題目列表(包括答案和解析)
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%以下安全。
(1)發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是 。
(2)吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
吸收塔內(nèi)的溫度不宜過高,否則會(huì)發(fā)生反應(yīng),其方程式為: 。
(3)在堿性溶液中NaClO2比較穩(wěn)定,所以吸收塔中應(yīng)維持NaOH稍過量,判斷NaOH是否過量的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方法是__ __。
(4)ClO2和氯氣均能將電鍍廢水中的CN—氧化為無毒物質(zhì),自身被還原為Cl—,處理含CN一相同量的電鍍廢水所需氯氣的物質(zhì)的量是ClO2的 倍。
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%以下安全。
(1)發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是 。
(2)吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
吸收塔內(nèi)的溫度不宜過高,否則會(huì)發(fā)生反應(yīng),其方程式為: 。
(3)在堿性溶液中NaClO2比較穩(wěn)定,所以吸收塔中應(yīng)維持NaOH稍過量,判斷NaOH是否過量的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方法是__ __。
(4)ClO2和氯氣均能將電鍍廢水中的CN—氧化為無毒物質(zhì),自身被還原為Cl—,處理含CN一相同量的電鍍廢水所需氯氣的物質(zhì)的量是ClO2的 倍。
草酸是一種重要的試劑。下面是利用草酸探究濃度對(duì)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)。
(1)為證明濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,曾有教科書《化學(xué)反應(yīng)原理》設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):取兩支試管,各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液,分別向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL,記錄溶液褪色所需時(shí)間。
實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為: ;
預(yù)期現(xiàn)象是:
①溶液的顏色由 色變?yōu)?u> 色,
②其中加入 mol·L-1H2C2O4的那支試管中的溶液先變色。
然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不盡如人意。實(shí)驗(yàn)過程顏色復(fù)雜,且褪色先緩慢,后逐漸加快;最大的問題是草酸濃度大,反應(yīng)速率卻更慢。
本實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡鳛檎n堂實(shí)驗(yàn)研究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響?適宜的條件是怎樣的?某校一研究小組對(duì)此進(jìn)行了探究。下面是他們的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分:
表1 試驗(yàn)安排及結(jié)果
實(shí)驗(yàn) 編號(hào) |
A(KMnO4溶液濃度/mol·L-1) |
B(草酸溶液濃度/mol·L-1) |
C(硫酸溶液濃度/mol·L-1) |
褪色時(shí)間/s |
1 |
3 |
3 |
1 |
336 |
2 |
1 |
2 |
3 |
82 |
3 |
3 |
1 |
3 |
76 |
4 |
1 |
3 |
2 |
133 |
5 |
2 |
3 |
3 |
102 |
6 |
3 |
2 |
2 |
156 |
7 |
2 |
2 |
1 |
300 |
8 |
2 |
1 |
2 |
115 |
9 |
1 |
1 |
1 |
200 |
應(yīng)用SPSS16.0對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析,結(jié)果如下表
表2 各因素水平的數(shù)據(jù)處理結(jié)果
|
A(KMnO4溶液) |
B(草酸溶液) |
C(硫酸溶液) |
||||||
濃度/mol·L-1 |
0.005 |
0.010 |
0.015 |
0.1 |
0.5 |
0.9 |
6 |
12 |
18 |
平均褪色時(shí)間/s |
138.3 |
172.3 |
189.3 |
130.3 |
179.3 |
190.3 |
278.7 |
134.7 |
86.7 |
(2)由表2可知,三因素中, 的濃度(選填“A、B或C”,下空同)對(duì)反應(yīng)速率影響顯著,而 的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響不顯著。
(3)由表2可知,當(dāng)高錳酸鉀濃度為 mol·L-1、草酸濃度為 mol·L-1時(shí),反應(yīng)最快。即因素A、B的較適宜實(shí)驗(yàn)條件得以確定。
