6.亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的含氯消毒劑,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌.以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖:

已知:①NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大,適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出產(chǎn)品NaClO2•3H2O;②純ClO2易分解爆炸,一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下.
(1)發(fā)生器中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2ClO3-+SO2=2ClO2↑+SO42-.發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是c.
a.將SO2氧化成SO3,增強酸性              
b.將NaClO3還原為ClO2
c.稀釋ClO2以防止爆炸
(2)吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+2ClO2+H2O2=2 NaClO2+2 H2O+O2↑;吸收塔內(nèi)的溫度不能超過20℃,其目的是防止H2O2分解.
(3)吸收塔中為防止NaClO2被還原成NaCl,所用還原劑的還原性應(yīng)適中.以下還可以選擇的還原劑是a(選填序號).
a.Na2O2              b.Na2S               c.FeCl2
(4)從濾液中得到NaClO2•3H2O粗晶體的實驗操作依次是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾.
(5)某學(xué)習(xí)小組用碘量法測定粗產(chǎn)品中亞氯酸鈉的含量,實驗如下:
a.準(zhǔn)確稱取所得亞氯酸鈉樣品m g于小燒杯中,加入適量蒸餾水和過量的碘化鉀晶體,再滴入適量的稀硫酸,充分反應(yīng),將所得混合液配成250ml待測溶液.
(已知:ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-
b.移取25.00ml待測溶液于錐形瓶中,加幾滴淀粉溶液,用c mol•L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點,重復(fù)2次,測得平均值為V ml.(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
①達(dá)到滴定終點時的現(xiàn)象為滴加最后一滴液體時溶液由藍(lán)色變成無色且半分鐘內(nèi)不變色.
②該樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{22.625cV}{m}%$ (用含m、c、V的代數(shù)式表示,結(jié)果化成最簡.)

分析 氯酸鈉、水和稀硫酸在ClO2發(fā)生器中通入二氧化硫和空氣反應(yīng)生成ClO2 ,吸收塔內(nèi)的反應(yīng)是氫氧化鈉、過氧化氫吸收ClO2 反應(yīng)生成亞氯酸鈉(NaClO2),蒸發(fā)濃縮結(jié)晶析出,過濾洗滌得到晶體,
(1)發(fā)生器中發(fā)生反應(yīng)為氯酸鈉在酸溶液中氧化二氧化硫生成二氧化氯和硫酸,由信息②可知,純ClO2易分解爆炸,一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全.據(jù)此解答.
(2)根據(jù)題目信息并運用氧化還原反應(yīng)理論判斷反應(yīng)物、生成物.根據(jù)流程信息可知,吸收塔內(nèi)生成NaClO2,一定有ClO2→NaClO2,化合價降低,被還原;則H2O2必定被氧化,有氧氣產(chǎn)生.據(jù)此書寫方程式.溫度過高,H2O2容易分解;
(3)還原性要適中.還原性太強,會將ClO2還原為更低價態(tài)產(chǎn)物,影響NaClO2生產(chǎn);方便后續(xù)分離提純,加入試劑不能干擾后續(xù)生產(chǎn),Na2O2溶于水相當(dāng)于H2O2.(4)從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體,只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法,通過過濾得到粗晶體.得到的粗晶體經(jīng)過重結(jié)晶可得到純度更高的晶體;
(5)①步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)是酸性溶液中ClO2-能被I-完全還原成Cl-,碘離子被氧化為碘單質(zhì),溶液中Na2S2O3能與I2反應(yīng):2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6.溶液顏色藍(lán)色變化為無色分析判斷反應(yīng)終點;
②依據(jù)ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O,2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6,反應(yīng)的定量關(guān)系計算得到;

