(14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)。
下图所示装置为铜跟浓硫酸反应制取二氧化硫的实验装置,请回答下列问题:
Ⅰ.(1)在装置A中放入有关药品后,打开活塞K,将分液漏斗中的液体加入烧瓶中,关闭分液漏斗的活塞,点燃酒精灯,烧瓶中反应的化学方程式为:__________________。
(2)装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体,这种液体是 ,其作用是___________________。
(3)装置B的作用是贮存多余的二氧化硫和防止其污染环境,则B中应盛放的液体是 (填写字母代号)
a.水b.浓溴水
c.KMnO4酸性溶液d.NaHSO3饱和溶液
Ⅱ.为了验证木炭和浓H2SO4反应生成了SO2和CO2,有人设计了以下实验。
(提示:酸性高猛酸钾溶液可把SO2氧化成H2SO4, 试剂可以重复使用)
(4)各装置中盛放的试剂是(填序号):
Ⅰ_______ Ⅱ_______ Ⅲ_______ Ⅳ_______
A.品红溶液 | B.NaOH溶液 | C.澄清石灰水 | D.高锰酸钾溶液 |
(5)能说明SO2存在的现象是________________________________________。
(6)使用装置Ⅱ的目的是___________________________________________。
(7)使用装置Ⅲ的目的是 。
(8)确认含有CO2的现象是 。
某中学化学研究性学习小组利用以下装置制取并探究氨气的性质。A中试管内盛放的物质是Ca(OH)2、NH4Cl固体。
【实验探究】
(1)A中发生反应的化学方程式为 。
(2)B中盛放的干燥剂为 ,干燥氨气能否用浓硫酸 (填“能”或“不能”)
(3)若有10.7gNH4Cl固体,最多可制取NH3(标准状况)的体积是 L
(4)实验室收集氨气的方法是 。
(5)C、D装置中颜色会发生变化的是 (填“C”或“D”),红色石蕊试纸变成 色。
(6)当实验进行一段时间后,挤压E装置中的胶头滴管,滴入1-2滴浓盐酸,可观察到的现象是 。
(7)为防止过量氨气造成空气污染,需要在上述装置的末端增加一个尾气处理装置,合适的装置是 (填“F”或“G”)。
以磷石膏(只要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。
(1)匀速向浆料中通入CO2,浆料清液的pH和c(SO42-)随时间变化见下图。清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式____________;能提高其转化速率的措施有____(填序号)
A.搅拌浆料 | B.加热浆料至100℃ |
C.增大氨水浓度 | D.减小CO2通入速率 |
(2)当清液pH接近6.5时,过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为______和________(填化学式);检验洗涤是否完全的方法是_________。
(3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体,随着浸取液温度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因___________。
二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂,回答下列问題:(1)工业上可用KC1O3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:
①电解时发生反应的化学方程式为 。
②溶液X中大量存在的阴离子有__________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 (填标号)。
a.水b.碱石灰C.浓硫酸d.饱和食盐水
(3)用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50mL水溶解后,再加入3mL稀硫酸:
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中:
Ⅴ.用0.1000mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中:
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为 。
②玻璃液封装置的作用是 。
③V中加入的指示剂通常为 ,滴定至终点的现象是 。
④测得混合气中ClO2的质量为 g。
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是_______(填标号)。
a.明矾b.碘化钾c.盐酸d.硫酸亚铁
某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1mol·L-1的Ba(NO3)2溶液中,得到了BaSO4沉淀,为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2,该小组突出了如下假设:
假设一:溶液中的NO3-
假设二:溶液中溶解的O2
(1)验证假设一
该小组涉及实验验证了假设一,请在下表空白处填写相关实验现象
实验步骤 |
实验现象 |
结论 |
实验1:在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体 |
假设一成立 |
|
实验2:在盛有不含O2的25ml0.1mol/LBa(NO3)2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体 |
(2)为深入研究该反应,该小组还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO2体积的变化曲线入下图
实验1中溶液pH变小的原因是____;V1时,实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方程式表示)_________。
(3)验证假设二
请设计实验验证假设二,写出实验步骤,预期现象和结论。
实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程) |
(4)若假设二成立,请预测:在相同条件下,分别通入足量的O2和KNO3,氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计),充分反映后两溶液的pH前者_______(填大于或小于)后者,理由是________