(13分)世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒,而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,易溶于水、不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下:
已知:①NCl3是黄色黏稠状液体或斜方形晶体,极易爆炸,有类似氯气的刺激性气味,自然爆炸点为95℃,在热水中易分解,在空气中易挥发,不稳定。②气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
回答下列问题:
(1)电解时,发生反应的化学方程式为 。
实验室制备气体B的化学方程式为 。
为保证实验的安全,在电解时需注意的问题是:①控制好生成NCl3的浓度;② 。
(2)NCl3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 。
(3)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了下列实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10 mL,稀释成100 mL试样;
步骤2:量取V1 mL试样加入到锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30 min。
步骤3:以淀粉溶液作指示剂,用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。(已知I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①上述步骤3中滴定终点的现象是 ;
②根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的浓度为 g /L(用含字母的代数式表示)。
实验室用图示装置制备KClO溶液,再与KOH、Fe(NO3)3溶液反应制备高效净水剂K2FeO4。
【查阅资料】Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO,在较高温度下则生成KClO3;K2FeO4易溶于水、微溶于浓KOH溶液,在0℃~5℃的强碱性溶液中较稳定。
【制备KClO及K2FeO4】
(1)仪器a的名称: ,装置C中三颈瓶置于冰水浴中的目的是 。
(2)装置B吸收的气体是 ,装置D的作用是 。
(3)C中得到足量KClO后,将三颈瓶上的导管取下,依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反应温度为25℃,搅拌1.5 h,溶液变为紫红色(含K2FeO4),该反应的离子方程式为 。再加入饱和KOH溶液,析出紫黑色晶体,过滤,得到K2FeO4粗产品。
(4)K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质,其提纯步骤为:
①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/LKOH溶液中,② ,③ ,
④搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤2~3次,⑤在真空干燥箱中干燥。
【测定产品纯度】
(5)称取提纯后的K2FeO4样品0.2100 g于烧杯中,加入强碱性亚铬酸盐溶液,反应后再加稀硫酸调节溶液呈强酸性,配成250 mL溶液,取出25.00 mL放入锥形瓶,用0.01000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,重复操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00 mL。涉及主要反应为:Cr(OH)4-+FeO42-==Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-,Cr2O42-+6Fe2++14H+==6Fe3++2Cr3++7H2O,则该K2FeO4样品的纯度为 。
某课外兴趣小组欲测定某NaOH溶液的浓度,其操作步骤如下:
① 将碱式滴定管用蒸馏水洗净后,用待测溶液润洗后,再注入待测溶液,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于"0"刻度以下的位置,记下读数;将锥形瓶用蒸馏水洗净后,用待测溶液润洗锥形瓶2~3次;从碱式滴定管中放入25.00mL待测溶液到锥形瓶中;
② 将酸式滴定管用蒸馏水洗净后,立即向其中注入0.1000mol/L标准盐酸,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于"0"刻度以下的位置,记下读数;
③ 向锥形瓶中滴入酚酞作指示剂,进行滴定。滴定至指示剂恰好变色,且30分钟不变化,测得所耗盐酸的体积为V1mL;
④ 重复以上过程,但在滴定过程中向锥形瓶加入5mL的蒸馏水,测得所耗盐酸的体积为V2mL。
试回答下列问题:
(1)锥形瓶中的溶液从___________色变为___________色时,停止滴定。
(2)滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察___________;
A.滴定管内液面的变化 B.锥形瓶内溶液颜色的变化
(3)该小组在步骤①中的错误是______________________,由此造成的测定结果____________ (填偏高、偏低或无影响);
(4)步骤②缺少的操作是__________________;
(5)右图,是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为__________mL;
(6)根据下列数据:
滴定次数[ |
待测液体积(mL) |
标准盐酸体积(mL) |
|
滴定前读数(mL) |
滴定后读数(mL) |
||
第一次 |
25.00 |
0.50 |
20.40 |
第二次 |
25.00 |
4.00 |
24.10 |
请计算待测烧碱溶液的浓度为___________mol/L
某同学利用下图装置可探究浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的三种气体产物,请填写下列空白:
(1)写出木炭粉与浓硫酸反应的化学方程式___________________________。
(2)无水硫酸铜的作用是____________,②中3个洗气瓶的作用依次为____________ 、____________、____________;
某化学兴趣小组的同学为探究二氧化硫的化学性质,设计了如图所示的装置.
请回答下列问题.
(1)某同学拧开分液漏斗下面的活塞后发现开始时能流出,但一会就停止了,情分析原因:___________________。
(2)铜和浓硫酸反应的化学方程式为__________________________。
(3)B瓶中盛有品红溶液,观察到品红溶液褪色,这是因为 SO2具有__________(填选项的字母,下同), C瓶中盛有新制的氯水,观察到氯水褪色,这是因为SO2具有_______________.
A.氧化性 B.还原性 C.漂白性
(4)D瓶中盛有NaOH溶液,作用是______________.
实验室需要配制240 mL 0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液,回答下列问题:
(1)需称量Na2CO3·10H2O的质量 g。
(2)配制时各步骤操作如下,其正确的操作顺序是(用字母表示,每个字母只能用一次) 。
A.用30 mL水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,将洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用称取所需质量的Na2CO3·10H2O固体,放入烧杯中,再加入适量的蒸馏水,用玻璃棒慢慢搅动,使其完全溶解
C.将已冷却的溶液沿玻璃棒注入250 mL的容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹液面恰好与刻度线相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线1﹣2 cm处
(3)下列操作会使所配溶液浓度偏高的是 。
A.所选用的溶质已经变质,部分已失去了结晶水
B.转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水
C.将未冷却的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
D.定容时,仰视刻度线
E.称量时误操作为“左码右物”
F.定容后使溶液混匀静止,发现凹液面低于刻度线,立即滴蒸馏水至刻度线
(4)取所配制的碳酸钠溶液125 mL,向其加入125 mL 0.3 mol·L-1的硫酸溶液,待充分反应后,生成的气体在标准状况下所占的体积为(假设产生的气体全部逸出)________mL;设反应后溶液的体积为250 mL,则反应后溶液中Na+的物质的量浓度为____________。