【題目】是一種高效安全消毒劑,常溫下為紅黃色有刺激性氣味氣體,其熔點(diǎn)為-59.5℃,沸點(diǎn)為11.0℃,能溶于水但不與水反應(yīng),遇熱水緩慢水解。某研究性學(xué)習(xí)小組欲制備水溶液并檢驗(yàn)其性質(zhì)。
Ⅰ.二氧化氯水溶液制備。
在圓底燒瓶中先放入固體和,然后再加入5mL稀硫酸,用磁力攪拌棒攪拌(如圖),將燒瓶放在熱水浴中,保持60℃~80℃,至B中廣口瓶?jī)?nèi)呈深紅黃色時(shí)停止加熱。回答下列問(wèn)題:
(1)裝置A用水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是_________;裝置A中水浴溫度不低于60℃,其原因是_______________。
(2)裝置A中反應(yīng)生成及等產(chǎn)物的化學(xué)方程式為_____________________;
(3)裝置B的水中需放入冰塊的目的是__________________;已知緩慢水解生成的含氯化合物只有和,且物質(zhì)的量之比為2:1,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________;裝置C中的溶液吸收尾氣中的,生成物質(zhì)的量之比為的1:1的兩種鹽,一種為,另一種為_________________。
Ⅱ.的含量測(cè)定
步驟1:量取溶液,稀釋成試樣;量取試樣加入到錐形瓶中;
步驟2:調(diào)節(jié)試樣的,加入足量的晶體,振蕩后,靜置片刻;
步驟3:加入指示劑,用溶液滴定至終點(diǎn),消耗溶液。
(4)已知:,,原溶液的濃度為_____(用含字母的代數(shù)式表示),如果滴定速度過(guò)慢,會(huì)使計(jì)算出的數(shù)值______(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
Ⅲ.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的氧化性
(5)取適量水溶液加入溶液中,振蕩,得無(wú)色溶液。欲檢驗(yàn)的氧化產(chǎn)物,還需要用到的試劑是____________。
(6)證明的氧化性比強(qiáng)的方案是__________________________________。
【答案】受熱均勻,且易控制溫度 如溫度過(guò)低,則反應(yīng)速率較慢,且不利于ClO2的逸出 2KClO3+H2C2O4+2H2SO4=ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O 可減少ClO2揮發(fā)和水解 8ClO2+2H2O=4HClO+2Cl2+7O2 NaClO3 偏大 鹽酸和BaCl2溶液 將ClO2氣體通入FeSO4溶液中,并滴入KSCN溶液,觀察溶液顏色變化,若溶液變?yōu)檠t色,則證明ClO2的氧化性比Fe3+強(qiáng)。
【解析】
Ⅰ.水浴加熱條件下,草酸、氯酸鉀在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2,因遇熱水緩慢水解,則B中含冰塊的水用于吸收ClO2,根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律,結(jié)合生成物的物質(zhì)的量的比及質(zhì)量守恒定律書寫反應(yīng)方程式;C中NaOH溶液可吸收ClO2尾氣,生成物質(zhì)的量之比為1:1的兩種陰離子,一種為NaClO2,根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律來(lái)書寫;
II.有碘單質(zhì)生成,用淀粉做指示劑;根據(jù)元素守恒結(jié)合反應(yīng)得到關(guān)系式2ClO2~5I2~10Na2S2O3計(jì)算c(ClO2);
III.ClO2 具有強(qiáng)氧化性,可氧化H2S生成硫酸,氧化亞鐵離子生成鐵離子,檢驗(yàn)鐵離子即可解答該題。
I.(1)裝置A用水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是受熱均勻,且易控制溫度,如溫度過(guò)低,則反應(yīng)速率較慢,且不利于ClO2的逸出,溫度過(guò)高,會(huì)加劇ClO2 水解;
(2)裝置A 中反應(yīng)生成ClO2及KHSO4等產(chǎn)物,同時(shí)草酸被氧化生成水和二氧化碳,則反應(yīng)化學(xué)方程式為2KClO3+H2C2O4+2H2SO4=ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O;
(3)裝置B的水中需放入冰塊,可減少ClO2揮發(fā)和水解;ClO2緩慢水解生成的含氯化合物只有HClO和Cl2,且物質(zhì)的量之比為2:1,則根據(jù)反應(yīng)前后各種元素原子個(gè)數(shù)相等,結(jié)合電子轉(zhuǎn)移守恒,可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式為8ClO2+2H2O=4HClO+2Cl2+7O2;裝置C中NaOH溶液的作用是吸收尾氣中的ClO2,生成物質(zhì)的量之比為的1:1的兩種鹽,由于ClO2中Cl元素的化合價(jià)為+4價(jià),一種為NaClO2,根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律,則另一種生成物為NaClO3;
II.有碘單質(zhì)生成,用淀粉作指示劑;二氧化硫和碘單質(zhì)的反應(yīng)中,根據(jù)電子守恒,得到:2ClO2~5I2,結(jié)合反應(yīng)2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI,得到關(guān)系式:2ClO2~5I2~10Na2S2O3。
設(shè)原ClO2溶液的濃度為x,n(Na2S2O3)=c·V2×10-3mol,
2ClO2~5I2~10Na2S2O3
2mol 10mol
cV2×10-3mol,2:10=:(cV2×10-3),解得x==g/L;
如果滴加速率過(guò)慢,溶液中部分I-被氧氣氧化產(chǎn)生I2,消耗的標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液的體積偏大,則由此計(jì)算出的ClO2的含量就會(huì)偏大;
