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12.世界環(huán)保聯(lián)盟建議全面禁止使用氯氣用于飲用水的消毒,而建議采用高效“綠色”消毒劑二氧化氯.二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體,易溶于水、不穩(wěn)定、呈黃綠色,在生產和使用時必須盡量用稀有氣體進行稀釋,同時需要避免光照、震動或加熱.實驗室以電解法制備ClO2的流程如下:

(1)ClO2中所有原子不是(填“是”或“不是”)都滿足8電子結構.如圖所示電解法制得的產物中雜質氣體B能使石蕊試液顯藍色,除去雜質氣體可選用C.
A.飽和食鹽水  B.堿石灰  C.濃硫酸  D.蒸餾水
(2)穩(wěn)定性二氧化氯是為推廣二氧化氯而開發(fā)的新型產品,下列說法正確的是ABCD.
A.二氧化氯可廣泛用于工業(yè)和飲用水處理
B.應用在食品工業(yè)中能有效地延長食品貯藏期
C.穩(wěn)定性二氧化氯的出現(xiàn)大大增加了二氧化氯的使用范圍
D.在工作區(qū)和成品儲藏室內,要有通風裝置和監(jiān)測及警報裝置
(3)歐洲國家主要采用氯酸鈉氧化濃鹽酸制備.化學反應方程式為2NaClO3+4HCl(濃)═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O.缺點主要是產率低、產品難以分離,還可能污染環(huán)境.
(4)我國廣泛采用經干燥空氣稀釋的氯氣與固體亞氯酸鈉(NaClO2)反應制備,化學方程式是2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2,此法相比歐洲方法的優(yōu)點是安全性好,沒有產生毒副產品.
(5)科學家又研究出了一種新的制備方法,利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液還原氯酸鈉,化學反應方程式為H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O.此法提高了生產及儲存、運輸?shù)陌踩,原因是反應過程中生成的二氧化碳起到稀釋作用.

分析 NH4Cl溶液中加入鹽酸進行電解得到NCl3,結合N元素化合價升高,可知氫元素化合價降低,則生成的氣體A為H2,NCl3溶液中加入NaClO2溶液,得到ClO2與氣體B,氣體B能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,則B為NH3
(1)Cl最外層7個電子,只有1個單電子,O最外層6個電子,含2個單電子;產物中雜質氣體B能使石蕊試液顯藍色,為氨氣,可選酸來除雜;
(2)依據(jù)題干:二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體,易溶于水、不穩(wěn)定、呈黃綠色,在生產和使用時必須盡量用稀有氣體進行稀釋,同時需要避免光照、震動或加熱,據(jù)此解答;
(3)氯酸鈉氧化濃鹽酸生成二氧化氯、氯化鈉、水和氯氣;
(4)氯氣與固體亞氯酸鈉發(fā)生氧化還原反應生成二氧化氯和氯化鈉,依據(jù)氧化還原反應結合原子個數(shù)守恒規(guī)律書寫方程式,依據(jù)產物性質判斷其優(yōu)點;
(5)用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液還原氯酸鈉,反應生成硫酸鈉、二氧化碳、二氧化氯、水,以此來解答.

