【題目】含氯消毒劑可有效殺滅新冠病毒(2019-nCoV)。某學習小組根據需要欲制備濃度不小于0.8mol/L的次氯酸溶液。裝置見下圖。
資料1:常溫常壓下,Cl2O為棕黃色氣體,沸點為3.8℃,42℃以上會分解生成Cl2和O2,Cl2O易溶于水并與水立即反應生成HClO。
資料2:將氯氣和空氣(不參與反應)按體積比 1∶3混合通入含水8%的碳酸鈉中制Cl2O,并用水吸收Cl2O(不含Cl2)制得次氯酸溶液。
(1)電極Y應該連接電源的___(填“正極”或“負極”),裝置C內應盛放_________,各裝置的連接順序為A—________________________________
(2)反應過程中,裝置B需放在冷水中,其目的是_____________________________。已知裝置B產物含有一種酸式鹽,則發(fā)生反應的化學方程式為___________________。
(3)實驗中控制氯氣與空氣體積比的方法是_______________________________
(4)裝置E中使用棕色平底燒瓶的原因是(用化學方程式表示)________________
(5)此方法相對于用氯氣直接溶于水制備次氯酸溶液的優(yōu)點是(答出一條即可)_____。
(6)若裝置B中生成的Cl2O氣體有20%滯留在E前各裝置中,其余均溶于裝置E的水中,裝置E所得500mL次氯酸溶液濃度為0.8mol/L,則至少需要含水8%的碳酸鈉的質量為___g。
【答案】正極 足量CCl4 ADBCEF 防止反應放熱后溫度過高導致Cl2O分解 2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3 通過觀察A中產生氣泡的速率調節(jié)流速 2HClO2HCl+O2↑ 制得的次氯酸溶液濃度較大或制得的次氯酸溶液純度較高或制得的次氯酸溶液不含有Cl-或氯元素的利用率高 57.6
【解析】
(1)電極Y處產生氯氣,發(fā)生反應為氯離子失去電子變?yōu)槁葰,據此分析;裝置C的主要作用是除去Cl2O中的Cl2,根據相似相溶原理,氯氣易溶于四氯化碳;欲制備濃度不小于0.8mol/L的次氯酸溶液,先制取氯氣,然后除去氯氣中的氯化氫,將氯氣和空氣(不參與反應)按體積比1:3混合通入潮濕的碳酸鈉中發(fā)生反應,除去未反應的氯氣,用水吸收Cl2O(不含Cl2)制得次氯酸溶液,據此分析連接裝置;
(2)防止反應放熱后溫度過高導致Cl2O分解,裝置B需放在冷水中;根據化合價的升降必然有NaCl,同時還生成了一種酸式鹽只能是NaHCO3,據此書寫方程式;
(3)可以根據氣泡的產生速度來控制氣體通入的速度;
(4)HClO見光分解;
(5)此方法相對于用氯氣直接溶于水制備次氯酸溶液主要優(yōu)點是制得的次氯酸溶液純度較高,濃度較大等;
(6)裝置B中生成的Cl2O氣體有20%滯留在E前各裝置中,根據n=cV計算裝置E所得次氯酸的物質的量,根據Cl2O+H2O=2HClO、2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3進行計算。
(1)本實驗是通過電解氯化銅溶液制得氯氣,即Y極應作陽極,氯離子放電生成氯氣。所以Y應連接正極。A裝置制備氯氣,D裝置用飽和食鹽水可以降低氯氣的溶解,且形成氯氣和空氣(1:3)的混合氣體,與含水8%的碳酸鈉充分反應制備Cl2O,由于Cl2O為極性分子,Cl2為非極性分子,根據相似相溶原理,氯氣易溶于四氯化碳中,所以可以裝在C中吸收Cl2O中的Cl2,E裝置中用水吸收Cl2O制備次氯酸溶液,F作為尾氣處理裝置,所以各裝置的連接順序為ADBCEF;
(2)由題可知,42℃以上Cl2O會分解生成Cl2和O2,故為防止反應放熱后溫度過高導致Cl2O分解,裝置B需放在冷水中。Cl2和2Na2CO3反應生成Cl2O是氧化還原反應,根據化合價的升降必然有NaCl,同時還生成了一種酸式鹽只能是NaHCO3,故化學方程式為2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3;
(3)將氯氣和空氣(不參與反應)以體積比約1:3混合通入含水8%的碳酸鈉中制備Cl2O,可通過觀察A中產生氣泡的速率調節(jié)流速,從而控制氯氣與空氣體積比;
(4)裝置C中使用棕色平底燒瓶可以避光,防止反應生成的HClO見光分解,方程式為:2HClO2HCl+O2↑;
(5)相比于氯氣直接溶解水中發(fā)生歧化反應,必然導致有一部分氯元素生成了氯離子,造成了Cl原子的損失。本實驗的方法是Cl2O+H2O=2HClO,原子利用率100%;
(6)裝置E所得500mL次氯酸溶液濃度為0.8mol/L,n=cV=0.5mol×0.8mol/L=0.4mol,Cl2O+H2O=2HClO,反應的二氧化氯為0.2mol,裝置B中生成的Cl2O氣體有20%滯留在E前各裝置中,制得的二氧化氯的物質的量為=0.25mol,2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3,需碳酸鈉的物質的量為0.5mol,質量為0.5mol×106g/mol=53g,則至少需要含水8%的碳酸鈉的質量為≈57.6g。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】請分析下列各組物質,用序號填寫出它們的對應關系:
①碳架異構、②官能團位置異構、③官能團類別異構、④順反異構、⑤對映異構、⑥同一物(填序號)
(1)C2H5OH和CH3OCH3_____________________;
(2)______________________;
(3)__________________;
(4)________________________;
(5)____________________________;
(6)________________________________;
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【題目】短周期元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大,它們對應的信息如下:
請根據表中信息填寫:
(1)Z元素在周期表中的位置___________,Z的單質和氧化鐵反應可用于野外焊接鋼軌,該反應屬于___________(填“吸熱”或“放熱”)反應。
(2)XW2的電子式____________。
(3)由X、Y、W三種元素按原子個數之比1:1:1組成一種分子,相對分子質量為116。已知該分子中各原子均達到8電子穩(wěn)定結構,且不含雙鍵。請寫出該分子的結構式________。
(4)X、Y的最簡單氫化物中,更穩(wěn)定的是___________。(填化學式)
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【題目】有機物J 是我國自主成功研發(fā)的一類新藥,它屬于酯類,分子中除苯環(huán)外還含有一個五元環(huán)。合成J的一種路線如下:
回答下列問題:
(1)B的結構簡式是________________。C的結構簡式是______________。
(2)D生成 E的化學方程式為_________________。
(3)J的結構簡式是________________。在一定條件下,H自身縮聚生成高分子化合物的結構簡式是_______________。
(4)根據,X的分子式為______。X有多種同分異構體,其中滿足下列條件的同分異構體共有______種(已知:碳碳叁鍵或碳碳雙鍵不能與羥基直接相連)。
A.除苯環(huán)外無其他環(huán),且無一O—O—鍵
B.能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應
C.苯環(huán)上一氯代物只有兩種
(5)利用題中信息和所學知識,寫出以甲烷和甲苯 為原料,合成的路線流程圖(其它試劑自選):____________________________。
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【題目】(1)X、Y、L、M為核電荷數依次增大的前20號主族元素。X2是最輕的氣體,Y、L與M三種元素的質子數均為5的倍數;卮鹣铝袉栴}:
①X與L組成的最簡單化合物的電子式為_________。
②X與M組成的物質為________________(填“共價”或“離子”)化合物。
③L在周期表中的位置是________________。
(2)1869年俄國化學家門捷列夫制出第一張元素周期表,到現在形成的周期表經過了眾多化學家的艱辛努力,歷經142年。元素周期表體現了元素位構性的關系,揭示了元素間的內在聯系。如圖是元素周期表的一部分,回答下列問題:
①根據元素周期律,推斷:
a.H3AsO4、H2SeO4的酸性強弱:H3AsO4________(填“>”“<”或“=”)H2SeO4;
b.氫化物的穩(wěn)定性:HCl________(填“>”“<”或“=”)H2S;
c.原子半徑比較:N________(填“>”“<”或“=”)Si
② NaClO的電子式為____________,工業(yè)上制漂白液的原理為________________________(用離子方程式表示)
③從下列試劑中選擇最佳試劑組合,比較C、Si的非金屬性強弱___________________ (可供選擇的藥品有:CaCO3固體、稀硫酸、鹽酸、飽和NaHCO3溶液、硅酸鈉溶液)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性,科學家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3DZn)可以高效沉積ZnO的特點,設計了采用強堿性電解質的3DZn—NiOOH二次電池,結構如下圖所示。電池反應為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。
A. 三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積,所沉積的ZnO分散度高
B. 充電時陽極反應為Ni(OH)2(s)+OH(aq)eNiOOH(s)+H2O(l)
C. 放電時負極反應為Zn(s)+2OH(aq)2eZnO(s)+H2O(l)
D. 放電過程中OH通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū)
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【題目】一氯甲烷與苯的反應如圖所示(無機小分子產物略去)。下列說法正確的是
A.該反應屬于化合反應
B.a與溴水在鐵作催化劑條件下反應生成溴苯
C.b中最多有14個原子共平面
D.b的二氯代物有10種結構
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【題目】I. 在一定條件下,可逆反應A+BmC變化如圖所示。已知縱坐標表示在不同溫度和壓強下生成物C在混合物中的質量分數,p為反應在T2溫度時達到平衡后向容器加壓的變化情況。
(1)溫度T1________T2(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)正反應是________反應(填“吸熱”或“放熱”)。
(3)如果A、B、C均為氣體,則m________2(填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)當溫度和容積不變時,如在平衡體系中加入一定量的某稀有氣體,則體系的壓強________(填“增大”“減小”或“不變”),平衡_________________移動(填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“不”)。
II. CO是生產羰基化學品的基本原料, 850℃時,在恒容密閉容器中通入CO和H2O(g),發(fā)生:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) H<0,測定濃度隨時間關系如下表:
t/min | c(CO)/ mol·L-1 | c(H2O)/ mol·L-1 |
0 | 0.30 | 0.20 |
2 | \ | 0.10 |
3 | 0.18 | \ |
4 | \ | 0.08 |
回答下列問題
(1)t=3min時,υ(正)____________υ(逆)(選填:“>”,“<”,“=”)。
(2)0~2min,CO的平均反應速率為 ____________。
(3)上述反應中的CO平衡轉化率為____________。
(4)在一定條件下,發(fā)生下列反應:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),其逆反應的速率隨時間變化曲線如圖所示,則t1時改變的某種反應條件可能是_____(填序號)。
a.增大CO濃度
b.加壓
c.恒容時充入氬氣
d.使用催化劑
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】常溫下,用AgNO3溶液分別滴定濃度均為0.01 mol·L-1的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡圖象如圖所示(不考慮C2O42-的水解)。下列敘述正確的是
A. Ksp(Ag2C2O4)的數量級等于10-7
B. n點表示AgCl的不飽和溶液
C. 向c(Cl-)=c(C2O42-)的混合液中滴入AgNO3溶液時,先生成Ag2C2O4沉淀
D. Ag2C2O4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+C2O42-(aq)的平衡常數為109.04
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