17.亞氯酸鈉(NaClO2)是重要漂白劑.某小組按如圖裝置制取無水NaClO2晶體.
已知:①NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出晶體是NaClO2•3H2O,高于38℃時析出晶體是NaClO2,高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl;
②二氧化氯極易溶于水.NaClO2晶體易溶于水,難溶解于乙醇等有機溶劑.

(1)裝置A中NaClO3和Na2SO3制備ClO2氣體,A中反應的化學方程式為2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2Na2SO4+2ClO2↑+H2O;該裝置中采用濃硫酸而不用稀硫酸的原因是減少ClO2溶解.
(2)裝置B的作用是防止倒吸.裝置C中反應為放熱反應,在不改變反應物濃度和體積的條件下,為了使反應在低溫下進行,實驗中可采取的措施是給C裝置加冰水浴、緩慢滴加硫酸.
(3)寫出裝置C中發(fā)生的離子方程式2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O.
(4)從裝置C反應后的溶液中獲得無水NaClO2晶體的操作步驟為:①減壓,55℃蒸發(fā)結(jié)晶;②趁熱過濾;③用乙醇洗滌2~3次;④在低于60℃條件下干燥得到成品.
(5)測定樣品中NaClO2的純度.測定時進行如下實驗:
準確稱m g的樣品,加入適量蒸餾水和過量KI晶體,在酸性條件下發(fā)生反應:ClO2-+4I-+4H+═2H2O+2I2+Cl-,將所得混合液稀釋成100mL待測溶液.取25.00mL待測溶液,加入淀粉溶液做指示劑,用c mol•L-1 Na2S2O3標準液滴定至終點,測得消耗標準溶液體積的平均值為V mL(已知:I2+2S2O32-═2I-+S4O62-).請計算所稱取的樣品中NaClO2的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{90.5×cv×1{0}^{-3}}{m}$×100%.(用含m、c、V的代數(shù)式表示)

分析 實驗室用NaClO3制取ClO2氣體,再由ClO2制得NaClO2,由實驗裝置可知,A中發(fā)生2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2Na2SO4+2ClO2↑+H2O,必須使NaClO3稍微過量時防止生成二氧化硫,C中發(fā)生2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2,由信息高于38°C時析出晶體是NaClO2,可知溫度在55°C左右,蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到NaClO2,NaClO2具有氧化性時可氧化亞鐵離子;B作安全瓶,D吸收尾氣,NaOH溶液吸收多余的ClO2,生成物質(zhì)的量之比為1:1的兩種陰離子,一種為ClO2-,由Cl元素的化合價降低可知,另一種離子中Cl離子化合物為+5價,
(1)裝置B中制備得到ClO2,所以B中反應為NaClO3和Na2SO3在濃H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4,二氧化氯極易溶于水,用濃硫酸而不用稀硫酸;
(2)裝置C中發(fā)生氣體反應,裝置內(nèi)壓強降低,裝置B的作用是安全瓶,防止C瓶溶液倒吸到A瓶中,由信息高于38°C時析出晶體是NaClO2可知實驗中可采取的措施;
(3)裝置C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(jié)合原子守恒可知,還有水生成,配平書寫方程式;
(4)由題目信息可知,應控制溫度38℃~60℃,高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl;
(5)根據(jù)化學反應可得關(guān)系式:NaClO2~2I2~4S2O32-,根據(jù)關(guān)系式計算.

解答 解:(1)裝置A中產(chǎn)生ClO2,反應的化學方程式為2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2Na2SO4+2ClO2↑+H2O,該裝置中采用濃硫酸而不用稀硫酸的原因是減少ClO2溶解,\
故答案為:2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2Na2SO4+2ClO2↑+H2O;減少ClO2溶解;
(2)裝置C中發(fā)生氣體反應,裝置內(nèi)壓強降低,裝置B的作用是安全瓶,防止C瓶溶液倒吸到A瓶中,裝置C反應后的溶液獲得NaClO2晶體,根據(jù)已知①,給C裝置加冰水浴和緩慢滴加硫酸,
故答案為:防止倒吸; 給C裝置加冰水浴、緩慢滴加硫酸;
(3)裝置C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(jié)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:2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O;
(4)從溶液中制取晶體,一般采用蒸發(fā)結(jié)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:趁熱過濾;乙醇;低于60℃;
(5)設樣品中NaClO2的物質(zhì)的量x,
NaClO2~2I2~4S2O32-,
1mol               4mol
0.25x       c mol•L-1×V×10-3L
則:x=c•V•10-3mol
樣品中NaClO2的質(zhì)量分數(shù)為:$\frac{90.5×cv×1{0}^{-3}}{m}$×100%
故答案為:$\frac{90.5×cv×1{0}^{-3}}{m}$×100%.

