题目内容
运用化学反应原理研究卤族元素的有关性质具有重要意义。
(1)下列关于氯水的叙述正确的是________(填序号)。
a.氯水中存在两种电离平衡
b.向氯水中通入SO2,其漂白性增强
c.向氯水中通入氯气,c(H+)/c(ClO-)减小
d.加水稀释氯水,溶液中的所有离子浓度均减小
e.加水稀释氯水,水的电离平衡向正反应方向移动
f.向氯水中加少量NaOH固体,可能有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)
(2)氯气在工业上有着极其广泛的用途。工业上通过氯碱工业生产氯气,其反应的离子方程式为____________________________。室温下,用惰性电极电解100 mL饱和食盐水,当阴极产生标准状况下11.2 mL气体,忽略溶液体积的变化时,所得溶液的pH=__________。
(3)常温下,已知25 ℃时有关弱酸的电离常数:
| 弱酸化学式 | HClO | H2CO3 |
| 电离常数 | K=4.7×10-8 | K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11 |
写出84消毒液(主要成分为NaClO)露置在空气中发生反应的有关化学方程式________________________________________________________________________。
若将84消毒液与洁厕剂(含有浓盐酸)混合使用可能会导致中毒,请用离子方程式解释有关原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)服用含碘化钾的碘药片可抗核辐射。将碘药片剥去糖衣皮研碎后置于试管中制得无色水溶液,并加入几滴淀粉试液,然后向试管中逐滴加入氯水,观察到溶液由无色变为蓝色,若继续滴加氯水后蓝色溶液又褪为无色。完成并配平溶液由蓝色变为无色的化学反应方程式(如果化学计量数是1,不用填写):______+______+______—→______HIO3+______。
答案 (1)aef
(2)2Cl-+2H2O
2OH-+Cl2↑+H2↑ 12
(3)NaClO+CO2+H2O===HClO+NaHCO3、
2HClO
2HCl+O2↑
ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
(4)5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl
解析 (1)氯水中存在HClO和H2O的电离平衡。SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,向氯水中通入SO2,其漂白性减弱。HClO是弱电解质,向氯水中通入氯气,c(H+)/c(ClO-)增大。当c(H+)=c(OH-)时离子浓度关系能满足f选项。(2)根据电解饱和食盐水的化学方程式知,产生11.2 mL H2时会产生0.001 mol OH-,忽略溶液体积的变化时,所得溶液的pH=12。
(3)NaClO可与空气中的水、CO2反应,由电离常数判断产物应是NaHCO3;消毒液与洁厕剂(含有浓盐酸)混合使用引起中毒是由于产生了Cl2。(4)氯水中的Cl2可将碘化钾中的碘置换出来,淀粉遇碘呈蓝色,继续滴加氯水,碘与Cl2进一步发生反应,碘被氧化,溶液褪为无色。
单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500 ℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
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相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
| 物质 | SiCl4 | BCl3 | AlCl3 | FeCl3 | PCl5 |
| 沸点/℃ | 57.7 | 12.8 | - | 315 | - |
| 熔点/℃ | -70.0 | -107.2 | - | - | - |
| 升华温度/℃ | - | - | 180 | 300 | 162 |
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:________________________________________________________________________。
(2)装置A中g管的作用是____________;装置C中的试剂是__________;装置E中的h瓶需要冷却的理由是_______________________________。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是______________________(填写元素符号)。