题目内容

3．某学习小组设计了如图所示的实验方案来制取次氯酸钠和探究氯水的性质．图中：
①为氯气发生装置；
②试管里盛有15mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；
③试管里是滴有酚酞的NaOH溶液；
④为尾气吸收装置．
请填写下列空白：
（1）实验前必须对整套装置进行的操作是检查装置的气密性；
（2）制取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰，通过分液漏斗（填写仪器名称）向烧瓶中加入适量的浓盐酸．实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有b（填写下列编号字母）的净化装置．
a．碱石灰        b．饱和食盐水      c．浓硫酸       d．饱和碳酸氢钠溶液
（3）写出①装置中发生的离子反应方程式MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++2H2O+Cl2↑；写出②装置中发生的离子反应方程式2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O；
（4）实验中可观察到③试管的实验现象是溶液褪色．某同学提出两种猜想：
猜想一：氯气与NaOH溶液发生反应使溶液褪色．
猜想二：氯水中含有的HClO起漂白作用．
【设计实验验证猜想】
取褪色后的溶液少量加入洁净的于试管中，滴加几滴NaOH溶液，若溶液若溶液恢复红色现象，则猜想猜想一正确．
（5）已知在某温度下，将氯气通入烧碱液中，得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合液．经测定，NaClO和NaClO3的物质的量之比为3：1，则反应中被氧化与被还原的氯元素的物质的量之比是1：4．

分析 用如图所示的实验方案来制取次氯酸钠和探究氯水的性质，①为氯气发生装置，在加热条件下，二氧化锰和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气，实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有饱和食盐水的洗气瓶；②试管里盛有15mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中，发生2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O，生成NaClO和NaCl；③试管里是滴有酚酞的NaOH溶液，可观察到溶液褪色，可能原因是或氯气与NaOH溶液发生反应使溶液褪色，氯水中含有的HClO起漂白作用，可在褪色后的溶液中加入氢氧化钠溶液，如颜色变为红色，则猜想一正确；因氯气有毒，不能排放到空气中，④为尾气吸收装置，以此解答该题．

解答 解：用如图所示的实验方案来制取次氯酸钠和探究氯水的性质，①为氯气发生装置，在加热条件下，二氧化锰和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气，实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有饱和食盐水的洗气瓶；②试管里盛有15mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中，发生2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O，生成NaClO和NaCl；③试管里是滴有酚酞的NaOH溶液，可观察到溶液褪色，可能原因是或氯气与NaOH溶液发生反应使溶液褪色，氯水中含有的HClO起漂白作用，可在褪色后的溶液中加入氢氧化钠溶液，如颜色变为红色，则猜想一正确；因氯气有毒，不能排放到空气中，④为尾气吸收装置，
（1）实验涉及气体的制备和性质的检验，在实验前应检查装置的气密性，故答案为：检查装置的气密性；
（2）制取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰，通过分液漏斗向烧瓶中加入适量的浓盐酸，因氯气不溶于饱和食盐水，实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有 b的净化装置．
故答案为：分液漏斗；b；
（3）在加热条件下，二氧化锰和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气，反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++2H2O+Cl2↑，②试管里盛有15mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中，发生2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O，
故答案为：MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++2H2O+Cl2↑；2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O；
（4）③试管里是滴有酚酞的NaOH溶液，可观察到溶液褪色，可能原因是或氯气与NaOH溶液发生反应使溶液褪色，氯水中含有的HClO起漂白作用，可在褪色后的溶液中加入氢氧化钠溶液，如颜色变为红色，则猜想一正确，
故答案为：氯水中含有的HClO起漂白作用；NaOH溶液；若溶液恢复红色；猜想一；
（5）Cl2生成ClO-与ClO3-是被氧化的过程，化合价分别由0价升高为+1价和+5价，
ClO-与ClO3-的物质的量浓度之比为1：3，
则可设ClO-为1mol，ClO3-为3mol，被氧化的Cl共为4mol，
失去电子的总物质的量为1mol×（1-0）+3mol×（5-0）=16mol，
氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等，
Cl2生成NaCl是被还原的过程，化合价由0价降低为-1价，
则得到电子的物质的量也应为16mol，
则被还原的Cl的物质的量为16mol，
则反应中被氧化与被还原的氯元素的物质的量之比是4mol：16mol=1：4，
故答案为：1：4．

点评 本题考查实验方案的设计，熟悉氯气的制取原理及物质的性质是解答本题的关键，题目难度不大，注意（5）中发生的氧化还原反应为解答的难点．

练习册系列答案
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14．常温下，下列各组粒子一定能在指定溶液中大量共存的是（　　）
A．使酚酞变红色的溶液中：Na+、Al3+、SO42-、Cl-
B．$\frac{{K}_{w}}{c（{H}^{+}）}$=1×10-13mol•L-1的溶液中：NH4+、Ca2+、Cl-、NO3-
C．与Al反应能放出H2的溶液中：Fe2+、K+、NO3-、SO42-
D．水电离的c（H+）=1×10-13mol•L-1的溶液中：K+、Na+、AlO2-、CO32-
14．某化学课外活动小组用硫酸铁废液（含少量硫酸铜和稀硫酸），制备硫酸亚铁晶体，进行如下实验．制备硫酸亚铁晶体主要的操作流程如下：