解答 解:NH4Cl溶液中加入鹽酸進行電解得到NCl3,結合N元素化合價升高,可知氫元素化合價降低,則生成的氣體A為H2,NCl3溶液中加入NaClO2溶液,得到ClO2與氣體B,氣體B能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,則B為NH3
(1)Cl最外層7個電子,只有1個單電子,O最外層6個電子,含2個單電子,則O原子不能滿足8電子穩(wěn)定結構,產物中雜質氣體B能使石蕊試液顯藍色,為氨氣,可選酸來除雜,只有C中濃硫酸符合,
故答案為:不是;C;
(2)A.二氧化氯具有強的氧化性,二氧化氯可廣泛用于工業(yè)和飲用水處理,代替氯氣,為“綠色”消毒劑,故A正確;
B.二氧化氯能殺菌消毒,有效地延長食品貯藏期,故B正確;
C.穩(wěn)定性二氧化氯的出現(xiàn)大大增加了二氧化氯的使用范圍,便于運輸和應用,故C正確;
D.二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體,在工作區(qū)和成品儲藏室內,要有通風裝置和監(jiān)測及警報裝,故D正確;
故選:A、B、C、D;
(3)氯酸鈉氧化濃鹽酸生成二氧化氯、氯化鈉、水和氯氣,反應的化學方程式:2NaClO3+4HCl(濃)═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O,
故答案為:2NaClO3+4HCl(濃)═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O;
(4)氯氣與固體亞氯酸鈉發(fā)生氧化還原反應生成二氧化氯和氯化鈉,依據(jù)氧化還原反應結合原子個數(shù)守恒,反應的方程式:2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2;該法相比歐洲方法的優(yōu)點為安全性好,沒有產生毒副產品,
故答案為:2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2;安全性好,沒有產生毒副產品;
(5)用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液還原氯酸鈉,反應生成硫酸鈉、二氧化碳、二氧化氯、水,該反應為H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O,此法提高了生產及儲存、運輸?shù)陌踩,原因是反應過程中生成的二氧化碳起到稀釋作用,
故答案為:H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O;反應過程中生成的二氧化碳起到稀釋作用.

點評 本題考查二氧化氯的制備、性質及應用,準確把握題干給出信息,熟悉氧化還原反應基本規(guī)律是解題關鍵,題目難度較大.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

20.鹵塊的主要成分是MgCl2,此外還含F(xiàn)e3+、Fe2+和Mn2+等離子.若以它為原料按如圖所示工藝流程進行生產,可制得輕質氧化鎂.

若要求產品盡量不含雜質,而且生產成本較低,根據(jù)以下資料,填寫空白:
已知:(1)25℃,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16,
Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Mn(OH)2]=4.0×10-14,
(2)Fe2+氫氧化物呈絮狀,不易從溶液中除去,常將它氧化為Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去
(3)原料價格表
物質價格/元•噸-1
漂液(含25.2%NaClO)450
雙氧水(含30%H2O22400
燒堿(含98%NaOH)2100
純堿(含99.5%Na2CO3600
(1)請設計實驗證明鹵塊中含有Fe3+取樣,加水溶解,往所得溶液中滴加硫氰化鉀溶液,若溶液變紅,則說明鹵塊中含鐵離子
(2)在步驟②中加入的試劑X,最佳的選擇是漂液(NaClO)
(3)在步驟③中加入的試劑Y應是燒堿(NaOH),步驟⑤中發(fā)生的反應是MgCO3+H2O$\frac{\underline{\;煮沸\(zhòng);}}{\;}$Mg(OH)2+CO2
(4)步驟⑥如在實驗室進行,應選用在坩堝(填儀器名稱)中灼燒.
(5)25℃,往鹵塊對應的水溶液中,加入一定量的燒堿達到沉淀溶液平衡,測得pH=4.00,則此溫度下殘留在溶液中的c(Fe3+)=4×10-8mol/L.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

1.已知同一碳原子連有兩個羥基不穩(wěn)定:.有機物是選擇性內吸傳導性除草劑,俗稱稗草烯,主要用于水稻田防除稗草.下列有關該有機物的說法錯誤的是( 。
A.能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
B.可用與Cl2在光照條件下通過取代反應獲得較純的該物質
C.在堿性條件下充分水解,可生成羧酸鈉
D.在一定條件下可發(fā)生聚合反應

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

18.如圖是一個電化學過程示意圖.
假設使用肼(分子式為N2H4)-空氣燃料電池作為本過程的電源,銅片質量減少128g,因為Cu-2e=Cu2+,根據(jù)得失電子守恒,則肼-空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣112L(假設空氣中氧氣的體積含量為20%).

