题目内容
【题目】某校化学兴趣小组的同学分别对氯气和氯水的性质进行探究。
Ⅰ.下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(部分夹持装置已略)。
(1)制备氯气选用的药品为二氧化锰和浓盐酸,A中反应的化学方程式为
__________________________________。
(2)装置B中饱和食盐水的作用是______;同时装置B还能监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象______。
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处最好依次放入________(填序号)。
①干燥的有色布条 ②湿润的有色布条 ③碱石灰④无水氯化钙 ⑤浓硫酸
(4)当向D中缓缓通入一定量氯气时,D中溶液逐渐变为______色;再打开D装置活塞,将装置D中少量溶液滴入锥形瓶E中,振荡,观察到的现象是___________________。
(5)有人提出,装置F中可改用足量的饱和NaHSO3溶液吸收氯气,请判断是否可行________(填“是”或“否”),理由是__________________________________ (用离子反应方程式表示)。
【答案】MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O; 除去Cl2中的HCl B中长颈漏斗中液面上升,形成水柱 ②、④、① 黄 E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色 否 4HSO3―+Cl2=SO42―+2Cl―+3SO2+2H2O
【解析】
(1)由实验室制取氯气的试剂和反应产物写化学方程式;
(2)反应生成物中含有杂质氯化氢、水蒸气;结合实验装置,装置中气体压强变化分析;
(3)验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥氯气无漂白性,湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性;
(4)当向D中缓缓通入少量氯气时,氯气和溴化钠反应生成溴单质,可以看到无色溶液逐渐变为黄色;打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,生成的溴单质和碘化钾反应生成碘单质,碘单质溶解于苯中,振荡分层,苯层在上层;
(5)氯气具有强氧化性,在溶液中将HSO3-氧化SO42-同时生成Cl-、H+,H+与HSO3-反应生成SO2。
(1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸,加热反应的化学反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)反应过程中氯化氢和水蒸气是氯气中的杂质,装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl;装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,发生堵塞时B中的,压强增大,B中长颈漏斗中液面上升,形成水柱;
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥氯气无漂白性,湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性,选项中abc的Ⅱ中都是干燥剂,再通入湿润的有色布条不能验证氯气的漂白性,所以C中I、II、III依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条,所以选②、④、①;
(4)D中是溴化钠,当向D中缓缓通入少量氯气时,氯气和溴化钠反应生成溴单质,可以看到无色溶液逐渐变为黄,所以现象为:溶液从无色变化为黄色;打开活塞,将装置D中含溴单质的少量溶液加入焓碘化钾和苯的装置E中,溴单质和碘化钾反应生成碘单质,碘单质溶于苯呈紫红色,振荡.观察到的现象是:E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色;
(5)若改用NaHSO3,会发生反应4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2↑+2H2O,生成二氧化硫气体,二氧化硫污染环境,故不可行。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】某硫酸工厂的酸性废水中砷(As)元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,工艺流程如下:
相关数据如下表,请回答以下问题:
表1.几种盐的Ksp
难溶物 | Ksp |
Ca3(AsO4)2 | 6.8×10-19 |
CaSO4 | 9.1×10-6 |
FeAsO4 | 5.7×10-21 |
表2.工厂污染物排放浓度及允许排放标准
污染物 | H2SO4 | As |
废水浓度 | 29.4g/L | 1.6g·L-1 |
排放标准 | pH 6~9 | 0.5mg·L-1 |
(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)= mol·L-1。
(2)若酸性废水中Fe3+的浓度为1.0×10-4mol·L-1,c(AsO43-)= mol·L-1。
(3)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),MnO2被还原为Mn2+,反应的离子方程式为 。
(4)在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH到2,再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为 ;
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀,原因为
。
③砷酸(H3AsO4)分步电离的平衡常数(25℃)为:K1=5.6×10-3 K2=1.7×10-7 K3=4.0×10-12,第三步电离的平衡常数的表达式为K3= 。Na3AsO4的第一步水解的离子方程式为:AsO43-+H2OHAsO42-+OH-,该步水解的平衡常数(25℃)为: (保留两位有效数字)。
【题目】700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+ H2O(g)CO2 (g)+ H2(g)反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1):
反应时间/min | n(CO)/mol | n(H2O)/mol |
0 | 1.20 | 0.60 |
t1 | 0.80 | |
t2 | 0.20 |
下列说法正确的是( )
A. 反应在t1min内的平均速率为
B. 保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O,到达平衡时n(CO2)= 0.40mol
C. 保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时H2O转化率增大
D. 温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应
【题目】某课外小组学生对Cl2与FeBr2溶液反应进行实验探究。
操 作 | 现 象 |
取0.1 mol/L的FeBr2溶液10 mL,测溶液的pH | pH试纸变红(约为4) |
ⅰ.开始通入100 mL(折合标准状况),溶液由浅绿色逐渐变黄; |
(1)用浓盐酸和MnO2反应制取Cl2的化学方程式是 。
(2)pH≈4的原因是 (用化学用语表示)。
(3)现象i中溶液由浅绿色逐渐变黄。某学生猜测可能原因:①Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,使溶液呈黄色;②Cl2将Br-氧化为Br2,使溶液呈黄色。证明原因①的实验方案是 ;证明原因②的实验方案是 。
(4)现象ⅱ中,溶液变为棕黄色。部分学生猜测①:可能是Cl2先将Fe2+氧化生成Fe3+,Cl2又继续氧化Br-生成Br2。部分学生猜测②:可能是Cl2先将Fe2+氧化生成Fe3+,Fe3+将Br-氧化生成Br2。某学生设计实验进行验证,请完成下列表格:
由此实验得出的结论是 。
试管 | 操作 | 现象 | 结论 |
a | 取2 mL FeCl2溶液,滴加少量氯水、2滴KSCN溶液,振荡 |
| Cl2的氧化性强于Fe3+ |
b | 取2 mL FeCl3溶液,滴加少量溴化钠溶液和少量CCl4,振荡 | CCl4层没有明显变化 |
|
c | | CCl4层由无色变为橙黄色 | Cl2的氧化性强于Br2 |