二氧化氯(ClO2.黄绿色易溶于水的气体)是高效.低毒的消毒剂.请答题:(1)实验室用NH4Cl.盐酸.NaClO2为原料.通过以下过程(图1)制备ClO2:①电解时发生反应的化学方程式为NH4Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NCl3+3H2↑．②溶液X中大量存在的阴离子有Cl-.OH-．③除去ClO2中的NH3� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

7．二氧化氯（ClO₂，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，请答题：
（1）实验室用NH₄Cl、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程（图1）制备ClO₂：

①电解时发生反应的化学方程式为NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑．
②溶液X中大量存在的阴离子有Cl^-、OH^-．
③除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂是c（填标号）．
a．水    b．碱石灰  C．浓硫酸 d．饱和食盐水
（2）用图2装置可以测定混合气中ClO₂的含量：
Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入 3mL 稀硫酸：
Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中：
Ⅴ．用0.1000mol•L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液
（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-），指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液．在此过程中：
①锥形瓶内ClO₂与碘化钾反应的离子方程式为2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O．
②玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO₂气体（避免碘的逸出）．
③V中加入的指示剂通常为淀粉溶液，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色．
④测得混合气中ClO₂的质量为0.02700 g．（相对原子质量Cl 35.5  O 16）
（3）用ClO₂处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐．若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是d（填标号）．
a．明矾   b．碘化钾c．盐酸  d．硫酸亚铁．

分析本题在分析制ClO₂的基础上，探究实验室用NH₄Cl、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO₂，涉及氯化铵与盐酸混合溶液电解生成NCl₃的原理及NCl₃和NaClO₂反应制ClO₂的原理，以及反应后的混合物分离与提纯，另外还考查了利用滴定原理测定混合气体中ClO₂的含量的基本操作要点及数据处理；
（1）由生产流程可知氯化铵在盐酸溶液中进行电解，阴极生成氢气，阳极生成NCl₃，电解方程式为NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，X中含Cl^-、OH^-；由信息可知，ClO₂易溶于水，所以不能利用水溶液吸收，氨气为碱性气体，利用性质差异分离提纯；
（2）①由题目信息可知，ClO₂通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I^-为I₂，自身被还原为Cl^-，同时生成水；
②玻璃液封装置可防止有害气体逸出；
③淀粉遇碘单质变蓝；
④根据关系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃计算n（ClO₂），再根据m=nM计算m（ClO₂）；
（3）亚氯酸盐具有氧化性，Fe²⁺将ClO₂^-还原成Cl^-，Fe²⁺ 被氧化为铁离子．

解答解：（1）①由生产流程可知氯化铵在盐酸溶液中电解，阴极生成氢气，阳极生成NCl₃，电解方程式为NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，
故答案为：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
②在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，发生NCl₃+NaClO₂+H₂O→ClO₂+NH₃+NaOH+NaCl，溶液X中大量存在的阴离子有Cl^-、OH^-，
故答案为：Cl^-、OH^-；
③a．ClO₂易溶于水，不能利用水吸收氨，故错误；
b．碱石灰不能吸收氨气，故错误；
c．浓硫酸可以吸收氨气，且不影响ClO₂，故正确；
d．ClO₂易溶于水，不能利用饱和食盐水吸收氨气，故错误；
故答案为：c；
（2）①由题目信息可知，ClO₂通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I^-为I₂，自身被还原为Cl^-，同时生成水，反应离子方程式为2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O，
故答案为：2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O；
②玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO₂气体（避免碘的逸出），故答案为：吸收残留的ClO₂气体（避免碘的逸出）；
③V中加入的指示剂通常为淀粉溶液，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色，故答案为：淀粉溶液；溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色；
④含有Na₂S₂O₃物质的量为0.02 L×0.1mol/L=0.002 mol，则：
根据关系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
2 10
n（ClO₂） 0.002mol
所以n（ClO₂）=0.0004mol，
所以m（ClO₂）=0.004 mol×67.5g/mol=0.02700g，
故答案为：0.02700；
（3）若要除去超标的亚氯酸盐，ac均不能还原亚氯酸盐，b中KI具有还原性但氧化产物不适合饮用水使用，只有d中Fe²⁺将ClO₂^-还原成Cl^-，Fe²⁺ 被氧化为铁离子，且铁离子水解生成胶体可净化饮用水，则最适宜的是d，
故选d．

