工業(yè)上利用含有一定濃度的I2和CuSO4溶液的工業(yè)廢水制備飼料添加劑Ca(IO3)2,其生產(chǎn)流程如下：

已知：Ca(IO3)2微溶于水,溶于硝酸；Ksp(CuI)=1.1×10-12, Ksp(Cu2S)=2.5×10-48；
氧化性: HNO3＞IO3—＞H2O2 
（1）“還原”過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na2S2O3＋I2 =       ＋ 2NaI。 
（2）在還原過程還伴隨有CuI生成，寫出加入Na2S的離子反應(yīng)方程式                          。
（3）在氧化過程中先加入H2O2再加入濃硝酸，而不直接加入濃硝酸的目的是                     。
（4）加入的石灰乳在溶液中反應(yīng)而得到Ca(IO3)2，則要調(diào)節(jié)pH至     （填“酸性” 或“中性”或“堿性”），原因是                                                              。
（5）Ca(IO3)2也可用電化學(xué)氧化法制取：先充分電解KI溶液，然后在電解后的溶液中加入CaCl2，最后過濾得到Ca(IO3)2。寫出電解時陽極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式                           ,用該方法制取Ca(IO3)2，每1kg碘化鉀理論上可生產(chǎn)純度為97.8%Ca(IO3)2的質(zhì)量為              ____kg（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。 

（1） Na2S4O6   （2分） 
（2）2CuI(s)+S2—=Cu2S(s)+2I—  （3分） 
（3）減少氧化過程中生成的氮的氧化物的污染  (2分) 
（4）中性 （2分）Ca(IO3)2在硝酸溶液中溶解，故要中和過量的酸；在堿性溶液中，會混有微溶的Ca(OH)2造成產(chǎn)品不純。 (2分) 
（5）3H2O+I— -6e—=IO3—+6H+    (3分) ；  1.20（2分）

解析試題分析： （1）該過程稱之為還原過程，可以肯定發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，所以根據(jù)方程式中的I的化合價降低可以知道，Na2S2O3 的中S的化合價升高，再根據(jù)Na、O原子守恒可以配平該方程式為2Na2S2O3＋I2 = Na2S4O6＋ 2NaI，還可以根據(jù)寫出的化學(xué)方程式用電子得失配平驗證。此處的難點關(guān)鍵在于缺項物質(zhì)為中學(xué)階段沒接觸過的連四硫酸鈉，所以可能會出現(xiàn)想不到或是不敢寫的情況，只要大膽利用所學(xué)的原則配平就可以了。
（2）還原過程中已經(jīng)說明有沉淀CuI生成了，所以加入Na2S還會發(fā)生反應(yīng)，則應(yīng)該是通過已知條件中的沉淀溶解平衡常數(shù)進行比較得出結(jié)論，比較之下Cu2S比 CuI更加難溶，所以此時會發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化，所以發(fā)生的反應(yīng)方程式書寫要按照沉淀溶解平衡的格式書寫，方程式為2CuI(s)+S2—(aq)=Cu2S(s)+2I—(aq)。
（3）氧化步驟加入的H2O2 和濃硝酸起到氧化的目的，但是濃硝酸參與的反應(yīng)容易產(chǎn)生氮氧化物污染環(huán)境，所以先加入過氧化氫。由于氧化性順序HNO3＞IO3—＞H2O2 ，所以加入的過氧化氫只能把I-氧化為IO3- ，要使I2繼續(xù)被氧化為IO3- ，還需要再加入濃硝酸，使?jié)庀跛岱磻?yīng)更加完全，從而減少過程中氮氧化物的污染。
（4）加入石灰乳目的是反應(yīng)得到Ca(IO3)2 ，且通過操作可以看出反應(yīng)后要使Ca(IO3)2 盡可能多得以晶體形式析出，而Ca(IO3)2溶于硝酸，所以必須調(diào)節(jié)pH值把過量的硝酸中和掉，且加入的石灰乳不能過量，過量則會混入石灰乳沉淀雜質(zhì)，所以應(yīng)該調(diào)節(jié)pH至中性。
（5）用KI溶液電解制備Ca(IO3)2 溶液，則I-需要發(fā)生氧化反應(yīng)在陽極放電生成IO3-，電解液是非堿性的，所以根據(jù)O原子守恒，IO3—中的O一定來源于H2O中，從而生成了H+，所以電極反應(yīng)式為：3H2O+I— -6e—=IO3—+6H+ ；計算碘化鉀的質(zhì)量可以采用I原子守恒計算，所以有1/2n(KI)= n(Ca(IO3)2)=1000/166mol，m產(chǎn)品=M(Ca(IO3)2)×n(Ca(IO3)2)÷97.8%=390g/mol×1000/166mol÷97.8%≈1200g=1.20kg。
考點：本題考查的是化學(xué)工藝流程，涉及到了陌生的氧化還原反應(yīng)缺項配平、沉淀轉(zhuǎn)化、環(huán)境問題、PH調(diào)節(jié)、電化學(xué)基礎(chǔ)、轉(zhuǎn)化計算等內(nèi)容。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

