题目内容

13．ClO2与Cl2的氧化性相近．在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛．某兴趣小组通过图1装置（夹持装置略）对其制备、吸收、释放和应用进行了研究．

（1）仪器D的名称是锥形瓶．安装F中导管时，应选用图2中的b．
（2）打开B的活塞，A中发生反应：2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O．为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度宜慢（填“快”或“慢”）．
（3）关闭B的活塞，ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是吸收Cl2．
（4）已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O，在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是验证是否有ClO2 生成．
（5）已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和Ⅱ，加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示，若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是稳定剂Ⅱ，原因是稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度．

分析 根据实验装置图可知，A、B是制备氯气和二氧化氯的；C是用于吸收氯气的；D是用于吸收二氧化氯的，E是用于重新释放二氧化氯的，F是用于验证二氧化氯的，F中的颜色不变，从而验证C的作用是吸收氯气，
（1）根据仪器特征，可知仪器D是锥形瓶；F装置应是Cl2和KI反应，还需要连接尾气处理装置，所以应长管进气，短管出气；
（2）为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，产生ClO2的速率要慢；
（3）F装置中发生Cl2+2KI=2KCl+I2时，碘遇淀粉变蓝，而F中溶液的颜色不变，说明Cl2被吸收；
（4）在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，根据元素守恒可知应还有水生成，该反应的离子方程式为4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O； 在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是验证是否有ClO2 生成；
（5）由图可知，稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度．

解答 解：（1）根据仪器特征，可知仪器D是锥形瓶；F装置应是Cl2和KI反应，还需要连接尾气处理装置，所以应长管进气，短管出气，故选b，
故答案为：锥形瓶；b；
（2）为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，产生ClO2的速率要慢，故滴加稀盐酸的速度要慢，
故答案为：慢；
（3）F装置中发生Cl2+2KI=2KCl+I2时，碘遇淀粉变蓝，而F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是吸收Cl2，
故答案为：吸收Cl2；
（4）在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，根据元素守恒可知应还有水生成，该反应的离子方程式为：4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O； 在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是验证是否有ClO2 生成，
故答案为：4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O；验证是否有ClO2 生成；
（5）由图可知，稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度，所以稳定剂Ⅱ好，
故答案为：稳定剂Ⅱ；稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度．