(4)取適量ClO2 水溶液加入H2S溶液中,振蕩,得無(wú)色溶液,說(shuō)明硫化氫被氧化生成硫酸,可先加入鹽酸酸化,然后再加入氯化鋇檢驗(yàn),若反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,證明有SO42-,即H2S被氧化產(chǎn)生了H2SO4;
(5)證明ClO2 的氧化性比Fe3+強(qiáng),則可通過(guò)ClO2氧化Fe2+生成Fe3+,可將ClO2氣體通入FeSO4溶液中,并滴入KSCN溶液,觀察溶液顏色變化,若溶液變?yōu)檠t色,則證明ClO2的氧化性比Fe3+強(qiáng)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:A(g)+ 2B(g)C(g)+2D(s),經(jīng)測(cè)定,在不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)如下:
溫度(℃) | 250 | 300 | 350 |
K | 30 | 15.78 | 12.5 |
(1)該反應(yīng)為__________反應(yīng)(填“吸熱”“放熱”).平衡常數(shù)K的表達(dá)式為K=____________
(2)假設(shè)該反應(yīng)在恒容絕熱的密閉容器中進(jìn)行,下列能判斷該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是________ ;
①容器中壓強(qiáng)不變 ②混合氣體中c(A)不變 ③2v正(B)=v逆(A) ④ 容器內(nèi)溫度不變 ⑤容器中混合氣體的密度不變 ⑥ 平均摩爾質(zhì)量不變 ⑦c(A):c(b):c(c)=1:2:1
A.除③以外 B.④⑤⑦ C.①②④⑤⑥ D.④⑤⑥⑦
(3)欲提高B的轉(zhuǎn)化率并加快化學(xué)反應(yīng)速率,下列措施可行的是_____________。(填字母)
a.在恒壓下中再充入He b.向恒容體積再充入A
c.改變反應(yīng)的催化劑 d.升高溫度
(4)若某溫度下,該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得反應(yīng)物與生成物的濃度為c(A)=0.4 mol·L-1、c(B)=0.4 mol·L-1、c(C)=0.8 mol·L-1, 則此時(shí)的溫度為___________;
(5)某溫度下,在體積固定的1L的密閉容器中將2 mol A和2 mol B混合,測(cè)得不同時(shí)刻的壓強(qiáng)關(guān)系如下:
時(shí)間t/h | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 |
總壓強(qiáng)p/MPa | 20 | 18 | 16.5 | 15 | 12.5 | 12.5 |
①計(jì)算反應(yīng)到2h時(shí)v(A)=__________
②計(jì)算平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為 __________,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值________。
③由總壓強(qiáng)p和起始?jí)簭?qiáng)p0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n(總)和生成物C的物質(zhì)的量n(C),則 n(總 )=________mol,n(C)=___________mol,反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率α(A)的表達(dá)式為_______________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】向碳酸溶液中滴加NaOH溶液,測(cè)得碳酸中含碳微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH變化如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是:
A.除去NaCl溶液中Na2CO3的方法是向其中加入鹽酸至pH=7
B.X、Y為曲線兩交叉點(diǎn)。由X點(diǎn)處的pH,可計(jì)算Ka1(H2CO3)
C.pH=10的溶液中c(H+)+c(Na+)=c(HCO3-)+2 c(CO32-)+c(OH-)
D.將CO2通入NaOH溶液制取Na2CO3,應(yīng)控制pH>12.5
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】A、B、C、D 均為短周期元素組成的物質(zhì),它們之間符合如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:
(1)若A 為可使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣態(tài)氫化物,X 為水,D 為重要的化工原料。
① A 的電子式為_________________,A→B 的化學(xué)方程式為______________________。
②A 和 D 發(fā)生化合反應(yīng)得到的化合物 E 的化學(xué)式是___________,用離子方程式表示檢驗(yàn)E中陽(yáng)離子的方法________________。
③寫出D的稀溶液與Cu反應(yīng)的離子方程式____________________________。
(2)若A為非金屬單質(zhì),X為水,該轉(zhuǎn)化關(guān)系為工業(yè)生產(chǎn)D的一系列反應(yīng)。
①將B通入溴水中顏色褪去,體現(xiàn)了B的___________________性,寫出該變化的化學(xué)方程式________________________。
②A和H2發(fā)生化合反應(yīng)得到的E,在B與E的反應(yīng)中,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為_______________________________。
③寫出D的濃溶液與Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________________________。
(3)若A為烴的含氧衍生物,醫(yī)療上常用75%(體積分?jǐn)?shù))A的水溶液作消毒劑,X為甲醇(CH3OH)。
