题目内容

亚氯酸钠是一种高效氧化剂、漂白剂．已知饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2?3H2O，高于38℃时析出晶体是NaClO2，高于60℃时分解成NaClO3和NaCl．利用如图所示装置制备亚氯酸钠．
完成下列填空：
（1）仪器a的名称是
 
．
（2）装置②中产生ClO2的化学方程式为
 
；装置③的作用是
 
．
（3）从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为：
①减压，55℃蒸发结晶；②
 
；③
 
；④低于60℃干燥，得到成品．
（4）ClO2处理水时被还原成Cl-，不生成有机氯代物等有害物质．工业上可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备ClO2，反应如下：5NaClO2+4HCl═4ClO2↑+5NaCl+2H2O
该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是
 
，生成0.2mol ClO2转移电子的物质的量为
 
mol．
（5）ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果．现用ClO2将CN-氧化，只生成两种无毒气体．某污水中含CN-a mg/L，处理100m3这种污水，至少需要ClO2
 
mol．
考点：制备实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：（1）考查常见仪器的名称；
（2）亚硫酸钠具有还原性，在反应中作还原剂；结合原子守恒可知，还有水生成，配平书写方程式；装置④中气体反应，装置内压强降低，装置③防止倒吸；
（3）从溶液中制取晶体，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，注意温度控制；
（4）根据在反应物中，化合价降低的物质是氧化剂，化合价升高的物质是还原剂来分析解答；
（5）ClO2将CN-氧化，只生成两种气体，应生成氮气与二氧化碳，同时生成氯离子；根据方程式计算需要ClO2的物质的量．
解答： 解：关闭K1，装置②中发生反应生成ClO2气体，ClO2气体经装置③进入装置④，发生反应：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2，得NaClO2溶液，经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，得晶体NaClO2?3H2O，要注意根据题目所给信息，控制温度；
（1）仪器a为球形干燥管，故答案为：球形干燥管；
（2）亚硫酸钠具有还原性，在反应中作还原剂；装置②中产生ClO2的反应是氯酸钠在酸性溶液中氧化亚硫酸钠为硫酸钠，本身被还原为二氧化氯，反应的化学方程式应为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；ClO2进入装置④，发生反应使装置内压强降低，可能发生倒吸，装置③的作用为防止倒吸；
故答案为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；防止倒吸；
（3）从溶液中制取晶体，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，为防止析出晶体NaClO2?3H2O，应趁热过滤，由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃进行洗涤，低于60℃干燥，
故答案为：趁热过滤；用38℃～60℃热水洗涤；
（4）ClO2处理水时，发生反应：5NaClO2+4HCl═4ClO2↑+5NaCl+2H2O，反应中，4NaClO2→4ClO2，+3价的氯元素化合价升高到+4价，4molNaClO2失去电子4mol，NaClO2是还原剂；1NaClO2→1NaCl，+3价的氯元素的化合价降低到-1价，1molNaClO2得到电子4mol，作氧化剂；所以该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：4；生成4molClO2，转移电子4mol，生成0.2mol ClO2转移电子的物质的量为0.2mol；
故答案为：1：4；0.2；
（5）ClO2将CN-氧化，只生成两种气体，应生成氮气与二氧化碳，同时生成氯离子，反应离子方程式应为：2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-，
100m3含CN-a mg/L的污水中，m（CN-）=100m3×1000×a mg/L=100000amg=100ag，n（CN-）=
100ag
26g/mol
=
50a
13
mol，
2ClO2 +2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-，
2mol   2mol
n     
50a
13
mol
n=
50a
13
mol，处理100m3这种污水，至少需要ClO2的物质的量为
50a
13
mol；
故答案为：
50a
13
．
点评：本题考查物质的制备、对信息的利用、对装置的理解、氧化还原反应等，理解反应原理，掌握实验基本操作是解题的关键，同时考查学生分析问题、解决问题的能力，难度较大，注意氧化还原反应的计算．
练习册系列答案
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为了防止FeSO4被氧化而变质，实验室在配制FeSO4溶液时，常在溶液中加入少量的（　　）
A、铜粉
B、铁粉
C、锌粉
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a、b、c、d、e、f、g、h为8种由短周期元素构成的微粒，它们都有10个电子，其结构特点如下：
微粒代号abcdefgh
原子核数单核单核双核多核单核多核多核多核
微粒所
带电荷		0+1-10+2+10+1
其中b的离子半径大于e的粒子半径，d是由极性键构成的四原子分子，c与f可形成两个共价型g分子，h和c作用（加热）可生成d和g两种分子．试写出：
（1）h微粒的电子式：
 
