水是生命之源。飲用水消毒作為控制水質(zhì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),液氯消毒是最早的飲用水消毒方法。近年來科學(xué)家提出,氯氣能與水中的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng),生成的有機(jī)氯化物可能對人體有害。二氧化氯(ClO2)是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑。與Cl2相比,ClO2不但具有更顯著地殺菌能力,而且不會產(chǎn)生對人體有潛在危害的有機(jī)氯代物。
(1)氯氣溶于水能殺菌消毒的原因是 。
(2)在ClO2的制備方法中,有下列兩種制備方法:
方法一:NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4
用方法二制備的ClO2更適合用于飲用水的消毒,其主要原因是 。
(3)用ClO2處理過的飲用水(pH為5.5~6.5)常含有一定量對人體不利的亞氯酸根離子(ClO2-).2001年我國衛(wèi)生部規(guī)定,飲用水ClO2-的含量應(yīng)不超過0.2 mg·L-1。
飲用水中ClO2、ClO2-的含量可用連續(xù)碘量法進(jìn)行測定。ClO2被I-還原為ClO2-、Cl-的轉(zhuǎn)化率與溶液pH的關(guān)系如圖所示。當(dāng)pH≤2.0時(shí),ClO2-也能被I-完全還原成Cl-。反應(yīng)生成的I2用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定:2Na2S2O3+I(xiàn)2=Na2S4O6+2NaI
①請寫出pH≤2.0時(shí),ClO2-與I-反應(yīng)的離子方程式 。
②配制Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量簡外,還需要下圖中的 (填字母代號)。
a b c d e
③請完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟:
步驟1:準(zhǔn)確量取VmL水樣加入到錐形瓶中。
步驟2:調(diào)節(jié)水樣的pH為7.0~8.0
步驟3:加入足量的KI晶體。
步驟4:加少量淀粉溶液,用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn),消耗Na2S2O3溶液V1mL。
步驟5:調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0。
步驟6;再用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn),消耗Na2S2O3溶液V2mL。
④滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是 。
⑤根據(jù)上述分析數(shù)據(jù),測得該引用水樣中的ClO2-的濃度為 mg·L-1(用含字母的代數(shù)式表示)。
(4)判斷下列操作對ClO2-的濃度測定結(jié)果的影響(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)
① 若在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液過程中,燒杯中的Na2S2O3溶液有少量濺出,使測定結(jié)果 。
② 若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí),俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面,使測定結(jié)果 。
(1)生成的HClO具有強(qiáng)氧化性,可以殺菌(2分)
(2)方法二制備的ClO2中不含Cl2(2分)
(3)①ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O(2分)
②a c(2分)
③(溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,(2分)⑤×103(2分)
(4)①偏高 (2分) ②偏低(2分)
解析試題分析:(1)氯氣的自來水消毒屬于氫氧化性消毒,因此原理是氯氣與水反應(yīng)生成的HClO有強(qiáng)氧化性,起到殺菌消毒作用。
(2)根據(jù)題干中的介紹,氯氣用于自來水消毒容易生成對人體有害的有機(jī)氯代物,所以方法二中產(chǎn)生的ClO2氣體中不含氯氣,因此制得的二氧化氯更加的安全。
(3) ①從本題題干和圖像中得知,溶液pH≤2.0時(shí),ClO2-被I- 還原為Cl- ,因此反應(yīng)的離子方程式為ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O,要注意酸性環(huán)境。
②一定濃度溶液的配制需要使用的儀器主要的還有容量瓶、膠頭滴管,故選ac。④待滴定溶液中含有碘單質(zhì),因此與淀粉作用顯藍(lán)色,所以加入Na2S2O3 與單質(zhì)碘反應(yīng),當(dāng)?shù)夥磻?yīng)完的時(shí)候,溶液不顯藍(lán)色,故描述時(shí)要注意規(guī)范表達(dá)。
