题目内容
8．二氧化氯（ClO2）气体是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂，易溶于水．制备方法如下：（1）步骤Ⅰ：电解食盐水制备氯酸钠．用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质．在除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的BaCl2（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去．
（2）步骤Ⅱ：将步骤Ⅰ得到的食盐水在特定条件下电解得到氯酸钠（NaClO3），再将它与盐酸反应生成ClO2与Cl2，该气体的物质的量比是2：1．
分析 （1）先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，利用氯化钡除去硫酸根离子，再加碳酸钠除去过量钡离子及钙离子，NaOH除去镁离子；
（2）NaClO3与盐酸反应生成ClO2与Cl2，Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，Cl元素的化合价由-1价升高为0，结合电子守恒计算．
解答 解：（1）步骤Ⅰ：电解食盐水制备氯酸钠．用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质．在除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的BaCl2，除去硫酸根离子，至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去，故答案为：BaCl2；Na2CO3；
（2）NaClO3与盐酸反应生成ClO2与Cl2，Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，Cl元素的化合价由-1价升高为0，设生成ClO2与Cl2的物质的量分别为x、y，
由电子守恒可知，x×（5-4）=y×2×[0-（-1）]，解得x：y=2：1，故答案为：2：1．
点评 本题以物质的制备考查混合物分离提纯及氧化还有反应的计算，为高频考点，把握离子之间的反应、氧化还原反应中电子守恒为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．
练习册系列答案
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20．某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质，实验步骤及记录如下：
Ⅰ．分别向盛有0.5g Na2CO3固体、0.5gNaHCO3固体的烧杯中加入10mL水（20℃），搅拌，测量温度 为T1；
Ⅱ．静置恒温后测量温度为T2；
Ⅲ．分别加入10mL 密度约为1.1g/mL 20%的盐酸（20℃），搅拌，测量温度T3．
得到下表的数据：
回答下列问题：
（1）NaHCO3溶于水显碱性，其原因是HCO3-+H2O?H2CO3+OH-（用离子方程式表示）．
（2）根据试题后的附表判断：步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体能否全部溶解是（填“是”或“否”）．
（3）分析表1的数据得出：Na2CO3固体溶于水放热，NaHCO3固体溶于水吸热（填“放热”或“吸热”）．
（4）甲同学分析上述数据得出：Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应．乙同学认为应该增加一个实验，并补做如下实验：向 盛 有10mL水（20℃）的烧杯中加入10mL密度约为1.1g/mL20%的盐酸（20℃），搅拌，测量温度为22.2℃．
（5）结合上述探究，下列说法正确的是AC．
A．NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应
B．不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
C．Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关
（6）丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度，设计了如下实验方案，其中不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是C
A．取a克混合物充分加热，减重b克
B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体
C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克
D．取a克混合物与足量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体．
若按A方案进行实验，则原混合物中NaHCO3的质量分数为$\frac{84b}{31a}$×100%（用含a、b的代数式表示）
附表：溶解度表
Ⅰ．分别向盛有0.5g Na2CO3固体、0.5gNaHCO3固体的烧杯中加入10mL水（20℃），搅拌，测量温度 为T1；
Ⅱ．静置恒温后测量温度为T2；
Ⅲ．分别加入10mL 密度约为1.1g/mL 20%的盐酸（20℃），搅拌，测量温度T3．
得到下表的数据：
| 温度 试剂 | T1/℃ | T2/℃ | T2/℃ |
| Ha2CO2 | 23.3 | 20.0 | 23.7 |
| HaCO2 | 18.5 | 20.0 | 20.8 |
（1）NaHCO3溶于水显碱性，其原因是HCO3-+H2O?H2CO3+OH-（用离子方程式表示）．
（2）根据试题后的附表判断：步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体能否全部溶解是（填“是”或“否”）．
（3）分析表1的数据得出：Na2CO3固体溶于水放热，NaHCO3固体溶于水吸热（填“放热”或“吸热”）．
