2.亞氯酸鈉(NaClO2)是一種強(qiáng)氧化性漂白劑,廣泛用于紡織、印染和食品工業(yè).它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在.某同學(xué)查閱資料后設(shè)計(jì)生產(chǎn)NaClO2的主要流程如下.

(1)Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O.
(2)A的化學(xué)式是H2SO4,裝置Ⅲ中A在陽(yáng)極區(qū)產(chǎn)生.
(3)ClO2是種高效水處理劑,可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備.寫(xiě)出該制備反應(yīng)的化學(xué)方程式5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O.
(4)工業(yè)以CH3OH與NaClO2為原料在酸性條件下制取ClO2,同時(shí)產(chǎn)生CO2氣體,已知該反應(yīng)分為兩步進(jìn)行,第一步為2ClO2-+2Cl-+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O.
①寫(xiě)出第二步反應(yīng)的離子方程式CH3OH+3Cl2+H2O=6Cl-+CO2+6H+
②工業(yè)生產(chǎn)時(shí)需在反應(yīng)物中加少量Cl-,其作用是催化劑.
③生產(chǎn)中會(huì)發(fā)生副反應(yīng)ClO2-+Cl-+H+=Cl2↑+H2O(未配平),若測(cè)得反應(yīng)后的混合氣體中Cl2的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{3}{52}$,測(cè)起始投料時(shí)CH3OH與NaClO2的物質(zhì)的量之比為7:43.

分析 由流程圖可知,電解飽和氯化鈉反應(yīng)得到NaClO3,氣體b為還原產(chǎn)物為H2,I中NaClO3、Na2SO3、加入A溶液,反應(yīng)生成Na2SO4、C1O2,反應(yīng)離子方程式為2H++SO32-+2ClO3-=2C1O2+SO42-+H2O,Ⅲ是離子隔膜電解池,反應(yīng)有酸、堿及有兩種氣體生成,所以Ⅲ為電解硫酸鈉本質(zhì)是電解水,A為硫酸,a為氧氣,C1O2與過(guò)氧化氫在堿性條件下反應(yīng)生成NaClO2和氧氣.
(1)C1O2與過(guò)氧化氫在堿性條件下反應(yīng)生成NaClO2和氧氣,配平書(shū)寫(xiě)離子方程式;
(2)水放電生成氧氣與氫離子,發(fā)生氧化反應(yīng),硫酸在陽(yáng)極生成;
(3)亞氯酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成ClO2、NaCl與水;
(4)①由題目信息可知,氯氣為中間產(chǎn)物,第二步是氯氣與甲醇反應(yīng)生成二氧化碳與HCl,發(fā)生反應(yīng):CH3OH+3Cl2+H2O=6Cl-+CO2+6H+;
②Cl-參與反應(yīng)但反應(yīng)前后沒(méi)有變化,故為催化劑,起催化作用;
③發(fā)生反應(yīng)為:I.CH3OH+6ClO3-+6H+=CO2↑+6ClO2↑+5H2O、Ⅱ.ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O,假設(shè)反應(yīng)后混合氣體的物質(zhì)的量為52mol,則n(Cl2)=3mol,由反應(yīng)I可得混合氣體中n(ClO2)=6n(CO2),進(jìn)而計(jì)算各自物質(zhì)的量,結(jié)合方程式計(jì)算.

解答 解:由流程圖可知,電解飽和氯化鈉反應(yīng)得到NaClO3,氣體b為還原產(chǎn)物為H2,I中NaClO3、Na2SO3、加入A溶液,反應(yīng)生成Na2SO4、C1O2,反應(yīng)離子方程式為2H++SO32-+2ClO3-=2C1O2+SO42-+H2O,Ⅲ是離子隔膜電解池,反應(yīng)有酸、堿及有兩種氣體生成,所以Ⅲ為電解硫酸鈉本質(zhì)是電解水,A為硫酸,a為氧氣,C1O2與過(guò)氧化氫在堿性條件下反應(yīng)生成NaClO2和氧氣.
(1)C1O2與過(guò)氧化氫在堿性條件下反應(yīng)生成NaClO2和氧氣,離子方程式為:2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O,
故答案為:2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O;
(2)由上述分析可知,A為H2SO4,水放電生成氧氣與氫離子,發(fā)生氧化反應(yīng),硫酸在陽(yáng)極生成,
故答案為:H2SO4;陽(yáng);
(3)亞氯酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成ClO2、NaCl與水,反應(yīng)方程式為:5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O,
故答案為:5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O;
(4)①由題目信息可知,氯氣為中間產(chǎn)物,第二步是氯氣與甲醇反應(yīng)生成二氧化碳與HCl,發(fā)生反應(yīng):CH3OH+3Cl2+H2O=6Cl-+CO2+6H+,
故答案為:CH3OH+3Cl2+H2O=6Cl-+CO2+6H+
②Cl-參與反應(yīng)但反應(yīng)前后沒(méi)有變化,故為催化劑,起催化作用,
故答案為:催化劑;
③發(fā)生的反應(yīng)方程式為:
Ⅰ.CH3OH+6ClO3-+6H+=CO2↑+6ClO2↑+5H2O
Ⅱ.ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O
假設(shè)反應(yīng)后混合氣體的物質(zhì)的量為52mol,則n(Cl2)=3mol,
由反應(yīng)Ⅰ可得混合氣體中n(ClO2)=6n(CO2),則n(CO2)=(52mol-3mol)×$\frac{1}{7}$=7mol,n(ClO2)=7mol×6=42mol,則n(CH3OH)=n(CO2)=7mol,反應(yīng)I中n(ClO3-)=42mol,
由反應(yīng)Ⅱ,可知得該反應(yīng)的n(ClO3-)=1mol,
所以n(CH3OH):n(ClO3-)=7mol:(42+1)nol=7:43,
故答案為:7:43.

