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摘要:4.氧化法:如MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O 4NaBr+3H2SO4+MnO2=2Na2SO4+MnSO4+2Br2+3H2O 2H2S+SO2=3S+2H2O
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KClO
3
和KIO
3
在日常生活、工农业生产和科研方面有着广泛的应用.
(1)实验室可用KClO
3
分解制取O
2
,KClO
3
受热分解的反应分两步进行:①4KClO
3
(s)=3KClO
4
(s)+KCl(s);②KClO
4
(s)=KCl(s)+2O
2
(g).已知:
K(s)+
1
2
Cl
2
(g)=KCl(s)△H=-437kJ?mol
-1
K(s)+
1
2
Cl
2
(g)+
3
2
O
2
(g)=KClO
3
(s)△H=-398kJ?mol
-1
K(s)+
1
2
Cl
2
(g)+2O
2
(g)=KClO
4
(s)△H=-433kJ?mol
-1
则反应4KClO
3
(s)=3KClO
4
(s)+KCl(s)的△H=
-144kJ/mol
-144kJ/mol
kJ/mol.
(2)Ca(IO
3
)
2
是食品及饲料添加剂补充碘源的优良品种.工业上生产Ca(IO
3
)
2
的方法通常有两类:
方法一:氧化剂氧化法.如:用KClO
3
在盐酸存在条件下,将碘单质氧化为HIO
3
(KClO
3
被还原为Cl
2
),然后加Ca(OH)
2
中和制得Ca(IO
3
)
2
.
方法二:电化学氧化法.用适宜浓度的KOH溶液溶解工业精碘作为阳极液(3I
2
+6KOH=5KI+KIO
3
+3H
2
O),用稀KOH溶液为阴极液,电解氧化制 备KIO
3
,与CaCl
2
反应得到Ca(IO
3
)
2
.
①用KClO
3
氧化碘单质是一剧烈的放热反应,所以要控制加料速度,与电解氧化法相比缺点主要有
反应剧烈,需要控制速率;反应过程中产生氯气,对生产操作环境有较大污染
反应剧烈,需要控制速率;反应过程中产生氯气,对生产操作环境有较大污染
.
②电化学氧化法电解时的阳极反应式是
I
-
+6OH
-
-6e
-
=IO
3
-
+3H
2
O
I
-
+6OH
-
-6e
-
=IO
3
-
+3H
2
O
.
③某工厂用电化学氧化法制取Ca(IO
3
)
2
,每1kg碘单质理论上可生产纯度为97.8%Ca(IO
3
)
2
的质量为
1.57kg
1.57kg
kg(计算结果保留叁位有效数字).
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Cl
2
是一种常用的自来水消毒剂,高铁酸钾(K
2
FeO
4
)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比Cl
2
、O
2
、ClO
2
、KMnO
4
氧化性更强,无二次污染,工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,使高铁酸钾析出.
Ⅰ:如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略).
(1)写出A中发生的离子反应方程式:
MnO
2
+4H
+
+2Cl
-
△
.
Mn
2+
+Cl
2
↑+2H
2
O
MnO
2
+4H
+
+2Cl
-
△
.
Mn
2+
+Cl
2
↑+2H
2
O
.
(2)装置B中饱和食盐水的作用是
除去Cl
2
中的HCl
除去Cl
2
中的HCl
;同时装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象
锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升
锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升
.
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入
d
d
.
a
b
c
d
Ⅰ
干燥的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
湿润的有色布条
Ⅱ
碱石灰
硅胶
浓硫酸
无水氯化钙
Ⅲ
湿润的有色布条
湿润的有色布条
干燥的有色布条
干燥的有色布条
II:(1)干法制备高铁酸钾的主要反应为:2FeSO
4
+6Na
2
O
2
═2Na
2
FeO
4
+2Na
2
O+2Na
2
SO
4
+O
2
↑
①该反应中的氧化剂是
Na
2
O
2
Na
2
O
2
,还原剂是
Na
2
O
2
和FeSO
4
Na
2
O
2
和FeSO
4
,每生成1mol Na
2
FeO
4
转移
5N
A
5N
A
个电子.
②简要说明K
2
FeO
4
作为水处理剂时所起的作用
高铁酸钾具有强氧化性,能杀菌消毒;消毒过程中自身被还原为Fe
3+
,Fe
3+
水解生成Fe(OH)
3
胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降
高铁酸钾具有强氧化性,能杀菌消毒;消毒过程中自身被还原为Fe
3+
,Fe
3+
水解生成Fe(OH)
3
胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降
,
(2)湿法制备高铁酸钾(K
2
FeO
4
)的反应体系中有六种数粒:Fe(OH)
3
、ClO
-
、OH
-
、FeO
4
2-
、Cl
-
、H
2
O.写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:
2Fe(OH)
3
+3C1O
-
+4OH
-
═2FeO
4
2-
+3C1
-
+5H
2
O
2Fe(OH)
3
+3C1O
-
+4OH
-
═2FeO
4
2-
+3C1
-
+5H
2
O
.
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I.某化学兴趣小组的同学进行Cl
2
、NH
3
的制备及性质检验等实验的流程和部分装置如图1:
①利用A、G装置设计一个简单的实验验证Cl
2
、Fe
3+
、I
2
的氧化性强弱为Cl
2
>Fe
3+
>I
2
(实验中不断地小心振荡G装置中的试管).请写出A中发生反应的离子方程式
MnO
2
+4H
+
+2Cl
-
△
.