请根据题目要求回答下列问题：
（1）A的化学式为Fe．上述操作过程中用到的玻璃仪器有：
①烧杯；②玻璃棒；③酒精灯；④温度计；⑤漏斗．
（2）趁热过滤的目的是防止硫酸亚铁晶体析出．
（3）结晶操作过程中应控制滤液酸性的原因是抑制Fe2+离子水解．
（4）已知硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2]比硫酸亚铁稳定，常用在分析化学中．硫酸亚铁铵可用硫酸亚铁和硫酸铵反应制得．实验室利用硫酸亚铁铵溶液和草酸溶液反应生成草酸亚铁沉淀来制备草酸亚铁．写出硫酸亚铁铵溶液和草酸溶液反应的离子方程式：Fe2++H2C2O4=FeC2O4↓+2H+．
（5）草酸亚铁晶体（相对分子质量：180）受热易分解．某课外活动小组设计如图的实验装置来检验其分解产物．

①该设备中最不合理的部分是（填字母）A，原因是反应生成的水易沿试管壁流下使试管炸裂．
②改用正确装置，实验开始后，B处变蓝色，说明草酸亚铁晶体中有结晶水；C处有白色沉淀，E处部分黑色粉末变为红色，说明草酸亚铁分解产生（填化学式，下同）CO、CO2；反应后在A处试管中有黑色固体粉末（混合物）产生，倒出时有燃烧现象．A处试管中的黑色固体粉末可能是Fe、FeO．
11．将NH4VO3溶于弱酸性介质中，加入乙醇可以得到橙色的十矾酸铵晶体（NH4）xH6-xV10O28•nH2O（用A表示）．用下述实验分析该化合物，以确定其组成．
实验I：准确称取0.9090gA于烧杯中，加入蒸馏水溶解和足量NaoH溶液，加热煮沸，生成的氨气用50.00mL 0.1000mol/L HCl标准溶液吸收，加入酸碱指示剂，用0.1000mol/LNaoH标准溶液滴定剩余的HCl标准溶液，终点是消耗20.00mL NaoH标准溶液．
实验2：另取相同质量的A于锥形瓶中，加热40mL3.0mol/LH2SO4，微热使之溶解，加入50mL蒸馏水和3gNaHSO3，搅拌5分钟使分液完全，V10O266-被还原成四价VO2+，加热煮沸15分钟，然后用0.0200mol/LKMnO4标准溶液滴定，终点时消耗75.00mLKMnO4标准溶液．
已知：实验2中有关反应如下：
V10O286-+5HSO3-+21H+=10VO2++13H2O
5VO2+=MnO4-+H2O=Mn2++5VO2++2H+
HSO3-+H+=H2O+SO2↑
（1）实验1中若选择甲基橙作指示剂，判断此滴定实验达到终点的方法当滴入最后一滴NaOH标准溶液时，溶液颜色由红色变为橙色，且半分钟内不变色；
（2）实验2中，加NaHSO3还原V10O286-，反应完全后需要加热煮沸15分钟，没有改步对V10O286-
含量测定结果的影响偏高（填“偏高”、“偏低”或“不变”），写出盛放KMnO4标准也的滴定管的名称酸式滴定管；
（3）计算十钒酸铵晶体的化学式（写出计算过程）．
18．有A、B、C、D、E五种短周期元素，已知A、B、C、D四种元素原子核外共有56个电子，在周期表中的位置如右图所示．E的单质可与酸反应，1mol E单质与足量酸反应能产生22.4L H2（标准状况）；E的阳离子与A的阴离子核外电子排布完全相同．回答下列问题：
A
BCD
（1）B在周期表中的位置为第三周期第VA族．
（2）元素A在化合物中一般显负（填正或负）价，但在与F（填元素符号）形成化合物时，所显示的价态正好相反．
（3）比较C、D元素简单离子半径的大小S2-＞Cl-（填离子符号）．
（4）向D与E形成的化合物的水溶液中加入过量氨水，有关反应的离子方程式为Mg2++2 NH3．H2O═Mg （OH）2↓+2 NH4+．
（5）D的最高价氧化物对应的水化物与E的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为Mg（OH）2+2HClO4═Mg（ClO4）2+2H2O．
8．下列说法正确的是（　　）
A．酸和醇反应一定能生成酯，且酯化反应是可逆反应
B．实验证实可使Br2/CCl4溶液褪色，说明该分子中存在独立的碳碳单键和碳碳双键
C．DDT的结构简式为，分子中最多有14个碳原子共平面
D．的单体是CH3-C≡C-CH3和CH2=CH-CN
15．下列事实不能用来判断金属性强弱的是（　　）
A．金属间在溶液中发生置换反应
B．1 mol金属单质在反应中失去电子的多少
C．金属元素的最高价氧化物的水化物的碱性强弱
D．金属单质与水或酸置换出氢气的难易
12．在铜锌原电池中，锌电极上发生的反应为Zn-2e-=Zn2+，则下列说法正确的是（　　）
A．锌电极为电流流出B．锌电极为正极
C．锌电极有气泡D．反应中Zn被氧化
13．下列是几种原子的基态电子排布，电负性最大的原子是（　　）
A．1s22s22p63s23p64s2B．1s22s22p63s23p3
C．1s22s22p63s23p2D．1s22s22p4

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