二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。制备ClO2的方法有多种。
(1)纤维素还原法制ClO2。其原理是:纤维素水解得到的最终产物A与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式:其流程如下:□(A)+□NaClO3+□H2SO4=□ClO2↑+□CO2↑+□H2O+□______
(2)电解食盐水制取ClO2 ,其流程如下:
①粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。除杂操作时,往粗盐水中加入试剂的顺序依次为__________(填化学式),充分反应后将沉淀一并滤去,再加入盐酸。
②食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸在发生器中反应生成ClO2 ,写出发生器中生成ClO2的化学方程式____________________。
③上述流程中,可循环利用的物质有__________;按照绿色化学原则,电解槽阴极产生的气体与方框中物质的物质的量之比为________时,原子的利用率为100%。
(3)实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料制备ClO2的流程下如下:
已知:(I)A气体在标准状况下的密度为0.089g/L;
(Ⅱ)气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
①电解时,发生反应的化学方程式为 。
②NCl3与NaClO2(亚氯酸钠)按物质的量之比为1∶6混合,在溶液中恰好反应生成ClO2,该反应的离子方程式为 。
B.【实验化学】
乙酰苯胺具有退热镇痛作用,是较早使用的解热镇痛药,有“退热冰”之称。其制备原理如下:
已知:
①苯胺易被氧化;
②乙酰苯胺、苯胺和醋酸的部分物理性质如下表:
物质 |
熔点 |
沸点 |
溶解度(20 ℃) |
乙酰苯胺 |
114.3 ℃ |
305 ℃ |
0.46 |
苯胺 |
-6 ℃ |
184.4 |
3.4 |
醋酸 |
16.6 ℃ |
118 ℃ |
易溶 |
实验步骤如下:
步骤1:在50 mL圆底烧瓶中,加入5 mL苯胺、7.5 mL冰醋酸及少许锌粉,依照下图装置组装仪器。
步骤2:控制温度计示数约105 ℃,小火加热回流1 h。
步骤3:趁热将反应混合物倒入盛有100 mL冷水的烧杯中,冷却后抽滤,洗涤,得到粗产品。
请回答下列问题:
(1)步骤1中加入锌粉的作用是____。
(2)步骤2中控制温度计示数约105 ℃的原因是____。
(3)步骤3中趁热将混合物倒入盛有冷水的烧杯中,“趁热”的原因是____。抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有________、________(填仪器名称)。
(4)步骤3得到的粗产品需进一步提纯,该提纯方法是____。
(15分)工业上以浓缩海水为原料提取溴的部分流程如下:
已知:Br2常温下呈液态,易挥发,有毒;3Br2+3CO32-===5Br-+BrO3-+3CO2。
(1)上述流程中,步骤①~③的目的是________。
(2)反应釜2中发生反应的离子方程式为____________。
(3)实验室使用右图所示装置模拟上述过程。A装置中先通入Cl2一段时间后,再通入热空气。通入热空气的目的是____________;B装置中导管D的作用是________;C装置中溶液X为________。
(4)对反应后烧瓶B中的溶液进行如下实验,请补充完整相关实验步骤。
限选用的试剂为:稀硫酸、四氯化碳、澄清石灰水。
①检验烧瓶B的溶液中是否含有CO32-。
取烧瓶B中的溶液适量,加入试管中,再加入过量的稀硫酸酸化;____。
②提取反应后烧瓶B溶液中的溴单质。
向烧瓶B中加入过量的稀硫酸酸化;____。
某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+、I2,他们使用的药品和装置如下图所示:
(1)在配制氯化铁溶液时,需先把氯化铁晶体溶解在中,再加水稀释,这样操作的目的是。
(2)装置C的作用是。
(3)若要从A中所得溶液提取晶体,必须进行的实验操作步骤:蒸发、冷却结晶、、自然干燥,在这一系列操作中没有用到的仪器有(填序号)。
A.蒸发皿 |
B.石棉网 |
C.漏斗 |
D.烧杯 |
E.玻璃棒
F.坩埚
(4)根据以上现象,该小组同学认为SO2与 FeCl3溶液发生氧化还原反应。
①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式;
②请设计实验方案检验有Fe2+生成;
③该小组同学向C烧杯反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即可证明反应生成了SO42—。该做法(填“合理”或“不合理”),理由是。
(5)能表明I-的还原性弱于SO2的现象是。
(本题14分)(Ⅰ)二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)。某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下:
(1)洗涤的目的主要是为了除去Cl-和___________(填离子符号),检验该滤渣A洗净的方法是_____________________。
(2)第②步反应的离子方程式是____________________________。
(3)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.536 g,加硫酸溶解后,用0.1000mol·L-1FeSO4标准溶液滴定终点时(铈被还原为Ce3+),消耗25.00mL标准溶液,该产品中Ce(OH)4的质量分数为_____________。
(Ⅱ)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛.硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索.以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)加入H2O2氧化时,发生反应的化学方程式为________________。
(2)滤渣2的成分是______________(填化学式)。
(3)煅烧过程存在以下反应:2MgSO4+C=2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+C=MgO+SO2↑+CO↑ MgSO4+3C=MgO+S↑+3CO↑
利用如图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
①D中收集的气体可以是______________(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是______________(填字母)。
A.NaOH溶液 | B.Ca(OH)2溶液 | C.稀硝酸 | D.KMnO4溶液 |
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应,产物中元素最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:__________________。
(本题12分)滴定分析是一种操作简便、准确度很高的定量分析方法,它可广泛应用于中和滴定、氧化还原反应等滴定中。某研究性学习小组的同学利用滴定分析法进行下面两项定量分析。
(1)测定NaOH和Na2CO3的混合液中NaOH的含量。实验操作为:先向混合液中加过量的BaCl2溶液使Na2CO3完全转化成BaCO3沉淀,然后用标准盐酸滴定(用酚酞作指示剂)。
①向混有BaCO3沉淀的NaOH溶液中直接滴入盐酸,则终点颜色的变化为,为何此种情况能测出NaOH的含量?。
②滴定时,若滴定管中的滴定液一直下降到活塞处才达到滴定终点,则能否由此准确地计算出结果?
(2)测定某品牌的碘盐(含有碘酸钾)中碘元素的百分含量。准确称取5.000 0 g该碘盐,溶于蒸馏水,然后与足量的KI溶液在酸性条件下混合(发生的反应为KIO3+3H2SO4+5KI3K2SO4+3I2+3H2O),充分反应后将混合溶液稀释至250 mL,然后用5.0×10-4mol·L-1的Na2S2O3标准溶液进行滴定(用淀粉作指示剂,反应为I2 +2S2O32-
2I-+S4O62-)。取用Na2S2O3标准溶液应该用式滴定管。有关实验数值如下表所示(第一次滴定终点的数据如图所示,请将读得的数据填入表中)。
滴定次数 |
待测液的体积(mL) |
滴定前的读数(mL) |
滴定后的读数(mL) |
第一次 |
25.00 |
0.00 |
V= |
第二次 |
25.00 |
0.00 |
14.99 |
第三次 |
25.00 |
0.00 |
15.01 |
该碘盐中碘元素的百分含量为,下列操作中,会导致所测得的碘元素的百分含量偏大的是。
a.滴定终点时,俯视刻度
b.没有用Na2S2O3标准溶液润洗相应的滴定管
c.锥形瓶中有少量的蒸馏水