Mn
2+
+Cl
2
↑+2H
2
O
MnO
2
+4H
+
+2Cl
-
△
.
Mn
2+
+Cl
2
↑+2H
2
O
,试剂M为
FeI
2
FeI
2
溶液,证明氧化性为Cl
2
>Fe
3+
>I
2
的实验现象是
先观察到下层CCl
4
由无色变为紫红色,后看到上层溶液由浅绿色变为黄色
先观察到下层CCl
4
由无色变为紫红色,后看到上层溶液由浅绿色变为黄色
.
②已知3Cl
2
+2NH
3
═6HCl+N
2
,当D的烧瓶中充满黄绿色气体后,关闭a、c打开b,D中的现象为
黄绿色气体消失,产生白烟
黄绿色气体消失,产生白烟
,反应一段时间后,关闭b打开c,观察到的现象为
烧杯中的液体进入烧瓶中,形成喷泉
烧杯中的液体进入烧瓶中,形成喷泉
.
II.用如图2所示装置进行中和热测定实验,请回答下列问题:
①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是
环形玻璃搅拌棒
环形玻璃搅拌棒
.
②使用补全仪器后的装置进行实验,取50mL 0.30mol/L H
2
SO
4
溶液与50mL 0.65mol/L NaOH溶液在小烧杯中进行中和反应,三次实验温度平均升高4.0℃.近似认为0.65mol/L NaOH溶液和0.30mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm
3
,中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g?℃).通过计算可得中和热△H=
-55.7kJ?mol
-1
-55.7kJ?mol
-1
,
③实验中若用60mL0.30mol?L
-1
H
2
SO
4
溶液跟50mL0.65mol?L
-1
NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和热
相等
相等
(填“相等”、“不相等”);若用50mL0.60mol?L
-1
醋酸代替H
2
SO
4
溶液进行上述实验,测得反应前后温度的变化值会
偏小
偏小
(填“偏大”、“偏小”、“不受影响”).
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(2012?上饶一模)已知A、B、D、E四种物质中均含有同一种短周期元素,该元素原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,D为气体单质,E为黑色粉末.如图转化关系中E均起催化作用(某些产物已略去).则:
(1)A的化学式为
KClO
3
KClO
3
;B的电子式为
.
(2)已知E与含A中某元素的浓酸在一定条件下反应,产生一种含有该元素的气体X.甲同学为探究该气体的性质,设计了如图装置(Ⅲ中夹持装置已略去).
①写出Ⅰ中反应的离子方程式
MnO
2
+4H
+
+2Cl
-
△
.
Mn
2+
+Cl
2
↑+2H
2
O
MnO
2
+4H
+
+2Cl
-
△
.
Mn
2+
+Cl
2
↑+2H
2
O
.
②实验结束后,该同学在装置Ⅲ中观察到a、b试纸均褪色,而没有出现“a无明显现象”这一预期现象,为达到实验目的,他在
装置Ⅱ和Ⅲ
装置Ⅱ和Ⅲ
(填装置序号)之间又添加了一个装置,该装置的作用是
除去氯气中的水蒸气(或:干燥氯气)
除去氯气中的水蒸气(或:干燥氯气)
.
③Ⅳ中的溶液先变蓝色随后又褪色,甲同学猜想褪色的原因是又发生了如下氧化还原反应,请完成该反应(系数为“1”可以省略):
5Cl
2
5Cl
2
+
1
1
I
2
+
6H
2
O
6H
2
O
═
10HCl
10HCl
+
2
2
HIO
3
④装置Ⅴ的作用是
吸收尾气,防止Cl
2
污染环境
吸收尾气,防止Cl
2
污染环境
.
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某化学实验小组为了探究在实验室制备Cl
2
的过程中有 水蒸气和 HCl挥发出来,同时证明氯气的某些性质,甲同学设计了如图所示的实验装置.按要求回答问题.
(1)如何检查装置A气密性?
用止水夹夹住c处,向分液漏斗中加水,打开分液漏斗的活塞,若分液漏斗中的水不再下流,则证明A气密性良好
用止水夹夹住c处,向分液漏斗中加水,打开分液漏斗的活塞,若分液漏斗中的水不再下流,则证明A气密性良好
写出装置A中反应的离子方程式
MnO
2
+4H
+
+2Cl
-
△
.
Mn
2+
+Cl
2
↑+2H
2
O
MnO
2
+4H
+
+2Cl
-
△
.
Mn
2+
+Cl
2
↑+2H
2
O
.
(2)①装置B中盛放的试剂为
无水硫酸铜
无水硫酸铜
,装置C中的盛放的试剂为
五氧化二磷
五氧化二磷
,装置C的作用是
除水蒸气
除水蒸气
②装置D和E中出现的不同现象说明的问题是
氯气无漂白性,次氯酸有漂白性
氯气无漂白性,次氯酸有漂白性
.
③装置F的作用是
吸收氯气
吸收氯气
.
(3)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO
3
溶液中的气体只有一种.为了确保实验结论的可靠性,证明通入AgNO
3
溶液的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置.你认为该装置应加在
F
F
与
G
G
之间(填装置字母序号),装置中应放入
湿润的淀粉KI试纸
湿润的淀粉KI试纸
(填写试剂或用品名称)
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关 闭
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