二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。与Cl2相比,ClO2不但具有更显著地杀菌能力,而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。
(1)在ClO2的制备方法中,有下列两种制备方法:
方法一:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O
用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是_________________。
(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(ClO2-)。2001年我国卫生部规定,饮用水ClO2-的含量应不超过0.2 mg·L-1。
饮用水中ClO2、ClO2-的含量可用连续碘量法进行测定。ClO2被I-还原为ClO2-、Cl-的转化率与溶液pH的关系如右图所示。当pH≤2.0时,ClO2-也能被I-完全还原成Cl-。反应生成的I2用标准Na2S2O3溶液滴定:
2Na2S2O3+I2 ="=" Na2S4O6+2NaI
①请写出pH≤2.0时,ClO2-与I-反应的离子方程式 ______________________________________________。
②请完成相应的实验步骤:
步骤1:准确量取V mL水样加入到锥形瓶中。
步骤2:调节水样的pH为7.0~8.0
步骤3:加入足量的KI晶体。
步骤4:加少量淀粉溶液,用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V1 mL。
步骤5:______________________________________________。
步骤6;再用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。
③根据上述分析数据,测得该饮用水样中的ClO2-的浓度为__________ mol·L-1(用含字母的代数式表示)。
④若饮用水中ClO2-的含量超标,可向其中加入适量的_________,该反应的氧化产物是 _________还可用于净水(填化学式或离子符号)。
下图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去),请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用,必要时可重复选择,a、b为活塞)。
(1)若气体入口通入CO和CO2的混合气体,E内放置CuO,选择装置获得纯净干燥的CO,并验证其还原性及氧化产物,所选装置的连接顺序为 (填代号)。能验证CO氧化产物的现象是 。
(2)停止CO和CO2混合气体的通入,E内放置Na2O2,按A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O2,并用O2氧化乙醇。此时,活塞a应 ,活塞b应 ,需要加热的仪器装置有 (填代号),m中反应的化学方程式为: 。
(3)若气体入口改通空气,分液漏斗内改加浓氨水,圆底烧瓶内改加NaOH固体,E内放置铂铑合金网,按A→G→E→D装置顺序制取干燥的氨气,并验证氨的某些性质。
①装置A中能产生氨气的原因有 。
②实验中观察到E内有红棕色气体出现,证明氨气具有 性。
某小组同学为探究H2O2、H2SO3、Br2氧化性强弱,设计如下实验(夹持仪器已略去,装置的气密性已检验)。
实验记录如下:
实验操作 |
实验现象 |
|
I |
打开活塞a,滴加氯水,关闭活塞a |
A中溶液变为红棕色。 |
II |
吹入热空气 |
A中红棕色明显变浅;B中有气泡,产生大量白色沉淀,混合液颜色无明显变化。 |
III |
停止吹入空气,打开活塞b,逐滴加入H2O2溶液 |
开始时颜色无明显变化;继续滴加H2O2溶液,一段时间后,混合液逐渐变成红棕色。 |
请回答下列问题:
(1)A中反应的离子方程式是。
(2)实验操作II吹入热空气的目的是。
(3)装置C的作用是,C中盛放的药品是。
(4)实验操作III,混合液逐渐变成红棕色,其对应的离子方程式。
(5)由上述实验得出的结论是。
(6)实验反思:
①有同学认为实验操作II吹入的热空气,会干扰(5)中结论的得出,你认为是否干扰,理由是。
②实验操作III,开始时颜色无明显变化的原因是(写出一条即可):
。
某校化学兴趣小组在探究铁与浓硫酸的反应时,将教材中铜与浓硫酸反应的实验装置(图Ⅰ)改为下图Ⅱ所示的装置。
请回答下列问题:
(1)写出图Ⅰ中虚框处发生反应的化学方程式_________。
(2)图Ⅱ实验装置与图Ⅰ相比较,其优点是:①能更好地吸收有毒气体SO2,防止其污染环境;②_________。
(3)下列对导管a的作用分析中正确的是_________ (填字母)。
A.加热反应过程中,可上下移动导管a,起搅拌作用
B.停止加热,试管内的压强减小,从导管a进入的空气可增大试管A内的压强,防止倒吸
C.停止反应,撤装置之前往导管a中通入空气,可排除装置内的SO2气体,防止其污染环境
(4)反应一段时间后,将试管A取下,然后将试管A中溶液倒入另一盛有适量水的试管D中。该小组同学为确定溶液中所存在的金属离子,进行下列探究过程。
①提出假设:
假设Ⅰ:只含有Fe3+。假设Ⅱ:_________。假设Ⅲ:_________。
②实验设计:
分别取少量试管D中溶液,选用提供的试剂,设计简单的实验检验溶液中所存在的金属离子。请填写下表空白(可以不填满,也可以增加)。
提供的试剂:稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液。
步骤 |
所选试剂 |
现象及结论 |
1 |
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2 |
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3 |
已知用P2O5作催化剂,加热乙醇可制备乙烯,反应温度为80℃~210℃。某研究性小组设计了如下的装置制备并检验产生的乙烯气体(夹持和加热仪器略去)。
(1)仪器a的名称为_________________
(2)用化学反应方程式表示上述制备乙烯的原理______________________________。
(3)已知P2O5是一种酸性干燥剂,吸水放大量热,在实验过程中P2O5与乙醇能发生作用,因反应用量的不同,会生成不同的磷酸酯,它们均为易溶于水的物质,沸点较低。写出乙醇和磷酸反应生成磷酸二乙酯的化学方程式(磷酸用结构式表示为)__________________________________。
(4)某同学认为用上述装置验证产生了乙烯不够严密,理由是___________________。
(5)某同学查文献得知:40%的乙烯利(分子式为C2H6ClO3P)溶液和NaOH固体混和可快速产生水果催熟用的乙烯,请在上述虚线框内画出用乙烯利溶液和NaOH固体制取乙烯的装置简图(夹持仪器略)。
资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。
(1)提出假设
实验I:用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液由浅红变红。
该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测:
猜测1:白色不溶物可能为。
猜测2:白色不溶物可能为MgCO3。
猜测3:白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2]。
(2)设计定性实验确定产物并验证猜测:
实验序号 |
实验 |
实验现象 |
结论 |
实验Ⅱ |
将实验I中收集到的气体点燃 |
能安静燃烧、产生淡蓝色火焰 |
气体成分为______ |
实验Ⅲ |
取实验I中的白色不溶物,洗涤,加入足量 |
|
白色不溶物可能含有MgCO3 |
实验Ⅳ |
取实验I中的澄清液,向其中加入少量CaCl2稀溶液 |
产生白色沉淀 |
溶液中存在④离子 |
(3)为进一步确定实验I的产物,设计定量实验方案,如图所示:
称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6 g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验前后装置A增重1.8 g,装置B增重8.8 g,试确定白色不溶物的化学式。
(4)请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和NaHCO3溶液反应产生大量气泡的原因_________。