①A→B的化學(xué)方程式為____________________________;C→D的化學(xué)方程式為_____________________________________。
②下列說(shuō)法正確的是___________________________________(選填序號(hào)字母)
a. A 可通過(guò)葡萄糖分解反應(yīng)得到 b. B 的官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為-COH
c. C 可與 NaHCO3 反應(yīng)產(chǎn)生 CO2 d. A 與X 互為同系物
③已知:CH≡CH 在一定條件下可與C反應(yīng)得到E(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 CH2=CHOOCCH3),則上述反應(yīng)的反應(yīng)類型為_______________________,E中的官能團(tuán)名稱為_____________,E發(fā)生加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在一密閉容器中有如下反應(yīng):aX(g)+bY(g)nW(g).某化學(xué)興趣小組的同學(xué)根據(jù)此反應(yīng)在不同條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出了如下曲線圖:
其中,ω(W)表示W在反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù),t表示反應(yīng)時(shí)間.當(dāng)其它條件不變時(shí),下列分析正確的是
A. 圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且p2>p1,a+b<n
B. 圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且p1>p2,n<a+b
C. 圖Ⅱ可能是在同溫同壓下催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,且1使用的催化劑效果好
D. 圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)反應(yīng)的影響,且T1>T2,△H<0
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】近年來(lái),金屬—空氣電池的研究和應(yīng)用取得很大進(jìn)步,這種新型燃料電池具有比能量高、污染小、應(yīng)用場(chǎng)合多等多方面優(yōu)點(diǎn)。鋁—空氣電池工作原理如圖所示。關(guān)于金屬—空氣電池的說(shuō)法不正確的是( )
A.鋁—空氣電池(如上圖)中,鋁作負(fù)極,電子通過(guò)外電路到正極
B.為幫助電子與空氣中的氧氣反應(yīng),可使用活性炭作正極材料
C.堿性溶液中,負(fù)極反應(yīng)為Al(s)+3OH-(aq)=Al(OH)3(s)+3e-,每消耗2.7 g Al(s),需耗氧6.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
D.金屬—空氣電池的可持續(xù)應(yīng)用要求是一方面在工作狀態(tài)下要有足夠的氧氣供應(yīng),另一方面在非工作狀態(tài)下能夠密封防止金屬自腐蝕
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】檸檬酸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:
(1)檸檬酸中的官能團(tuán)有、______(寫名稱)。
(2)1mol檸檬酸最多可消耗NaOH的物質(zhì)的量是______mol。
(3)下列關(guān)于檸檬酸的說(shuō)法正確的是______ (填序號(hào))。
A 可發(fā)生酯化反應(yīng)
B 可發(fā)生加成反應(yīng)
C 可發(fā)生消去反應(yīng)
D 其分子式是C6H8O6
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】N2的結(jié)構(gòu)可以表示為,CO的結(jié)構(gòu)可以表示為,其中橢圓框表示π鍵,下列說(shuō)法不正確的是( )
A. N2分子與CO分子中都含有三鍵
B. N2分子與CO分子中π鍵并不完全相同
C. N2分子與CO分子互為等電子體
D. N2分子與CO分子的化學(xué)性質(zhì)相同
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某學(xué)生為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)過(guò)程中的速率變化,在100mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉,用排水集氣法收集反應(yīng)放出的氫氣。(實(shí)驗(yàn)記錄的體積為累計(jì)值,已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況):
時(shí)間(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氫氣體積(mL) | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
(1)哪一時(shí)間段(指0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min)反應(yīng)速率最大___,原因是___。
(2)哪一段時(shí)段的反應(yīng)速率最小___,原因是___。
(3)求2~3分鐘時(shí)間段以鹽酸的濃度變化來(lái)表示的該反應(yīng)速率(設(shè)溶液體積不變)___。
(4)如果反應(yīng)太激烈,為了減緩反應(yīng)速率而又不減少產(chǎn)生氫氣的量,他在鹽酸中分別加入等體積的下列溶液:
A.蒸餾水 B.NaCl溶液 C.NaNO3溶液D.Na2CO3溶液
你認(rèn)為可行的是(填編號(hào))___。
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