题目内容

5．若X、Y两种元素在周期表中位于同一主族，其中一种为短周期元素，且两者相隔一个周期，并有m=n＞0．在一定条件下有下列反应（未配平）：Xm+Yn+H2O→HXO3+HY．请回答：
（1）该反应的还原剂的电子式为．
（2）配平上述化学方程式（用化学式表示）：I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl
（3）若某化学反应如下：（未配平）KX+Yn+H2O→KXO3+Xm+HY+KY若KXO3和Xm的化学计量数均为1，则Yn的化学计量数为4．
在下面化学式上标出电子转移的方向和数目：KX+Yn+H2O→
（4）已知：在反应中，若氧化反应和还原反应发生在同一分子内部处于同一化合价的同种元素上，使该元素的原子（或离子）一部分被氧化，另一部分被还原．这种自身的氧化还原反应称为歧化反应．实验室模拟KXO3的制法如下：
①在进行步骤Ⅰ实验时，有学生主张电解装置用U形管，有的学生主张用烧杯，你认为用哪种仪器更合适烧杯（填名称）．
②步骤Ⅰ的阴极电极反应式为（用化学式表示）：2H++2e-=H2↑．
③步骤Ⅰ中歧化生成NaYO3的离子方程式为（用化学式表示）：3Cl2+6OH-═5Cl-+ClO3-+3H2O．

分析 在Xm+Yn+H2O→HXO3+HY反应中，Y化合价由0→-1价，故Y处于第七主族为卤素元素，m=n=2，其中一种为短周期元素，且两者相隔一个周期，则Y为氯元素，X为碘元素，
（1）根据化合价判断还原剂；
（2）用化合价升降法配平；
（3）根据化合价升降总数相等计算；先写出方程式用化合价升降法配平并标出电子转移方向和数目；
（4）电解氯化钠溶液得氯气和氢氧化钠，氯气在氢氧化钠溶液中发生歧化反应生成氯酸钠和氯化钠，在氯酸钠溶液中加也氯化钾，由于氯酸钾的溶解度较小，所以溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得氯酸钾晶体，氯酸钾与碘反应生成碘酸钾，据此答题．

解答 解：在Xm+Yn+H2O→HXO3+HY反应中，Y化合价由0→-1价，故Y处于第七主族为卤素元素，m=n=2，其中一种为短周期元素，且两者相隔一个周期，则Y为氯元素，X为碘元素，I2+Cl2+H2O→HIO3+HCl，
（1）I2+Cl2+H2O→HIO3+HCl，碘在反应中化合价升高，故该反应的还原剂为I2，其电子式为，
故答案为：；
（2）在反应中I2化合价由0→+5，一个I2共升高10价，氯化合价由0→-1，一个Cl2共降低2价，最小公倍数为10，配平得：I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl
故答案为：I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl；
（3）KX+Yn+H2O→KXO3+Xm+HY+KY可改为：KI+Cl2+H2O→KIO3+I2+HCl+KCl，KIO3+I2系数均为1，I化合价升高总数为5-（-1）+0-（-1）×2=8，故氯的化合价降低总数也为8，故氯气前的系数为4，配平得：3KI+3H2O+4Cl2=KIO3+I2+6HCl+2KCl，根据方程式可知，3molKI共失去8mol电子，氯气得8mol电子，电子转移方向和数目如下：；
故答案为：4；；
（4）电解氯化钠溶液得氯气和氢氧化钠，氯气在氢氧化钠溶液中发生歧化反应生成氯酸钠和氯化钠，在氯酸钠溶液中加也氯化钾，由于氯酸钾的溶解度较小，所以溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得氯酸钾晶体，氯酸钾与碘反应生成碘酸钾，
①在进行步骤Ⅰ实验时，电解装置用烧杯比用U形管好，因为烧杯中氯气与氢氧化钠溶液更容易接触，发生歧化反应，
故答案为：烧杯；
②电解食盐水的阴极电极反应式为（用化学式表示）：2H++2e-=H2↑，
故答案为：2H++2e-=H2↑；
③氯气与氢氧化钠溶液发生歧化反应生成NaClO3的离子方程式为（用化学式表示）：3Cl2+6OH-═5Cl-+ClO3-+3H2O，
故答案为：3Cl2+6OH-═5Cl-+ClO3-+3H2O．