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果,該小組同學(xué)繼續(xù)探究硫酸的濃度是怎樣影響本反應(yīng)速率的,測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
表3 不同硫酸濃度下的褪色時(shí)間
c(H2SO4)/mol·L-1 |
18 |
16 |
14 |
12 |
10 |
8 |
6 |
褪色時(shí)間/s |
67 |
83 |
90 |
103 |
129 |
146 |
200 |
(4)根據(jù)課堂實(shí)驗(yàn)的合適時(shí)間,可選溶液的褪色時(shí)間約為1分鐘和2分鐘的兩份溶液,即此時(shí)硫酸的濃度為 mol·L-1和 mol·L-1,這也有利于觀察這兩個(gè)反應(yīng)速率的差異。
結(jié)論:草酸與酸性高錳酸鉀溶液的反應(yīng),可作為課堂實(shí)驗(yàn)探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響。
草酸是一種重要的試劑。下面是利用草酸探究濃度對(duì)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)。
(1)為證明濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,曾有教科書《化學(xué)反應(yīng)原理》設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):取兩支試管,各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液,分別向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL,記錄溶液褪色所需時(shí)間。
實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為: ;
預(yù)期現(xiàn)象是:
①溶液的顏色由 色變?yōu)?u> 色,
②其中加入 mol·L-1H2C2O4的那支試管中的溶液先變色。
然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不盡如人意。實(shí)驗(yàn)過程顏色復(fù)雜,且褪色先緩慢,后逐漸加快;最大的問題是草酸濃度大,反應(yīng)速率卻更慢。
本實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡鳛檎n堂實(shí)驗(yàn)研究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響?適宜的條件是怎樣的?某校一研究小組對(duì)此進(jìn)行了探究。下面是他們的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分:
表1 試驗(yàn)安排及結(jié)果
實(shí)驗(yàn) 編號(hào) | A(KMnO4溶液濃度/mol·L-1) | B(草酸溶液濃度/mol·L-1) | C(硫酸溶液濃度/mol·L-1) | 褪色時(shí)間/s |
1 | 3 | 3 | 1 | 336 |
2 | 1 | 2 | 3 | 82 |
3 | 3 | 1 | 3 | 76 |
4 | 1 | 3 | 2 | 133 |
5 | 2 | 3 | 3 | 102 |
6 | 3 | 2 | 2 | 156 |
7 | 2 | 2 | 1 | 300 |
8 | 2 | 1 | 2 | 115 |
9 | 1 | 1 | 1 | 200 |
| A(KMnO4溶液) | B(草酸溶液) | C(硫酸溶液) | ||||||
濃度/mol·L-1 | 0.005 | 0.010 | 0.015 | 0.1 | 0.5 | 0.9 | 6 | 12 | 18 |
平均褪色時(shí)間/s | 138.3 | 172.3 | 189.3 | 130.3 | 179.3 | 190.3 | 278.7 | 134.7 | 86.7 |
c(H2SO4)/mol·L-1 | 18 | 16 | 14 | 12 | 10 | 8 | 6 |
褪色時(shí)間/s | 67 | 83 | 90 | 103 | 129 | 146 | 200 |
世界環(huán)保聯(lián)盟將全面禁止在自來水中加氯,取而代之的是安全高效的殺菌消毒劑ClO2.
ClO2是一種黃綠色,有刺激性氣味的氣體,熔點(diǎn):-59℃,沸點(diǎn):11.0℃,它可以看作是亞氯酸(HClO2)和氯酸(HClO3)的混合酸酐,少量的ClO2可用飽和草酸(H2C2O4)溶液與KClO3粉末在60℃時(shí)反應(yīng)制得.甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖三套制備裝置:(△代表熱源,鐵架臺(tái)石棉網(wǎng)略)
(1)從甲、乙、丙三套裝置中選出合理部分(按氣流從左向右的方向)組裝成一套較為完善的實(shí)驗(yàn)裝置(填所選部分的編號(hào))________.
(2)為了能使反應(yīng)在適宜的條件下進(jìn)行,在組裝的裝置中還應(yīng)添加某一儀器,該儀器的名稱是________.
(3)組裝后的裝置中的尾氣吸收劑與尾氣(含ClO2等氣體)能發(fā)生反應(yīng),生成的主要物質(zhì)(除水外)是________、________和________(寫化學(xué)式).
(4)文獻(xiàn)報(bào)道,等質(zhì)量時(shí),ClO2的消毒效果是Cl2的2.63倍,由此可判斷ClO2的最終還原產(chǎn)物是________(用離子符號(hào)或化學(xué)式表示),推斷依據(jù)是________(填計(jì)算式).
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