2013年底，上海青浦發(fā)生一家三口誤食亞硝酸鹽造成兩男孩身亡的慘劇。常見的亞硝酸鹽主要是亞硝酸鈉（NaNO2），它是一種白色不透明晶體，雖然形狀很像食鹽，而且有咸味，但有毒。亞硝酸鈉和氯化鈉的部分資料如下表：

 
亞硝酸鈉（NaNO2）
氯化鈉（NaCl）
水溶性
易溶，溶液呈弱堿性
易溶，溶液呈中性
熔點
271℃
801℃
沸點
320℃會分解
1413℃
跟稀鹽酸作用
有紅棕色的NO2氣體放出
無反應(yīng)
完成下列填空：
（1）氮元素最外層電子排布式為________，氮原子核外電子共占據(jù)了___個軌道。亞硝酸鈉中各元素原子半徑由大到小依次為_________，亞硝酸的電離方程式為：_______________________。
（2）亞硝酸鹽中毒是因為亞硝酸鹽可將正常的血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，即血紅蛋白中的鐵元素由二價變?yōu)槿齼r，失去攜氧能力，使組織出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象．美藍(lán)是亞硝酸鹽中毒后的有效解毒劑．下列說法不正確的是(  )
A．高鐵血紅蛋白的還原性比亞硝酸鹽弱
B．藥品美藍(lán)應(yīng)具有還原性
C．中毒時亞硝酸鹽發(fā)生還原反應(yīng)
D．解毒時高鐵血紅蛋白被還原
（3）NaNO2有毒，將含該物質(zhì)的廢水直接排放會引起水體的嚴(yán)重污染，所以這種廢水必須處理后才能排放。處理方法之一：在酸性條件下， NaNO2與KI的物質(zhì)的量為1:1時恰好完全反應(yīng)，且I-被氧化為I2，此時產(chǎn)物中含氮的物質(zhì)(A)為________（填化學(xué)式）。若利用上述方法制A，現(xiàn)有兩種操作步驟：①先將廢水酸化后再加KI；②先將KI酸化后再加入廢水。哪種方法較好？____（填序號。假設(shè)廢水中其它物質(zhì)不反應(yīng)）
（4）如要鑒別亞硝酸鈉和氯化鈉固體，下列方法不可行的是
A．觀察并比較它們在水中的溶解速度       B．測定它們各自的熔點
C．在它們的水溶液中滴加甲基橙          D．在酸性條件下加入KI淀粉試液

