题目内容
【题目】随着我国工业化水平的不断发展，解决水、空气污染问题成为重要课题。
(1)工业尾气中含有大量的氮氧化物，NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示：
①由图可知SCR技术中的氧化剂为____。
②用Fe作催化剂加热时，在氨气足量的情况下，当NO2与NO的物质的量之比为1：1时，写出该反应的化学方程式：_______。
(2)ClO2气体是一种常用的消毒剂，现在被广泛用于饮用水消毒。自来水厂用ClO2处理后的水中，要求ClO2的浓度在0.1~0.8 mg/L。碘量法可以检测水中ClO2的浓度，步骤如下：
Ⅰ.取一定体积的水样用微量的氢氧化钠溶液调至中性，然后加入一定量的碘化钾，并加入淀粉溶液，溶液变蓝
Ⅱ.加入一定量的Na2S2O3溶液(已知：2S2O32-+I2=S4O62-+2I-)
Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1.3。
已知：ClO2在中性条件下还原产物为ClO2-，在酸性条件下还原产物为Cl-。请回答下列问题：
①确定操作Ⅱ完全反应的现象为________。
②在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式为______。
③若水样的体积为1.0 L，在操作Ⅱ时消耗了1.0×10-3 mol/L的Na2S2O3溶液10 mL，则水样中ClO2的浓度是____mg/L。
【答案】NO、NO2 2NH3+NO+NO2
2N2+3H2O 蓝色消失，半分钟内不变色 ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O 0.675
【解析】
(1)①得电子，化合价降低的反应物是氧化剂；
②根据化合价升降总数相等、原子守恒来配平；
(2)①加入一定量 Na2S2O3 溶液，发生反应2S2O32-+I2=S4O62-+2I-，使I2还原为I-；
②由图示表明，pH至1～3时，ClO2-将I-氧化生成的I2与淀粉结合再次出现蓝色，根据化合价升降总数相等、原子守恒和电荷守恒来配平；
③根据关系式ClO2～I-～S2O32-先计算出ClO2的物质的量，然后再计算出浓度。
(1)①由图甲可知SCR技术中NH3与NO、NO2反应产物为N2和水，故氧化剂为NO、NO2；
②NH3中氮的化合价由-3价升高到0价，一个NH3失去3个电子，NO2中氮的化合价由+4价降低到0价，一个NO2得到4个电子，NO中氮的化合价由+2价降低到0价，一个NO得到2个电子，当NO2与NO的物质的量之比为1：1时，转移电子的最小公倍数为6，结合质量守恒可知方程式为：2NH3+NO+NO2
2N2+3H2O；
(2)①加入一定量 Na2S2O3溶液，Na2S2O3与I2发生氧化还原反应为：2S2O32-+I2=S4O62-+2I-，使I2还原为I-，若反应完全，则溶液蓝色会消失，半分钟内不变色；
②由图示表明，pH至1～3时，ClO2-将I-氧化生成的I2，溶液又变为蓝色，ClO2-中氯的化合价由+3价降低到-1价，一个ClO2-得到4个电子，碘的化合价由-1价升高到0价，一个I-失去1个电子，转移电子的最小公倍数为4，结合质量守恒、电荷守恒可知离子方程式为：ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O；
③根据电子得失数目相等，可得关系式：ClO2～I-～S2O32-，n(S2O32-)=1.0×10-3 mol/L×0.01 L=1.0×10-5 mol，则n(ClO2)=n(S2O32-)=1.0×10-5 mol，则m(ClO2)= 1.0×10-5 mol×67.5×103 mg/mol=0.675 mg，由于水样的体积为1.0 L，所以 ClO2 的浓度为
=0.675 mg/L。
【题目】过氧乙酸(
)是一种高效消毒剂，常用于环境消毒杀菌，可以迅速杀死多种微生物。它可由冰醋酸和过氧化氢在浓硫酸催化作用下制得，实验装置和步骤如下：
①在三颈烧瓶中加入一定量冰醋酸与浓H2SO4的混合液体，再缓缓加入适量30%的双氧水。
②不断搅拌并控制B中混合液的温度为20～30℃至反应结束。
③接入冷凝管和抽气泵，在锥形瓶中收集得到产品。
请回答下列问题：
(1)仪器B的名称是__；仪器C中冷水流入口是__(填a或b)；
(2)为更好地控制反应温度，应采用方法是__；
(3)生成过氧乙酸的化学方程式为__；
(4)不同反应物比例，实验测得生成过氧乙酸含量(%)随时间的变化数据(见下表)，由表中数据可知，反应物最佳比例(CH3COOH/H2O2)是__，反应所需时间约__(选填1、3、5、7)小时；
反应物比例CH3COOH/H2O2 | 反应时间(小时) | ||||
0.5 | 1 | 3 | 5 | 7 | |
2∶1 | 7.38 | 8.46 | 9.42 | 11.26 | 13.48 |
1∶1 | 10.56 | 12.92 | 13.54 | 20.72 | 20.70 |
1∶2 | 6.14 | 7.10 | 7.96 | 10.38 | 12.36 |
(5)请设计实验比较Fe3+、Cu2+对过氧乙酸的催化效率；可供选择的试剂和主要器材有：a.过氧乙酸溶液、b.1mol/L的FeCl3溶液、c.0.5mol/L的Fe2(SO4)3溶液、d.0.5mol/L的CuCl2溶液、e.1mol/L的CuSO4溶液、f.计时器、g.测量气体体积的针筒、i.带导气管的试管。
你选择的试剂及器材是a、__、f
(6)碘量法取2.00mL过氧乙酸试样稀释成100mL，从中取出5.00mL，滴加酸性KMnO4溶液至恰好粉红色以除去残余H2O2，再加入10mL10%KI溶液和几滴淀粉溶液，摇匀，反应完全后再用0.1000mol/L的Na2S2O3标准液滴定至终点(反应方程式为2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)，共消耗14.30mLNa2S2O3标准液。该样品中过氧乙酸的物质的量浓度是__mol/L。(结果保留小数点后两位)
提示：CH3COOOH+2I-+2H+=I2+CH3COOH+H2O)