研究证明:使用氯气作自来水消毒剂,氯气会与水中有机物反应,生成如CHCl3等物质,这些物质可能是潜在的致癌致畸物质,目前人们已研发多种饮用水的新型消毒剂。亚氯酸钠(NaClO2)常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是用过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下较安全;
(1)在发生器中鼓入空气的作用可能是_________________________________。吸收塔内发生反应的化学方程式为_____________________。该工艺流程中的NaClO3、ClO2、NaClO2都是强氧化剂,它们都能和浓盐酸反应制取Cl2。若用二氧化氯和浓盐酸制取Cl2,当生成0.5 mol Cl2时,反应中转移电子的个数是________。
(2)吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是_____________。吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性物质中除H2O2外,还可以选择的还原剂是_____(选填序号)。
a.Na2O2 b.Na2S c.FeCl2
(3)从滤液中得到的NaClO2·3H2O晶体的操作依次是__________(填写序号)。
a.蒸发 b.灼烧 c.过滤 d.冷却结晶
(4)印染工业常用亚氯酸钠(NaClO2)漂白织物。亚氯酸钠(NaClO2)在溶液中可生成ClO2、HClO2、ClO2-、Cl-等,其中HClO2和ClO2都具有漂白作用,但ClO2是有毒气体,25℃时,各组分含量随pH变化情况如图所示(Cl-没有画出)。
回答下列问题:
①该温度下NaClO2溶液中c(Na+)__________c(ClO2-)(填“>”“=”或“<”),原因是________________________________(用一个离子方程式表示);
②使用该漂白剂的最佳pH为_____;
A.3.0 | B.4.0-4.5 | C.6.5-7.0 | D.9.0 |
③根据图中数据,当pH=8时,往NaClO2溶液中滴入稀盐酸,溶液中主要反应的离子方程式为_______。
现有常见金属单质A、B、C和常见气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H、I,它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
请根据以上信息回答下列问题:
⑴写出下列物质的化学式: A BF 丙
⑵写出下列反应离子方程式:
反应③
反应⑤
(3)写出反应⑧的化学方程式
(4)判断物质E是否是电解质(填“是”或“否”)
(12分)有三种金属单质A、B、C,其中A的焰色反应为黄色,B、C是常见金属。三种金属单质A、B、C能与气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H之间发生如下转化关系(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
请根据以上信息回答下列问题:
Ⅰ.写出下列物质的化学式:
A__________________;H _______________; G_____________;乙______________;
Ⅱ.写出下列反应的化学方程式
反应①_________________________________________________________________
反应②_________________________________________________________________
有一瓶澄清的溶液,其中可能含有NH4+、K+、Na+、Mg2+、Ba2+、Fe3+、SO42-、CO32-、Cl-和I-。你取该溶液进行了以下实验:
(1)用pH试纸检验,表明溶液呈强酸性;
(2)取部分溶液,加入CCl4及数滴氯水,经振荡后CCl4层呈紫红色;
(3)另取部分溶液,加入稀NaOH 溶液使其变为碱性,溶液中无沉淀生成;
(4)取部分上述碱性溶液,加Na2CO3溶液有白色沉淀生成;
(5)将(3)得到的碱性溶液加热,有气体放出,该气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝;根据上述实验事实,你可知道该溶液中肯定含有的离子是①;肯定不存在的离子是② ;还不能确定是否存在的离子是③ 。
(12分)已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如下表:
化学式 |
CH3COOH |
H2CO3 |
HClO |
平衡常数 |
Ka=1.8×10-5 |
Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 |
Ka=3.0×10-8 |
回答下列问题:
(1)物质的量浓度均为0.1mol•L-1的四种溶液:
A、CH3COOH B、Na2CO3 C、NaClO D、NaHCO3;
pH由小到大的排列顺序是;adcb(用字母表示)
(2)常温下,0.1mol•L-1的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是()
A、c(H+)B、c(H+)/c(CH3COOH)
C、c(H+)•c(OH-)D、c(OH-)/c(H+)
E、c(H+)•c( CH3COO-)/(CH3COOH)
(3)体积均为100mLpH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则HX的电离平衡常数大于CH3COOH的电离平衡常数(填大于、小于或等于),理由是.
(4)25℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中
c(CH3COO-)—c(Na+)= (填精确值),c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=。
(18分)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(1)分析该反应并回答下列问题:
①平衡常数表达式为K=__________________。
②下列各项中,不能够说明该反应已达到平衡的是________(填序号)。
A、恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
B、一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
C、一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D、一定条件下,单位时间内消耗2 mol CO,同时生成1 mol CH3OH
(2)下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变ΔH________0(填“>”、“<”或“=”)。
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1________K2(填“>”、“<”或“=”)。
③若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________。
A、升高温度
B、将CH3OH(g)从体系中分离
C、使用合适的催化剂
D、充入He,使体系总压强增大
(3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。
①该电池工作时,b口通入的物质为______________,c口通入的物质为_____________。
②该电池正极的电极反应式为:________。
③工作一段时间后,当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时,有_____________NA个电子转移。