程Ⅲ得到鋰鋁渣的主要成分是LiF和Al(OH)3,碳酸鈉溶液在產生Al(OH)3時起重要作用,請寫出該反應的離子方程式2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑.
(4)碳酸鈉溶液在過程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同,請寫出在過程Ⅳ中起的作用是調整pH,提供CO32-,使Co2+沉淀為CoCO3
(5)在Na2CO3溶液中存在多種粒子,下列各粒子濃度關系正確的是BD(填序號).
A、c(Na+)=2c(CO32-
B、c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-
C、c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+
D、c(OH-)-c(H+)═c(HCO3-)+2c(H2CO3
(6)CoO溶于鹽酸可得粉紅色的CoCl2溶液.CoCl2含結晶水數(shù)目不同而呈現(xiàn)不同顏色,利用藍色的無水CoCl2吸水變色這一性質可制成變色水泥和顯隱墨水.如圖是粉紅色的CoCl2•6H2O晶體受熱分解時,剩余固體質量隨溫度變化的曲線,A物質的化學式是CoCl2•2H2O.

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

13.實驗室制備苯乙酮的化學方程式為:
制備過程中還有CH3COOH+AlCl3→CH3COOAlCl2+HCl↑等副反應.
主要實驗裝置和步驟如圖甲:

(I)合成:在三頸瓶中加入20g無水AlCl3和30mL無水苯.為避免反應液升溫過快,邊攪拌邊慢慢滴加6mL乙酸酐和10mL無水苯的混合液,控制滴加速率,使反應液緩緩回流.滴加完畢后加熱回流1小時.
(Ⅱ)分離與提純:
①邊攪拌邊慢慢滴加一定量濃鹽酸與冰水混合液,分離得到有機層
②水層用苯萃取,分液
③將①②所得有機層合并,洗滌、干燥、蒸去苯,得到苯乙酮粗產品
④蒸餾粗產品得到苯乙酮.回答下列問題:
(1)儀器a的名稱:干燥管;裝置b的作用:吸收HCl氣體.
(2)合成過程中要求無水操作,理由是防止三氯化鋁和乙酸酐水解.
(3)若將乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三頸瓶,可能導致AD.
A.反應太劇烈     B.液體太多攪不動    C.反應變緩慢     D.副產物增多
(4)分離和提純操作②的目的是把溶解在水中的苯乙酮提取出來以減少損失.該操作中是否可改用乙醇萃?否(填“是”或“否”),原因是乙醇與水混溶.
(5)分液漏斗使用前須檢漏并洗凈備用.萃取時,先后加入待萃取液和萃取劑,經振搖并放氣后,將分液漏斗置于鐵架臺的鐵圈上靜置片刻,分層.分離上下層液體時,應先打開上口玻璃塞_,然后打開活塞放出下層液體,上層液體從上口倒出.
(6)粗產品蒸餾提純時,如圖乙裝置中溫度計位置正確的是C,可能會導致收集到的產品中混有低沸點雜質的裝置是AB.

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

20.亞磷酸二乙酯[HPO(OC2H52]為重要的阻燃增塑劑,實驗室采用三氯化磷和無水乙醇制備亞磷酸二乙酯:PCl3+4C2H5OH→HPO(OC2H52+HCl↑+2C2H5Cl+H2O;實驗步驟如下:
①將40mL三氯甲烷和36.8g(0.8mol)無水乙醇混合后加入250mL三口燒瓶中.
②從儀器A中滴加20mL三氯甲烷和27.5g(0.2mol)PCl3混合溶液,用冰水控溫6~8℃,開動攪拌器,約1h滴加完畢.
③將反應物倒入燒杯中,用10%的碳酸鈉溶液中和至pH為7~8,再用去離子水洗滌三次,在儀器B中分離.
④減壓蒸餾,收集產品,得23.32g產品.
(1)裝置圖中儀器A名稱為恒壓滴液漏斗;步驟③中儀器B名稱為分液漏斗;圖中NaOH溶液的作用為吸收反應生成的HCl.
(2)用碳酸鈉溶液洗滌的目的是除去PCl3、HCl等酸性物質;用去離子水洗滌的目的是除去Na2CO3及部分C2H5OH.
(3)減壓蒸餾除得到產品外還可回收的有機物有CHCl3、CH3CH2Cl、CH3CH2OH(寫兩個結構簡式)
(4)本次實驗產率為84.5%(填數(shù)值).

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

17.下列化學性質中,苯不具備的是( 。
A.可以在空氣中燃燒B.與Br2發(fā)生取代反應
C.與H2發(fā)生加成反應D.能使高錳酸鉀溶液褪色

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

18.焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在食品加工中常用作防腐劑、漂白劑和疏松劑.焦亞硫酸鈉為黃色結晶粉末,150℃時開始分解,在水溶液或含有結晶水時更易被空氣氧化.實驗室制備焦亞硫酸鈉過程中依次包含以下幾步反應:
2NaOH+SO2═Na2SO3+H2O …(a)
Na2SO3+H2O+SO2═2NaHSO3…(b)
2NaHSO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O5+H2O …(c)
實驗裝置如圖:

(1)實驗室可用廢鋁絲與NaOH溶液反應制取H2,制取H2的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑.
(2)如圖1裝置中,導管X的作用是排出H2、未反應的SO2及水蒸氣等.
(3)通氫氣一段時間后,以恒定速率通入SO2,開始的一段時間溶液溫度迅速升高,隨后溫度緩慢變化,溶液開始逐漸變黃.“溫度迅速升高”的原因為SO2與NaOH溶液的反應是放熱反應;實驗后期須保持溫度在約80℃,可采用的加熱方式為80℃水浴加熱.
(4)反應后的體系中有少量白色亞硫酸鈉析出,參照題如圖2溶解度曲線,除去其中亞硫酸鈉固體的方法是趁熱過濾;然后獲得較純的無水Na2S2O5應將溶液冷卻到30℃左右抽濾,控制“30℃左右”的理由是此時溶液中Na2SO3不飽和,不析出.
(5)用如圖3裝置干燥Na2S2O5晶體時,通入H2的目的是排出空氣,防止焦亞硫酸鈉被氧化;真空干燥的優(yōu)點是干燥室內部的壓力低,水分在低溫下就能氣化,減少產品氧化.
(6)測定產品中焦亞硫酸鈉的質量分數(shù)常用剩余碘量法.已知:S2O52-+2I2+3H2O═2SO42-+4I-+6H+;2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
請補充實驗步驟(可提供的試劑有:焦亞硫酸鈉樣品、標準碘溶液、淀粉溶液、酚酞溶液、標準Na2S2O3溶液及蒸餾水).
①精確稱取產品0.2000g放入碘量瓶(帶磨口塞的錐形瓶)中.
②準確移取一定體積和已知濃度的標準碘溶液(過量)并記錄數(shù)據(jù),在暗處放置5min,然后加入5mL冰醋酸及適量的蒸餾水.
③用標準Na2S2O3溶液滴定至接近終點.
④加入1~2mL淀粉溶液.
⑤繼續(xù)用標準Na2S2O3溶液滴定至藍色剛好褪去且半分鐘內顏色不復現(xiàn),記錄滴定所消耗的體積.
⑥重復步驟①~⑤;根據(jù)相關記錄數(shù)據(jù)計算出平均值.

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