點評 本題考查物質(zhì)的制備實驗,為高頻考點,把握制備實驗原理、混合物分離提純?yōu)榻獯鹪擃}的關(guān)鍵,側(cè)重分析與實驗能力的考查,注意氧化還原反應的應用,題目難度中等.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

13.在一密閉容器中充入一定量的N2和H2,經(jīng)測定反應開始后3秒內(nèi),H2的平均反應速率為0.3mol/(L•s),則3秒末NH3的濃度為(  )
A.0.45mol/LB.0.5mol/LC.0.6mol/LD.0.55mol/L

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

8.根據(jù)如圖所示實驗回答下列問題:

(1)試管A中發(fā)生反應的化學方程式Cu+H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+H2O.
(2)試管B中的實驗現(xiàn)象是品紅溶液褪色;若對該試管中反應后的溶液加熱,可以觀察到試管B中的實驗現(xiàn)象是溶液恢復顏色.
(3)試管C中的實驗現(xiàn)象是石蕊試液變紅.
(4)試管C口部棉團的作用是吸收二氧化硫,其反應的離子方程式是SO2+2OH-=SO32-+H2O.

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

5.用有關(guān)知識回答:
(1)實驗室用金屬銅和稀硝酸制取NO的離子方程式:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++4H2O+2NO↑.
(2)NO是有毒氣體,某學生為防止污染,用分液漏斗和燒杯裝配了一套簡易的、能隨開隨用、隨關(guān)隨停的NO氣體發(fā)生裝置,如圖Ⅰ所示.

①實驗室若沒有銅絲,而只有小銅粒,在使用上述裝置進行實驗時,可用絲狀材料包裹銅粒以代替銅絲進行實驗,這絲狀材料的成分可以是DE(填選項編號).
A.鐵B.鋁C.銀D.玻璃E.聚丙烯塑料
②打開分液漏斗的活塞使反應進行,在分液漏斗中實際看到的氣體是紅棕色的,原因是2NO+O2=2NO2(填化學方程式)
(3)為證明銅絲與稀硝酸反應生成的確實是NO,某同學另設計了一套如圖Ⅱ所示制取NO的裝置.反應開始后,可以在U形管右端觀察到無色的NO氣體.
①漏斗的作用是接收被氣體壓出U形管的液體,防止稀硝酸溢出.
②讓反應停止的操作方法及原因是關(guān)閉U形管右端導氣管上的活塞,反應產(chǎn)生的氣體將U形管右端內(nèi)的稀硝酸向下壓,使銅絲與稀硝酸分開,反應就會停止.
(4)以下收集NO氣體的裝置(見圖Ⅲ),合理的是C、D(填選項代號).

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

12.醋酸亞鉻水合物[Cr(CH3COO)2]2•2H2O是一種氧氣吸收劑,為紅棕色晶體,易被氧化,微溶于乙醇,不溶于水和乙醚(易揮發(fā)的有機溶劑).其制備裝置及步驟如圖:

