【題目】亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效氧化、殺菌及漂白劑,其生產(chǎn)工藝如下:
(1)NaClO2中氯元素的化合價是_________。從氧化還原角度推測NaClO2可能具有的化學(xué)性質(zhì)是_________。
(2)過程I常伴有少量Cl2生成。
① Cl2的存在會造成產(chǎn)品中含有NaCl,請結(jié)合離子方程式解釋其原因_________。
② 結(jié)合下面信息,請設(shè)計實驗方案除去ClO2中的Cl2 ________。
ClO2 | Cl2 | |
在水中的溶解性 | 易溶 | 溶 |
在CCl4中的溶解性 | 難溶 | 溶 |
(3)過程II中H2O2的作用是________(填“氧化劑”或“還原劑”)。
(4)理論上每生成1 mol NaClO2,消耗SO2的體積是________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
(5)已知:
i. 壓強越大,物質(zhì)的沸點越高。
ii. NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出NaClO23H2O
38~60℃時析出NaClO2晶體
高于60℃時分解成NaClO3和NaCl
① 過程III采用“減壓蒸發(fā)”操作的原因是_____。
② 請將過程III的操作補充完整_______。
【答案】+3 既具有氧化性又具有還原性 Cl2 + 2OH- == Cl- + ClO- + H2O 將混有少量Cl2的ClO2緩慢通過盛有CCl4的洗氣瓶 還原劑 11.2 通過減壓降低水的沸點,在較低溫度將NaClO2溶液濃縮至飽和,避免其分解 控制溫度在38oC~60oC條件下結(jié)晶、過濾
【解析】
由流程圖可知,SO2與氯酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2,反應(yīng)的離子方程式為2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-;ClO2與過氧化氫在堿性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)反應(yīng)生成NaClO2,反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2ClO2+2OH—=2ClO2—+2H2O+O2;由題給信息可知,高于60℃時分解成NaClO3和NaCl,則得到粗產(chǎn)品時,應(yīng)采用減壓蒸發(fā),在較低溫度將NaClO2溶液濃縮至飽和,避免NaClO2分解,結(jié)晶時應(yīng)控制溫度在38oC~60oC條件下結(jié)晶、過濾,防止溫度低于38℃析出NaClO23H2O。
(1)NaClO2中鈉元素化合價為+1價,氧元素化合價為—2價,由化合價代數(shù)和為零可知氯元素的化合價為+3價;元素化合價為中間價時,既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性,+3價介于氯元素—1價和+7價之間,則NaClO2既具有氧化性又具有還原性,故答案為:+3;既具有氧化性又具有還原性;
(2)①SO2與氯酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)時,還原產(chǎn)物可能為Cl2,反應(yīng)生成的氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水,造成產(chǎn)品中含有NaCl和NaClO,反應(yīng)的離子方程式為Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O,故答案為:Cl2 + 2OH- =Cl- + ClO- + H2O;
② 由題給信息可知,ClO2和Cl2均溶于水,ClO2不溶于四氯化碳,Cl2溶于四氯化碳,所以除去ClO2中的Cl2的實驗方案是將混有少量Cl2的ClO2緩慢通過盛有CCl4的洗氣瓶,故答案為:將混有少量Cl2的ClO2緩慢通過盛有CCl4的洗氣瓶;
(3)過程II中ClO2與過氧化氫在堿性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)反應(yīng)生成NaClO2,氯元素化合價降低,ClO2作氧化劑,雙氧水作還原劑,故答案為:還原劑;
(4)SO2與氯酸鈉在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2,反應(yīng)的離子方程式為2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-,ClO2與過氧化氫在堿性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)反應(yīng)生成NaClO2,反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2ClO2+2OH—=2ClO2—+2H2O+O2,由方程式可得2NaClO2—SO2,則每生成1molNaClO2,消耗SO2的物質(zhì)的量是0.5mol,標(biāo)況下體積是11.2L,故答案為:11.2;
(5)①由題給信息可知,高于60℃時分解成NaClO3和NaCl,則得到粗產(chǎn)品時,應(yīng)采用減壓蒸發(fā),在較低溫度將NaClO2溶液濃縮至飽和,避免NaClO2分解,故答案為:通過減壓降低水的沸點,在較低溫度將NaClO2溶液濃縮至飽和,避免其分解;