点评本题考查物质含量的测定，为高频考点，为2015年高考真题，把握物质的性质、制备流程、发生的反应为解答的关键，侧重分析与实验、计算能力的综合考查，综合性较强，题目难度中等．

练习册系列答案

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已知NH4CuSO3与足量的2 mol/L硫酸溶液混合微热，产生下列现象：①有红色金属生成 ②产生刺激性气味的气体 ③溶液呈现蓝色。据此判断下列说法正确的是

A．反应中硫酸做氧化剂

B．NH4CuSO3中硫元素被氧化

C．1 mol NH4CuSO3完全反应转移0.5 mol电子

D．刺激性气味的气体是氨气

18．下图是苯和溴的取代反应的实验装置图，其中A为具有支管的试管改制成的反应容器，在其下端开了一个小孔，塞好石棉绒，再加入少量的铁屑粉，填写下列空白：

（1）向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液，几秒钟内就发生反应，写出A中发生反应的化学方程式（有机物写结构简式）2Fe+3Br₂=2FeBr₃，

（2）试管C中苯的作用是除去HBr气体中混有的溴蒸气，反应开始后，观察D和E两试管，D中看到的现象是石蕊试液慢慢变红，并在导管口有白雾产生，E中看到的现象是有白雾，产生淡黄色沉淀．
（3）反应2min～3min后，在B中的氢氧化钠溶液里可观察到的现象是溶液中有红褐色的絮状物生成，底部有无色油状物质生成，液面上有白雾
（4）在上述整套装置中，具有防倒吸作用的仪器有DEF（填字母）．
（5）改进后的实验除：①步骤简单，操作方便，成功率高；②各步现象明显；③对产品便于观察这三个优点外，还有一个优点是：充分吸收有毒气体，防止大气污染
（6）将B中的产物进行过滤，将滤液转移到分液漏斗中分液，将下层液体再次水洗分液而后进行干燥，最后得到的液体中主要含有的有机物苯和溴苯．

15．工业上以黄铜矿（主要成分CuFeS₂）为原料制备CuSO₄•5H₂O的主要流程如下：

（1）下列装置可用于吸收气体X的是bd（填代号）．

（2）某研究性学习小组用泡铜与CO反应来制取粗铜．
①装置B中的药品为碱石灰．
②实验时，依次进行如下操作：组装仪器、检验装置气密性、加装药品、通入气体、收集CO检验纯度、点燃酒精灯．

（3）熔渣Y的成分为Fe₂O₃和FeO，选用提供的试剂，设计实验验证熔渣中含有FeO．写出有关实验操作、现象与结论．提供的试剂：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO₄溶液、NaOH溶液、氯水．取少量熔渣，加过量稀硫酸溶解，向溶液中加入几滴高锰酸钾溶液，若溶液紫色褪去，则证明熔渣中含有FeO．
（4）向粗铜中加入硫酸和硝酸的混酸溶液制取硫酸铜时（杂质不参加反应），混酸中H₂SO₄与HNO₃的最佳物质的量之比为3：2．
（5）用滴定法测定所得产品中CuSO₄•5H₂O的含量，称取a g样品配成100mL溶液，取出20.00mL，用c mol•L^-1滴定剂 EDTA（H₂Y^2-）标准溶液滴定至终点（滴定剂不与杂质反应），消耗滴定剂b mL．滴定反应如下：Cu²⁺+H₂Y^2-═CuY^2-+2H⁺．则CuSO₄•5H₂O质量分数为$\frac{750c}{a}$%．滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入标准溶液，则会导致测定结果偏高．

2．亚氯酸钠（NaClO₂）是一种高效氧化剂、漂白剂．已知：NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出晶体是NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．利用如图所示装置制备亚氯酸钠．