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

Ⅰ.某實驗A小組設(shè)計生產(chǎn)亞氯酸鈉（NaClO2）的主要流程如圖，

已知NaClO2是一種強氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染工業(yè)。它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。
（1）雙氧水的電子式為           ，裝置Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的還原劑是　　　　　（填化學(xué)式）。
（2）A的化學(xué)式是　　 　，裝置Ⅲ電解池中A在　　　極區(qū)產(chǎn)生，若裝置Ⅲ中生成氣體a為 11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則理論上通過電解池的電量為　　　             （已知法拉第常數(shù)F="9.65×l" 04C· mol-1)。
（3）裝置Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是　　　　　                        　　　 。
Ⅱ．某實驗B小組測定金屬錫合金樣品的純度（僅含少量鋅和銅，組成均勻），將樣品溶于足量鹽酸: Sn+ 2HCl=SnCl2+H2↑，過濾，洗滌。將濾液和洗滌液合并再加過量的FeCl3溶液。最后可用一定濃度的K2Cr2O7酸性溶液滴定生成的Fe2+，此時還原產(chǎn)物為Cr3+�，F(xiàn)有錫合金試樣1.23g，經(jīng)上述反應(yīng)、操作后，共用去0.200mol/L的K2Cr2O7的酸性溶液15.00mL。
（4） 列式計算樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
（5）用上述樣品模擬工業(yè)上電解精煉錫，如圖：

b極發(fā)生電極反應(yīng)式      ，當(dāng)?shù)玫?1.90g純錫時，電解質(zhì)溶液質(zhì)量減輕0.54g，則錫合金質(zhì)量減少_______ g（結(jié)果保留一位小數(shù)）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

研究碳及其化合物的綜合利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義。請運用相關(guān)知識研究碳及其化合物的性質(zhì)。
（1）近年來，我國儲氫納米碳管研究取得重大進展，用電弧法合成的碳納米管中常伴有大量碳納米顆粒（雜質(zhì)），這種碳納米顆�？捎醚趸瘹饣ㄌ峒儯浞磻�(yīng)的化學(xué)方程式為：______C＋________K2Cr2O7＋________——________CO2↑＋________K2SO4＋________Cr2（SO4）3＋________H2O。
①完成并配平上述化學(xué)方程式。
②在上述化學(xué)方程式上標(biāo)出該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目。
（2）高溫時，用CO還原MgSO4可制備高純MgO。
①750℃時，測得氣體中含等物質(zhì)的量SO2和SO3，此時反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________________________。
②由MgO可制成“鎂－次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如圖（a）所示，該電池反應(yīng)的離子方程式為________________________________________。

（a）　　　　   �。╞）　　　　　（c）
（3）二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向，將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH。
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K＝________。
②取五份等體積CO2和H2的混合氣體（物質(zhì)的量之比均為1∶3），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)相同時間后，測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ（CH3OH）與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖（b）所示，則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)的ΔH________（填“＞”“＜”或“＝”）0。
③在兩種不同條件下發(fā)生反應(yīng)，測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間變化如圖（c）所示，曲線Ⅰ、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KⅠ________KⅡ（填“＞”“＜”或“＝”）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

已知 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，因此Na2O2可在呼吸面具和潛水艇里作供氧劑。
（1）請在答卷上用雙線橋法標(biāo)出上述方程式的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。
（2）        是還原劑，       是還原產(chǎn)物。
（3）若轉(zhuǎn)移3mol電子，則所產(chǎn)生的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為       。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視，而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2，引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟”正成為科學(xué)家研究的主要課題。
（1）用電弧法合成的儲氫納米碳管常伴有大量的碳納米顆粒（雜質(zhì)），這種顆�？捎萌缦卵趸ㄌ峒�，請完成該反應(yīng)的化學(xué)方程式：(將配平后的系數(shù)填在橫線上)
__ C+ __ KMnO4+ ___ H2SO4→___CO2↑+ ___MnSO4 + ___K2SO4+ ___H2O 
當(dāng)反應(yīng)中有2．408×1024個電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時，還原劑的質(zhì)量為              
（2）將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入到體積為2 L的恒容密閉容器中，進行反應(yīng)CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下兩組數(shù)據(jù)：