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案,明確化學(xué)工藝流程是解題關(guān)鍵,涉及電解原理、氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、計(jì)算等內(nèi)容,側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰陀?jì)算能力的考查,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

20.將質(zhì)量相等的鐵片和銅片插入氯化鈉溶液中,銅片與電源的正極相連,鐵片與電源的負(fù)極相連,以I=1A的恒定電流強(qiáng)度進(jìn)行電解,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(  )
A.陽(yáng)極上產(chǎn)生能夠使?jié)駶?rùn)淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)的氣體
B.電解一段時(shí)間后,電解池的溫度升高10℃,此時(shí)鐵片上析出氣體的速率加快
C.電解時(shí)鈉離子向銅片電極方向移動(dòng)
D.電解一段時(shí)間后溶液中會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,總反應(yīng)為:Cu+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu(OH)2↓+H2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

1.如圖是兩個(gè)反應(yīng)反應(yīng)前后反應(yīng)物總能量和生成物總能量的比較圖,對(duì)于A、B兩個(gè)反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( 。
A.A反應(yīng)必須加熱,B反應(yīng)不需要加熱
B.A反應(yīng)是放熱反應(yīng),B反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
C.A反應(yīng)是吸熱反應(yīng),B反應(yīng)是放熱反應(yīng)
D.A反應(yīng)不需要加熱,B反應(yīng)必須加熱

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

18.現(xiàn)有一盛有固體物質(zhì)M的試劑瓶,標(biāo)簽已破損(如圖1所示),請(qǐng)你根據(jù)已掌握的知識(shí),對(duì)該試劑可能是什么物質(zhì)作出猜想,并根據(jù)其性質(zhì)回答有關(guān)問(wèn)題:

Ⅰ.猜想:
(1)M可能的化學(xué)式為Na2SO3 Na2CO3(只寫(xiě)兩種)等.
Ⅱ.性質(zhì)預(yù)測(cè):
(2)若M的水溶液呈中性,寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)M中陰離子的離子方程式Ba2++SO42-=BaSO4↓.
(3)若M的濃溶液有粘性,水溶液呈堿性,俗稱水玻璃,寫(xiě)出在M溶液中加入鹽酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓.
(4)若M置于空氣中被氧化成另一種物質(zhì)時(shí),相對(duì)分子質(zhì)量只增加16,寫(xiě)出向酸性KMnO4溶液中逐漸滴加M溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2MnO4-+5SO32-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O.
(5)若M是工業(yè)制玻璃的主要原料之一,寫(xiě)出工業(yè)制玻璃時(shí)M參與反應(yīng)的化學(xué)方程式:Na2CO3+SiO2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na2SiO3+CO2↑.
(6)若A、B、C、D分別代表上述四種物質(zhì),它們之間在溶液中有如圖2轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分反應(yīng)物或產(chǎn)物已略去):寫(xiě)出B→D的化學(xué)方程式:Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

5.CO2與化合物Ⅰ反應(yīng)生成化合物Ⅱ,與化合物Ⅲ反應(yīng)生成化合物Ⅳ,如反應(yīng)①和②所示(其他試劑、產(chǎn)物及反應(yīng)條件均省略).

