题目内容
【题目】二氧化氯（ClO2）常用于处理含硫废水。某学习小组在实验室中探究ClO2与Na2S的反应。
已知：① ClO2是极易溶于水的黄绿色气体，有毒，沸点为11℃。
② SO2 + NaClO3 + H2SO4→ ClO2 + NaHSO4（未配平）
③ ClO2 + NaOH→NaCl + NaClO3 + H2O（未配平）
请回答下列问题：
（1）设计如下装置制备ClO2
①装置A中反应的化学方程式为__________________________________。
②装置B中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
③欲收集一定量的ClO2，选择上图中的装置，其连接顺序为a→g→h→_________________→d。
（2）探究ClO2与Na2S的反应
将上述收集到的ClO2用N2稀释以增强其稳定性，并将适量的稀释后的ClO2通入如图所示装置中充分反应，得到无色澄清溶液。一段时间后，通过下列实验探究Ⅰ中反应的产物
操作步骤 | 实验现象 | 结论 |
取少量Ⅰ中溶液放入试管甲中，滴加品红溶液和盐酸。 | 品红溶液始终不褪色 | ①无_______生成。 |
另取少量Ⅰ中溶液放入试管乙中，加入Ba(OH)2溶液和盐酸，振荡。 | ②___________ | 有SO42-生成 |
③继续在试管乙中加入Ba(OH)2溶液至过量，静置，取上层清液放入试管丙中，______________。 | 有白色沉淀生成 | 有Cl-生成 |
④ClO2与Na2S反应的离子方程式为_________________________________________。用于处理含硫废水时，ClO2相对于Cl2的优点是_____________________________________________（任写一条）。
【答案】Cu + 2H2SO4（浓）
CuSO4 + SO2↑ + 2H2O 2:1 b→c→e→f SO2 有白色沉淀 加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液 8ClO2 + 5S2- + 4H2O
8Cl- + 5SO42- + 8H+ 均被还原为Cl-时，ClO2得到的电子数是Cl2的2.5倍，所需ClO2用量更少；或氧化产物硫酸根稳定，ClO2除硫更彻底； 或ClO2不会生成可能对人体有害的有机氯化物等（合理即可）
【解析】
①装置A中Cu与浓硫酸反应制备二氧化硫，其化学方程式为：Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O；故答案为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；
②由题意知装置B中反应为SO2 + 2NaClO3 + H2SO4= 2ClO2 + 2NaHSO4，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1；答案：2:1。
③二氧化硫从a出来，为防止倒吸，故应在B之前有安全瓶，则a→g→h，为反应充分，故再连接B装置中的b，二氧化氯沸点较低，故在D中冰水浴收集，为充分冷却，便于收集，故连接e，最后用氢氧化钠吸收未反应完的二氧化硫，防止污染空气，连接顺序为：a→g→h→b→c→e→f→d；故答案为：b→c→e→f；
④在Ⅰ中反应过后的溶液加入品红，品红始终不褪色，说明不是由于SO2的漂白作用导致褪色，结论是无SO2生成。答案：SO2。
在Ⅰ中反应过后的溶液加入Ba(OH)2，结论是有SO42-生成，所以反应生成BaSO4，现象应为白色沉淀。答案：白色沉淀；
若生成可以证明Cl-存在的白色沉淀，那么操作应为加入足量稀硝酸酸化的AgNO3溶液。答案：加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液；
由上述分析可知，生成物有SO42-和Cl-，用溶剂H2O补全反应方程式，所以离子方程式为8ClO2 + 5S2- + 4H2O8Cl- + 5SO42- + 8H+；ClO2相对于Cl2优点包括： ClO2除硫效果彻底，氧化产物硫酸根稳定，ClO2在水中的溶解度大；剩余的ClO2不会产生二次污染，均被还原为Cl-时，ClO2得到的电子数是Cl2的2.5倍等。
名校课堂系列答案
【题目】现有一瓶甲和乙的混合物，已知甲和乙的某些性质如下表所示：
物质 | 熔点/ ℃ | 沸点/ ℃ | 密度/ g·cm3 | 水中的溶解性 |
甲 | -98 | 57.5 | 0.93 | 可溶 |
乙 | -84 | 77 | 0.90 | 可溶 |
据此，将甲和乙互相分离的方法是
A. 蒸馏法 B. 升华法 C. 萃取法 D. 过滤法
【题目】一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同的方式投入反应物，发生反应 N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol,测得反应的相关数据如下表:
容器甲 | 容器乙 | 容器丙 | |
反应温度/℃ | 400 | 400 | 500 |
反应物投入量 | 1molN2，3molH2 | 4molNH3 | 1molN2，3molH2 |
平衡时v(正)(H2)/mol/(Ls) | v1 | v2 | v3 |
平衡时c(NH3)/(mol/L) | c1 | c2 | c3 |
平衡时总压强P/Pa | P1 | P2 | P3 |
物质的平衡转化率a | a1(N2) | a2(NH3) | a3(N2) |
平衡常数K | K1 | K2 | K3 |
下列关系正确的是
A. v1<v2，c1<2c2 B. c2>2c3，a2(NH3)+a3(N2)<1
C. K1>K3， P2>2P3 D. v1<v3，a1(N2)<a3(N2)
