水是生命之源。饮用水消毒作为控制水质的一个重要环节,液氯消毒是最早的饮用水消毒方法。近年来科学家提出,氯气能与水中的有机物发生反应,生成的有机氯化物可能对人体有害。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)氯气溶于水能杀菌消毒的原因是 。
(2)在ClO2的制备方法中,有下列两种制备方法:
方法一:NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4
用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(3)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配制Na2S2O3标准溶液时,使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量简外,还需要下图中的 (填字母代号)。
③请完成相应的实验步骤:
步骤1:准确量取VmL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V1mL。
步骤5:调节溶液的pH≤2.0。
步骤6;再用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL。
④滴定终点的现象是 。
⑤根据上述分析数据,测得该引用水样中的ClO2-的浓度为 mg·L-1(用含字母的代数式表示)。
(4)判断下列操作对ClO2-的浓度测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
① 若在配制标准溶液过程中,烧杯中的Na2S2O3溶液有少量溅出,使测定结果 。
② 若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使测定结果 。
原子序数依次增大的四种短周期元素X、Y 、Z、W,其相关信息如下表:
元素 |
相关信息 |
X |
X的一种同位素是一种在考古学中常用来鉴定文物的年代 |
Y |
Y的氢化物常温下呈气态,与其最高价氧化物的水化物反应生成一种盐 |
Z |
Z的最高价氧化物的水化物,在熔化状态下电离出离子数和电荷数均相等的阴阳离子 |
W |
W的原子的最外层电子数是最内层电子数的二倍 |
(1)W位于元素周期表第 周期第 族,能说明X、Y非金属性强弱的依据是__________(任写一点)。
(2)X、Y、W形成的气态氢化物中,沸点最高的是___________(用化学式表示,下同)。用电子式来表示Z的氢化物的形成过程__________。
(3)X、Y、Z、W四种元素的原子半径由大到小顺序为(用元素符号表示)。
(12分)电化学原理常应用于工农业生产、对工业废水和生活污水进行处理。
(1)对工业废水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一,含氰废水中的CN-有剧毒。
①CN-中碳元素显+2价,则非金属性NC(填<,=或>)
②在微生物的作用下,CN-能够被氧气氧化成HCO3-,同时生成NH3,该反应的离子方程式为。
(2)某研究性学习小组模拟工业生产,将下列装置如图连接,C、D、E、X、Y 都是石墨,F是铁,丙是模拟精炼铜。将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F极附近显红色。试回答下列问题:
①电源 B 极的名称是________
②甲装置中电解反应的总化学方程式是:____________。
③通电一段时间后,丙中原电解质的物质的量浓度将__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
④装置丁中的现象是________________________________________。
(3)对生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。电渗析法处理厨房垃圾发酵液,同时得到乳酸的原理如下图所示(图中“HA”表示乳酸分子,A- 表示乳酸根离子)。
①阳极的电极反应式为。
② 电解过程中,采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6-8,此时进入浓缩室的OH-可忽略不计。400mL 10 g•L-1乳酸溶液通电一段时间后,浓度上升为145 g•L-1(溶液体积变化忽略不计),阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为L。(乳酸的摩尔质量为90 g• mol-1)
近年来雾霾天气多次肆虐我国部分地区。其中燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) 。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图1所示。据此判断:
①该反应的△H0(填“<”或“>”)。
②在T2温度下,0~2s内的平均反应速率v (N2)为。
③若降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),已知:2NO2(g) N2O4(g)ΔH12NO2(g)
N2O4(l)ΔH2;下列能量变化示意图2中,正确的是(选填字母) 。
图1图2
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气中含氮的氧化物,某化学课外小组用CH4可以消除NOX对环境的污染。已知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H<0
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160KJ/mol
现有某NO2、NO的混合气体,同温同压下密度是氢气的17倍,用16g CH4恰好完全反应生成N2、CO2(g)、H2O(g),放出热量1042.8KJ。则△H为()
A.-925.6KJ/mol | B.-867 KJ/mol | C.-691.2 KJ/mol | D.-574 KJ/mol |
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL 1 mol/L食盐水的装置,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变)。
①该燃料电池的负极反应式为。
②电解后溶液的pH约为(忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)。
(本题共12分)现有分子式为C10H10O2Br2的芳香族化合物X,其苯环上有四个取代基且苯环上的一溴代物只有一种,其在一定条件下可发生下述一系列反应,其中C能发生银镜反应,E遇FeCl3溶液显色且能与浓溴水反应。
已知:① 在稀碱溶液中,溴苯难发生水解
②
请完成下列填空:
47.X中官能团的名称是。48.F→H的反应类型是。
49.I的结构简式为;
50.E不具有的化学性质(选填序号)
A.取代反应 B.消去反应
C.氧化反应 D.1molE最多能与2molNaHCO3反应
51. X与足量稀NaOH溶液共热的化学方程式:;
52.F→G的化学方程式:;
53.写出一种同时符合下列条件的E的同分异构体的结构简式。
A.苯环上有两种不同环境的氢原子 B.不能发生水解反应
C.遇FeCl3溶液不显色 D.1molE最多能分别与1molNaOH和2molNa反应
(本题共12分) 芳香烃都含有苯环,其中二个或二个以上的苯环共用相邻碳原子的叫“稠环芳烃”。
43.菲的分子式是C14H10,是一种稠环芳烃,结构如图。它的一氯代物有种。
44.以下有机物分子式都为C13H12,且都含有两个苯环和一个侧链。
(1)其中不能使溴水褪色的有4种,其中一种为,试再写出另一种的结构简式____________。
(2)写出1种符合以下条件的物质的结构简式________________。
①属稠环芳烃②含有-CH2CH=CH2基团
45.写出将环己烯通入下列两种溶液后出现的现象。
(1)通入溴水:(2)通入溴的四氯化碳溶液:。
46.在苯和苯酚的溴化反应中,有三个方面可说明羟基对苯环取代反应的“活化”作用:
①苯要用铁为催化剂,而苯酚不须用催化剂;②;
③。