②減壓蒸發(fā)后,結(jié)晶時應(yīng)控制溫度在38oC~60oC條件下結(jié)晶、過濾,防止溫度低于38℃析出NaClO23H2O,故答案為:控制溫度在38oC~60oC條件下結(jié)晶、過濾。
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【題目】(1)某課外活動小組同學(xué)用如圖裝置進(jìn)行實驗,試回答下列問題:
①若開關(guān)K與a連接,則鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的_____腐蝕,石墨電極上的電極反應(yīng)式為_____。
②若開關(guān)K與b連接,則電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。
(2)該小組同學(xué)設(shè)想,如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法,用如下圖所示裝置電解硫酸鈉溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鈉,無論從節(jié)省能源還是從提高原料的利用率而言都更加符合綠色化學(xué)理念。
①該電解槽的陽極反應(yīng)式為_____。
此時通過陰離子交換膜的離子數(shù)_____(選填“大于”、“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。
②通電開始后,陰極附近溶液pH_____(選填“增大”、“不變”或“減小”)。
③若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池,則電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為_____;已知H2的燃燒熱為285.8 kJ/mol,則該燃料電池工作產(chǎn)生36 g 液態(tài)H2O時,理論上有_____kJ的能量轉(zhuǎn)化為電能。
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【題目】硼化釩(VB2)-空氣電池是目前儲電能力最高的電池,示意圖如圖所示,該電池工作時的反應(yīng)為4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5。下列說法錯誤的是
A. 電極a的電勢比VB2極的高
B. VB2極的電極反應(yīng)式為2VB2-22e-+22OH-=2B2O3+V2O5+11H2O
C. 放電時,OH-由VB2極向a電極移動
D. 若采用稀鹽酸作電解質(zhì)溶液,則該電池發(fā)生的總反應(yīng)改變
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【題目】高聚物H是一種光刻膠,其中的一種合成路線如下:
回答下列問題:
(1)B的化學(xué)名稱是_________。
(2)B生成C的反應(yīng)類型為_________,F(xiàn)與G反應(yīng)生成H的反應(yīng)類型為_________。
(3)H中官能團的名稱為___________________________。
(4)C的結(jié)構(gòu)簡式為__________________,G的結(jié)構(gòu)簡式為__________________。
(5)已知E與D,F(xiàn)與CH3OH分別含有相同的官能團,寫出D與CH3OH反應(yīng)生成E和F的化學(xué)方程式:________。
(6)芳香族化合物X是G的同分異構(gòu)體,1 mol X與足量銀氨溶液反應(yīng)生成4 mol Ag,則X的結(jié)構(gòu)簡式有_____(不考慮立體異構(gòu))種,寫出核磁共振氫譜顯示有五種不同化學(xué)環(huán)境的氫,且峰面積之比為1:2:2:2:1的X的結(jié)構(gòu)簡式:___________(任寫一種)。
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【題目】下列圖示與對應(yīng)敘述相符合的是 ( )
A. 圖 I:反應(yīng)N2+3H22NH3在恒溫情況下,反應(yīng)速率與壓強的關(guān)系
B. 圖Ⅱ:反應(yīng)H2+I22HI達(dá)平衡后,升高溫度時反應(yīng)速率隨時間的變化
C. 圖Ⅲ:反應(yīng)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH>0,水蒸氣含量隨時間的變化
D. 圖Ⅳ:反應(yīng)2SO2+O22SO3達(dá)平衡后,縮小容器體積,各成分物質(zhì)的量隨時間的變化
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【題目】已知氨水的濃度越大,密度越小。將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為W %的氨水和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5W %的氨水等體積混合,所得溶液中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