点评 本题考查了元素的推断，氧化还原反应的配平和计算、电子转移的方向和数目、电解池、离子反应等，难度较大，关键是利用化合价升降总数相等来分析．

练习册系列答案
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7．已知2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H＜0，回答下列问题：
（1）2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）的△S＜0（填“＞”或“＜”）．
（2）一定条件下，将SO2与O2以体积比2：1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应，能说明该反应已达到平衡的是bc（填字母编号）．
a．体系混合气体的密度不发生变化     b．混合气体的平均分子量不变
c．体系压强不变                     d．SO2和O2的转化率相等．
8．一恒温恒容的容器由隔板分成A、B两室，隔板可自由滑动，两室温度始终保持20℃．A室内装有3mol H2和1mol O2的混合气体，此时挡板位置如图所示：请回答下列问题：
（1）B室中混合气体的物质的量为2mol．
（2）已知B室中混合气体的密度是同温同压下氦气密度的9.125倍，则B室中H2和Cl2的物质的量之比为1：1．
（3）一定条件下，使A、B两室内的气体分别充分反应后再恢复至20℃，则隔板的位置在刻度2处附近，容器内气体的压强与反应前气体压强的比为1：2
（4）若（3）所得HCl气体用500mL NaOH溶液恰好完全吸收，则NaOH溶液的物质的量浓度为4mol•L-1．
13．某同学用下图所示装置制取溴苯和溴乙烷．
已知：溴乙烷为无色液体，难溶于水，沸点为38.4℃，熔点为-119℃．

主要实验步骤如下：
①组装好装置，检查其气密性．
②向烧瓶中加入一定量苯和液溴，向锥形瓶中加入乙醇至稍高于进气导管口处，向U型管中加入蒸馏水封住管底，向水槽中加入冰水．
③将A装置中的纯铁丝小心向下插入苯和液溴的混合液中．
④点燃B装置中的酒精灯，用小火缓缓对锥形瓶加热10分钟．
请填写下列空白：
（1）请写出A装置中所发生的A：+Br2$\stackrel{Fe}{→}$+HBr．
（2）简述步骤①检验装置气密性的具体做法（不包括D）组装好装置后，在U型右边导管口连接一个管带有胶管的玻璃导管，将导管放入水面下，加热烧瓶，若导管口处有气泡产生，停止加热后导管内有一段水柱产生，证明装置的气密性良好．
（3）C装置中U型管内部用蒸馏水封住管底的作用是溶解吸收溴化氢气体，防止溴化氢及产物逸出污染环境．
（4）反应完毕后，U型管内液体分层，溴乙烷在下（填：上或下）层．
（5）为证明溴和苯的上述反应是取代反应而不是加成反应，该学生用装置D代替装置B、C直接与A相连重新操作实验．
①装置D的锥形瓶中，小试管内的液体是苯（或四氯化碳）（任填一种符合题意试剂的名称），其主要作用是吸收挥发出来的溴蒸气．
②反应后向锥形瓶中滴加（任填一种符合题意试剂的名称）硝酸银溶液（或紫色石蕊试液），若证明该反应为取代反应有淡黄色沉淀产生（或紫色石蕊试液变红）．
20．某化肥厂用H2O、CO2、NH3、CaSO4、制备（NH4）2SO4，工艺流程如下：

