二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體,是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。制備ClO2的方法有多種。
(1)纖維素還原法制ClO2。其原理是:纖維素水解得到的最終產(chǎn)物A與NaClO3反應生成ClO2。完成反應的化學方程式:其流程如下:□ (A) +□NaClO3+□H2SO4=□ClO2↑+□CO2↑+□H2O+□______
(2)電解食鹽水制取ClO2 ,其流程如下:
①粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)。除雜操作時,往粗鹽水中加入試劑的順序依次為__________(填化學式),充分反應后將沉淀一并濾去,再加入鹽酸。
②食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉(NaClO3)與鹽酸在發(fā)生器中反應生成ClO2 ,寫出發(fā)生器中生成ClO2的化學方程式____________________。
③上述流程中,可循環(huán)利用的物質(zhì)有__________;按照綠色化學原則,電解槽陰極產(chǎn)生的氣體與方框中物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為________時,原子的利用率為100%。
(3)實驗室以NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉)為原料制備ClO2的流程下如下:
已知:(I)A氣體在標準狀況下的密度為0.089g/L;
(Ⅱ)氣體B能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。
①電解時,發(fā)生反應的化學方程式為 。
②NCl3與NaClO2(亞氯酸鈉)按物質(zhì)的量之比為1∶6混合,在溶液中恰好反應生成ClO2,該反應的離子方程式為 。
(1)1 C6H12O6+24 NaClO3+12H2SO4=24 ClO2↑+6 CO2↑+18H2O+12 Na2SO4;(2)①BaCl2、NaOH和Na2CO3或NaOH、BaCl2和Na2CO3;②2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O;③NaCl、Cl2,6︰5;(3)①NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3;②NCl3+6ClO2-+3H2O=6ClO2↑+NH3↑+3Cl-+3OH-。
【解析】
試題分析:((1)纖維素水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖(C6H12O6),C6H12O6中O是-2價、H是+1價、C是0,C由0價→+4價,化合價升高被氧化,葡萄糖作還原劑,NaClO3中Cl由+5→+4,化合價降低,被還原,是氧化劑,C6H12O6→CO2↑24,NaClO3→ClO2↑1,最小公倍數(shù)是24,C6H12O6系數(shù)是1,根據(jù)碳原子守恒CO2的系數(shù)6NaClO3系數(shù)24,ClO2的系數(shù)24,根據(jù)反應前后電荷守恒和原子個數(shù)守恒H+系數(shù)24,H2O系數(shù)36,反應的離子方程式:C6H12O6+24ClO3-+24H+=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O,化學反應方程式:C6H12O6+24 NaClO3+12H2SO4=24 ClO2↑+6 CO2↑+18H2O+12 Na2SO4;(2)①粗鹽的提純不能引入新雜質(zhì):Ca2+用Na2CO3除去、Mg2+用NaOH除去、SO42-用BaCl2除去,除雜試劑需過量Na2CO3、NaOH用鹽酸除去,而BaCl2需要用Na2CO3除去,即Na2CO3應放在BaCl2的后面,因此所加試劑的順序:NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH;②NaClO3和鹽酸反應:Cl的價態(tài)+5、-1有中間價態(tài),按照氧化還原反應的規(guī)律NaClO3→ClO2,HCl一部分→Cl2,另一部分顯酸性,NaClO3→ClO2↑1,2HCl→Cl2↑2,最小公倍數(shù)是2,NaClO3、ClO2的系數(shù)為2,Cl2的系數(shù)為1,然后根據(jù)原子個數(shù)和元素守恒,得出:2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O;根據(jù)電解食鹽水流程圖:NaCl電解槽得到物質(zhì)NaClO3、H2,ClO2發(fā)生器中得到物質(zhì)ClO2、Cl2、NaCl,循環(huán)使用的物質(zhì)是NaCl、Cl2,氯化鈉電解槽 