题目内容

18．某化学活动小组用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液制取次氯酸钠溶液，设计如图1所示装置进行实验．

（1）电源中，a电极名称是负极．
（2）反应时，生成次氯酸钠的离子方程式为Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O．
该小组同学利用制得的次氯酸钠溶液处理含氰废水，并测定含氰废水的处理百分率．利用图2所示装置进行实验．连接下图中各仪器，检查气密性，各装置都装好药品．将CN-的浓度为0.2000mol•L-1的含氰废水100mL与100mL NaClO溶液（过量）置于装置1的锥形瓶中充分反应．打开分液漏斗活塞，滴入100mL稀H2SO4，关闭活塞．
已知装置1中发生的主要反应依次为：
CN-+ClO-═CNO-+Cl-
2CNO-+2H++3C1O-=N2↑+2CO2↑+3C1-+H2O
可能还有的反应：Cl-+ClO-+H+=Cl2+H2O
（3）从左向右，各装置的接口顺序为a-d-e-b-c-g-h-f
（4）装置2中的NaOH溶液的作用是防止空气中的CO2被装置3中的Ba（OH）2溶液吸收
（5）装置5的作用为除去CO2中的Cl2．
（6）反应结束后，（从装置2）缓缓通入空气的目的是保证生成的CO2全部被Ba（OH）2 溶液吸收
（7）若测得装置3中Ba（OH）2溶液增重0.7g，则含氰废水被处理的百分率为0.795．

分析 （1）a电极一侧有一根导气管，说明该电极产生氢气，说明连接a电极的电极为阴极，连接阴极的电极为原电池负极；
（2）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
（3）处理含氰废水，并测定含氰废水的处理百分率实验的原理是：利用CN-+ClO-═CNO+Cl-；2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O，通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量，根据关系式计算含氰废水处理百分率．根据装置中试剂的性质推测装置的位置；装置1产生二氧化碳，装置2作用为排除空气中的二氧化碳对实验的干扰，需放在1前，装置5的作用是吸收装置1中可能产生的Cl2，防止对装置2实验数据的测定产生干扰，装置4对产生的二氧化碳进行干燥，则装置3吸收二氧化碳，通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量，根据关系式计算含氰废水处理百分率，装置⑥的作用是排除空气中二氧化碳对实验的干扰，排除空气中二氧化碳对实验的干扰；
（4）根据2中试剂的性质判断，氢氧化钠能吸收二氧化碳，装置2作用为排除空气中的二氧化碳对实验的干扰；
（5）装置1中可能还有的反应：Cl-+ClO-+H+=Cl2↑+H2O，装置5的作用是吸收装置1中可能产生的Cl2；
（6）反应结束后，缓缓通入空气，可将生成的二氧化碳全部被吸收；
（7）装置3中Ba（OH）2溶液增重0.7g为二氧化碳，根据实验的原理CN-+ClO-═CNO+Cl-；2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O可得关系式，根据关系式CN-～2CNO-～CO2计算．