實驗組
溫度℃
起始量/mol
平衡量/mol
達到平衡所需時間/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
x
2．0
1．6
2．4
6
2
900
2．0
1．0
0．4
1．6
3
 
①實驗1中以v(CO2）表示的反應(yīng)速率為            (要求2位有效數(shù)字，下同)；實驗2達到平衡時CO的體積分?jǐn)?shù)為             。
②若反應(yīng)的平衡常數(shù)大，處理CO的效率高，則增大該反應(yīng)平衡常數(shù)的措施有         。
③900℃時，該密閉容器中，加入4 molCO，3 mol H2O ，4mol CO2和2．4mol H2，比較此時正、逆反應(yīng)速率的大小：v正 ______ v逆 （填“＞”、“＜”或“＝”)。
④一定條件下上述反應(yīng)在某體積固定的密閉容器中進行，能說明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的有    。 
A．容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化   
B．消耗1molH2的同時消耗1molCO
C．容器中氣體的密度不隨時間而變化         
D．CO2的體積分?jǐn)?shù)不隨時間而變化     
（3）汽車尾氣的排放對空氣造成污染。目前采用的是在汽車排氣裝置中安裝一個凈化器，可以有效將尾氣中的有害氣體轉(zhuǎn)化。如：
①CO (g)+NO2(g) ＝CO2(g) + NO (g)  ΔH ＝－a kJ／mol   (a＞0)
②  2CO (g)+2NO(g) ＝2CO2(g) )+ N2 (g)  ΔH ＝－b kJ／mol  (b＞0)
若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下3．36LCO還原NO2至N2(CO完全反應(yīng))時放出的熱量為         kJ(用含a和b的代數(shù)式表示，下同)；并寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                                。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體，是國際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。
(1)工業(yè)上制備ClO2的反應(yīng)原理為2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O＋2NaCl。
①濃鹽酸在反應(yīng)中顯示出來的性質(zhì)是________。

A．只有還原性B．還原性和酸性C．只有氧化性D．氧化性和酸性
②若上述反應(yīng)中產(chǎn)生0.1 mol ClO2，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________mol。
(2)目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝。
 
①上圖是用石墨作電極，一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2的示意圖。則陽極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式為________________________________________。
②電解一段時間，當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體體積為112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時，停止電解。通過陽離子交換膜的陽離子的物質(zhì)的量為________mol，用平衡移動原理解釋陰極區(qū)pH增大的原因：____________________________________________。
(3)ClO2對污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－和CN－等有明顯的去除效果。某工廠污水中含CN－ a mg/L，現(xiàn)用ClO2將CN－氧化，產(chǎn)物中有兩種氣體生成，其離子反應(yīng)方程式為________；處理100 m3這種污水，至少需要ClO2________mol。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

實驗室可用KMnO4固體和濃鹽酸反應(yīng)制氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：
2KMnO4+16HCl(濃) =2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
（1）該反應(yīng)中氧化劑是_____________，還原劑是__________________。
（2）若反應(yīng)中有0.20 mol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，生成氯氣的體積為           （標(biāo)準(zhǔn)狀況），被氧化的HCl的物質(zhì)的量是             。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

KClO3和濃HCl在一定溫度下反應(yīng)會生成黃綠色的易爆物二氧化氯。其反應(yīng)可表述為：
  KClO3+   HCl(濃)＝  KCl+  ClO2+ Cl2+   H2O
（1）配平以上化學(xué)方程式(化學(xué)計量數(shù)填入劃線上)并用雙線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。
（2）反應(yīng)中的氧化劑是      ， ClO2是反應(yīng)的    (填氧化或還原)產(chǎn)物。
（3）反應(yīng)產(chǎn)生0.1 mol Cl2，則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為          mol。
（4）ClO2具有很強的氧化性，因此可被用來做消毒劑，若ClO2作消毒劑后其自身轉(zhuǎn)化為Cl-，則其消毒的效率(以單位物質(zhì)的量得到電子數(shù)表示)是Cl2的      倍。

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