题目内容

10．工业上生产高氯酸时，还同时生产一种常见的重要含氯消毒剂和漂白剂亚氯酸钠（NaClO2），工艺流程如下：
已知：①NaHSO4溶解度随温度的升高而增大，适当条件下可结晶析出．
②高氯酸是至今为止人们已知酸中的最强酸，沸点90℃．请回答下列问题：
（1）冷却的目的是降低NaHSO4的溶解度，使NaHSO4结晶析出，能用蒸馏法分离出高氯酸的原因是高氯酸的沸点低．反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为3NaClO3+3H2SO4（浓）═HClO4+2ClO2↑+3NaHSO4+H2O，
（2）反应器Ⅱ中发生反应的离子方程式为2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O．
（3）通入反应器Ⅱ中的SO2用另一物质H2O2代替，同样能生成NaClO2，双氧水此时体现了还原性．
（4）Ca（ClO）2、ClO2、NaClO、NaClO2等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂是因为它们都具有强氧化性，请写出工业上用氯气和NaOH溶液生产另一种消毒剂NaClO的离子方程式Cl2+2OH-═ClO-+Cl-+H2O．

分析 NaClO3和浓H2SO4在反应器I中反应生成HClO4、ClO2和NaHSO4，ClO2在反应器II中与二氧化硫、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠，再得到其晶体；反应器I中得到的溶液通过冷却过滤得到NaHSO4晶体，滤液为HClO4，蒸馏得到纯净的HClO4；
（1）在反应器Ⅰ中发生反应的可根据加入的原料有NaClO3、浓硫酸，生成物有ClO2气体、NaHSO4、HClO4溶液，依据书写化学方程式的规则书写出化学反应方程式：3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O，同时将反应后的容器内的溶液冷却，有NaHSO4晶体析出，又得到HClO4溶液，说明硫酸氢钠的溶解度随温度的降低而减小，使硫酸氢钠从溶液中结晶析出，过滤后再将滤液蒸发既得到纯净的HClO4，说明高氯酸的沸点低；
（2）根据通入到反应容器Ⅱ中的反应物有NaOH、SO2、H2O、ClO2，生成物有NaClO2，氯的化合价由+4价变成了+3价，得到电子，根据氧化还原反应的原理硫应失电子，由+4价变成+6价，根据氧化还原反应原理的氧化剂得到电子总数等于还原剂失去电子的总数，书写出氧化还原反应方程式：2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O；
（3）如果将反应器Ⅱ中的SO2 用H2O2 代替同样能生成NaClO2，说明变换物质后，氧化还原反应照样能发生生成NaClO2，也就说明H2O2也具有还原性，也能把ClO2还原为NaClO2；
（4）消毒剂和漂白剂的消毒原理和漂白原理是利用它们的强氧化性来达到目的．根据教材知识工业上制取漂白粉是用氯气与消石灰反应得到的，其反应原理为：Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O．

解答 解：（1）将反应生成物的混合溶液冷却得到NaHSO4晶体，说明硫酸氢钠的溶解度随温度的降低而减小，过滤后，将滤液蒸发得到纯净的HClO4，说明高氯酸的沸点低，另外根据加入到反应器Ⅰ中的原料有NaClO3、浓硫酸，生成物有ClO2气体、NaHSO4、HClO4溶液．依据书写化学方程式的规则，即发生化学反应时满足原子的种类和数目不变，书写出化学反应方程式为：3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O，
故答案为：降低NaHSO4的溶解度，使NaHSO4结晶析出；高氯酸的沸点低；3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O；
（2）根据通入到反应容器Ⅱ中的反应物有NaOH、SO2、H2O、ClO2，生成物有NaClO2，氯的化合价由+4价变成了+3价，得到电子，根据氧化还原反应的原理硫应失电子，由+4价变成+6价，根据氧化还原反应原理的氧化剂得到电子总数等于还原剂失去电子的总数，则氧化还原反应方程式为2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O，
故答案为：2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O；
（3）如果将反应器Ⅱ中的SO2 用H2O2 代替同样能生成NaClO2，说明变换物质后，氧化还原反应照样能发生生成NaClO2，也就说明H2O2也具有还原性，也能把ClO2还原为NaClO2，故答案为：还原；
（4）消毒剂和漂白剂的消毒原理和漂白原理是利用它们的强氧化性来达到目的．根据教材知识工业上制取漂白粉是用氯气与氢氧化钠溶液反应得到的，其反应原理为Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O，故答案为：强氧化性；Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O．

点评 本题是一道化工生产过程中的工艺流程，需要把握住工艺流程的过程，找到解决问题的突破口，运用基本知识、结合最终要得到的产品来解决，要将教材所学到的基本知识应用到实际解决问题中去，要求基础知识掌握牢固，同时又能将基础知识应用实际应用中

