题目内容

20．漂白液、漂白粉和漂粉精既可作棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池及环境的消毒剂．它们在生产、生活中有广泛应用．某实验小组同学看到一则报道：某造纸厂误将槽车中漂白液（NaCl和NaClO的混合液，其中有效成分为NaClO）倒入盛放饱和KAl（SO4）2溶液的池中，造成中毒事件．该小组同学为探究中毒原因进行了如下实验．
（1）小组成员甲同学依据漂白液具有漂白消毒的性质推测，漂白液中ClO-具有氧化性．进行如下实验：
Ⅰ．取10mL漂白液，依次加入Na2SO3溶液和BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成，经检验白色沉淀不溶于盐酸．
Ⅱ．另取10mL漂白液，加入品红溶液，发现溶液红色逐渐变浅，一段时间后褪为无色．
Ⅲ．再取10mL漂白液，加入品红溶液，加入少量稀硫酸酸化后，观察溶液红色立即变为无色．
①由实验Ⅰ得出ClO-具有氧化性，写出相关反应的离子方程式ClO-+SO32-=Cl-+SO42-、Ba2++SO42-=BaSO4↓或Ba2++ClO-+SO32-=BaSO4↓+Cl-．
②对比实验Ⅱ和Ⅲ说明ClO-氧化性与溶液酸碱性的关系是ClO-的氧化性随氢离子浓度增大而增大．
（2）小组成员乙同学依据（1）中的实验提出：漂白液在酸性溶液中有Cl2生成，为此进行如下实验：
首先，他利用pH计分别测得漂白液pH＞7，饱和KAl（SO4）2溶液pH＜7．然后用下图1所示的装置继续实验，探究漂白液在酸性溶液中是否能反应生成Cl2．

①在测定漂白液pH的实验中，乙同学没有选择pH试纸的理由可能是漂白液具有漂白性，pH试纸变蓝后马上褪色，无法准确测定pH；
②若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入硫酸，不久烧瓶中有黄绿色气体产生．A中反应的离子方程式ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O．
③若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入饱和KAl（SO4）2溶液，预计只有观察到以下现象产生大量的白色胶状沉淀，不久烧瓶中有黄绿色气体产生，才能说明漂白液与酸性溶液混合会产生Cl2．
（3）为了进一步了解漂白液生产和保存的实际意义，小组其他成员还研究漂白液的稳定性，他们查阅资料，下图是30℃时，pH=11的漂白液中NaClO的质量百分含量随时间变化图2：
①分析分解速率v（Ⅰ）与v（Ⅱ）的大小关系，原因是在相同条件下，次氯酸钠的浓度越大，其分解速率越大
②4d～8d，Ⅰ中v（NaClO）=0.047mol/（L•d）（常温下漂白液的密度约为1g/cm3，且溶液体积变化忽略不计，结果保留2位有效数字．）

分析 （1）①由实验Ⅰ中由白色沉淀生成，经检验白色沉淀不溶于盐酸，可知白色沉淀为BaSO4，发生氧化还原反应；
②对比实验Ⅱ和Ⅲ，Ⅲ中加入少量稀硫酸酸化后，溶液红色立即变为无色，生成HClO，氧化性增强；
（2）①漂白液具有漂白性，可以漂白pH试纸；
②烧瓶中加入硫酸，不久烧瓶中有黄绿色气体产生为生成氯气，是次氯酸根离子和氯离子发生氧化还原反应；
③烧瓶中加入饱和KAl（SO4）2溶液，Al3+水解使溶液呈酸性，若漂白液与H+反应，Al3+水解平衡向右移动生成沉淀，黄绿色气体为氯气；
（3）①一般来说浓度越大，反应速率越大；
②4d～8d，NaClO的含量由6.5%变为5.1%，假设溶液体积为1L，计算NaClO的消耗的量，进而计算速率．

解答 解：（1）①②Ⅱ中由白色沉淀生成，经检验白色沉淀不溶于盐酸，可知白色沉淀为BaSO4，发生氧化还原反应，ClO?把SO32?氧化为SO42?，所以离子方程式为：ClO-+SO32-=Cl-+SO42-、Ba2++SO42-=BaSO4↓或Ba2++ClO-+SO32-=BaSO4↓+Cl-，
故答案为：ClO-+SO32-=Cl-+SO42-、Ba2++SO42-=BaSO4↓或Ba2++ClO-+SO32-=BaSO4↓+Cl-；
②加入少量稀硫酸酸化后，观察溶液红色立即变为无色，说明ClO-的氧化性随c（H+）增大而增强，由上述两个实验对比可知，加入酸，反应速率加快，则ClO-的氧化性随氢离子浓度增大而增大，
故答案为：ClO-的氧化性随氢离子浓度增大而增大；
（2）①在测定漂白液pH的实验中，乙同学没有选择pH试纸的理由可能是，漂白液具有漂白性，可以漂白pH试纸，无法准确测定pH，
故答案为：漂白液具有漂白性，pH试纸变蓝后马上褪色，无法准确测定pH；
②在酸性条件下，ClO?与Cl?发生氧化还原反应生成Cl2，则离子方程式为：ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，
故答案为：ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O；
③若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入饱和KAl（SO4）2溶液，Al3+水解使溶液呈酸性：Al3++3H2O?Al（OH）3↓+3H+，若漂白液与H+反应，Al3+水解平衡向右移动，产生产生大量的白色胶状沉淀，不久烧瓶中有黄绿色气体产生，预计只有观察到以下现象产生大量的白色胶状沉淀，不久烧瓶中有黄绿色气体产生，才能说明漂白液与酸性溶液混合会产生Cl2．
故答案为：才能说明漂白液与酸性溶液混合会产生Cl2；
（3）①图2为NaClO的质量百分含量，在相同时间内，NaClO的质量百分含量改变越大，则v（Ⅰ）＞v（Ⅱ），v（Ⅰ）时NaClO的浓度大于v（Ⅱ）时NaClO的浓度，在相同的条件下，NaClO的浓度越大分解速率越大．
故答案为：＞；在相同条件下，次氯酸钠的浓度越大，其分解速率越大；
②4d～8d，NaClO的含量由6.5%变为5.1%，假设溶液体积为1L，v（NaClO）=[（6.5%-5.1%）×1g/mL×103÷74.5g/mol]÷4d=0.047mol/（L．d），故答案为：0.047．

