(15分)用二氧化氯(ClO2)、高铁酸钠(Na2FeO4摩尔质量为166 g·mol-1)等新型净水剂替代传统的净水剂Cl2对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术。ClO2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为Cl-和Fe3+。
(1)如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,那么ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是 > > 。(填化学式)
(2)二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸在60℃时反应制得。某学生用如图所示的装置模拟工业制取及收集ClO2,其中A为ClO2的发生装置,B为ClO2的凝集装置,C为尾气吸收装置。请问:
①A部分还应添加温度控制装置,请你说出一种温度控制方法 ,B部分还应补充什么装置 ;
②C中烧杯中所盛试剂为NaOH溶液,反应时生成氯酸钠和亚氯酸钠(NaClO2),发生该反应的离子方程式为 。
(3)工业也可以用CH3OH与NaClO3为原料在酸性(硫酸酸化)条件下制取ClO2,同时产生CO2气体,已知该反应分为两步进行,第一步为2ClO3-+2Cl-+4H+ ="=" 2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。
①写出第二步反应的离子方程式 。
②工业生产时需在反应物中加少量Cl-,其作用是 。
③生产中会发生副反应ClO3-+Cl-+H+ ="=" Cl2↑+H2O(未配平),若测得反应后的混合气体中Cl2的体积分数为,则起始投料时CH3OH与NaClO3的物质的量之比为 。
(4)Na2FeO4在水溶液中不稳定,一段时间后转化为红褐色沉淀,同时生产一种无色无味的单质气体,写出Na2FeO4与水反应的离子方程式 ;Na2FeO4可作为一种“绿色多功能”水处理剂的原因是 。
实验室制取SO2的反应原理为:Na2SO3+H2SO4(较浓)====Na2SO4+SO2↑+H2O。请用下列装置设计一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率。
(1)这些装置的连接顺序(按气体左右的方向)是_________→_________→_________→
_________→_________→_________→_________→(填各接口的编号)。
(2)实验时甲仪器的作用与原理是
_________________________________________________。
(3)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是____________。
(4)Ⅳ处观察到的现象是_____________________________________________。
(5)用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得Ⅲ处增重m g,则本实验中SO2的转化率为___________。
某校研究性学习小组选择使用下列仪器和药品,验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含有NO(实验中使用的N2和O2的用量可自由控制)。已知:①NO+NO2+2OH-====2+H2O;②气体液化温度:NO2:21 ℃、NO:-152 ℃
(1)现有甲、乙、丙三位同学分别设计了以下三个实验方案(用仪器的连接顺序表示)。
甲:A→C→F→D→B乙:A→B→C→E丙:A→F→D→B
甲、乙、丙三位同学提出的实验方案是否能验证Cu与适量浓HNO3反应产生的气体中含有NO(填“能”或“不能”):
甲:_______________;乙:_______________;丙:_______________。
具体说明不能验证的主要原因(能验证的方案,不必回答原因):
甲方案:______________________________________________________________________。
乙方案:______________________________________________________________________。
丙方案:______________________________________________________________________。
(2)实验开始时首先通入足量的N2,其目的是____________________________________。
(3)确认气体中含NO的现象是_________________________________________________。
(4)如果O2过量,则装置B中发生反应的离子方程式是______________________________。
用如图所示装置进行下列实验。
(1)在检查装置气密性后,向试管a中加入10 mL 6 mol·L-1稀硝酸和1 g铜片,立即将带有导管的橡皮塞塞紧管口。请写出试管a中有可能发生的所有反应的化学方程式________________________________________。
(2)该实验刚开始速率缓慢,随后逐渐加快,这是由于_______________________________。
(3)为了使产生的气体不至于逸散到空气中,请写出向试管a中加入试剂的操作方法______________________________________________________________________________。
(4)欲较快地制取NO,可采取的措施有(列举两种)_________________________________、________________________________________。
试样X由氧化亚铁和氧化铜组成。取质量相等的两份试样按下图所示进行实验:
(1)请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式。
(2)若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后,生成的不溶物W的质量是m,则每份试样X中氧化铜的质量为___________ (用m表示)。
在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应,生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性,在空气中受撞击或受热时会燃烧,所以俗称“引火铁”。请分别用下图中示意的两套仪器装置,制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6 mol·L-1的盐酸,其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。
图1图2
填写下列空白:
(1)实验进行时试管A中应加入的试剂是;烧瓶B的作用是______________________;烧瓶C的作用是______________________;在试管D中收集得到的是
____________________________。
(2)实验时,U形管G中应加入的试剂是___________;长颈漏斗H中应加入___________。
(3)两套装置中,在实验时需要加热的仪器是(填该仪器对应的字母) ___________。
(4)烧瓶I中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液,其目的是__________________________。
(5)试管E中发生反应的化学方程式是______________________________________________。
(6)为了安全,在E管中的反应发生前,在F出口处必须___________;E管中的反应开始后,在F出口处应___________。