中發(fā)生的反應:NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑,ClO2發(fā)生器中:2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O,氯化氫的合成器中:H2+Cl2=2HCl,根據(jù)反應的過程,達到原子利用率100%,陰極產(chǎn)生的H2和補充的H2O、Cl2物質(zhì)的量之比6:5;(3)①(I)A氣體標況下的密度0.089g·L-1,根據(jù)M=22.4ρ標=22.4×0.089=2,得出A氣體為H2,根據(jù)電解的原理,H2應在陰極產(chǎn)生,電極反應式:2H++2e-=H2↑,根據(jù)流程圖:NH4Cl→NCl3化合價升高,說明NH4Cl在陽極上失電子,發(fā)生的反應式:3Cl-+NH4+-6e-=NCl3+4H+,得失電子數(shù)目守恒兩式相加得:NH4+3Cl-+2H+
NCl3+3H2↑,發(fā)生的化學反應方程式:NH4Cl+2HCl
3H2↑+NCl3;氣體B能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,B:NH3,NCl3與NaClO2按物質(zhì)的量之比1:6混合,也就是NCl3的系數(shù)是1,NaClO2的系數(shù)是6,根據(jù)反應前后元素守恒和原子個數(shù)守恒,NH3系數(shù)是1,ClO2的系數(shù)是6,反應離子方程式:NCl3+6ClO-+3H2O=6ClO2↑+NH3↑+3Cl-+3OH-。
考點:考查氧化還原方程式的配平、除雜的步驟、電解原理、原電池原理等相關知識。
考點分析: 考點1:電解池 考點2:物質(zhì)的制備 考點3:鹵素 試題屬性科目:高中化學 來源:2014-2015學年湖北省穩(wěn)派教育高三一輪復習質(zhì)量檢測理科綜合化學試卷(解析版) 題型:選擇題
Q、W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期元素,X、Y是金屬元素,X的焰色呈黃色。五種元素核電荷數(shù)之和為49,最外層電子數(shù)之和為17;工業(yè)上制取金屬Y一般通過電解其與W形成的化合物方法;W、Z最外層電子數(shù)相同,Z的核電荷數(shù)是W的2倍。則下列說法不正確的是
A.Q、W、Z、Y、X原子半徑依次增大
B.元素W與元素Z的最高化合價相同
C.Q和X形成的化合物中含有離子鍵
D.Z元素的簡單離子與含有Y元素的離子在水溶液中可能大量共存
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年江西省六校高三3月聯(lián)考化學試卷(解析版) 題型:推斷題
選考【化學-選修有機化學基礎】(15分)
H是一種新型香料的主要成分之一,其結構中含有三個六元環(huán)。H的合成路線如下(部分產(chǎn)物和部分反應條件略去):
已知:
①B中核磁共振氫譜圖顯示分子中有6種不同環(huán)境的氫原子。
②
③D和G是同系物
請回答下列問題:
(1)用系統(tǒng)命名法命名(CH3)2C=CH2 : 。
(2)A→B反應過程中涉及的反應類型有 。
(3)寫出D分子中含有的官能團名稱: 。
(4)寫出生成F與足量氫氧化鈉溶液在加熱條件下反應的化學方程式: 。
(5)寫出E在銅催化下與O2反應生成物的結構簡式: 。
(6)同時滿足下列條件:①與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應;②能發(fā)生水解反應;③苯環(huán)上有兩個取代基的G的同分異構體有 種(不包括立體異構),其中核磁共振氫譜為5組峰的為 (寫結構簡式)。
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年湖南省長望瀏寧四縣高三一?荚嚮瘜W試卷(解析版) 題型:填空題
(14分)磷是地殼中含量較為豐富的非金屬元素,主要以難溶于水的磷酸鹽如Ca3(PO4)2等形式存在。它的單質(zhì)和化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在電爐中高溫(~1550℃)下通過下面三個反應共熔得到。
①4Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=12CaO(s)+2P4(s)+10CO2(g) ΔH1=+Q1kJ·mol-1
②CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1