解答 解:(1)發(fā)生器中發(fā)生反應(yīng)是氯酸鈉在酸溶液中氧化二氧化硫生成二氧化氯和硫酸,反應(yīng)的離子方程式為:2ClO3-+SO2=2ClO2↑+SO42-,由信息②可知,純ClO2易分解爆炸,一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全.發(fā)生器中鼓入空氣的作用應(yīng)是稀釋ClO2以防止爆炸,故選c,
故答案為:2ClO3-+SO2=2ClO2↑+SO42-,c;
(2)根據(jù)流程信息可知,吸收塔內(nèi)生成NaClO2,所以一定有ClO2→NaClO2,化合價降低,被還原;則H2O2必定被氧化,有氧氣產(chǎn)生,反應(yīng)方程式為2NaOH+2ClO2+H2O2=2 NaClO2+2H2O+O2,H2O2不穩(wěn)定,溫度過高,H2O2容易分解,吸收塔的溫度不能超過20℃,其目的是防止H2O2分解,
故答案為:2NaOH+2ClO2+H2O2=2 NaClO2+2H2O+O2;防止H2O2分解.
(4)還原性要適中.還原性太強,會將ClO2還原為更低價態(tài)產(chǎn)物,影響NaClO2生產(chǎn);方便后續(xù)分離提純,加入試劑不能干擾后續(xù)生產(chǎn).Na2O2溶于水相當(dāng)于H2O2.Na2S、FeCl2還原性較強,生成物與NaClO2分離比較困難,故選a,
故答案為:a;
(4)從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體,只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法,通過過濾得到粗晶體,得到的粗晶體經(jīng)過重結(jié)晶可得到純度更高的晶體,
故答案為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾;
(5)①步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)是酸性溶液中ClO2-能被I-完全還原成Cl-,碘離子被氧化為碘單質(zhì),離子方程式為:ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O,溶液中Na2S2O3能與I2反應(yīng):2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6.溶液顏色藍(lán)色變化為無色分析判斷反應(yīng)終點,滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液,溶液由藍(lán)色變化為無色且半分鐘不變化,
故答案為:滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液,溶液由藍(lán)色變化為無色且半分鐘不變化;
②依據(jù)ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O,2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6,反應(yīng)的定量關(guān)系計算得到,設(shè)NaClO2物質(zhì)的量為x,
ClO2-~2I2~4Na2S2O3+
1              4
x            cV×10-3mol
x=$\frac{cV×1{0}^{-3}}{4}$mol
樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{\frac{cV×1{0}^{-3}}{4}×\frac{250}{25}×90.5g/mol}{mg}$×100%=$\frac{22.625cV}{m}%$,
故答案為:$\frac{22.625cV}{m}%$;

點評 本題以學(xué)生比較陌生的亞氯酸鈉制備為背景,以過氧化氫法制備亞氯酸鈉為主線,考察學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、對濃度概念的理解、對氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識的運用、有關(guān)實驗操作和簡單實驗設(shè)計能力考察以及在新情境下綜合運用知識解決問題的能力.題目有一定的難度.

練習(xí)冊系列答案
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9.已知:①lmolH2分子中化學(xué)鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量②1mol C12分子中化學(xué)鍵斷裂時需要吸收243kJ的能量③由H原子和C1原子形成l mol HCl分子時釋放431kJ的能量下列敘述中正確的是( 。
A.氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的熱化學(xué)方程式是:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
B.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2mol氯化氫氣體,反應(yīng)的△H=+183KJ•mol-1
C.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2mol氯化氫氣體,反應(yīng)的△H=-183KJ•mol-1
D.氫氣和氯氣反應(yīng)生成1mol氯化氫氣體,反應(yīng)的△H=+183KJ•mol-1

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17.在100mL某混合溶液中,c(HNO3)=0.4mol/L,c(H2SO4)=0.25mol/L,向其中加入 1.92g銅粉,微熱,充分反應(yīng)后溶液中c(NO3-)約為( 。
A.0.15mol/LB.0.20mol/LC.0.225mol/LD.0.30mol/L