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

7.二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀的新型燃料,它清潔、高效,具有優(yōu)良的環(huán)保性能.也可替代氟利昂作制冷劑等,對臭氧層無破壞作用.請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)二甲醚的核磁共振氫譜圖中有1個吸收峰,官能團名稱是醚鍵.
(2)二甲醚的同分異構體A與濃硫酸混合,加熱到170℃時生成有機物B:
①寫出A的官能團電子式為;B與溴水反應生成的物質名稱為1,2-二溴乙烷;
②德國化學家第爾斯和他的學生阿爾德首次發(fā)現(xiàn)和記載一種新型反應而獲得1950年諾貝爾化學獎,該反應是一種環(huán)加成反應:凡含有雙鍵或三鍵的不飽和化合物,可以和鏈狀或環(huán)狀含共軛雙烯體系發(fā)生1,4加成反應,通常生成一個六元環(huán),該反應條件溫和,產率很高,是有機化學合成反應中非常重要的碳碳鍵形成的手段之一,也是現(xiàn)代有機合成里常用的反應之一請根據(jù)以上信息寫出2-甲基-1,3-丁二烯(含共軛雙烯體系)與B反應化學方程式CH2=C(CH3)CH=CH2+CH2=CH2
(3)二甲醚、空氣、氫氧化鉀溶液、多孔石墨電極構成燃料電池,則負極電極反應式是CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O.
物質CH3OHCH3OCH3H2O
濃度(mol•L-10.440.600.60
(4)反應2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)某溫度下的平衡常數(shù)為225.此溫度下,在密閉容器中加入CH3OH,反應到某時刻測得各組分的濃度如下:
①比較此時正、逆反應速率的大。簐(正)> v(逆)(填“>”、“<”或“=”);
②若開始只加入CH3OH,經10min后反應達到平衡,計算達到平衡時CH3OH轉化率        α(CH3OH)=96.8%(計算結果用百分數(shù)表示,保留小數(shù)后一位).

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

17.硝基苯是重要的化工原料,用途廣泛.實驗室用如圖裝置制備硝基苯,步驟如下:
①取100mL燒杯,用20mL濃硫酸與18mL濃硝酸配制混和酸,加入恒壓滴液漏斗中,把18mL苯加入三頸燒瓶中.
②向室溫下的苯中逐滴加入混酸,邊滴邊攪拌,混和均勻.
③在50~60℃下發(fā)生反應,直至反應結束.
④分離出產物后,依次用蒸餾水和100mL 0.1mol/L的Na2CO3溶液洗滌,最后再用蒸餾水洗滌得到粗產品.
⑤向粗產品加入固體D除去水,然后蒸餾,得到純凈的硝基苯.
可能用到的有關數(shù)據(jù)列表如下
物 質熔點/℃沸點/℃密度(20℃)/g•cm-3溶解性
5.5800.88微溶于水
硝基苯5.7210.91.205難溶于水
濃硝酸-831.4易溶于水
濃硫酸-3381.84易溶于水
(1)寫出該反應的化學方程式
(2)配制混酸應在燒杯中先加入濃硝酸,長玻璃管作用是冷凝回流,恒壓滴液漏斗的優(yōu)點是使混合酸能順利流下.
(3)反應溫度控制在50~60℃的原因是防止副反應發(fā)生,反應結束后產物在下層(填“上”或者“下”),分離混酸和產品的操作名稱是分液.
(4)實驗前要配制100mL 0.1mol/L的Na2CO3溶液,需要用到的玻璃儀器除了玻璃棒、燒杯還有100ml容量瓶、膠頭滴管.
(5)用Na2CO3溶液洗滌之后再用蒸餾水洗滌時,怎樣驗證液體已洗凈?取最后一次洗滌液,向溶液中加入氯化鈣,無沉淀生成,說明已洗凈.
(6)固體D的名稱為無水氯化鈣.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

4.草酸(乙二酸)可作還原劑和沉淀劑,用于金屬除銹、織物漂白和稀土生產.一種制備草酸晶體 (含2個結晶水) 的流程如圖,回答下列問題:

(1)CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉、甲酸鈉加熱脫氫的化學反應方程式分別為CO+NaOH$\frac{\underline{\;200℃\;}}{2Mpa}$HCOONa、2HCOONa$\stackrel{△}{→}$Na2C2O4+H2↑.
(2)該制備中有兩次過濾操作,過濾操作①的濾渣是CaC2O4 ;過濾操作②的濾液是H2C2O4溶液、H2SO4溶液.
(3)制備過程中③和④兩個步驟的目的是分別循環(huán)利用氫氧化鈉和硫酸,能降低成本,減小污染.
(4)有人建議甲酸鈉脫氫后直接用硫酸酸化制得草酸.該方案的缺點是產品不純,其中含有的雜質主要是Na2SO4
(5)結晶水合草酸成品的純度可用酸性KMnO4溶液滴定的方法進行測定.滴定中反應的離子方程式為5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O. 稱量草酸成品0.250g溶于水中,用0.0500mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定,至淺紅色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00mL,計算該成品的純度為94.5%.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

1.高純六水氯化鍶晶體(SrCl2•6H2O)具有很高的經濟價值,工業(yè)上用w kg難溶于水的碳酸鍶(SrCO3)為原料(含少量鋇和鐵的化合物等),共制備高純六水氯化鍶晶體(a kg)的過程為:

已知:Ⅰ.SrCl2•6H2O晶體在61℃時開始失去結晶水,100℃時失去全部結晶水.
Ⅱ.有關氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH表:
氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2
開始沉淀的pH1.56.5
沉淀完全的pH3.79.7
(1)操作①加快反應速率的措施有加熱、充分攪拌、適當增加鹽酸濃度等 (寫一種).操作①中鹽酸能否改用硫酸,其理由是:不能,否則會大量生成硫酸鍶的沉淀,減少產物生物
(2)酸性條件下,加入30% H2O2溶液,將Fe2+氧化成Fe3+,其離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.
(3)在步驟②-③的過程中,將溶液的pH值由1調節(jié)至4時,宜用的試劑為B.
A.氨水      B.氫氧化鍶粉末     C. 氫氧化鈉     D.碳酸鈉晶體
(4)操作③中所得濾渣的主要成分是Fe(OH)3、BaSO4 (填化學式).
(5)工業(yè)上完成操作③常用的設備有:B
A分餾塔    B 離心機    C  熱交換器    D  反應釜
(6)工業(yè)上用熱風吹干六水氯化鍶,適宜的溫度是B
A.40~50℃B.50~60℃C.60~70℃D.80℃以上.
(7)已知工業(yè)流程中鍶的利用率為90%根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算工業(yè)碳酸鍶的純度:$\frac{1480a}{267W×9}$×100%.

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

2.黃銅礦(CuFeS2)是煉鋼的最主要礦物.
(1)S位于周期表中ⅥA族,該族元素氫化物中,H2Te比H2S沸點高的原因是兩者均為分子晶體且結構相似,H2Te相對分子質量比H2S大,分子間作用力更強,
H2O比H2Te沸點高的原因是兩者均為分子晶體,H2O分子中存在氫鍵.
(2)S有+4和+6兩種價態(tài)的氧化物,回答下列問題:
①下列關于氣態(tài)SO3和SO2的說法中,正確的是AD
A.中心原子的價層電子對數(shù)目相等    B.都是極性分子
C.中心原子的孤對電子數(shù)目相等      D.都含有極性鍵
②將純液態(tài)SO3冷卻到289.8K時凝固得到一種螺旋狀單鏈結構的固體其結構如圖1,此固態(tài)SO3中S原子的雜化軌道類型是sp3

(3)CuFeS2的晶胞如圖2所示,晶胞參數(shù)a=0.524nm,c=1.032nm;CuFeS2的晶胞中每個Cu原子與4個S原子相連,列式計算晶體密度ρ=4.31g•cm-3

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