题目内容
【题目】亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化、杀菌及漂白剂,其生产工艺如下:
(1)NaClO2中氯元素的化合价是_________。从氧化还原角度推测NaClO2可能具有的化学性质是_________。
(2)过程I常伴有少量Cl2生成。
① Cl2的存在会造成产品中含有NaCl,请结合离子方程式解释其原因_________。
② 结合下面信息,请设计实验方案除去ClO2中的Cl2 ________。
ClO2 | Cl2 | |
在水中的溶解性 | 易溶 | 溶 |
在CCl4中的溶解性 | 难溶 | 溶 |
(3)过程II中H2O2的作用是________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)理论上每生成1 mol NaClO2,消耗SO2的体积是________L(标准状况下)。
(5)已知:
i. 压强越大,物质的沸点越高。
ii. NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO23H2O
38~60℃时析出NaClO2晶体
高于60℃时分解成NaClO3和NaCl
① 过程III采用“减压蒸发”操作的原因是_____。
② 请将过程III的操作补充完整_______。
【答案】+3 既具有氧化性又具有还原性 Cl2 + 2OH- == Cl- + ClO- + H2O 将混有少量Cl2的ClO2缓慢通过盛有CCl4的洗气瓶 还原剂 11.2 通过减压降低水的沸点,在较低温度将NaClO2溶液浓缩至饱和,避免其分解 控制温度在38oC~60oC条件下结晶、过滤
【解析】
由流程图可知,SO2与氯酸钠在酸性条件下发生氧化还原反应生成ClO2,反应的离子方程式为2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-;ClO2与过氧化氢在碱性条件下发生氧化还原反应反应生成NaClO2,反应的离子方程式为H2O2+2ClO2+2OH—=2ClO2—+2H2O+O2;由题给信息可知,高于60℃时分解成NaClO3和NaCl,则得到粗产品时,应采用减压蒸发,在较低温度将NaClO2溶液浓缩至饱和,避免NaClO2分解,结晶时应控制温度在38oC~60oC条件下结晶、过滤,防止温度低于38℃析出NaClO23H2O。
(1)NaClO2中钠元素化合价为+1价,氧元素化合价为—2价,由化合价代数和为零可知氯元素的化合价为+3价;元素化合价为中间价时,既表现氧化性又表现还原性,+3价介于氯元素—1价和+7价之间,则NaClO2既具有氧化性又具有还原性,故答案为:+3;既具有氧化性又具有还原性;
(2)①SO2与氯酸钠在酸性条件下发生氧化还原反应时,还原产物可能为Cl2,反应生成的氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,造成产品中含有NaCl和NaClO,反应的离子方程式为Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O,故答案为:Cl2 + 2OH- =Cl- + ClO- + H2O;
② 由题给信息可知,ClO2和Cl2均溶于水,ClO2不溶于四氯化碳,Cl2溶于四氯化碳,所以除去ClO2中的Cl2的实验方案是将混有少量Cl2的ClO2缓慢通过盛有CCl4的洗气瓶,故答案为:将混有少量Cl2的ClO2缓慢通过盛有CCl4的洗气瓶;
(3)过程II中ClO2与过氧化氢在碱性条件下发生氧化还原反应反应生成NaClO2,氯元素化合价降低,ClO2作氧化剂,双氧水作还原剂,故答案为:还原剂;
(4)SO2与氯酸钠在酸性条件下发生氧化还原反应生成ClO2,反应的离子方程式为2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-,ClO2与过氧化氢在碱性条件下发生氧化还原反应反应生成NaClO2,反应的离子方程式为H2O2+2ClO2+2OH—=2ClO2—+2H2O+O2,由方程式可得2NaClO2—SO2,则每生成1molNaClO2,消耗SO2的物质的量是0.5mol,标况下体积是11.2L,故答案为:11.2;
(5)①由题给信息可知,高于60℃时分解成NaClO3和NaCl,则得到粗产品时,应采用减压蒸发,在较低温度将NaClO2溶液浓缩至饱和,避免NaClO2分解,故答案为:通过减压降低水的沸点,在较低温度将NaClO2溶液浓缩至饱和,避免其分解;
②减压蒸发后,结晶时应控制温度在38oC~60oC条件下结晶、过滤,防止温度低于38℃析出NaClO23H2O,故答案为:控制温度在38oC~60oC条件下结晶、过滤。
【题目】某学生用0.200 0 mol·L-1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作如下:
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管,并立即注入NaOH溶液至“0”刻度线以上;
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴处充满液体;
③调节液面至“0”或“0”刻度线以下,并记下读数;
④移取20.00 mL待测液注入洁净的还存有少量蒸馏水的锥形瓶中,并加入3滴酚酞溶液;
⑤用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数。
请回答下列问题:
(1)以上步骤有错误的是______(填编号)。
(2)若测定结果偏高,其原因可能是_____________(填字母)。
A.配制标准溶液的固体NaOH中混有KOH杂质
B.滴定终点读数时,仰视滴定管的刻度,其他操作正确
C.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过后又用待测液润洗
D.滴定到终点读数时,发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
(3)判断滴定终点的现象是______________________。
(4)如图是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为________mL。
(5)根据下列数据,请计算待测盐酸的浓度:________mol·L-1。
滴定次数 | 待测体积(mL) | 标准烧碱溶液体积(mL) | |
滴定前读数 | 滴定后读数 | ||
第一次 | 20.00 | 0.40 | 20.40 |
第二次 | 20.00 | 2.00 | 24.10 |
第三次 | 20.00 | 4.00 | 24.00 |