⑤本小題計(jì)算稍微有些復(fù)雜,首先要了解整個(gè)滴定的過程:含有ClO2、ClO2- 的水,堿性下加KI溶液把ClO2 反應(yīng)為ClO2- ,生成的碘單質(zhì)用標(biāo)準(zhǔn)液滴定;得到的總的ClO2- 再在酸性條件下與KI反應(yīng),又生成一部分碘單質(zhì),再用標(biāo)準(zhǔn)液滴定。因此整個(gè)過程分為兩個(gè)階段。
第一步滴定(生成了一部分ClO2- ):2ClO2+2I-= 2ClO2- + I2
2Na2S2O3 + I2 =Na2S4O6+2NaI
cV1 0.5cV1 cV1 0.5cV1
第二步滴定(反應(yīng)總的ClO2- )ClO2-+ 4H++4I-=Cl-+ 2I2 +2H2O
2Na2S2O3+I(xiàn)2 = Na2S4O6+2NaI
0.25cV2 0.5cV2 cV2 0.5cV2
引用水樣中的ClO2-的濃度等于總的ClO2-減去第一步滴定產(chǎn)生的ClO2- ,因此有:
C(ClO2-)=n總(ClO2-)—n(ClO2-)/V=0.25cV2—cV1 /V,要注意化成質(zhì)量濃度,所以C(ClO2-)= ×103 mg·L-1 。
(4)①滴定過程中若有標(biāo)準(zhǔn)液濺出損失,則從滴定管上讀出的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏高,所以計(jì)算得到的濃度結(jié)果會偏大。
②若在滴定終點(diǎn)讀取標(biāo)準(zhǔn)液體積時(shí),俯視讀數(shù),則讀出的標(biāo)準(zhǔn)液體積會偏小,所以計(jì)算得到的濃度會偏低。
考點(diǎn):本題考查的氧化還原滴定實(shí)驗(yàn)探究、計(jì)算、誤差分析。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
近年來,酸雨污染較為嚴(yán)重,防治酸雨成了迫在眉睫的問題。
(1)火力發(fā)電廠為除去有害氣體SO2,并變廢為寶,常采用尾氣脫硫工藝,如圖所示。寫出尾氣脫硫工藝中反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
(2)寧波的火力發(fā)電廠通常建在海邊,一般海水呈弱堿性,主要含有Na+、Mg2+、K+、Ca2+、Cl-、Br-、SO42-、HCO3-等離子。含有SO2的煙氣也可以利用海水脫硫,其工藝流程如下圖所示:
①向曝氣池通入空氣的目的是 。
②通入空氣后的曝氣池中的海水與天然海水相比,濃度有明顯不同的離子是 。
A.Cl- | B.Na+ | C.Mg2+ | D.HCO3- |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氯氣是重要的化工原料。
(1)氯氣溶于水得到氯水,氯水中存在下列反應(yīng):Cl2 + H2O H++Cl-+ HClO,其平衡常數(shù)表達(dá)式為K= 。
(2)工業(yè)上常用熟石灰和氯氣反應(yīng)制取漂白粉,化學(xué)反應(yīng)方程式是 。流程如下圖所示,其主要設(shè)備是氯化塔,塔從上到下分四層。
將含有3%~6%水分的熟石灰從塔頂噴灑而入,氯氣從塔的最底層通入。這樣加料的目的是 ,處理從氯化塔中逸出氣體的方法是 。
(3)某科研小組在實(shí)驗(yàn)室用較濃的KOH溶液直接吸收氯氣,研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后開始出現(xiàn)KClO3并逐漸增多,產(chǎn)生KClO3的離子方程式是 ,其原因可能是 ,由此可知(2)中氯化塔設(shè)計(jì)為四層是為了減少生產(chǎn)中類似副反應(yīng)的發(fā)生。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用,回答下列問題:
(1)氮元素原子的L層電子數(shù)為 ;
(2)NH3與NaClO反應(yīng)可得到肼(N2H4),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ;
(3)肼可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料,與氧化劑N2O4反應(yīng)生成N2和水蒸氣。
已知:①N2(g)+2O2(g)= N2O4(1) △H1= -195kJ·mol-1
②N2H4(1) + O2(g)= N2(g) + 2H2O △H2= -534.2kJ·mol-1
寫出肼和N2H4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 ;
(3)肼一空氣燃料電池是一種堿性電池,該電池放電時(shí),負(fù)極的反應(yīng)式為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
某;瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組,在學(xué)習(xí)金屬的冶煉以后對一氧化碳還原金屬氧化物的實(shí)驗(yàn)非常感興趣,他們查閱有關(guān)資料后發(fā)現(xiàn),一氧化碳的制備可利用甲酸和濃硫酸共熱到60~80 ℃發(fā)生脫水反應(yīng)制。
HCOOHCO↑+H2O
請根據(jù)以下各圖幫他們組裝成一套相對合理的實(shí)驗(yàn)裝置圖(某些裝置可重復(fù)使用)。
