题目内容

17．ClO2是一种高效水处理剂，某实验小组用下图所示装置制取并收集Cl02．已知：①ClO2为黄绿色气体，极易溶于水，熔点-59C，沸点11℃，具有强氧化性．
②ClO2易爆炸，若用“惰性气体”等稀释时，爆炸的可能性大大降低．
③装置A中发生反应：H2C2O4+H2SO4+2KC1O3═K2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O
④HClO2是强酸．
（1）A装置中电动搅拌棒的作用是反应时搅拌，增大反应物的接触面积，加快反应速率．
（2）B装置需放在冰水中，原因是使ClO2 冷凝，便于分离收集．
（3）用H2C2O4、稀硫酸和KClO3制备ClO2的最大优点是反应生成二氧化碳，可以稀释ClO2，大大降低了爆炸的可能性．
（4）ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液．为测定所得溶液中ClO2的含
量，进行下列实验：
步骤1：准确量取V1mL ClO2溶液加入到锥形瓶中．，
步骤2：用稀硫酸调节Cl02溶液的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻．
步骤3：加入指示剂，用c mol．L-1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S203溶液V2mL．
（已知2ClO2+8H++10I-=2Cl-+5I2+4H2O，2S2O32-+I2=2I-+S4O62-）
①配制100mL cmol-L-lNa2S203标准溶液时，用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管和100mL容量瓶．
②原溶液中ClO2的含量为$\frac{13.5c{V}_{2}}{{V}_{1}}$  g/L（用含字母的代数式表示）．
（5）工业上生产ClO2和NaCIO2的工艺流程如图：

①反应器I中发生反应的化学方程式为3NaClO3+3H2SO4（浓）=HClO4+2ClO2↑+3NaHSO4+H2O．
②反应器Ⅱ中发生反应的离子方程式为2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O．
③在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以反应器Ⅱ中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是连续测定反应器Ⅱ内溶液的pH．

分析 （1）增大反应物的接触面积，加快反应速率；
（2）B装置要放置在冰水中，冷凝便于收集；
（3）反应生成二氧化碳，可以稀释ClO2；
（4）①称量后在烧杯中溶解，并用玻璃棒搅拌，移入100mL容量瓶中，加水至距离容量瓶刻度线1-2cm处改用胶头滴管定容；
②由反应可得关系式：2ClO2～5I2～10S2O32-，根据关系式计算ClO2的物质的量浓度，进而计算其含量；
（5）①由流程图可知，反应器I中浓硫酸与氯酸钠反应生成ClO2、NaClO2、硫酸氢钠；
②反应器Ⅱ中是ClO2、NaOH、SO2反应生成NaClO2，根据电子转移守恒，SO2被氧化为硫酸钠；
③HClO2是强酸，NaClO2溶液呈中性，测定溶液pH判断．

解答 解：（1）A装置中电动搅拌棒，增大反应物的接触面积，加快反应速率，
故答案为：反应时搅拌，增大反应物的接触面积，加快反应速率；
（2）ClO2是一种黄绿色、有刺激性气味的气体，熔点：-59.0℃，沸点：11.0℃，B装置要放置在冰水中，使ClO2 冷凝，便于收集，
故答案为：使ClO2 冷凝，便于收集；
（3）信息②中ClO2易爆炸，若用“惰性气体”等稀释时，爆炸的可能性大大降低，而反应生成二氧化碳，可以稀释ClO2，大大降低了爆炸的可能性，
故答案为：反应生成二氧化碳，可以稀释ClO2，大大降低了爆炸的可能性；
（4）①称量后在烧杯中溶解，并用玻璃棒搅拌，移入100mL容量瓶中，加水至距离容量瓶刻度线1-2cm处改用胶头滴管定容，
故答案为：100mL容量瓶；
②由反应可得关系式：2ClO2～5I2～10S2O32-，可知V1mL×c（ClO2）：V2mL×c（Na2S2O3）=2：10，则V1mL×c（ClO2）：V2mL×c mol．L-1，故c（ClO2）=$\frac{c{V}_{2}}{5{V}_{1}}$mol/L，则其含量为$\frac{c{V}_{2}}{5{V}_{1}}$mol/L×67.5g/mol=$\frac{13.5c{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L，
故答案为：$\frac{13.5c{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L；
（5）①由流程图可知，反应器I中浓硫酸与氯酸钠反应生成ClO2、NaClO2、硫酸氢钠，反应方程式为：3NaClO3+3H2SO4（浓）=HClO4+2ClO2↑+3NaHSO4+H2O，
故答案为：3NaClO3+3H2SO4（浓）=HClO4+2ClO2↑+3NaHSO4+H2O；
②反应器Ⅱ中是ClO2、NaOH、SO2反应生成NaClO2，根据电子转移守恒，SO2被氧化为硫酸钠，溶液离子方程式为：2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O，
故答案为：2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O；
③HClO2是强酸，NaClO2溶液呈中性，连续测定反应器Ⅱ内溶液的pH，可以判断NaOH是否过量，故答案为：连续测定反应器Ⅱ内溶液的pH．

点评 本题考查物质制备实验与工艺流程，注意对题目信息的应用，较好的考查学生获取信息的能力与知识迁移运用，难度中等．

练习册系列答案
相关题目
7．海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在．
实验室从海藻中提取碘的流程如图：