A.6W %B.3W %C.大于3W %D.小于3W %
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【題目】CO、CO2是火力發(fā)電廠釋放出的主要尾氣,為減少對環(huán)境造成的影響,發(fā)電廠試圖采用以下方法將其資源化利用,重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
(1)CO與Cl2在催化劑的作用下合成光氣(COCl2)。某溫度下,向2L的密閉容器中投入一定量的CO和Cl2,在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng):CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) ΔH = a kJ/mol反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表:
①反應(yīng)0~2min末的平均速率v(COCl2)=__________mol/(L·min)。
②在2min~4min間,v(Cl2)正______v(Cl2)逆 (填“>”、“=”或“<”), 該溫度下K =______。
③已知X、L可分別代表溫度或壓強,下圖表示L一定時,CO的 轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。
X代表的物理量是__________;a_________0 (填“>”,“=”,“<”)。
(2)在催化劑作用下NO和CO轉(zhuǎn)化為無毒氣體:2CO(g)+2NO(g)2CO2 (g)+N2 (g) ΔH=-748 kJ·mol-1
①一定條件下,單位時間內(nèi)不同溫度下測定的氮氧化物轉(zhuǎn)化率如圖1所示。溫度高于710K時,隨溫度的升高氮氧化物轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是____________________。
②已知:測定空氣中NO和CO含量常用的方法有兩種,方法1:電化學(xué)氣敏傳感器法。其中CO傳感器的工作原理如圖2所示,則工作電極的反應(yīng)式為______________________;方法2:氧化還原滴定法。用H2O2溶液吸收尾氣,將氮氧化物轉(zhuǎn)化為強酸,用酸堿中和滴定法測定強酸濃度。寫出NO與H2O2溶液反應(yīng)的離子方程式_______________。
(3)用CO和H2可以制備甲醇,反應(yīng)為CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),以甲醇為燃料,氧氣為氧化劑,KOH溶液為電解質(zhì)溶液,可制成燃料電池(電極材料為惰性電極)若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.8mol,當(dāng)有0.5mol甲醇參與反應(yīng)時,電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是_______________。
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【題目】某學(xué)生用0.200 0 mol·L-1的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定未知濃度的鹽酸,其操作如下:
①用蒸餾水洗滌堿式滴定管,并立即注入NaOH溶液至“0”刻度線以上;
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴處充滿液體;
③調(diào)節(jié)液面至“0”或“0”刻度線以下,并記下讀數(shù);
④移取20.00 mL待測液注入潔凈的還存有少量蒸餾水的錐形瓶中,并加入3滴酚酞溶液;
⑤用標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點,記下滴定管液面讀數(shù)。
請回答下列問題:
(1)以上步驟有錯誤的是______(填編號)。
(2)若測定結(jié)果偏高,其原因可能是_____________(填字母)。
A.配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的固體NaOH中混有KOH雜質(zhì)
B.滴定終點讀數(shù)時,仰視滴定管的刻度,其他操作正確
C.盛裝待測液的錐形瓶用蒸餾水洗過后又用待測液潤洗
D.滴定到終點讀數(shù)時,發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處懸掛一滴溶液
(3)判斷滴定終點的現(xiàn)象是______________________。
(4)如圖是某次滴定時的滴定管中的液面,其讀數(shù)為________mL。
(5)根據(jù)下列數(shù)據(jù),請計算待測鹽酸的濃度:________mol·L-1。
滴定次數(shù) | 待測體積(mL) | 標(biāo)準(zhǔn)燒堿溶液體積(mL) | |
滴定前讀數(shù) | 滴定后讀數(shù) | ||
第一次 | 20.00 | 0.40 | 20.40 |
第二次 | 20.00 | 2.00 | 24.10 |
第三次 | 20.00 | 4.00 | 24.00 |
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