回答以下問題:
(1)合理實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序是(寫小寫字母) 。
(2)在反應(yīng)時(shí)一定要先通一會一氧化碳?xì)怏w,然后再點(diǎn)燃加熱氧化鐵的酒精燈,原因是 。
A.因?yàn)橐话惴磻?yīng)從左到右進(jìn)行 |
B.排除體系內(nèi)的空氣,使反應(yīng)過程更安全 |
C.甲酸與濃硫酸反應(yīng)可以產(chǎn)生大量的CO |
D.此反應(yīng)加熱時(shí)間長有利于產(chǎn)生CO |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
某校課外小組的學(xué)生,利用排飽和食鹽水的方法收集了一平底燒瓶的氯氣,同時(shí)制備了一平底燒瓶的飽和氯水,探究完成以下性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。請按照要求完成下列問題:
(1)按如圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,U形管內(nèi)盛有有色墨水,A、B兩端液面相平,平底燒瓶盛滿氯氣。通過分液漏斗向平底燒瓶中滴加少量氫氧化鈉溶液,觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 、 。請簡單解釋原因 。
(2)如圖所示,平底燒瓶盛滿飽和氯水,當(dāng)日光照射到盛有飽和氯水的裝置時(shí),可觀察到平底燒瓶內(nèi)有氣泡產(chǎn)生,放置一段時(shí)間后溶液顏色變淺,產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是 ;當(dāng)氯水中不再產(chǎn)生氣泡時(shí),某學(xué)生欲檢驗(yàn)該反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體,該同學(xué)可采取的合理操作是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
下圖是氮元素的幾種價(jià)態(tài)與物質(zhì)類別的對應(yīng)關(guān)系:
回答下列問題:
(1)寫出N2的一種用途 。
(2)從N元素化合價(jià)分析,N2具有氧化性和還原性。各舉一例說明(用化學(xué)方程式表示)
答:氧化性 。
還原性 。
(3)HNO3與上圖中的物質(zhì)C常用于檢驗(yàn)Cl-的存在,則C的化學(xué)式為________。
(4)實(shí)驗(yàn)室制取物質(zhì)B的化學(xué)方程式為 。
(5)NO2與水反應(yīng)生成物質(zhì)A的化學(xué)方程式為 。
(6)濃硝酸與木炭在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
硅及其化合物對人類現(xiàn)代文明的發(fā)展具有特殊貢獻(xiàn)。請回答下列有關(guān)問題:
(1)硅原子的結(jié)構(gòu)示意圖:________。
(2)下列物品或設(shè)備所用的材料屬于硅酸鹽的是________。
①長江三峽水泥大壩、谑⒐鈱(dǎo)纖維、厶沾邵釄
④普通玻璃、莨杼柲茈姵
A.①②⑤ | B.③④⑤ | C.②③④ | D.①③④ |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
煤是一種常用的燃料。由于煤燃燒產(chǎn)生的廢氣中含有SO2、NO2和NO等多種有害氣體和煙塵,會對環(huán)境造成污染,因此需要對煤進(jìn)行加工后再燃燒,或?qū)U氣凈化后再排放。
(1)將煤直接進(jìn)行燃燒,造成環(huán)境污染的主要原因之一是形成硝酸型酸雨。
①寫出有關(guān)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為硝酸的化學(xué)方程式____________________________。
②以下是對硝酸型酸雨的評價(jià),其中正確的是_________________________(用序號填空)。
a.殺死水中的浮游生物,減少魚類食物來源,破壞水生生態(tài)系統(tǒng)
b.對電線、鐵軌、橋梁、房屋等均會造成嚴(yán)重?fù)p害
c.破壞臭氧層
d.硝酸與土壤中的礦物質(zhì)發(fā)生作用轉(zhuǎn)化為硝酸鹽,向植物提供氮肥
(2)如圖是對煤燃燒產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行常溫脫硫處理的基本流程示意圖,試寫出在廢氣脫硫并形成副產(chǎn)物的過程中所發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。
(3)脫硫以后,在廢氣中含量明顯增加的不良?xì)怏w是(寫物質(zhì)名稱)_______,它對環(huán)境的負(fù)面影響是____________________________________________。
(4)檢驗(yàn)脫硫后廢氣中是否含有SO2的簡單方法是_________________________。
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