（1）指出从海藻中提取I2的实验操作名称：①过滤，③萃取；②的离子方程式2I-+Cl2═I2+2Cl-．
（2）提取碘的过程中，可供选择的有机溶剂是B．
A．苯、酒精       B．四氯化碳、苯    C．汽油、醋酸
（3）为使海藻中I-转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器．尚缺少的仪器是分液漏斗．
（4）从含碘的有机溶剂中提取碘，还要经过蒸馏，指出下列蒸馏装置中的错误之处①没有石棉网；②温度计插入液面以下；③冷凝器进、出水方向颠倒．
8．下列说法正确的是（　　）
A．在酸性条件下，CH3CO18OC2H5水解的产物是CH3CO18OH和C2H5OH
B．用甘氨酸（H2NCH2COOH）和丙氨酸（CH3CHNH2COOH）混合缩合，最多可形成3种二肽
C．苯甲醛中混有苯甲酸，加入生石灰，再加热蒸馏
D．将电石与饱和食盐水反应生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中，若溶液褪色，证明有乙炔生成
5．硫、氮氧化物是形成酸雨、雾霾等环境污染的罪魁祸首，采用合适的措施消除其污染是保护环境的重要举措．
Ⅰ．研究发现利用NH3可消除硝酸尾气中的NO污染．NH3与NO的物质的量之比分别为1﹕3、3﹕1、4﹕1时，NO脱除率随温度变化的曲线如图所示．
（1）①曲线a中，NO的起始浓度为6×10-4  mg/m3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为1.5×10-4 mg/（m3•s）．
②曲线b对应的NH3与NO的物质的量之比是3：1，其理由是NH3与NO的物质的量的比值越大，NO脱除率越大．
（2）已知在25℃，101kPa时：
N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ/mol
N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.0kJ/mol
请写出用NH3脱除NO的热化学方程式4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（l）△H=-2070kJ/mol．
Ⅱ．工业上还可以变“废”为“宝”，将雾霾里含有的SO2、NO等污染物转化为Na2S2O4（保险粉）和NH4NO3等化工用品，其生产流程如下（Ce为铈元素）：

（3）装置Ⅱ中NO转变为NO3-的反应的离子方程式为3Ce4++NO+2H2O═3Ce3++NO3-+4H+．
（4）装置Ⅲ制得Na2S2O4的同时还能让Ce4+再生，原理如右图所示．其阴极的电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O．
（5）按上述流程处理含有a mol SO2、b mol NO的雾霾（b＞a），并制取Na2S2O4和NH4NO3．装置Ⅰ中SO2、装置Ⅱ中NO、装置Ⅲ中HSO3-和Ce3+、装置Ⅳ中NO2-均全部转化，处理完毕后装置Ⅱ中Ce4+的剩余量与加入量相比没有变化，则至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O25.6（3b-a）L．（用含a、b的代数式表示）
12．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．标准状况下，22.4 L HF中含HF分子数目为NA
B．60 g石英晶体中含有的Si-O键数目为2 NA
C．标准状况下，11.2 L Cl2通人足量的石灰乳中制备漂白粉，转移的电子数为0.5 NA
D．l L 0.1 mol/L的NaHCO3溶液中HCO3-和CO32-离子数之和为0.1 NA
2．下列离子方程式错误的是（　　）
A．用硅酸钠与盐酸反应制备硅胶：SiO32-+2H+═H2SiO3（胶体）
B．FeI2溶液中通入少量Cl2：2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-
C．少量NaHSO4 溶液与Ba（OH）2 溶液反应：H++OH-+SO42-+Ba2+═H2O+BaSO4↓
D．FeCl3溶液中通入SO2，溶液黄色褪去：2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++SO42-+4H+
9．下列关于元素的叙述正确的是（　　）
A．分子式符合XY2型的化合物可能由同一主族元素构成
B．只有在原子中，质子数才与核外电子数相等
C．目前使用的元素周期表中，最长的周期含有36种元素
D．所有的非金属元素都位于元素周期表的右半区
8．铜及其化合物在工农业生产中有着广泛的用途．
（1）工业上常用黄铜矿（主要成分CuFeS2）为原料冶炼铜，其反应过程主要为：
①2CuFeS2+4O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu2S+3SO2+2FeO；
②2Cu2S+3O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2SO2+2Cu2O；
③将①、②反应中含铜化合物混合高温即得到一定纯度的铜，同时产生在常温下为气体的一种化合物．反应③的化学方程式为Cu2S+2Cu2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6Cu+SO2
（2）Cu2O呈红色，能溶于盐酸等强酸溶液，得到蓝色溶液和红色固体．上述反应③中，很可能得到泡铜（Cu、Cu2O的混合物）．为验证反应③的固体产物是否含Cu2O，现提供以下试剂加以确认，不可能使用的是CD（填序号）
A．稀硫酸    B．稀盐酸    C．硝酸    D．浓硫酸
验证过程中发生反应的离子方程式为Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O．
（3）有一种简单且符合绿色化学要求的实验方案，可以将Cu2O红色沉淀转化为硫酸铜溶液待用，实验过程对环境友好且能实现零排放．请写出该过程可能涉及的反应方程式：2Cu2O+O2=4CuO，CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
（4）铜板印刷电路的刻蚀废液中含有大量的CuCl2、FeCl2、FeCl3，如图为循环利用FeCl3和回收CuCl2过程图：
试剂X的化学式为CuO、Cu（OH）2、CuCO3；若常温下1L废液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物质的量浓度均为0.5mol•L-1．，则
加入Cl2和物质X使溶液的pH在3.0～4.3范围内时铁元素完全转化为Fe（OH）3而CuCl2不产生沉淀 （设溶液体积保持不变Ksp[Fe（OH）3]=1.0×10-38，Ksp[Cu（OH）2]=2.0×10-20lg5=0.7）
9．化学与生产、生活密切相关．下列叙述不正确的是（　　）
A．“地沟油”禁止食用，但可以用来制肥皂
B．氢氧化铝、碳酸氢钠都可用于治疗胃酸过多
C．为改善食物的色、香、味并防止变质，可在其中加入适量食品添加剂
D．用化纤面料替代棉质面料，以减少二氧化碳的排放

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网