点评 本题以ClO2的制备、吸收、释放为载体，考查实验制备方案设计、基本操作、对装置及操作的分析评价等，注意根据问题进行制备流程分析，难度中等．

练习册系列答案
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5．下列表示不正确的是（　　）
A．MgF2的电子式：B．二甲醚的结构式：CH3-O-CH3
C．NH3的球棍模型：D．氧原子的结构示意图：
4．蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：
Ⅰ．制取粗硫酸镁：用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤；并在常温常压下结晶，制得粗硫酸镁（其中常含有少量
Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子）．
Ⅱ．提纯粗硫酸镁：将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的0.1 mol/L H2O2溶液，再调节溶液pH至7～8，并分离提纯．
Ⅲ．制取氢氧化镁：向步骤Ⅱ所得溶液中加入过量氨水．
已知：金属离子氢氧化物沉淀所需pH如下表所示：
Fe3+Al3+Fe2+Mg2+
开始沉淀时1.53.36.59.4
沉淀完全时3.75.29.712.4
（1）步骤Ⅱ中，可用于调节溶液pH至7～8的最佳试剂是A（填字母序号）．
A．MgO　　B．Na2CO3　　C．蒸馏水
（2）工业上，常通过测定使铁氰化钾（K3[Fe（CN）6]）溶液不变色所需H2O2溶液的量来确定
粗硫酸镁中Fe2+的含量．已知，测定123 g粗硫酸镁样品所消耗的0.1 mol/L H2O2溶液的体积如下表所示：
 平行测定数据平均值 
实验编号1234 
消耗H2O2溶液的体积/mL0.320.300.300.320.31
（3）工业上常以Mg2+的转化率为考察指标，确定步骤Ⅲ制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件．其中，反应温度与Mg2+转化率的关系如图所示．
①步骤Ⅲ中制备氢氧化镁反应的离子方程式为Mg2++2NH3•H2O═Mg（OH）2↓+2NH4+．
②根据图中所示50℃前温度与Mg2+转化率之间的关系，可判断此反应是吸热（填“吸热”或“放热”）反应．
③图中，温度升高至50℃以上Mg2+转化率下降的可能原因是温度过高时，氨水受热分解，浓度降低，Mg2+转化率下降．
④Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数．已知：
Mg（OH）2（s）?Mg2+（aq）+2OH-（aq）　Ksp=c（Mg2+）•c2（OH-）=5.6×10-12
Ca（OH）2（s）?Ca2+（aq）+2OH-（aq）　Ksp=c（Ca2+）•c2（OH-）=4.7×10-6
若用石灰乳替代氨水，能（填“能”或“不能”）制得氢氧化镁，理由是Mg（OH）2的溶解度小于Ca（OH）2，可发生沉淀的转化．
1．肼（N2H4）是火箭发动机的燃料，它与N2O4反应时，N2O4为氧化剂，生成氮气和水蒸气．已知：N2（g）+2O2（g）═N2O4（g）△H=+8.7kJ/mol，N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）△H=-534.0kJ/mol，下列表示肼跟N2O4反应的热化学方程式，正确的是（　　）
A．2N2H4（g）+N2O4（g）═3N2（g）+4H2O（g）△H=-542.7 kJ/mol
B．2N2H4（g）+N2O4（g）═3N2（g）+4H2O（g）△H=-1 059.3 kJ/mol
C．2N2H4（g）+N2O4（g）═3N2（g）+4H2O（g）△H=+1 076.7 kJ/mol
D．N2H4（g）+$\frac{1}{2}$N2O4（g）═$\frac{3}{2}$N2（g）+2H2O（g）△H=-538.35kJ/mol
8．硫代硫酸钠（Na2S2O3•5H2O）俗称“海波”，又名“大苏打”，在纺织工业中用于棉织品漂白后的脱氯剂、染毛织物的硫染剂、靛蓝染料的防白剂、纸浆脱氯剂、医药工业中用作洗涤剂、消毒剂和褪色剂等，它易溶于水，难溶于乙醇，加热易分解，具有较强的还原性和配位能力．它是冲洗照相底片的定影剂，棉织物漂白后的脱氯剂，定量分析中的还原剂．工业上常用亚硫酸钠法、硫化碱法等制备．
（1）某实验室模拟工业硫化碱制取（2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2）硫代硫酸钠，其反应装置及所需试剂如图（c）：a的装置名称蒸馏烧瓶，装置C的作用吸收反应生成的CO2和多余的SO2，防止污染空气
（2）工业上还可以用亚硫酸钠法（亚硫酸钠和硫粉通过化合反应）制得，装置如图（a）所示．
已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，有关物质的溶解度曲线如图（b）所示．
①Na2S2O3•5H2O的制备：
步骤1：如图连接好装置后，检查A、C装置气密性的操作是关闭K2打开K1，在D中加水淹没导管末端，用热毛巾或双手捂住烧瓶，D中导管有气泡冒出，冷却后形成1段水柱，说明气密性良好．
步骤2：加入药品，打开K1、关闭K2，向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸并加热．写出烧瓶内发生反应的化学方程式Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+2H2O+SO2↑．装置B、D的作用是吸收SO2，防止污染．
步骤3：C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少．当C中溶液的pH接近7时，打开K2、关闭K1并停止加热；C中溶液要控制pH的理由是Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在．
步骤4：过滤C中的混合液，将滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品．
②Na2S2O3性质的检验：
向足量的新制氯水中滴加Na2S2O3溶液，氯水颜色变浅，再向溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，据此认为Na2S2O3具有还原性．该方案是否正确并说明理由不正确，因为氯水中含有Cl-．
③常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度，步骤如下：取废水25.00mL，控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀；过滤、洗涤后，用适量稀盐酸溶解，此时CrO42-全部转化为Cr2O72-；再加过量KI溶液，充分反应后，加入淀粉溶液作指示剂，用0.010mol•L-1的Na2S2O3溶液进行滴定，反应完全时，消耗Na2S2O3溶液18.00mL．部分反应的离子方程式为：
a．Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O；      b．I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
则该废水中Ba2+的物质的量浓度为0.0024mol/L．
18．下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑨种元素，填写下列空白：
    主族
周期		ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0族
2①②③
3④⑤⑥⑦⑧
4⑨
（1）在这些元素中，化学性质最不活泼的是：Ar（填具体元素符号）．
（2）在最高价氧化物的水化物中，酸性最强的化合物的分子式是HClO4，碱性最强的化合物的电子式是：KOH．
（3）最高价氧化物是两性氧化物的元素是Al；写出它的最高价氧化物对应水化物与⑨的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式Al（OH）3+OH-=AlO2-+H2O．
（4）用电子式表示元素⑨与⑥的化合物的形成过程：，该化合物属于离子（填“共价”或“离子”）化合物．
5．节能减排与我们的生活息息相关，参与节能减排是每一位公民应尽的义务．下列举措不符合这一要求的是（　　）
A．为推广氢能的使用，工业上可采用电解水法制取大量氢气
B．将石油裂化、裂解，综合利用石油资源
C．有节制地开采煤、石油、天然气等矿物资源
D．将某些废旧塑料熔化后再成型
2．下列离子组在指定溶液中能大量共存的是（　　）
A．常温下，c（H+）/c（OH一）=1×10-12的溶液：K+、AlO2-、SiO32-、Na+
B．加入KSCN显红色的溶液：K+、NH4+、Cl-、I-
C．加入石蕊显蓝色的溶液：Cu2+、Al3+、NO3-、SO42-
D．加入Al能放出大量H2的溶液中：NH4+、Fe2+、NO3-、SO42-
3．（1）下表是某食品包装袋上的说明，从表中的配料中分别选出一种物质填在相应的横线上．
品名浓缩菠萝汁
配料水、浓缩菠萝汁、蔗糖、柠檬酸、甜蜜素、维生素C、菠萝香精、柠檬黄、日落黄、山梨酸钾等．
其中属于着色剂的有柠檬黄、日落黄，属于调味剂的有柠檬酸、甜蜜素、菠萝香精、蔗糖，属于防腐剂的有山梨酸钾，富含维生素的有浓缩菠萝汁、维生素C．
（2）亚硝酸钠有毒，其外观和咸味与食盐很相似，因此要防止因误食亚硝酸钠而发生事故．亚硝酸钠和氯化钠的部分性质如表：
性质亚硝酸钠氯化钠
1．酸性条件下的稳定性微热时分解为NO和NO2微热时不分解
2．熔点271℃801℃
3．室温时的溶解度约80g约35g
请根据表中信息设计一种鉴别NaNO2和NaCl的方法，写出简单的操作过程、现象和结论：溶于水制成溶液，加入稀硫酸微热，有棕色气体生成者，原物质为NaNO2，否则为NaCl；或用酒精灯加热，熔化者为NaNO2，不熔者为NaCl；或取两支试管，各加入5mL水，分别溶解这两种物质，至不再溶解时，溶解量大的为亚硝酸钠，溶解量小的为氯化钠．

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