解答 解：（1）a电极一侧有一根导气管，说明该电极产生氢气，a连接的电极为阴极，则a为原电池负极，
故答案为：负极；
（2）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子反应方程式为：Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O，
故答案为：Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O；
（3）处理含氰废水，并测定含氰废水的处理百分率，需通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量，根据关系式计算含氰废水处理百分率，首先需处理废水，因通过产生气体的量测定，所以需排除装置中空气的干扰，需用装置2，产生的二氧化碳中可能含有氯气需排除，产生的二氧化碳需进行干燥，所以：
装置1产生二氧化碳，装置2作用为排除空气中的二氧化碳对实验的干扰，需放在1前，装置5的作用是吸收装置1中可能产生的Cl2，防止对装置2实验数据的测定产生干扰，装置4对产生的二氧化碳进行干燥，则装置3吸收二氧化碳，通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量，根据关系式计算含氰废水处理百分率，装置⑥的作用是排除空气中二氧化碳对实验的干扰，排除空气中二氧化碳对实验的干扰，装置如图所示：，从左向右，各装置的接口顺序为a-d-e-b-c-g-h-f，
故答案为：a-d-e-b-c-g-h-f；
（4）装置3吸收二氧化碳，通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量，根据关系式计算含氰废水处理百分率，需排除装置中空气的干扰，氢氧化钠能吸收二氧化碳，所以装置2中的NaOH溶液的作用是防止空气中的CO2被装置3中的Ba（OH）2溶液吸收，
故答案为：防止空气中的CO2被装置3中的Ba（OH）2溶液吸收；
（5）酸性条件下，氯离子和次氯酸根离子反应生成氯气，装置1中可能还有的反应：Cl-+ClO-+H+=Cl2↑+H2O，氯气能和碘化钾反应，产生的氯气用碘化钾吸收，二氧化碳在四氯化碳中不溶，所以装置5的作用为除去CO2中的Cl2，
故答案为：除去CO2中的Cl2；
（6）反应后装置中残留二氧化碳，应继续通过将净化的空气，将装置内的残留的二氧化碳全部进入装置3，保证生成的CO2全部被Ba（OH）2 溶液吸收，以减少实验误差，
故答案为：保证生成的CO2全部被Ba（OH）2 溶液吸收；
（7）0.2000mol•L-1的含氰废水100mL中n（CN-）=cv=0.2mol/L×0.1L=0.02mol，CN-+ClO-═CNO+Cl-；2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O可得关系式CN-～2CNO-～CO2，则含氰废水被处理的百分率为$\frac{0.7g}{\frac{44g/mol}{0.02mol}}$≈0.795，
故答案为：0.795．

点评 本题综合考查物质含量的测定的实验设计，以氯气的性质为载体考查化学实验设计和评价问题，题目难度中等，注意把握实验原理和实验方法．

练习册系列答案
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7．关于油脂在人体中的生理功能的理解错误的是（　　）
A．油脂水解后的产物经氧化为人体提供能量
B．多摄入动物脂肪对人体有害
C．油脂能保持体温，保护内脏器官
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8．下列说法正确的是（　　）
A．物质发生化学变化都伴随着能量变化
B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化
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6．间硝基苯胺（Mr=128）是一种重要的染料中间体．它是一种黄色针状结晶，微溶于水，随温度升高溶解度增大，溶于乙醇、乙醚、甲醇．间硝基苯胺可选用间二硝基苯与碱金属多硫化物进行选择性还原，其反应式如下：
+Na2S2+H2O→+Na2S2O3
已知：R-NH2+H+→R-NH3+
实验步骤：
①在100mL锥形瓶中加入8g结晶硫化钠与30mL水，搅拌溶解．再加入2g硫黄粉，缓缓加热并不断搅拌到硫黄粉全部溶解，冷却后备用．
②在150mL三颈烧瓶中加入4.74g间二硝基苯（Mr=158）与40mL水，安装机械搅拌装置、滴液漏斗和回流冷凝管如右图所示，将步骤①配制的多硫化钠溶液加入滴液漏斗．
③加热三颈烧瓶至瓶内微微沸腾，开动搅拌使间二硝基苯与水形成悬浮液．慢慢滴加多硫化钠溶液，滴加完毕后继续搅拌回流30min．移去热源，用冷水浴使反应物迅速冷却到室温后，减压过滤，滤饼洗涤三次．
④在150mL某容器中配制稀盐酸（30mL水加7mL浓盐酸），将上述粗产物转移进该容器，加热并用玻璃棒搅拌，使间硝基苯胺溶解，冷却到室温后减压过滤．
⑤冷却滤液，在搅拌下滴加过量浓氨水到pH=8，滤液中逐渐析出黄色的间硝基苯胺．
⑥冷却到室温后减压过滤，洗涤滤饼到中性，抽干，产物重结晶提纯，在红外灯下干燥，称重，得2.56g．
回答下列问题：
（1）滴液漏斗较普通分液漏斗的优点保持恒压，便于液体顺利流下；
（2）在铁和盐酸作用制得初生态氢原子（还原性远强于碱金属多硫化物）也可以将硝基还原为氨基，却未被采用，其可能原因为铁和盐酸作用还原性强，不具有选择性．
（3）第④步用盐酸溶解粗产品，而不用水的原因间硝基苯胺微溶于水，但可与盐酸作用可以形成盐溶于水中．
（4）第③步中滤饼洗涤三次，可选用的洗涤剂为A；第⑥步产物要进行重结晶，可选用的试剂为B．
A．冷水　　　B．热水　　　C．乙醚　　　D．乙醇
（5）第③步中，搅拌使间二硝基苯与水形成悬浮液后再滴加多硫化钠溶液，其原因为增大接触面积，加快反应速率，提高原料利用率
（6）第⑥步中要将滤饼洗涤到中性，检验方法为用玻璃棒蘸取最后一次洗涤后液体，滴在pH试纸中央，测定pH，若pH=7，说明已洗涤到中性．
（7）该反应的产率为66.7%．
13．氢化锂（LiH）在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸能够引起燃烧．某活动小组准备使用下列装置制备LiH固体．

