题目内容
【题目】含氯消毒剂在生产生活中有着广泛的用途。完成下列填空:
(1)工业上将氯气溶于一定浓度的氢氧化钠溶于可制得“84消毒液”,反应的离子方程式为_________。
(2)“84消毒液”(主要成分是NaClO)不能和洁厕剂(主要成分是浓盐酸)混用。混用时反应的化学方程式是_______________________________;“84消毒液”不能对钢铁制品进行消毒,原因是____________。
(3)工业常用石灰乳和氯气反应制取漂粉精,其主要设备是氯化塔,将含有3%-6%水分的石灰乳从塔顶部喷洒而入,氯气从塔的最底层通入。这样加料的目的是__________;处理从氯化塔中逸出气体的方法是_____。
(4)二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体。工业上常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加入H2SO4酸化后反应制得,反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为_________。
(5)在用二氧化氯进行水处理时,ClO2除了杀菌消毒外,还能除去水中的Fe2+和Mn2+。用ClO2氧化除去Mn2+生成ClO2-和MnO2的离子方程式为___________________________。
【答案】Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O NaClO+2HCl(浓)=Cl2↑+NaCl+H2O 钢铁中的碳和铁与消毒液能够形成原电池,使钢铁发生电化学腐蚀 使反应物充分接触、充分反应 用碱液吸收 2:1 2ClO2+Mn2++2H2O→2ClO2-+MnO2↓+4H+
【解析】
(1)氯气可与氢氧化钠反应生成氯化钠与次氯酸钠和水,“84消毒液”的主要成分为氯化钠与次氯酸钠;
(2)次氯酸钠与盐酸发生归中反应;钢铁制品为铁合金,内部含少量碳,与电解质溶液可构成原电池,造成电化学腐蚀;
(3)根据将液体进行雾化提高接触面积,充分反应;根据逸出气体Cl2有毒,可用碱液来吸收;
(4)依据题意,分析元素化合价的升降,结合电子守恒计算;
(5)氧化还原反应中,得电子总数等于失电子总数,据此分析解答。
(1)工业上将氯气溶于一定浓度的氢氧化钠其反应方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,
故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(2)“84消毒液”(主要成分是NaClO)不能和洁厕剂(主要成分是浓盐酸)混用,会发生氧化还原反应,生成氯气,其方程式为:NaClO+2HCl(浓)=Cl2↑+NaCl+H2O,钢铁中的碳和铁与消毒液能够形成原电池,使钢铁发生电化学腐蚀,所以不能用“84消毒液”对钢铁制品进行消毒,
故答案为:NaClO+2HCl(浓)=Cl2↑+NaCl+H2O;钢铁中的碳和铁与消毒液能够形成原电池,使钢铁发生电化学腐蚀;
(3)将3%~6%水分的熟石灰从塔顶喷洒而入,氯气从塔的最底层通入,是为了充分接触,充分反应;Cl2有毒,可用碱液来吸收,
故答案为:使反应物充分接触、充分反应;用碱液来吸收;
(4)NaClO3和Na2SO3溶液混合并加入H2SO4酸化后反应制得二氧化氯,则Cl元素的化合价由+5价降低为+4价,而S元素的化合价由+4价升高为+6价,由电子守恒可知,NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为 = 2:1,
故答案为:2:1;
(5)在用ClO2氧化除去Mn2+离子的反应中,由得失电子守恒及原子守恒可知,反应物中要补水,生成物中要补H+,为2ClO2+Mn2++2H2O→2ClO2-+MnO2↓+4H+,
故答案为:2ClO2+Mn2++2H2O→2ClO2-+MnO2↓+4H+。
【题目】国家实施“青山绿水工程”,大力研究脱硝和脱硫技术。
(1)H2在催化剂作用下可将NO还原为N2。下图是该反应生成1mol水蒸气的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式________________________________。
(2)臭氧也是理想的烟气脱硝剂,其脱硝的反应之一为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),不同温度下,在两个恒容容器中发生上述反应,相关信息如下表及图所示,回答下列问题:
容器 | 甲 | 乙 |
容积/L | 1 | 1 |
温度/K | T1 | T2 |
起始充入量 | lmolO3 2mol NO2 | lmolO3 2mol NO2 |
①0-10min内甲容器中反应的平均速率:v(O3) =_______mol·L-1·min-1 。
②T1________T2 (填“>”“<”或“=”),T1时,该反应的平衡常数K的值为____________。
③下列措施能提高容器乙中NO2转化率的是________(填序号)。
A.向容器中充入He,增大容器的压强 B.升高容器的温度
C.向容器中再充人一定量的NO2 D.向容器中再充入lmol O3和2mo NO2
④T1时,若起始时向容器甲中充入2mo1 NO2、lmolO3、2mollN2O5和2molO2,则脱硝反应达到平衡前,v(正)________v(逆) (填“>”“<”“=”)。
(3)废水处理时,通H2S(或加S2-)能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25°℃,某废液中c(Mn2+)=0.02mol·L-1,调节废液的pH使Mn2+开始沉淀为MnS时,废液中c(H2S)=0.1mol·L-1,此时pH约为___________。(已知:Ksp(MnS)=5.0×10-14,H2S的电离常数:K1=1.5×10-7,K2=6.0×10-15,1g6=0.8)