①檢查裝置氣密性后,往三頸燒瓶中依次加入過量鋅粒、適量CrCl3溶液.
②關(guān)閉k2打開k1,旋開分液漏斗的旋塞并控制好滴速.
③待三頸燒瓶內(nèi)的溶液由深綠色(Cr3+)變?yōu)榱了{色(Cr2+)時,把溶液轉(zhuǎn)移到裝置乙中,當出現(xiàn)大量紅棕色晶體時,關(guān)閉分液漏斗的旋塞.
④將裝置乙中混合物快速過濾、洗滌和干燥,稱量.
(1)三頸燒瓶中的Zn除了與鹽酸生成H2外,發(fā)生的另一個反應的離子方程式為2Cr3++Zn═2Cr2++Zn2+
(2)實現(xiàn)步驟③中溶液自動轉(zhuǎn)移至裝置乙中的實驗操作為關(guān)閉k1,打開k2
(3)裝置丙中導管口水封的目的是防止空氣進入裝置乙中氧化Cr2+
(4)為洗滌[Cr(CH3COO)2)]2•2H2O產(chǎn)品,下列方法中最適合的是C.
A.先用鹽酸洗,后用冷水洗 B.先用冷水洗,后用乙醇洗
C.先用冷水洗,后用乙醚洗 D.先用乙醇洗滌,后用乙醚洗
(5)已知其它反應物足量,實驗時取用的CrCl3溶液中含溶質(zhì)9.51g,取用的醋酸鈉溶
液為1.5L0.1mol/L;實驗后得干燥純凈的[Cr(CH3COO)2]2•2H2O 9.4g,則該實驗所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為83.3%(不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物,Mr[Cr(CH3COO)2]2•2H2O=376g/mol).
(6)鉻的離子會污染水,常溫下要除去上述實驗中多余的Cr2+,最好往廢液中通入足量的空氣,再加入堿液,調(diào)節(jié)pH至少為5.6才能使鉻的離子沉淀完全.
【已知Cr(OH)3的溶度積為6.3×10-31,$\root{3}{63}$≈4,lg2≈0.3】
(7)一定條件下,[Cr(CH3COO)2]2•2H2O受熱得到CO和CO2的混合氣體,請設計實驗檢驗這兩種氣體的存在.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

2.實驗室制備1,2二溴乙烷的反應原理如下:
①CH3-CH2OH$→_{170℃}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH2═CH2↑+H2O
②CH2═CH2+Br2→BrCH2CH2Br(1,2-二溴乙烷)
可能存在的主要副反應有:乙醇在濃硫酸的存在下在140℃脫水生成乙醚用少量溴和足量的乙醇制備1,2-二溴乙烷的裝置如圖所示:有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:
乙醇1,2-二溴乙烷乙醚
狀態(tài)無色液體無色液體無色液體
密度/g•cm-30.792.20.71
沸點/℃78.513234.6
熔點/℃-1309-116
(1)在此實驗中,要迅速地把反應溫度提高到170℃左右,其最主要目的是d;
a.引發(fā)反應b.加快反應速度    c.防止乙醇揮發(fā)d.減少副產(chǎn)物乙醚生成
(2)在裝置C中應加入c,其目的是吸收反應中可能生成的酸性氣體;
a.水    b.濃硫酸          c.氫氧化鈉溶液  d.飽和碳酸氫鈉溶液
(3)判斷該制備反應已經(jīng)結(jié)束的最簡單方法是溴的顏色完全褪去.
(4)將1,2-二溴乙烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水,振蕩后產(chǎn)物應在下層(填“上”、“下”);
(5)若產(chǎn)物中有少量未反應的Br2,最好用b洗滌除去;
a.水           b.氫氧化鈉溶液   c.碘化鈉溶液    d.乙醇
(6)若產(chǎn)物中有少量副產(chǎn)物乙醚,可用蒸餾的方法除去;
(7)反應過程中應用冷水冷卻裝置D,其主要目的是冷卻可避免溴的大量揮發(fā);但又不能過度冷卻(如用冰水),其原因是產(chǎn)品1,2-二溴乙烷的熔點(凝固點)低,過度冷卻會凝固而堵塞導管.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.可逆反應aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g)△H=Q,同時符合下列兩圖中各曲線的規(guī)律是(  )
A.a+b>c+d T1>T2△H>0B.a+b>c+d T1<T2 △H<0
C.a+b<c+d T1>T2△H>0D.a+b>c+d T1>T2△H<0

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

6.下列屬于堿性氧化物的是( 。
A.SO2B.MgOC.H2OD.CO2

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

7.完全沉淀相同體積的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液中的Cl-,消耗等物質(zhì)的量的AgNO3,則原NaCl、MgCl2、AlCl3溶液的物質(zhì)的量濃度之比為( 。
A.1:2:3B.3:2:1C.9:3:1D.6:3:2

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