甲同学的实验方案如下：
（1）仪器的组装连接：上述仪器装置接口的连接顺序为e接a，b接f，g接d，加入药品前首先要进行的实验操作是检验装置气密性（不必写出具体的操作方法）；其中装置B的作用是除去H2中的H2O和HCl．
（2）添加药品：用镊子从试剂瓶中取出一定量金属锂（固体石蜡密封），然后在甲苯中浸洗数次，该操作的目的是除去锂表面的石蜡，然后快速把锂放入到石英管中．
（3）通入一段时间氢气后加热石英管，在加热D处的石英管之前，必须进行的实验操作是收集c处排出的气体并检验H2纯度．
（4）加热一段时间后停止加热，继续通氢气冷却，然后取出LiH，装入氮封的瓶里，保存于暗处．采取上述操作的目的是为了避免LiH与空气中的水蒸气接触而发生危险．（反应方程式：LiH+H2O=LiOH+H2↑），分析该反应原理，完成LiH与无水乙醇反应的化学方程式LiH+CH3CH2OH=CH3CH2OLi+H2↑．
（5）准确称量制得的产品0.174g，在一定条件下与足量水反应后，共收集到气体470.4mL（已换算成标准状况），则产品中LiH与Li的物质的量之比为10：1．
3．工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验室可用如下装置（略去部分夹持仪器）模拟生产过程．

烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）═Na2SO3（aq）+H2S（aq）（Ⅰ）
2H2S（aq）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）　（Ⅱ）
S（s）+Na2SO3（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）　（Ⅲ）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变，则整个装置气密性良好．装置D的作用是防止倒吸．装置E中为NaOH溶液．
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1．
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择c．
a．蒸馏水            b．饱和Na2SO3溶液
c．饱和NaHSO3溶液    d．饱和NaHCO3溶液
实验中，已知反应（Ⅲ）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清（或浑浊消失）．反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有a、d．
a．烧杯     b．蒸发皿     c．试管     d．锥形瓶．
10．铁在人体中的含量约为4～5g，人体内的含铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁．功能性铁和血红蛋白一起参与氧的运输．如果体内的铁不足以供给生命活动需要，就会贫血．我国已经实施在酱油中加入铁强化剂的措施．
7．将1.92gCu和一定量的浓HNO3反应，随着Cu的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混和气体1.12L（标准状况），则反应中所消耗硝酸的物质的量是（　　）
A．0.08molB．0.12molC．0.09molD．0.11mol
8．已知X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前四周期元素．X最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y和W同主族，且Y是电负性最大的元素．Z基态原子的M层全充满，N层有1个电子．下列说法正确的是（　　）
A．X、Y均没有最高正价
B．W最高价氧化物的水化物是最强的含氧酸
C．Z的焰色反应显紫色
D．在XY2中，X显-2价

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