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14.原子序數(shù)依次遞增的U、V、W、X、Y是周期表中前30號元素.已知U的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍;U與W形成的常見化合物之一是主要的溫室氣體;X與U同主族,其單質(zhì)在同周期元素所形成的單質(zhì)中熔點最高;Y原子M能層為全充滿狀態(tài),且核外的未成對電子只有一個.請回答下列問題:
(1)V在周期表中的位置是第二周期第ⅤA族,該主族元素的氣態(tài)氫化物中,沸點最低的是PH3(填化學(xué)式).
(2)根據(jù)等電子原理分析,VW2+中V原子的軌道雜化類型是sp.
(3)五種元素中,電負(fù)性最大與最小的兩種非金屬元素形成的化合物在常溫下是晶體,其晶體類型是原子晶體.
(4)+1價氣態(tài)基態(tài)陽離子再失去一個電子形成+2價氣態(tài)基態(tài)陽離子所需要的能量稱為第二電離能I2,依次還有I3、I4、I5…,推測X元素的電離能突增應(yīng)出現(xiàn)在第五電離能.
(5)U的一種相對分子質(zhì)量為28的氫化物,其分子中σ鍵與π鍵的個數(shù)之比為5:1.
(6)Y的基態(tài)原子有3種形狀不同的原子軌道;Y2+的價電子排布式為3d9;如圖丙(填“甲”“乙”或“丙”)表示的是Y晶體中微粒的堆積方式.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

1.明礬石的主要成分為K2SO4•Al2(SO43•2Al2O3•6H2O,此外還含有少量Fe2O3雜質(zhì).某校研究小組利用明礬石制備氫氧化鋁的流程如下:

(1)配平“焙燒”過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式:
2Al2(SO43+3S═2Al2O3+9SO2↑.
(2)分離溶液和廢渣的操作是過濾,“溶解”時反應(yīng)的離子方程式為Al2O3+2OH-=2AlO3-+H2O.
(3)“調(diào)節(jié)pH”后過濾、洗滌Al(OH)3沉淀,證明沉淀已洗滌干凈的實驗操作和現(xiàn)象是取最后一次洗滌的濾液于試管中,滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則證明已洗滌干凈.
(4)“母液”中可回收的物質(zhì)是K2SO4、Na2SO4
(5)若“焙燒”過程中恰好消耗48g硫黃,則理論上最終可得到468 g氫氧化鋁.

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11.利用如圖所示的裝置和其他必要的儀器用品,完成下列實驗.

已知2NH3+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2+3Cu+3H2O,該實驗證明氨氣具有還原性.
(1)堿石灰的作用是吸收水蒸氣,倒扣漏斗的作用是防止倒吸.
(2)濃氨水與固體NaOH接觸,會逸出大量氨氣原因是NaOH吸水放熱,使溶液溫度升高,有利于NH3•H2O分解;c(OH-)增大,使NH3+H2O?NH4++OH-平衡左移,也有利于氨氣的逸出.
(3)硬質(zhì)玻璃管中可觀察到的實驗現(xiàn)象是黑色粉末變?yōu)榧t色,有無色液滴產(chǎn)生.
(4)常溫下,若氨水與稀硫酸恰好完全中和,則所得溶液中各離子濃度的大小順序為(NH+4)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-).

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18.在實驗室中,可用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4+16HCl(濃)═2MnCl2+5Cl2↑+2KCl+8H2O,關(guān)于該反應(yīng)下列敘述中正確的是( 。
A.反應(yīng)中KMnO4被氧化
B.反應(yīng)中得到電子的物質(zhì)是Cl2
C.每生成1 mol Cl2時,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為2 mol
D.被還原的HCl占參加反應(yīng)HCl物質(zhì)的量的3/8

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15.Al、Fe、Cu都是重要的金屬元素.下列說法正確的是( 。
A.制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的方法
B.三者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物
C.工業(yè)上,三者的單質(zhì)目前都使用熱還原法制得
D.電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時陰極上依次析出Cu、Fe、Al

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.下列反應(yīng)屬于取代反應(yīng)的是(  )
A.CH4+Cl2$\stackrel{光照}{→}$CH3Cl+HClB.CH2=CH2+HCl$\stackrel{催化劑}{→}$CH3CH2Cl
C.2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2OD.2C6H6+15O2$\stackrel{點燃}{→}$12CO2+6H2O

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