题目内容
【题目】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO2·3H2O,温度高于38℃时析出晶体NaClO2,温度高于60℃时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl,其一种生产工艺如下。
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请回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl元素的化合价为____________。
(2)反应I:
①SO2做___________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
②写出反应I的化学方程式:__________________________。
(3)电解II:
①所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去粗盐水中的Mg2+和Ca2+,需要加入的试剂分别为_______、______。
②电解过程中被氧化的物质是________。
③可用NaOH溶液吸收电解产生的Cl2,反应的离子方程式是______________。
(4)操作III:
滤液获利NaClO2的操作步骤:①加热蒸发;②趁热过滤;③洗涤;④干燥,得到成品。趁热过滤应控制的温度范围是___________。
【答案】+3 还原剂 2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4 氢氧化钠溶液 碳酸钠溶液 NaCl或Cl- Cl2+2OH- =Cl-+ClO-+H2O 38℃-60℃
【解析】
由化学工艺流程可知,在H2SO4酸化条件下,NaClO3和SO2发生氧化还原反应生成ClO2和为NaHSO4,反应中NaClO3是氧化剂,SO2是还原剂;电解装置中,ClO2在阴极得电子发生还原反应生成ClO2-,Cl-在阳极失电子发生氧化反应生成Cl2; NaClO2溶液经蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥得到产品。
(1)NaClO2中Na是+1价,O是-2价,则根据化合物中正负价代数和为0可知Cl的化合价是+3价,故答案为:+3;
(2)在H2SO4酸化条件下,NaClO3和SO2发生氧化还原反应生成ClO2和为NaHSO4,反应中NaClO3是氧化剂,SO2是还原剂,反应的化学方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4,故答案为:还原剂;2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4;
(3)①依据离子的性质,除去粗盐水中的Mg2+和Ca2+应选用过量的碳酸钠溶液除去钙离子,选用氢氧化钠溶液除去镁离子,故答案为:氢氧化钠溶液;碳酸钠溶液;
②电解装置中,ClO2在阴极得电子发生还原反应生成ClO2-,Cl-在阳极失电子发生氧化反应生成Cl2,则电解过程中被氧化的物质是氯化钠,故答案为:NaCl或Cl-;
③氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(4)由题给信息可知,NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO2·3H2O,温度高于38℃时析出晶体NaClO2,温度高于60℃时NaClO2分解生成氯酸钠和氯化钠,因此趁热过滤应控制的温度范围是38℃~60℃,故答案为:38℃~60℃。
【题目】法医常用马氏试砷法检验是否砒霜(As2O3)中毒,涉及的反应如下:
Ⅰ: 6Zn+As2O3+12HCl=6ZnCl2+2AsH3(砷烷) ↑+3H2O
Ⅱ: 2AsH3=2As(黑色砷镜)+3H2
(1)写出砷的基态原子价电子排布式__________
(2)砷烷的空间结构为_________;砷烷中心原子杂化方式为________
(3)砷烷同族同系列物质相关性质如下表:
NH3 | PH3 | AsH3 | SbH3 | |
熔点/℃ | -77.8 | -133.5 | -116.3 | -88 |
沸点/℃ | -34.5 | -87.5 | -62.4 | -18.4 |
从PH3
AsH3
SbH3,熔沸点依次升高的原因是______________________,NH3分子例外的原因是__________________________________.
(4)第一电离能数据I(As)____ I(Se)
(5)立方氮化硼(BN)是特殊的耐磨和切削材料,其晶胞结构与金刚石相似,如图所示。
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晶胞有两个基本要素:原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。如图b所示,其中原子坐标参数X为(0,0,0),Y原子的坐标参数为(1/2,0,1/2),则Z原子的坐标参数为________。晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知立方氮化硼的密度为d gcm-3,阿伏加德罗常数值为NA,则晶胞参数a=________nm。(列出计算式即可)