完成下列填空：
（1）装置②中产生ClO₂的化学方程式为2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂+2Na₂SO₄+H₂O．装置③的作用是防止倒吸．
（2）从装置④反应后的溶液获得NaClO₂晶体的操作步骤为：①减压，55℃蒸发结晶；②B；③E；④低于60℃干燥，得到成品．（选择合适的操作编号填空）
A．冷却到室温后，过滤 B．趁热过滤 C．常温洗涤
D．冰水洗涤 E．38～60℃的温水洗涤
（3）准确称取所得亚氯酸钠样品10g于烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应（ClO₂^-+4I^-+4H⁺═2H₂O+2I₂+Cl^-）．将所得混合液配成250mL待测溶液．配制待测液需用到的定量玻璃仪器是250mL容量瓶；
（4）取25.00mL待测液，用2.0mol/L Na₂S₂O₃标准液滴定（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），以淀粉溶液做指示剂，达到滴定终点时的现象为滴入最后一滴Na₂S₂O₃标准液由蓝色变为无色且半分钟内不变色．重复滴定2～3次，测得所用Na₂S₂O₃溶液体积的平均值为20.00mL．该样品中NaClO₂的质量分数为90.5%．
（5）Na₂FeO₄和ClO₂在水处理过程中分别被还原为Fe³⁺和Cl^-．如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么ClO₂、Na₂FeO₄、Cl₂三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是ClO₂＞Cl₂＞Na₂FeO₄．（填化学式）

12．亚氯酸钠（NaClO₂）是重要漂白剂，探究小组开展如下实验，回答下列问题：

实验Ⅰ：制取NaClO₂晶体按如图装置进行制取．
已知：NaClO₂饱和溶液在低于38℃时析出NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
（1）装置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）已知装置B中的产物有ClO₂气体，则装置B中反应的方程式为2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2ClO₂↑+2Na₂SO₄+H₂O；装置D中反应生成NaClO₂的化学方程式为2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；装置B中反应后的溶液中阴离子除了ClO₂^-、ClO₃^-、Cl^-、ClO^-、OH^-外还可能含有的一种阴离子是SO₄^2-；检验该离子的方法是取少量反应后的溶液于试管中，先加足量的盐酸，再加BaCl₂溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO₄^2-；
（3）请补充从装置D反应后的溶液中获得NaClO₂晶体的操作步骤．
①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤；④低于60℃干燥；得到成品．
（4）如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO₃和NaCl；
实验Ⅱ：样品杂质分析与纯度测定
（5）测定样品中NaClO₂的纯度．测定时进行如下实验：
准确称一定质量的样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+Cl^-，将所得混合液稀释成100mL待测溶液．取25.00mL待测溶液，加入淀粉溶液做指示剂，用c mol•L^-1 Na₂S₂O₃标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL（已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．请计算所称取的样品中NaClO₂的物质的量为c•V•10^-3mol．

19．填写适当的分离或提纯方法．
（1）除去NaCl溶液中的Br₂（性质与碘相似），方法是萃取．
（2）除去澄清石灰水中悬浮的CaCO₃，用过滤．
（3）从I₂的四氯化碳溶液中获取I₂，用蒸馏．
（4）汽油和氯化钠溶液，采用分液．
（5）分离39%的乙醇溶液，采用蒸馏．

16．某溶液中含Na⁺，Cl^-，SO${\;}_{4}^{2-}$，NO${\;}_{3}^{-}$四种离子（少量H⁺、0H^-忽略），为实现阴离子分离，某小组同学设计实验如下将它们转化为相应的沉淀．请问答下列问题：

（1）试剂X为BaCl₂或Ba（NO₃）₂（写化学式），最终SO${\;}_{4}^{2-}$在A（填流程图中数字或编号，下同）中，NO${\;}_{3}^{-}$在溶液3中．
（2）流程中③中发生反应的离子方程式为Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓、2Ag⁺+CO₃^2-=Ag₂CO₃↓．
（3）向溶液3中加入适量的硝酸可除去其中的杂质离子，将溶液3的晶体析出方法是蒸发结晶．

14．有关有机物的结构，下列说法不正确的是（　　）

	A．	碳碳双键不可旋转所以烯烃一定有顺反异构
	B．	CH₂Cl₂无同分异构体可以证明CH₄是正四面体的结构
	C．	邻二甲苯只有一种结构可以证明苯分子中无单双健的交替结构
	D．	乙烯、乙炔是平面型分子可推知CH₃-CH=C（CH₃）-C≡C-CH₃分子中所有的碳原子共面

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