．
（2）用电子式表示g微粒的形成过程：
 
．
（3）h与c作用形成d和g的离子方程式：
 
．
（4）写出b相应元素的最高价氧化物的水化物的电子式：
 
．
（5）e微粒是（用化学式表示）
 
，f微粒是（用化学式表示）
 
．
5.79g氯化钠和氯化钙混合物和足量的硝酸银反应后又生成氯化银沉淀14.35g，求氯化钠和氯化钙各多少克？
将一定质量的NaHCO3和Na2CO3的固体混合物加热，收集到标准状况下的气体1.12L，然后，向剩下的固体中加入足量的盐酸，又收集到标准状况下的气体5.60L，将反应后的溶液蒸干，所得的白色固体的质量为23.4g，则原固体中NaHCO3的和Na2CO3的质量分别为多少？
填写下列空白：
（1）写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：
 
．
（2）周期表中位于第8纵行的铁元素属于第
 
族．
（3）周期表中最活泼的非金属元素位于第
 
纵行．
（4）所含元素超过18种的周期是第
 
周期．
（5）A、B、C为短周期元素，在周期表中所处的位置如图所示，A、C两种元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数，B2-的结构示意图为：
请回答下列问题：
①写出A、B两种元素的符号：A
 
，B
 
．
②B在周期表中
 
位置．
小苏打（NaHCO3）试样中含有碳酸钠晶体（Na2CO3?10H2O），为测定试样中小苏打的质量分数w（NaHCO3），实验小组同学设计了如下装置进行实验．

实验过程：
Ⅰ．按图组装仪器，检查装置的气密性；
Ⅱ．将试样m1g放入硬质玻璃管中，装置B、C、D中药品如图，已知加药品后装置B的质量为m2g、装置C的质量为m3g；
Ⅲ．关闭活塞a，点燃酒精灯加热试样，直到B装置中无气泡冒出后，打开活塞a向装置中通入N2，一段时间后，撤掉酒精灯，关闭活塞a；
Ⅳ．称得装置B的质量为m4g、装置C的质量为m5g．
请回答以下问题（装置中原有空气对实验的影响忽略不计）：
（1）装置A中发生反应的化学方程式为
 
．
（2）装置B的作用为
 
．装置C的作用为
 
．
（3）实验过程中通入N2的目的为
 
．
（4）用下列各项所提供的数据能计算出w（NaHCO3）的是
 
（填选项字母）
序号abcde
数据m1，m2，m3m2，m3，m4，m5m1，m2，m4m1，m4，m5m1，m3，m5
（5）实验结束后发现装置A中硬质玻璃管右端有水珠，你认为利用实验中所提供的数据还能否得到准确的w（NaHCO3），若能，则w（NaHCO3）的计算式为：
 
（若不能，此问不作答．）
常温下，pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合，显
 
性，原因是
 
．
如图所示的是25℃时，Fe（OH）3、Cu（OH）2、Co（OH）2等物质在不同pH下的溶解性（c为溶液中阳离子的物质的量浓度）．
（1）25℃时，Ksp[Cu（OH）2]、Ksp[Fe（OH）3]、Ksp[Co（OH）2]由小到大的顺序为
 
，Ksp[Cu（OH）2]=
 
．
（2）若要出去CuCl2溶液中少量Fe3+，应控制溶液的pH
 
（填字母）．
A．＜1    B．≈4    C．＞6
（3）pH=3时，溶液中铜元素的主要存在形式是
 
．

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