漂白液、漂白粉和漂粉精既可作棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池及环境的消毒剂。它们在生产、生活中有广泛应用。某实验小组同学看到一则报道:某造纸厂误将槽车中漂白液(NaCl和NaClO的混合液,其中有效成分为NaClO)倒入盛放饱和KAl(SO4)2溶液的池中,造成中毒事件。该小组同学为探究中毒原因进行了如下实验。
(1)小组成员甲同学依据漂白液具有漂白消毒的性质推测,漂白液中ClO-具有氧化性。进行如下实验:
Ⅰ.取10 mL漂白液,依次加入Na2SO3溶液和BaCl2溶液,观察到有白色沉淀生成,经检验白色沉淀不溶于盐酸。
Ⅱ.另取10 mL漂白液,加入品红溶液,发现溶液红色逐渐变浅,一段时间后褪为无色。
Ⅲ.再取10 mL漂白液,加入品红溶液,加入少量稀硫酸酸化后,观察溶液红色立即变为无色。
①由实验Ⅰ得出ClO-具有氧化性,写出相关反应的离子方程式__________________。
②对比实验Ⅱ和Ⅲ说明ClO-氧化性与溶液酸碱性的关系是____________________。
(2)小组成员乙同学依据(1)中的实验提出:漂白液在酸性溶液中有Cl2生成,为此进行如下实验:
首先,他利用pH计分别测得漂白液pH>7,饱和KAl(SO4)2溶液pH<7。然后用下图所示的装置继续实验,探究漂白液在酸性溶液中是否能反应生成Cl2。
①在测定漂白液pH的实验中,乙同学没有选择pH试纸的理由可能是__________;
②若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入硫酸,不久烧瓶中有黄绿色气体产生。A中反应的离子方程式__________________。
③若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入饱和KAl(SO4)2溶液,预计只有观察到以下现象__________,才能说明漂白液与酸性溶液混合会产生Cl2。
(3)为了进一步了解漂白液生产和保存的实际意义,小组其他成员还研究漂白液的稳定性,他们查阅资料,下图是30℃时,pH=11的漂白液中NaClO的质量百分含量随时间变化图:
①分析分解速率v(Ⅰ)与v(Ⅱ)的大小关系,原因是
②4d~ 8d,Ⅰ中v(NaClO)= mol/(L·d)(常温下漂白液的密度约为1g / cm3,且溶液体积变化忽略不计,结果保留2位有效数字。)
过氧化钙(CaO2)是一种白色、无毒、难溶于水的固体,能杀菌消毒,广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。工业生产过程如下:
①在NH4Cl溶液中加入Ca(OH)2;
②不断搅拌的同时加入30% H2O2,反应生成CaO2·8H2O沉淀;
③经过陈化、过滤,水洗得到CaO2·8H2O,再脱水干燥得到CaO2。
完成下列填空
(1)第①步反应的化学方程式为 。第②步反应的化学方程式为 。
(2)可循环使用的物质是 。
工业上常采用Ca(OH)2过量而不是H2O2过量的方式来生产,这是因为 。
(3)检验CaO2·8H2O是否洗净的方法是 。
(4)CaO2·8H2O加热脱水的过程中,需不断通入不含二氧化碳的氧气,目的是 、 。
(5)已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2。下图是实验室测定产品中CaO2含量的装置(夹持装置省略)。
若所取产品质量是m g,测得气体体积为V mL(已换算成标准状况),则产品中CaO2的质量分数为 (用字母表示)。
过氧化钙的含量也可用重量法测定,需要测定的物理量有 。
氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
完成下列填空:
(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式 。
(2)离子交换膜的作用为: 、 。
(3)精制饱和食盐水从图中 位置补充,氢氧化钠溶液从图中 位置流出(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。
(4)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。写出该反应的化学方程式 。
(5)室温下,0.1 mol/L NaClO溶液的pH 0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH(选填“大于”、“小于”或“等于”)。浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32–、CO32–、HSO3–、HCO3–浓度从大到小的顺序为 。
已知: H2SO3 Ki1=1.54×10-2 Ki2=1.02×10-7
HClO Ki1=2.95×10-8
H2CO3 Ki1=4.3×10-7 Ki2=5.6×10-11
随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%.目前,消除大气污染有多种方法.
(1)处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx.已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 .
(2)降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g);△H<0.若在一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图所示,该反应的化学平衡常数为K= .
若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”).
20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图所示的变化,则改变的条件可能是 (填序号).
①加入催化剂②降低温度
③缩小容器体积④增加CO2的量
(3)肼(N2H4)用亚硝酸氧化可生成氮的另一种氢化物,该氢化物的相对分子质量为43.0,其中氮原子的质量分数为0.977.写出肼与亚硝酸反应的化学方程式 .
(4)如图所示装置可用于制备N2O5,则生成N2O5的那一极电极反应式为 .
(14分)某学习小组同学探究FeSO4的化学性质和用途。
(一)利用下图装置探究FeSO4的稳定性和用途。(绿矾成分为FeSO4·7H2O)
(1)II中有白色沉淀生成,说明FeSO4固体分解生成了_____________。
(2)III中溴水是用来检验是否有SO2气体生成,涉及的化学方程式为__________,实验中,观察到溴水褪色,据此推测FeSO4分解最有可能被氧化的元素是______________。
(3)Ⅳ中足量NaOH溶液的作用是吸收SO2气体,防止其污染环境,请写出反应的离子方程式___________。
(二)探究FeSO4中Fe2+的还原性
(4)证明FeSO4有较强的还原性,完成下表步骤二及其现象。
(三)硫酸亚铁用途探究
(5)缺铁性贫血往往口服硫酸亚铁,当用硫酸亚铁制成药片时,外表包有一层特殊的糖衣,其作用是_______________________。
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 。