题目内容
18.某化学活动小组用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液制取次氯酸钠溶液,设计如图1所示装置进行实验.(1)电源中,a电极名称是负极.
(2)反应时,生成次氯酸钠的离子方程式为Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O.
该小组同学利用制得的次氯酸钠溶液处理含氰废水,并测定含氰废水的处理百分率.利用图2所示装置进行实验.连接下图中各仪器,检查气密性,各装置都装好药品.将CN-的浓度为0.2000mol•L-1的含氰废水100mL与100mL NaClO溶液(过量)置于装置1的锥形瓶中充分反应.打开分液漏斗活塞,滴入100mL稀H2SO4,关闭活塞.
已知装置1中发生的主要反应依次为:
CN-+ClO-═CNO-+Cl-
2CNO-+2H++3C1O-=N2↑+2CO2↑+3C1-+H2O
可能还有的反应:Cl-+ClO-+H+=Cl2+H2O
(3)从左向右,各装置的接口顺序为a-d-e-b-c-g-h-f
(4)装置2中的NaOH溶液的作用是防止空气中的CO2被装置3中的Ba(OH)2溶液吸收
(5)装置5的作用为除去CO2中的Cl2.
(6)反应结束后,(从装置2)缓缓通入空气的目的是保证生成的CO2全部被Ba(OH)2 溶液吸收
(7)若测得装置3中Ba(OH)2溶液增重0.7g,则含氰废水被处理的百分率为0.795.
分析 (1)a电极一侧有一根导气管,说明该电极产生氢气,说明连接a电极的电极为阴极,连接阴极的电极为原电池负极;
(2)氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水;
(3)处理含氰废水,并测定含氰废水的处理百分率实验的原理是:利用CN-+ClO-═CNO+Cl-;2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O,通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量,根据关系式计算含氰废水处理百分率.根据装置中试剂的性质推测装置的位置;装置1产生二氧化碳,装置2作用为排除空气中的二氧化碳对实验的干扰,需放在1前,装置5的作用是吸收装置1中可能产生的Cl2,防止对装置2实验数据的测定产生干扰,装置4对产生的二氧化碳进行干燥,则装置3吸收二氧化碳,通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量,根据关系式计算含氰废水处理百分率,装置⑥的作用是排除空气中二氧化碳对实验的干扰,排除空气中二氧化碳对实验的干扰;
(4)根据2中试剂的性质判断,氢氧化钠能吸收二氧化碳,装置2作用为排除空气中的二氧化碳对实验的干扰;
(5)装置1中可能还有的反应:Cl-+ClO-+H+=Cl2↑+H2O,装置5的作用是吸收装置1中可能产生的Cl2;
(6)反应结束后,缓缓通入空气,可将生成的二氧化碳全部被吸收;
(7)装置3中Ba(OH)2溶液增重0.7g为二氧化碳,根据实验的原理CN-+ClO-═CNO+Cl-;2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O可得关系式,根据关系式CN-~2CNO-~CO2计算.
解答 解:(1)a电极一侧有一根导气管,说明该电极产生氢气,a连接的电极为阴极,则a为原电池负极,
故答案为:负极;
(2)氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子反应方程式为:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O,
故答案为:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O;
(3)处理含氰废水,并测定含氰废水的处理百分率,需通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量,根据关系式计算含氰废水处理百分率,首先需处理废水,因通过产生气体的量测定,所以需排除装置中空气的干扰,需用装置2,产生的二氧化碳中可能含有氯气需排除,产生的二氧化碳需进行干燥,所以:
装置1产生二氧化碳,装置2作用为排除空气中的二氧化碳对实验的干扰,需放在1前,装置5的作用是吸收装置1中可能产生的Cl2,防止对装置2实验数据的测定产生干扰,装置4对产生的二氧化碳进行干燥,则装置3吸收二氧化碳,通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量,根据关系式计算含氰废水处理百分率,装置⑥的作用是排除空气中二氧化碳对实验的干扰,排除空气中二氧化碳对实验的干扰,装置如图所示:
,从左向右,各装置的接口顺序为a-d-e-b-c-g-h-f,
故答案为:a-d-e-b-c-g-h-f;
(4)装置3吸收二氧化碳,通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量,根据关系式计算含氰废水处理百分率,需排除装置中空气的干扰,氢氧化钠能吸收二氧化碳,所以装置2中的NaOH溶液的作用是防止空气中的CO2被装置3中的Ba(OH)2溶液吸收,
故答案为:防止空气中的CO2被装置3中的Ba(OH)2溶液吸收;
(5)酸性条件下,氯离子和次氯酸根离子反应生成氯气,装置1中可能还有的反应:Cl-+ClO-+H+=Cl2↑+H2O,氯气能和碘化钾反应,产生的氯气用碘化钾吸收,二氧化碳在四氯化碳中不溶,所以装置5的作用为除去CO2中的Cl2,
故答案为:除去CO2中的Cl2;
(6)反应后装置中残留二氧化碳,应继续通过将净化的空气,将装置内的残留的二氧化碳全部进入装置3,保证生成的CO2全部被Ba(OH)2 溶液吸收,以减少实验误差,
故答案为:保证生成的CO2全部被Ba(OH)2 溶液吸收;
(7)0.2000mol•L-1的含氰废水100mL中n(CN-)=cv=0.2mol/L×0.1L=0.02mol,CN-+ClO-═CNO+Cl-;2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O可得关系式CN-~2CNO-~CO2,则含氰废水被处理的百分率为$\frac{0.7g}{\frac{44g/mol}{0.02mol}}$≈0.795,
故答案为:0.795.
点评 本题综合考查物质含量的测定的实验设计,以氯气的性质为载体考查化学实验设计和评价问题,题目难度中等,注意把握实验原理和实验方法.
| A. | 油脂水解后的产物经氧化为人体提供能量 | |
| B. | 多摄入动物脂肪对人体有害 | |
| C. | 油脂能保持体温,保护内脏器官 | |
| D. | 油脂能促进VB、VC的吸收 |
| A. | 物质发生化学变化都伴随着能量变化 | |
| B. | 任何反应中的能量变化都表现为热量变化 | |
| C. | 伴有能量变化的物质变化都是化学变化 | |
| D. | 在一个确定的化学反应体系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量 |
| A. | 0.08mol | B. | 0.12mol | C. | 0.09mol | D. | 0.11mol |
| A. | X、Y均没有最高正价 | |
| B. | W最高价氧化物的水化物是最强的含氧酸 | |
| C. | Z的焰色反应显紫色 | |
| D. | 在XY2中,X显-2价 |