(14分)二氧化氯(ClO2)作为一种高效强氧化剂已被联合国世界卫生组织(WHO)列为AI级安全消毒剂。常温下二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体,性质非常不稳定,温度过高或水溶液中ClO2的质量分数高于30%等均有可能引起爆炸,易与碱液反应生成盐和水。
(1)某研究小组设计如图所示实验制备ClO2溶液,其反应的化学方程式为
①在反应开始之前将烧杯中的水加热到80℃,然后停止加热,并使其温度保持在60~80℃之间。控制温度的目的是 ,图示装置中缺少的一种必须的玻璃仪器是
②装置A用于溶解产生的二氧化氯气体,其中最好盛放 (填字母)。
A.20mL 60℃的温水 | B.100mL冰水 |
C.100mL饱和食盐水 | D.100mL沸水 |
③在烧瓶中加入12.25g KClO3和9g草酸(H2C2O4),然后再加入足量的稀硫酸,水浴加热,反应后生成ClO2的质量为
(2)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子()。饮用水中ClO2、
的含量可用连续碘量法进行测定,实验步骤如下:
步骤1:准确量取一定体积的水样加入锥形瓶中;
步骤2:调节水样的pH至7.0~8.0;
步骤3:加入足量的KI晶体;
步骤4:加入少量指示剂,用一定浓度的Na2S2O3溶液滴定至终点;
步骤5:再调节溶液的pH≤2.0;
步骤6:继续用相同浓度的Na2S2O3溶液滴定至终点。
①步骤1中若要量取20.00mL水样,则应选用的仪器是
②步骤1~4的目的是测定水样中ClO2的含量,其反应的化学方程式为:,则步骤4中加入的指示剂为 ,滴定达到终点时溶液的颜色变化为
③步骤5的目的是使将溶液中的
还原为
以测定其含量,该反应的离子方程式为:
④若饮用水中的含量超标,可向其中加入适量的
将
还原为
,则该反应的氧化产物为 (填化学式)
(13分)某同学用如图一所示的装置来探究CO2、SO2与澄清石灰水的反应,结果通入CO2可以看到先浑浊后澄清的现象,但通入SO2没有能看到浑浊现象。经过思考分析后,该同学改用图二的装置,将气体收集在注射器,缓慢地将气体一个气泡一个气泡地通入澄清石灰水中,都能看到石灰水先变浑浊再澄清的现象,且通入SO2产生现象明显比通入CO2快。
(1) 若锥形瓶内装的是亚硫酸钠,写出锥形瓶内反应的化学方程式:
_______________________________________________________________。
(2)对比分析两组实验,你认为用图一装置实验时,通入SO2不能出现浑浊的原因可能是:__________________________________________________________。写出此时试管内反应的化学方程式:______________________________________________________。
(3)用图二装置实验时,以相同速率通入CO2或SO2,SO2产生浑浊、澄清的现象比CO2快的原因是_______________________________________________________________。
(4)用图一进行SO2与石灰水反应的实验时,为防止SO2污染空气,应用盛有过量浓烧碱溶液的容器吸收SO2,写出容器内发生反应的化学方程式:
________________________________________________________________。
(本小题15分)为测定空气中CO2含量,做下述实验。
配0.1mol/L的标准盐酸和0.01mol/L的标准盐酸 |
→ |
用0.1mol/L的标准盐酸滴定未知Ba(OH)2溶液10mL用去盐酸19.60 mL |
→ |
用Ba(OH)2溶液吸收空气中的CO2 |
→ |
过 滤 |
→ |
取滤液20mL,用0.01mol/L的盐酸滴定用去盐酸34.8mL |
(1)为配置标准溶液,请选取必需的一组仪器。
①托盘天平 ②容量瓶 ③滴定管 ④量筒 ⑤烧杯 ⑥胶头滴管 ⑦玻璃棒
A.①②⑤⑥ | B.②④⑤⑥⑦ | C.②①⑥⑦ | D.②④⑤⑥ |
(2)滴定操作时,左手,眼睛注视。
(3)取上述Ba(OH)2溶液10mL放入100mL容量瓶中,加水稀释至刻度,把稀释后的溶液放入密闭容器,并引入10L空气,振荡,过滤。需过滤的原因是。
(4)由实验数据算出空气中CO2的体积分数为。
(5)本实验中,若第一次滴定时使用的酸式滴定管未经处理,即更换溶液,进行第二次滴定,导致实验数据值(填偏高、偏低或无影响)。
(15分)海水中溴元素以Br-形式存在,工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如下图:
(1)步骤①反应的离子方程式是。
(2)步骤③反应的化学方程式是。
(3)Br的原子序数是,在周期表中位于周期族。
(4)步骤⑤蒸馏的过程中,温度应控制在80~90℃。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因:。
(5)为什么不直接用“溴水混合物I”而要用“溴水混合物II”进行蒸馏,得到液溴?
。
已知:以铜作催化剂,用空气氧化醇制取醛,事实上是空气先与铜反应生成氧化铜,热的氧化铜再氧化醇生成醛。某实验室中用甲醇、水、空气和铜粉(或氧化铜)制取甲醛溶液。下表给出甲醇、甲醛的沸点和水溶性:
沸点/℃ |
水溶性 |
|
甲醇 |
65 |
与水混溶 |
甲醛 |
-21 |
与水混溶 |
下图是两个同学设计的实验装置,右边的反应装置相同,而左边的气体发生装置不同,分别如甲和乙所示
请回答下列问题:
(1)在仪器组装完成后,加装试剂前必须要进行的操作是____________________。
(2)若按甲装置进行实验,则通入A的X是______,B中发生反应的化学方程式为__________________________。(有机分子用结构式表示)
(3)若按乙装置进行实验,则B管中应装入的物质是__________。
(4)试管C中应装入的试剂是__________。
(5)两套装置中都需要加热的仪器有______(填A、B、C)。
(6)若欲得到较浓的甲醛溶液,你认为选用哪套装置较好?______(填“甲”或“乙”)。
(7)验证实验后试管C中含有甲醛,所用试剂是__________。
(本小题15分)用二氧化氯(ClO2)、铁酸钠(Na2FeO4摩尔质量为166 g·mol-1)等新型净水剂替代传统的净水剂Cl2对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术。ClO2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为Cl-和Fe3+。
(1)如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,那么,ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是>>。
(2)铁酸钠之所以能净水,除它本身具有强氧化性外,另一个原因可能是:
。
(3)二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水。ClO2可以看做是亚氯酸(HClO2)和氯酸(HClO3)的混合酸酐。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸在60℃时反应制得。某学生用如图所示的装置模拟工业制取及收集ClO2,其中A为ClO2的发生装置,B为ClO2的凝集装置,C为尾气吸收装置。请问:
①A部分还应添加温度控制(如水浴加热)装置,B部分还应补充什么装置;
②C中应装的试剂为。C中发生反应的化学方程式为:
。