(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 。
某学习小组用图示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
(1)A中试剂为 。
(2)实验前,先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是 。
(3)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:①记录C的液面位置;②将B中剩余固体过滤,洗涤,干燥,称重;③待B中不再有气体产生并恢复至室温后,记录C的液面位置;④由A向B滴加足量试剂;⑤检查气密性。上述操作的顺序是 (填序号);记录C的液面位置时,除视线平视外,还应 。
(4)B中发生反应的化学方程式为
(5)若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况),B中剩余固体的质量为c g,则铝的相对原子质量为 。
(6)实验过程中,若未洗涤过滤所得的不溶物,则测得铝的质量分数将 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
某学习小组利用铁与稀硫酸的反应,进行“探究影响化学反应速率因素”的实验。结果如下表:
实验 序号 |
铁的质量/g |
铁的 形态 |
V(H2SO4) /mL |
c(H2SO4) /mol·L-1 |
反应前溶液 的温度/℃ |
金属完全消 失的时间/s |
1 |
0.10 |
片状 |
50 |
0.8 |
20 |
200 |
2 |
0.10 |
粉状 |
50 |
0.8 |
20 |
25 |
3 |
0.10 |
片状 |
50 |
1.0 |
20 |
125 |
4 |
0.10 |
片状 |
50 |
1.0 |
35 |
50 |
请分析上表信息,回答下列问题。
(1)实验1、2 表明 对反应速率有影响,其规律是 。
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有 (填实验序号)。
(3)该探究实验中,影响反应速率的因素还有 ,体现该影响因素的实验有 (填实验序号)。
(4)进行实验3时,若将稀硫酸改为50 mL 2.0 mol·L-1 盐酸(其他条件不变),发现:放出气泡的速率,盐酸明显比硫酸快。你认为可能的原因是。
(忽略温度对反应速率的影响)
某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如下图),以环己醇制备环己烯
密度 (g/cm3) |
熔点 (℃) |
沸点 (℃) |
溶解性 |
|
环己醇 |
0.96 |
25 |
161 |
能溶于水 |
环己烯 |
0.81 |
-103 |
83 |
难溶于水 |
(1)制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入lmL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是____________,导管B除了导气外还具有的作用是____________。
②试管C置于冰水浴中的目的是。
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在_________层(填上或下),分液后用_________ (填入编号)洗涤。
A.KMnO4溶液 B.稀H2SO4 C.Na2CO3溶液
②再将环己烯按下图装置蒸馏,冷却水从_________口进入。蒸馏时要加入生石灰,目的是_____________。
③收集产品时,控制的温度应在_________左右,实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是()
A.蒸馏时从70℃开始收集产品
B.环己醇实际用量多了
C.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是_________。
A.用酸性高锰酸钾溶液 B.用金属钠 C.测定沸点
已知锌与稀硫酸反应为放热反应,某学生为了探究其反应过程中的速率变化,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下:
时间(min) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
氢气体积(mL) |
30 |
120 |
280 |
350 |
370 |
反应速率最大的(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min)时间段为。原因是。
②反应速率最小的时间段为,原因是
(2)另一学生也做同样的实验,由于反应太快,测量氢气的体积时不好控制,他就事先在硫酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率。
A.蒸馏水 B.CuCl2溶液 C.NaCl溶液
你认为他的做法可行的是(填相应字母);做法不可行的是(填相应字母),做法不可行的理由是。
为了证明在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气和HCl挥发出来,甲同学设计了如图所示的实验装置,按要求回答问题:
(1)请根据甲同学的意图,连接相应的装置,接口顺序:b接,接,接
。
(2)U形管中所盛试剂的化学式为。
(3)装置③中CCl4的作用是。
(4)乙同学认为甲同学实验有缺陷,不能证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种,为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加装置⑤。你认为装置⑤应加在之间(填装置序号)。瓶中可以放入。
(5)丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置,只需将原来烧杯中的AgNO3溶液换成其他溶液。你认为可将溶液换成,如果观察到现象,则证明制Cl2时有HCl挥发出来。