点评 本题为生活、生产实际相关的综合题，主要考查的是对元素化合物、化学动力学等当面的知识，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，难度中等．

练习册系列答案
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10．下列说法正确的是（　　）
A．胶体本质特征是具有丁达尔效应
B．摩尔是表示微粒多少的一个基本物理量
C．气体摩尔体积一定是22.4L
D．BaSO4虽然难溶于水，但BaSO4属于强电解质
11．下列各组离子中，能大量共存且加入（或通入）X试剂后发生反应的离子方程式对应正确的是（　　）
选项离子组试剂X离子方程式
A透明溶液中：Fe3+、NH4+、SO42-、NO3-过量的铜粉2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
BFe3+、Al3+、AlO2-、Cl-过量的盐酸AlO2+4H-=Al3++2H2O
CNa、Ba2+、HCO3-、NO3-NaHSO4溶液H-+HCO3=CO2↑+H2O
DpH=0的溶液中：Mg2+，Fe2+、NO3-、SO42-双氧水2Fe2++H2O2+2H-=2Fe3++2H2O
A．AB．BC．CD．D
8．某抗结肠炎药物有效成分的合成路线如下（部分反应略去试剂和条件）：

已知：$→_{盐酸}^{Fe}$（苯胺易被氧化）
请回答下列问题：
（1）抗结肠炎药物有效成分的分子式是：C7H7O3N；烃A的名称为：甲苯；反应②的反应类型是：取代反应．
（2）①下列对该抗结肠炎药物有效成分可能具有的性质推测正确的是：AD；
A．水溶性比苯酚好                      B．能发生消去反应也能发生聚合反应
C．1mol该物质最多可与4mol H2发生反应   D．既有酸性又有碱性
②E与足量NaOH溶液反应的化学方程式是：．
（3）符合下列条件的抗结肠炎药物有效成分的同分异构体有10种．
A．遇FeCl3溶液有显色反应；    
B．分子中甲基与苯环直接相连；
C．苯环上共有三个取代基
（4）已知：苯环上连有烷基时再引入一个取代基，常取代在烷基的邻对位，而当苯环上连有羧基时则取代在间位，据此按先后顺序写出以A为原料合成邻氨基苯甲酸（）合成路线中两种中间产物的结构简式（部分反应条件已略去）
15．下列反应的离子方程式错误的是（　　）
A．稀硝酸和过量铁屑反应           3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O
B．氯化铝溶液和过量的氨水反应     Al3++4NH3•H2O═AlO2-+4NH4++2H2O
C．碳酸钠溶液中加入过量苯酚+CO32-→+HCO3-
D．次氯酸钙溶液中通入过量CO2      ClO-+CO2+H2O═HClO+HCO3-
5．电镀废水中常含有NaCN，工业上规定其含量低于0.5mg/L才可排放，对NaCN超标的废水可用两段氧化法处理：

己知：HCN的酸性比碳酸的酸性弱，有剧毒；HCN、HOCN中N元素的化合价相同．
请回答下列问题：
（1）第一次氧化时，溶液的pH应调节为碱性（填“酸性”、“碱性”或“中性”）；原因是防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气．反应中，欲使1mol NaCN变为NaOCN，则需要氧化剂NaClO至少为1mol．
（2）写出第二次氧化时发生反应的离子方程式：2OCN-+3C1O-=CO2↑+CO32-+3Cl-+N2↑．反应中被氧化的元素是氮．
（3）处理10m3含NaCN 10.3mg/L的废水，实际至少需NaClO1490g（实际用量应为理论值的4倍），才能使废水中NaCN含量达到排放标准．
12．1998年诺贝尔化学奖授予科恩和波普尔，以表彰他们在理论化学领域作出的重大贡献．他们的实验和理论能共同协力探讨分子体系的性质．下列说法正确的是（　　）
A．未来化学的研究方向是经验化B．化学不需要再做实验
C．化学不再是纯实验学科D．化学不做实验，就什么都不知道
9．绿矾受热分解后的产物为不含硫元素的固体A、SO2、SO3和H2O．回答下列问题：
（1）绿矾受热分解后，铁元素的化合价在分解前后是否发生了变化是（填“是”或“否”），其理由是绿矾分解产物中有SO2，硫元素化合价降低，必有元素化合价升高．
（2）在FeO、Fe2O3、Fe3O4三种化合物中，与等质量Fe元素相结合的氧元素的质量比是6：9：8．
（3）将8gFe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中，再投入7g铁粉收集到1.68LH2（标准状况），同时，Fe和Fe2O3均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL．则原硫酸的物质的量浓度是多少？
（4）由图示可知，m mol铁与过量的硝酸（ρ=1.32g/cm3）反应，反应放出n L气体（体积在标准状况下测定），其还原产物主要是NO2、NO；此时溶液中Fe元素的存在形式是Fe3+，n 的值是多少？
4．25℃时，pH=3的盐酸中由水电离出的H+离子浓度是pH=5的盐酸中由水电离的H+离子浓度的多少倍（　　）
A．10-2B．102C．2D．12

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