题目内容

未来生活中金属钛的运用越来越广泛,如可在催化剂TiO2作用下,先用NaClO将CN(毒性很强)氧化成CNO,再在酸性条件下继续被NaClO氧化成N2和CO2。环保工作人员在密闭系统中用下图装置进行实验,以证明处理方法的有效性,并通过测定二氧化碳的量确定CN被处理的百分率。

将浓缩后含CN离子的污水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(其中CN的浓度为0.05mol·L-1)倒入甲中,塞上橡皮塞,一段时间后,打开橡皮塞和活塞,使溶液全部放入乙中,关闭活塞。回答下列问题:
(1)乙中反应的离子方程式为__________________________________。
(2)乙中生成的气体除N2和CO2外,还有HCl及副产物Cl2等,上述实验是通过测定二氧化碳的量来确定对CN的处理效果。则丙中加入的除杂试剂是______(填字母)。
a.饱和食盐水   b.饱和NaHCO3溶液  c.浓NaOH溶液   d.浓硫酸
(3)丁在实验中的作用是____________________________,装有碱石灰的干燥管的作用是____________________________。
(4)戊中盛有含Ca(OH)20.02mol的石灰水,若实验中戊中共生成0.82 g沉淀,则该实验中测得CN被处理的百分率等于________,请说明该测得值与实际处理的百分率相比偏高还是偏低_________?简要说明可能的原因________________________________________________________。
(5)请提出一个能提高准确度的建议(要有可操作性,不宜使操作变得过于复杂)  
_________________________________________________________________________
(1)CN+ClO=CNO+Cl   2CNO+2H+ +3ClO=N2↑+2CO2↑+3Cl+H2O
(2)a   
(3)去除Cl2    防止空气中CO2进入戊中影响测定准确度
(4)82% ①装置乙、丙、丁中可能滞留有CO2;②CO2产生的速度较快未与戊中的澄清石灰水充分反应;③Cl2、HCl在丙、丁中未吸收完全。(三点中任意答两点即可,每答对一点给1分,共2分)
(5)建议一:不将甲中溶液一次全部加入乙中,改为分次加入,控制CO2的产生速度;
建议二:乙中瓶塞改为三孔塞,增加的那个孔中插入一根导管到液面以下,反应结束后缓缓通入除去CO2的空气,使装置中滞留的CO2尽可能多的与Ca(OH)2反应。
建议三:将戊中澄清石灰水改为浓度较大的NaOH溶液,反应结束后向戊中加入足量CaCl2后测沉淀质量。等等(三点中任意答一点即可)

试题分析:(1)CN-与ClO-生成CNO-和Cl-。CNO-与ClO-酸性条件下生成N2、CO2、Cl-和H2O。
(2)除氯化氢气体不能用饱和碳酸氢钠溶液,因氯化氢与碳酸氢钠生成二氧化碳气体,增加了二氧化碳的量;不能用氢氧化钠溶液,因氢氧化钠溶液也能吸收二氧化碳气体;浓硫酸不能吸收氯化氢气体。a正确。
(3)灼热的铜网可除去氯气。澄清石灰水吸收二氧化碳气体,碱石灰吸收空气中的二氧化碳气体。
(4)由CN-~CNO-~CO2~CaCO3得n(CN-)=0.0082mol,混合溶液中CN-为0.01mol,所以CN-处理百分率为0.82。结果偏低的原因可能是二氧化碳气体残留在系统中没有完全反应、二氧化碳气体产生速率快,来不及与澄清石灰水完全反应、澄清石灰水与氯化氢或氯气发生了反应等。
(5)建议一:将甲中溶液缓慢滴加入乙中,控制二氧化碳气体产生的速率;建议二:将乙中增加一导管,实验结束后从左端鼓入不含二氧化碳气体的空气,使系统中二氧化碳气体完全被澄清石灰水吸收。建议三:将澄清石灰水改为NaOH溶液,反应结束后向戊中加入足量CaCl2后测沉淀质量等。
练习册系列答案
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发酵粉是一种化学膨松剂,可由小苏打、臭粉(碳酸氢铵)、明矾[KAl(SO4)2?12H2O]中的两种物质组成。某小组为探究不同品牌的发酵粉的化学成分,进行如下实验。
【提出假设】
(1)假设1:由小苏打和臭粉组成
假设2:由小苏打和明矾组成
假设3:由__________________________组成
【方案与流程】
为探究甲品牌的发酵粉的成分,某同学设计如下实验,得到如下现象:

(2)结合步骤①~③分析,气体A为________,该发酵粉的成分为__________________。
(3)若步骤①和②操作不变(现象也相同),将步骤③中足量稀盐酸改为足量氯化钡溶液,观察到有白色沉淀生成,能否确定发酵粉的成分并说明理由:________________,   ____________________________________________________________________。
(4)乙品牌的发酵粉的化学组成可能为假设2情况,请设计实验验证。
实验仪器和用品任选,限选试剂:稀盐酸、0.1 mol/LNaOH溶液,写出实验步骤、预期现象和结论。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取少量样品溶于足量的盐酸后,
将溶液分成两份,分别装入A、B试管中。
 
步骤2:_____________________________
__________________________________
 ________________________证明有Na+,发
酵粉中有NaHCO3
步骤3:_____________________________
___________________________________
___________________________________
_______,结合步骤2中的结论,假设2成立。
 
二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂,是一种黄绿色的气体,易溶于水。实验室可用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料来制备ClO2,其流程如下:

(1)写出电解时发生反应的化学方程式:                           
(2)除去ClO2中的NH3可选用的试剂是       。(填字母)
A.饱和食盐水B.碱石灰C.浓硫酸D.水
(3)测定ClO2(如图)的过程如下:在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用100mL水溶解后,再加3mL硫酸溶液;在玻璃液封管中加入水;将生成的ClO2气体通过导管在锥形瓶中被吸收;将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中,加入几滴淀粉溶液,用cmol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定(I2+2S2O32=2I+S4O62),共用去VmL硫代硫酸钠溶液。

①装置中玻璃液封管的作用是                                          
②请写出上述二氧化氯气体与碘化钾溶液反应的离子方程式                 
③滴定终点的现象是:                                                   
④测得通入ClO2的质量m(ClO2)=                  。(用含c、V的代数式表示)(已知:ClO2的相对分子质量为67.5)
(4)设计实验来确定溶液X的成分,请补充完成实验步骤和现象。
实验步骤
实验现象
实验结论

 
溶液X中含有Na+

 
溶液X中含有Cl
 
FeSO4·7H2O广泛用于医药和工业领域。
(1)下面是以工业废铁屑为原料生产FeSO4·7H2O的流程图。

请填写下列空白。
①加适量碳酸钠溶液的目的是______________,反应I需要加热数分钟,其原因是___________。
②判断反应Ⅱ完成的现象是__________。反应Ⅱ需要100mL1mol/L的稀硫酸,用98.3%,ρ=1.84g/cm3的浓硫酸配制。所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管及____________.
③测定FeSO4·7H2O产品中Fe2含量的方法是用KMnO4溶液滴定法(5Fe2+8H=5Fe3+Mn2+4H2O),步骤为:
Ⅰ.称取2.8500g FeSO4·7H2O产品,配制成250mL溶液;
Ⅱ.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
Ⅲ.用硫酸酸化的0.01000moL/L KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。

某同学设计如图所示的滴定方式中,最合理的是____________(夹持部分略去)(填字母序号);判断此滴定实验达到终点的方法是____________;计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为________(用小数表示,保留三位小数);若用上述方法测定的样品中FeSO4·7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有_____________;______________。
(2)已知FeSO4·7H2O晶体在加热条件下发生如下反应:2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑。利用下图装置可检验该反应的气体产物。

请填写下列空白。
①仪器的连接顺序为a接________、__________接_________、________接__________、__________接_____________。
②装置C中的X为______________;该装置中冷水的作用是_________________。

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