(1)化合物Ⅲ的分子式為C8H8O,1mol該物質(zhì)完全燃燒需消耗9.5mol O2
(2)以化合物I為原料得到一種廣泛應(yīng)用的塑料,用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示該塑料的組成
(3)化合物V性質(zhì)與Ⅲ相似,寫(xiě)出化合物V與CO2 反應(yīng)的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:(任寫(xiě)一種).
(4)下列關(guān)于Ⅱ和Ⅳ的說(shuō)法正確的有BD (雙選,填字母).
A.都屬于芳香烴           B.都能與NaOH反應(yīng)    
C.都能與Na反應(yīng)放出H2     D.1mol II或Ⅳ最多能與3mol H2發(fā)生加成反應(yīng).

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

7.硫酰氯(SO2Cl2)是一種重要的化工試劑,實(shí)驗(yàn)室合成硫酰氯的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示:

已知:①SO2(g)+Cl2(g)$\stackrel{催化劑}{?}$SO2Cl2(l)△H=-97.3kJ•mol-1
②硫酰氯常溫下為無(wú)色液體,熔點(diǎn)為-54.1℃,沸點(diǎn)為69.1℃,在潮濕空氣中“發(fā)煙”;
③100℃以上或長(zhǎng)時(shí)間存放硫酰氯都易分解,生成二氧化硫和氯氣.
(1)儀器a為恒壓分液漏斗,與普通分液漏斗相比,其優(yōu)點(diǎn)是平衡分液漏斗內(nèi)外氣壓,便于液體順利流下.
(2)儀器b的名稱為冷凝管.
(3)裝置E為儲(chǔ)氣裝置,用于提供氯氣,則分液漏斗c中盛放的試劑為飽和食鹽水.當(dāng)裝置E中排出氯氣1.12L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),最終得到5.4g純凈的硫酰氯,則硫酰氯的產(chǎn)率為80%.為提高硫酰氯的產(chǎn)率,本實(shí)驗(yàn)操作中還需要注意的事項(xiàng)有控制氣體流速,宜慢不宜快或?qū)θi燒瓶進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕禍氐龋ㄖ淮鹨粭l即可).
(4)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解,也能制得硫酰氯與另外一種物質(zhì),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C1SO3H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO2Cl2+H2SO4,分離兩種產(chǎn)物的方法是蒸餾.
(5)若將SO2、Cl2按照一定比例通入水中,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證二者是否恰好完全反應(yīng).取少量溶液,向其中加入品紅溶液,若品紅溶液不褪色,說(shuō)明二者恰好完全反應(yīng),否則,二者未完全反應(yīng)(簡(jiǎn)要描述實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論).儀器自選;供選擇試劑:滴加酚酞的氫氧化鈉溶液、氯化亞鐵溶液、硫氰化鉀溶液、品紅溶液.
(6)長(zhǎng)期存放的硫酰氰會(huì)發(fā)黃,其原因可能為溶解硫酰氯分解生成的氯氣.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

14.玻璃器皿上沾有一些用水洗不掉的殘留物,其洗滌方法正確的是(  )
①殘留在試管內(nèi)壁上的碘,用酒精洗滌  
②盛放過(guò)苯酚的試劑瓶中殘留的苯酚,用酒精洗滌
③做銀鏡反應(yīng)后殘留的銀,用稀氨水洗滌  
④沾附在試管內(nèi)壁上的油脂,用熱堿液洗滌.
A.①②④B.②③④C.①③④D.①②③④

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

11.甲烷、乙烯屬于不同類型的有機(jī)化合物,但它們之間也有共性.下列關(guān)于它們之間共同特點(diǎn)的說(shuō)法正確的有(  )
A.都由C和H兩種元素組成的飽和烴
B.都能使酸性KMnO4溶液褪色
C.都能發(fā)生加成反應(yīng)和取代反應(yīng)
D.在氧氣中完全燃燒后都生成CO2和H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.下列實(shí)驗(yàn)操作正確且能達(dá)到預(yù)期目的是( 。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>操    作
比較水和乙醇中羥基氫的活潑性強(qiáng)弱用金屬鈉分別與水和乙醇反應(yīng)
欲證明溶液中含有SO42-滴入鹽酸酸化的硝酸鋇溶液
欲證明溶液中含有S2-取少量溶液滴在醋酸鉛試紙上看是否變黑
證明SO2具有漂白性將SO2通入酸性KMnO4溶液中
比較確定銅和鎂的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱用Pt作電極電解Mg(NO32、Cu( NO32 混合液
確定碳和硅兩元素非金屬性強(qiáng)弱測(cè)同溫同濃度Na2CO3和Na2SiO3水溶液的PH
A.①⑤⑥B.②③⑤C.①④⑤D.①②③④⑤⑥

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案