题目内容

二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
(1)工业上制备ClO2的反应原理为2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O＋2NaCl。
①浓盐酸在反应中显示出来的性质是________。

A．只有还原性B．还原性和酸性
C．只有氧化性D．氧化性和酸性
②若上述反应中产生0.1 mol ClO2，则转移电子的物质的量为________mol。
(2)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。

①上图是用石墨作电极，一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2的示意图。则阳极产生ClO2的电极反应式为_____________________________________。
②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为________mol，用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因：______________________________________。
(3)ClO2对污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－和CN－等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN－a mg/L，现用ClO2将CN－氧化，产物中有两种气体生成，其离子反应方程式为________________；处理100 m3这种污水，至少需要ClO2________mol。

(1)①B　②0.1   (2)①Cl－－5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋
②0.01　在阴极上发生反应2H＋＋2e－=H2↑，H＋浓度减小，使得H2O
OH－＋H＋的平衡向右移动，OH－浓度增大，pH增大
(3)2ClO2＋2CN－=N2↑＋2CO2↑＋2Cl－　

解析

练习册系列答案
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（16分）硫酸铅（PbSO4）广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿（PbS）直接制备硫酸铅粉末的流程如下：

已知：（ⅰ）PbCl2（s）+2Cl－(aq)PbCl4-(aq) △H＞0
（ⅱ）Ksp(PbSO4)=1.08×10-8, Ksp(PbCl2)=1.6×10-5
（ⅲ）Fe3＋、Pb2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH值分别为3.2、7.04
（1）步骤Ⅰ中生成PbCl2和S的离子方程式                               ，加入盐酸的另一个目的是为了控制PH值在0.5～1.0，原因是                                     。
（2）用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因                       。
（3）写出PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式                           。
（4）请用离子方程式解释滤液2加入H2O2可循环利用的原因                         ，滤液3是               。
（5）铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的  PbSO4分别转化为PbO2和Pb，充电时阴极的电极反应式为                      。

向Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸，请完成下列问题：
(1)写出反应的离子方程式：                                        。
(2)下列三种情况下，离子方程式与 (1)相同的是       (填序号)。
A．向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液显中性
B．向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42－恰好完全沉淀
C．向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量
(3)若缓缓加入稀硫酸直至过量，整个过程中混合溶液的导电能力(用电流强度I表示)可近似地用如图中的       (填序号)曲线表示。

(4)若有一表面光滑的塑料小球悬浮于Ba(OH)2溶液中央，如图所示。向该烧杯中缓缓注入与Ba(OH)2溶液等密度的稀硫酸至恰好完全反应。在此实验过程中，小球将       。

二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。
（1）亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂，但在强酸性溶液中会发生歧化反应，产生ClO2气体，离子方程式为                                                。向亚氯酸钠溶液中加入盐酸，反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸，开始时反应缓慢，稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是                                     。
（2）化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是                                  。
（3）电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。

①电源负极为      极(填A或B)：
②写出阴极室发生反应依次为：                       、
                           ；
③控制电解液H+不低于5mol/L，可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2﹣歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况，忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分)，此时阳极室与阴极室c(H+)之差为             。

KMnO4酸性溶液与草酸（H2C2O4）溶液反应时，溶液紫色会逐渐褪去。某探究小组用测定此反应溶液紫色消失所需时间的方法，研究外界条件对反应速率的影响。该实验条件作如下限定：
①所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择：0.02 mol·L-1、0.002 mol·L-1；
②所用H2C2O4溶液的浓度可选择：0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1；
③每次实验时KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液的用量均为2mL。
（1）若要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响，通过变换这些实验条件，至少需要完成____            组实验进行对比即可得出结论。
（2）在其它条件相同的情况下，某同学改变KMnO4酸性溶液的浓度，测得实验数据（从混合振荡均匀开始计时）如下表所示：