③CO2 (g)+C(s)=2CO(g) ΔH3=+Q3kJ·mol-1
已知:CaSiO3的熔點(1546℃)比SiO2低。
a、寫出由磷酸鈣礦制取白磷總的反應方程式_____________________________。
b、上述反應中SiO2起何作用?______________________________________。
(2)白磷在熱的濃氫氧化鉀溶液中岐化得到一種次磷酸鹽(KH2PO2)和一種氣體 (寫化學式)。
(3)磷的重要化合物NaH2PO4可通過H3PO4與NaOH溶液反應獲得。工業(yè)上為了使反應的主要產(chǎn)物是NaH2PO4,通常將pH控制在 之間 (已知磷酸的各級電離常數(shù)為:K1 = 7.1×103 K2 = 6.3×108 K3 =4.2×1013 lg7.1≈0.9 lg6.3≈0.8 lg≈0.6) 。Na2HPO4 溶液顯堿性,若向溶液中加入足量的CaCl2 溶液,溶液則顯酸性,其原因是 (用離子方程式表示)。
(4)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化學方程式表示:
11P 4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
60molCuSO4能氧化白磷的物質(zhì)的量是 。
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年湖南省長望瀏寧四縣高三一?荚嚮瘜W試卷(解析版) 題型:選擇題
設NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法錯誤的是
A.一定條件下,2molSO2和1molO2混合在密閉容器中充分反應后容器中的分子數(shù)大于2NA
B.256g S8分子中含S-S鍵為7NA個
C.由1molCH3COONa和少量CH3COOH形成的中性溶液中,CH3COO-數(shù)目為NA個
D.1 mol Na與O2完全反應,生成Na2O和Na2O2的混合物,轉移電子總數(shù)為NA個
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年湖北省七市教科研協(xié)作體高三3月聯(lián)考化學試卷(解析版) 題型:選擇題
X、Y、Z、R、W是原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素。Y和R同主族,可組成共價化合物RY2,Y和Z最外層電子數(shù)之和與W的最外層電子數(shù)相同。25℃時,0.1mol/LX和W形成化合物的水溶液pH=1。下列說法正確的是
A.Z與Y、Z與W形成的化合物的化學鍵完全相同
B.Y、Z、W三種元素組成的化合物的水溶液可能顯堿性
C.簡單離子的半徑:Z﹥R﹥W﹥Y
D.因非金屬Y﹥R,所以X與Y組成化合物的沸點低于X與R組成的化合物
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年黑龍江省綏化市高三下學期開學聯(lián)考化學試卷(解析版) 題型:計算題
(8分)將一定質(zhì)量的鎂鋁合金投入100 mL一定濃度的鹽酸中,合金完全溶解。向所得溶液中滴加濃度為5 mol/L的NaOH溶液,生成的沉淀跟加入的NaOH溶液的體積關系如圖。(橫坐標體積單位是mL,縱坐標質(zhì)量單位是 g)
求:
(1)加入NaOH溶液0--20mL過程中反應方程式為:______。
160--180mL過程中反應方程式為_______________________。
(2)合金中Mg的質(zhì)量為____________g。所用HCl 的物質(zhì)的量濃度為____________mol/L。
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年黑龍江省綏化市高三下學期開學聯(lián)考化學試卷(解析版) 題型:選擇題
下列四種基本類型的反應中,一定是氧化還原反應的是
A.分解反應 B.置換反應 C.復分解反應 D.化合反應
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科目:高中化學 來源:2014-2015四川省資陽市高一上學期學期期末化學試卷(解析版) 題型:選擇題
下列有關物質(zhì)的性質(zhì)或用途的說法中,正確的是
① 氯氣具有漂白性,可以使有色布條褪色
② 明礬在水中能生成Al(OH)3膠體,可用作凈水劑
③ Si可用于制造光導纖維
④ SiO2、Na2CO3和CaCO3可用于制玻璃
⑤ 水玻璃可用于生產(chǎn)防火材料
⑥ 鐵紅常用作紅色油漆和涂料
A.①②③⑤ B.②④⑤⑥ C.③④⑤⑥ D.①③④⑥
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