练习册系列答案
相关题目
17．下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）
A．二氧化硫通入溴水使其褪色    SO2+Br2+2H2O═4H++2Br-+SO32-
B．氯化铝溶液中加入过量的氨水  Al3++4NH3•H2O=AlO2-+4NH4++2H2O
C．小苏打溶液中滴加醋酸溶液   HCO3-+CH3COOH=CH3COO-+H2O+CO2↑
D．明矾溶液加热水解生成沉淀    Al3++3H2O?Al（OH）3↓+3H+
1．将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g），反应进行到10s末，达到平衡，测得A的物质的量为1.8mol，B的物质的量为0.6mol，C的物质的量为0.8mol，则：
（1）用C表示10s 内正反应的化学反应速率为0.04mol•L-1•s-1；
（2）反应前A的物质的量浓度是1.5mol/L；
（3）平衡后，生成物D的浓度为0.4mol/L．
18．将0.8mol I2（g）和1.2mol H2（g）置于某1L密闭容器中，在一定温度下发生反应：I2（g）+H2（g）?2HI（g）并达到平衡．HI的体积分数随时间的变化如表格所示：
HI体积分数1min2min3min4min5min6min7min
条件I26%42%52%57%60%60%60%
条件II20%33%43%52%57%65%65%
（1）在条件I到达平衡时，计算该反应的平衡常数K=12．
（2）在条件I从开始反应到到达平衡时，H2的反应速率为0.12 mol/（L•min）．
（3）为达到条件II的数据，对于反应体系可能改变的操作是降低温度．
（4）该反应的△H＜0（填“＞“，“＜“或“=“）
（5）在条件I下达到平衡后，在7min时将容器体积压缩为原来的一半．请在图中画出c（HI）随时间变化的曲线．
5．氯酸镁[Mg（ClO3）2]常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备少量Mg（ClO3）2•6H2O的流程如图1：

已知：①卤块主要成分为MgCl2•6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质．
②四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图2所示．
（1）过滤所需要的主要玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯．
（2）加入BaCl2的目的是除去SO42-，加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为BaSO4和Fe（OH）3．
（3）加入NaClO3饱和溶液后发生反应的化学方程式为MgCl2+2NaClO3═Mg（ClO3）2+2NaCl↓，再进一步制取Mg（ClO3）2•6H2O的实验步骤依次为：①蒸发结晶；②趁热过滤；③冷却结晶；④过滤、洗涤．
（4）产品中Mg（ClO3）2•6H2O含量的测定：
步骤1：准确称量3.50g产品配成100mL溶液．
步骤2：取10.00mL于锥形瓶中，加入10.00mL稀硫酸和20.00mL 1.000mol•L-1的FeSO4溶液，微热．
步骤3：冷却至室温，用0.100mol•L-1 K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+至终点，此过程中反应的离子方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O．
步骤4：将步骤2、3重复两次，平均消耗K2Cr2O7溶液15.00mL．
①写出步骤2中发生反应的离子方程式：ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；
②产品中Mg（ClO3）2•6H2O的质量分数为78.3%．
15．碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题．

（1）消除汽车尾气中的NO、CO，有利于减少PM2.5的排放．已知如下信息：
I．
II．N2（g）+O2（g） 2NO（g）△H1
2CO（g）+O2（g） 2CO2（g）△H2=-565kJ•mol-1
①△H1=+183kJ•mol-1．
②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体，写出反应的热化学方程式2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=-748kJ•mol-1；
③一定条件下，单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示．温度高于710K时，随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是温度升高到710K时，单位时间内反应达平衡，该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，转化率降低；
（2）测定汽车尾气常用的方法有两种．
①方法1：电化学气敏传感器法．其中CO传感器的工作原理如图2所示，则工作电极的反应式为CO-2e-+H2O═CO2+2H+
②方法2：氧化还原滴定法．用H2O2溶液吸收尾气，将氮氧化物转化为强酸，用酸碱中和滴定法测定强酸浓度．写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式2NO+3H2O2═2NO3-+2H2O+2H+；
（3）工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2，分别生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性．相同条件下，同浓度的两种水溶液中c（SO32-）较小的是NH4HSO3用文字和化学用语解释原因NH4HSO3；HSO3-?H++SO32-，NH4+水解使c（H+）增大，电离平衡逆向移动，c（SO32-）浓度减小．．
2．下列离子方程式正确的是（　　）
A．Fe（OH）3溶于氢碘酸：Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O
B．次氯酸钠溶液中通入二氧化硫气体：2ClO-+SO2+H2O═2HClO+SO32-
C．次氯酸钙溶液中通入过量的二氧化碳：Ca2++2ClO-+H2O+CO2═CaCO3↓+2HClO
D．少量NaHSO4与过量Ba（OH）2溶液反应：H++SO42-+Ba2++OH-═BaSO4↓+H2O
19．下列说法不正确的是（　　）
A．1 mol氧气的质量为32 g
B．常温常压下，1 mol CO2气体体积约为22.4 L
C．CO2的摩尔质量为44 g•mol-1
D．1 L 2 mol•L-1的BaCl2溶液中含Cl-的个数为2.408×1024
20．将2.4g  Fe、Mg合金投入到一定量的稀硝酸中，金属与硝酸恰好完全反应，共收集到标准状况下的气体VL（硝酸被还原成NO），若向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，待金属元素全部沉淀后，再将沉淀过滤、洗涤、灼烧后称量，质量为3.6g．则收集到的气体体积V的值不可能为（　　）
A．1.02B．1.68C．1.00D．0.986

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网