题目内容
【题目】新冠肺炎疫情期间,多种含氯消毒剂如84消毒液、Cl2、NaClO2等对病毒均具有很好的消杀作用,其中亚氯酸钠(NaClO2)在工业上常以ClO2气体为原料制备,实验室制备亚氯酸钠的装置如图所示(夹持装置已略)。
已知:①控制电压电解饱和食盐水可得到ClO2;
②Cl2易溶于CCl4;
③亚氯酸钠在不同温度下的溶解度如下表所示:
温度℃ | 20 | 40 | 60 |
溶解度/g | 6.2 | 23.4 | 48.3 |
回答下列问题:
(1)装置甲中产生ClO2的电极反应式为_____________________。
(2)装置乙中CCl4的作用为________________________________。
(3)装置丙中生成NaClO2的化学方程式为____________________________。
(4)从装置丙反应后的溶液中获得NaClO2晶体的步骤如下:
其中步骤①加热到_________________(填现象)时停止加热,步骤②是__________________。
(5)准确称取2.26gNaClO2粗品,加入盛有20.00mL刚煮沸并冷却过的水、足量10%的稀硫酸和30.00mL质量分数为40%的KI溶液(足量)的碘量瓶中,立即密封并摇晃碘量瓶至试样完全反应,再加入淀粉作指示剂用浓度为3.00mol/L的Na2S2O3溶液滴定(已知整个过程中发生的反应依次为+4I-+4H+=2I2+Cl-+2H2O,),
①若三次平行实验测得消耗的Na2S2O3溶液的平均体积为30.00mL,则粗品的纯度为_________________%(保留三位有效数字),
②若使用的水未煮沸,则测定结果会___________________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】Cl- -5e- + 2H2O = ClO2↑+ 4H+ 除去ClO2中可能含有的Cl2 2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2 溶液表面出现晶膜 冷却结晶 90.1 偏高
【解析】
由题意及装置图可知,装置甲通过控制电压电解饱和食盐水制取ClO2,ClO2中可能含有Cl2,Cl2与NaOH反应可生成次氯酸钠或氯酸钠,故装置乙的作用是除去Cl2;在装置丙中,过氧化氢还原ClO2制取NaClO2,装置丁用于吸收多余的ClO2,防止污染空气。根据NaClO2的溶解度数据可知,其溶解度随温度的变化而变化明显,因此可通过对NaClO2溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到NaClO2晶体,据此分析解答。
(1)装置甲通过控制电压电解饱和食盐水制取ClO2,氯元素化合价升高,发生失电子的氧化反应,则装置甲中产生ClO2的电极反应式为Cl- - 5e- + 2H2O = ClO2↑+ 4H+;
(2)由以上分析知,装置乙中CCl4的作用为除去ClO2中可能含有的Cl2;
(3)装置丙中,过氧化氢还原ClO2制取NaClO2,根据得失电子守恒、元素守恒配平该反应的化学方程式为2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2;
(4)根据NaClO2的溶解度数据可知,其溶解度随温度的变化而变化明显,因此可通过对NaClO2溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到NaClO2晶体,因此步骤①加热到溶液表面出现晶膜时停止加热,步骤②是冷却结晶;
(5)①由已知反应可得关系式:NaClO2~2I2~4S2O32-,则m(NaClO2)=,则粗品的纯度为;
②若使用的水未煮沸,水中会含有氧气,而氧气也能氧化碘离子生成碘单质,从而使消耗的Na2S2O3溶液的体积增大,则测定结果会偏高。
【题目】100℃时,在不同金属离子存在下,过氧化氢经过24h的分解率如下表所示:
离子 | 加入量(mg·L-1) | 分解率/% | 离子 | 加入量(mg·L-1) | 分解率/% |
无 | 2 | Fe2+ | 1.0 | 15 | |
Al3+ | 10 | 2 | Cu2+ | 0.1 | 86 |
Zn2+ | 10 | 10 | Cr3+ | 0.1 | 96 |
下列有关说法正确的是
A.能使过氧化氢分解反应活化能降低最多的离子是Al3+
B.催化剂可以使平衡移动,提高过氧化氢的分解率
C.若向过氧化氢中加入水,过氧化氢的分解速率加快
D.用等量H2O2制O2时,与自身分解相比,加入足量酸性KMnO4溶液可得到更多O2