下列推断中正确的是（　　）
A．步骤①和②中的气体属于可循环使用的气体
B．步骤②中发生的反应为：Ca2++CO2+2NH3•H2O═CaCO3↓+2NH4++H2O
C．往甲中通CO2有利于（NH4）2SO4生成
D．以上涉及的化学反应中有氧化还原反应
10．Na2S2O3可以用作氰化物的解毒剂，工业上常用硫化碱法制备Na2S2O3，反应原理为：2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2，某研究小组在实验室模拟该工业原理制备Na2S2O3，实验装置如图1：
Ⅰ．实验步骤：
（1）检查装置气密性，按如图示加入试剂．仪器a的名称是分液漏斗；
（2）先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H2SO4．
（3）待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应．过滤C中混合物，滤液经蒸发浓缩、冷却结晶（填写操作名称）、过滤、洗涤、干燥，得到产品．
Ⅱ．[探究与反思]
（1）装置D的作用是检验装置C中SO2的吸收效率，则D中试剂是品红或溴水或KMnO4溶液，表明SO2吸收效率低的实验现象是D中溶液颜色很快褪去．
（2）实验制得的Na2S2O3•5H2O样品中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质．利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作，现象和结论：取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液（或过滤，取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质．
已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
（3）为减少装置A中生成的Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对原有实验步骤（2）进行了改进，改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液．
Ⅲ．测定产品纯度
准确称取W g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.100 0mol•L-1碘的标准溶液滴定．
反应原理为2S2O32?+I2═S4O62?+2I-
（1）滴定至终点时，溶液颜色的变化：溶液由无色变为蓝色．
（2）滴定起始和终点的液面位置如图2，则消耗碘的标准溶液体积为18.10mL．产品的纯度为（设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M）$\frac{3.62×10{\;}^{-3}M}{W}$×100%．
17．实验室合成溴苯的装置图及有关数据如下，按下列合成步骤回答：
  苯 溴 溴苯
 密度/g．cm3 0.88 3.10 1.50
 沸点/℃ 80 59 156
 水中溶解度 微溶 微溶 微溶
（1）实验装置中，仪器c的名称为球形冷凝管，作用为冷凝、回流．
（2）在a中加入15mL无水苯和少量铁屑．在b中小心加入4.0mL液态溴．向a中滴入几滴溴，有白雾产生，是因为生成了HBr气体．继续滴加至液溴滴完．写出a中发生反应的化学方程式：2Fe+3Br2═2FeBr3．
（3）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：
①向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；
②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤．NaOH溶液洗涤的作用是除去HBr和未反应的Br2；
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤．加入无水氯化钙的目的是干燥．
（4）经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为苯，要进一步提纯，需进行的操作方法为蒸馏．
14．已知下列数据：
物质熔点（℃）沸点（℃）密度（g•cm-3）
乙　醇-117.078.00.79
乙　酸16.6117.91.05
乙酸乙酯-83.677.50.90
浓硫酸（98%）--338.01.84
学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下：
①在30mL的大试管A中按体积比1：4：4的比例配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液．
②按图1连接好装置（装置气密性良好），用小火均匀地加热装有混合溶液的大试管5～10min．

③待试管B收集到一定量产物后停止加热，撤出试管B并用力振荡，然后静置待分层．
④分离出乙酸乙酯层、洗涤、干燥．
请根据题目要求回答下列问题：
（1）配制该混合溶液的主要操作步骤为在一个30mL大试管中注入4mL乙醇，再分别缓缓加入4mL乙酸、1mL浓硫酸（乙酸和浓硫酸的加入顺序可互换），边加边振荡试管使之混合均匀；
写出制取乙酸乙酯的化学方程式CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O
（2）上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是（填字母）：BC
A．中和乙酸和乙醇．
B．中和乙酸并吸收部分乙醇．
C．乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中更小，有利于分层析出．
D．加速酯的生成，提高其产率．
（3）步骤②中需要小火均匀加热操作，其主要理由是：因为反应物乙醇、乙酸的沸点较低，若用大火加热，反应物大量随产物蒸发而损失原料，温度过高可能发生其它副反应．
（4）指出步骤③所观察到的现象：试管B中的液体分成上下两层，上层无色，下层为红色液体，振荡后下层液体的红色变浅
（5）某化学课外小组设计了如图2所示的制取乙酸乙酯的装置（图中的铁架台、铁夹、加热装置已略去），与图1装置相比，图2装置的主要优点有：（答两点）
①增加了温度计，便于控制发生装置中反应液的温度，减少副产物的发生
②增加了分液漏斗，有利于及时补充反应混合液，以提高乙酸乙酯的产量，或增加了冷凝装置，有利于收集产物乙酸乙酯．
15．在一固定容积的密闭容器中，充入2mol CO2和1mol H2发生如下化学反应：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g），其化学平衡常数与温度（T）的关系如表：
T/℃7008008301 0001 200
K0.60.91.01.72.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{[CO]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]}$．
（2）若反应在830℃下达到平衡，则CO2气体的转化率为33.3%．
（3）若绝热时（容器内外没有热量交换），平衡发生移动的结果是使容器内CO的浓度增大，则容器内气体温度降低（填“升高”、“降低”或“不能确定”）．
（4）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是BC（填字母序号）．
A．容器内压强不变
B．混合气体中c（CO）不变
C．v正（H2）=v逆（H2O）
D．c（CO2）=c（CO）
E．c（CO2 ）•c（H2）=c（CO）•c（H2O）

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