KMnO4酸性溶液浓度
（mol·L-1）
溶液褪色所需时间（min）
 
第一次
第二次
第三次
0.02
14
13
11
0.002
6.7
6.6
6.7
 
①用0.002 mol/L KMnO4酸性溶液进行实验时，KMnO4的平均反应速率（忽略混合前后溶液体积变化）。
②依据表中数据，不能得出“溶液的褪色所需时间越短，反应速率越快”的结论。某同学设计以下方案，可以直接得出“褪色时间越短，反应的速率越快”结论。
KMnO4酸性溶液
H2C2O4溶液
浓度/ mol/L
体积(ml)
浓度/ mol/L
体积（ml）
0.02
2
b
4
a
2
c
4
 
则表中a=        ；b=         ；c=           。
（3）草酸电离常数：Ka1=5.9×10-2，Ka2=6.4×10-5。与KMnO4反应时，它将转化为CO2和H2O。
①草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为           。
②室温下，0.1mol·L-1 KHC2O4酸溶液中pH    7，理由是            。
（4）测得某次实验（恒温）时溶液中Mn2+物质的量与时间关系如图。请解释n(Mn2+)在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因：                   。

工厂的工业废水，不可直接往江河湖海中排放，否则会造成严重公害。某河道两旁有甲、乙两厂，它们排出的工业废水各含有K＋、Fe3＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－、SO42－、NO3－、OH－中的四种。又知甲厂污水pH>7。
(1)甲厂污水中含有的四种离子可能是：_______________________________。
(2)乙厂污水中含有的四种离子可能是：______________________________。
(3)对乙厂废水进行处理，方法之一，可往废水中加入一定量的________(选填
“活性碳”“硫酸亚铁”或“铁粉”)，可以回收其中的金属__________(填
元素符号)。
(4)消除污染的另一种重要措施是将甲、乙两厂的废水按比例混合，可使废水中的________(填离子符号)转化为沉淀，从而大大降低污染程度。过滤后所得废水主要含________，可用于浇灌农田。

某工厂用软锰矿（含MnO2约70%及Al2 O3）和闪锌矿（含ZnS约80%及FeS）共同生产MnO2，和Zn（干电池原料）。流程如下：

已知：①A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3，Al2(SO4)3的混合液。
②IV中的电解反应式为MnSO4+ZnSO4+2H2O    MnO2+Zn +2H2SO4。
（1）A中属于还原产物的是             。
（2）加入MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是         ：C的化学式是           。
（3）该生产中除得到Na2SO4、S等副产品外，还可得到的副产品是            。
（4）副产品S可用于制硫酸，转化过程是：S→SO2→SO3→H2SO4。写出第二步转化的化学方程式           。
（5）要从Na2SO4溶液中得到芒硝（ Na2SO4．10H2O），需进行的操作有蒸发浓缩、          、
过滤、洗涤、干燥等。
（6）从生产MnO2和Zn的角度计算，软锰矿和闪锌矿投料的质量比大约是          。

含有农药、染料、酚、氰化物，以及引起色度、臭味的废水，常用化学氧化法进行处理，所用的氧化剂有氯类（如液氯、次氯酸钙、次氯酸钠等）和氧类（如空气、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等）。一个典型实例是用氯氧化法处理含有剧毒的氰化物（含CN－）的废水。在碱性条件下（pH＝8.5～11），氯气可将氰化物中CN－氧化为只有它毒性的氰酸盐（含CNO－）。
（1）写出含CN－废水用氯气氧化生成氰酸盐的离子方程式：________________________________________________________________。
（2）若向含CNO－的废水中再通入氯气，可使CNO－转化为无毒的气体，写出这个反应的离子方程式：______________________________________________。
（3）在用液氯不便的地区，可用漂白粉处理含CN－的废水，若将其氧化为CNO－，其离子方程式为__________________________________________。

加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末，其溶解度受温度影响很大，且随温度的升高而逐渐增大，常温下很稳定，在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，可与碘化物等还原性物质发生反应。
（1）为检验某食盐中是否含有KIO3，某同学取食盐样品完全溶解于水中，然后加入用盐酸酸化的淀粉KI溶液，结果溶液呈蓝色，则反应的离子方程式为                                ；
（2）KIO3也可用电解的方法制得，其原理是以石墨为阳极，以不锈钢为阴极，在一定温度和电流下电解KI溶液。总反应方程式为KI+3H2O=KIO3+3H2↑，则两极的电极反应式分别为：阴极                           ，阳极                                  。

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