（4）甲同学分析上述数据得出：Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应．乙同学认为应该增加一个实验，并补做如下实验：向 盛 有10mL水（20℃）的烧杯中加入10mL密度约为1.1g/mL20%的盐酸（20℃），搅拌，测量温度为22.2℃．
（5）结合上述探究，下列说法正确的是AC．
A．NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应
B．不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
C．Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关
（6）丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度，设计了如下实验方案，其中不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是C
A．取a克混合物充分加热，减重b克
B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体
C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克
D．取a克混合物与足量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体．
若按A方案进行实验，则原混合物中NaHCO3的质量分数为$\frac{84b}{31a}$×100%（用含a、b的代数式表示）
附表：溶解度表
| 温度 溶解度 | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ |
| Ha2CO2 | 12.5g | 21.5g | 39.7g | 40．g |
| HaHCO2 | 8.1g | 9.6g | 11.1g | 12.7 |
16．已知：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）；△H=-890.3kJ/mol，等质量的氢气和甲烷分别燃烧后，放出的热量之比约为（ ）
| A． | 1：3.4 | B． | 1：1.7 | C． | 2.6：1 | D． | 4.6：1 |
3．
某混合溶液中可能含有的离子如表所示：
为探究其成分，进行了以下探究实验．
（1）探究一：甲同学取一定量的混合溶液，向其中逐滴加入氢氧化钠溶液，产生沉淀的物质的量（n）与加入氢氧化钠溶液的体积（V）的关系如图所示．
①该溶液中一定含有的阳离子是H+、NH4+、Al3+，其对应物质的量浓度之比为2：3：1，一定不存在的阴离子是CO32-、AlO2-；
②请写出沉淀减少过程中发生反应的离子方程式Al（OH）3+OH-=AlO2$_2^-$+2H2O．
（2）探究二：乙同学检测到该溶液中含有大量的Cl-、Br-、I-，若向1L该混合溶液中通入一定量的Cl2，溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量与通入Cl2的体积（标准状况）的关系如下表所示，分析后回答下列问题：
①原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为（最简整数比）10：15：3．
②当通入Cl2的体积达到11.2L时，溶液中发生的总反应的离子方程式可表示为：5Cl2+6I-+4Br-=10Cl-+3I2+2Br2．
某混合溶液中可能含有的离子如表所示：| 可能大量含有的阳离子 | H+、Ag+、Mg2+、Al3+、NH4+、Fe3+ |
| 可能大量含有的阴离子 | Cl-、Br-、I-、CO32-、AlO2- |
（1）探究一：甲同学取一定量的混合溶液，向其中逐滴加入氢氧化钠溶液，产生沉淀的物质的量（n）与加入氢氧化钠溶液的体积（V）的关系如图所示．
①该溶液中一定含有的阳离子是H+、NH4+、Al3+，其对应物质的量浓度之比为2：3：1，一定不存在的阴离子是CO32-、AlO2-；
②请写出沉淀减少过程中发生反应的离子方程式Al（OH）3+OH-=AlO2$_2^-$+2H2O．
（2）探究二：乙同学检测到该溶液中含有大量的Cl-、Br-、I-，若向1L该混合溶液中通入一定量的Cl2，溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量与通入Cl2的体积（标准状况）的关系如下表所示，分析后回答下列问题：
| Cl2的体积（标准状况） | 5.6L | 11.2L | 22.4L |
| n （Cl-） | 2.5mol | 3.0mol | 4.0mol |
| n （Br-） | 3.0mol | 2.6mol | 1.6mol |
| n （I-） | x mol | 0 | 0 |
②当通入Cl2的体积达到11.2L时，溶液中发生的总反应的离子方程式可表示为：5Cl2+6I-+4Br-=10Cl-+3I2+2Br2．
）相同，且同时符合下列两个条件：①苯环上带有两个取代基，②有一个硝基直接连在苯环上，则符合此条件的同分异构体数目是（ ）
20．1.52g铜镁合金完全溶解于50mL 密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1 120mL （标准状况），向反应后的溶液中加入1.0mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀，下列说法不正确的是（ ）
| A． | 得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL | |
| B． | 该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L | |
| C． | NO2和N2O4 的混合气体中，NO2的体积分数是80% | |
| D． | 该合金中铜与镁的物质的量之比是2：1 |
中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电池．甲醇燃料电池的工作原理如图所示．