题目内容

2．实验室以空气（O2体积分数20%）为原料，在无碳、无水的环境下，用下图A装置制备臭氧（3O2$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$2O3）．

（1）空气通入A装置之前，应先后通过上述装置中的D、C（填装置序号）．
（2）臭氧与碘化钾溶液反应为：2KI+03+H20=2KOH+I2+02．将a处气体通入装置B，溶液中的现象为溶液出现紫红色
（3）为测定02转化为03的转化率，将装置B中的溶液全部转入另一容器中，加入CC14，经萃取、分液、蒸馏、冷却、称重，得I2固体0.254g．
①萃取操作所用玻璃仪器的名称分液漏斗
②若实验时通入空气1.12L（标准状况），O2的转化率为15%
③测定时需在A，B装置间连接装置D，原因是除去臭氧中的氮的氧化物
（4）工业上分离03和02，可将混合气体液化后再分离，下列分离方法合理的是B（填序号）．
A．过滤　B．分馏　C．分液　D．萃取
（5）臭氧可用于含CN一碱性电镀废水的处理．第i步：CN一转化为OCN-；第ii步：OCN一继续转化为CO32一及两种单质气体．若第ii步转化时，O3与OCN-物质的质量之比为3：2，该步反应的离子方程式为2OH-+3O3+2OCN-=2CO32-+N2+3O2+H2O．

分析 （1）O2在无碳、无水的环境下制备臭氧，所以空气中的水和二氧化碳要先除去；
（2）03将碘化钾氧化成碘，据此判断碘化钾溶液的颜色变化；
（3）①萃取实验中要用分液漏斗；
②根据关系式I2～03～$\frac{3}{2}$O2，可计算出转化了的氧气的物质的量，根据转化率=$\frac{已转化的氧气的物质的量}{起始氧气总物质的量}$×100%计算；
③在放电条件下，空气中的氧气有可能与氮气产生氮的氧化物，这些氮的氧化物能氧化碘化钾，所以要除去；
（4）由于03和02的沸点不同，所以可将混合气体液化后再分馏的方法进行分离；
（5）OCN一继续转化为CO32一及两种单质气体，这两种单质应为氮气和氧气，当O3与OCN-物质的质量之比为3：2时，根据电荷守恒可写出离子方程式．

解答 解：（1）O2在无碳、无水的环境下制备臭氧，空气中的水和二氧化碳要先除去，所以空气通入A装置之前，应先后通过上述装置中的D和C，
故答案为：D；C；
（2）03将碘化钾氧化成碘，无色的碘化钾溶液会出现紫红色，故答案为：溶液出现紫红色；
（3）①萃取实验中要用分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
②当I2固体0.254g即0.001mol时，根据关系式I2～03～$\frac{3}{2}$O2，可知参加反应的氧气的物质的量为0.0015mol，实验时通入空气1.12L即0.05mol，其中氧气的物质的量为0.01mol，所以O2的转化率为$\frac{0.0015mol}{0.01mol}$×100%=15%，
故答案为：15%；
③在放电条件下，空气中的氧气有可能与氮气产生氮的氧化物，这些氮的氧化物能氧化碘化钾，所以测定时需在A，B装置间连接装置D，
故答案为：除去臭氧中的氮的氧化物；
（4）由于03和02的沸点不同，所以可将混合气体液化后再分馏的方法进行分离，故选B；
（5）OCN-继续转化为CO32-及两种单质气体，这两种单质应为氮气和氧气，当O3与OCN-物质的质量之比为3：2时，反应的离子方程式为2OH-+3O3+2OCN-=2CO32-+N2+3O2+H2O，
故答案为：2OH-+3O3+2OCN-=2CO32-+N2+3O2+H2O．

点评 本题主要考查了物质的制备，除杂和提纯，难度中等，注意利用题目信息分析问题，培养了学生解决问题的能力．

练习册系列答案
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7．下列有关物质结构的表述正确的是（　　）
A．次氯酸的电子式B．乙烯的结构简式：C2H4
C．二氧化碳的比例模型：D．Cl-的结构示意图：
8．某同学设计如图所示装置分别进行探究实验（夹持装置已略去）

实验药品制取气体量气管中的液体
①Cu、稀HNO3H2O
②NaOH固体、浓氨水NH3
③Na2CO3固体、稀H2SO4CO2
④镁铝合金、NaOH溶液（足量）H2H2O
请回答下列问题：
（1）简述如何检查该装置的气密性：量气管中加水后关闭开关A和分液漏斗活塞，微热烧瓶，量气管右端液面升高且保持不变，说明气密性好．
（2）该同学认为实验①可通过收集测量NO气体的体积，来探究Cu样品的纯度．你认为是否可行？请简述原因．不可行，因为NO会与装置中空气反应后溶于水，使测得的NO气体体积不准．
（3）实验②中剩余的NH3需吸收处理．以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收NH3，而且能防止倒吸的有ACDF
（4）实验③中，量气管中的液体最好是D．
A．H2O　　　B．CCl4　　　　C．饱和Na2CO3溶液　　  D．饱和NaHCO3溶液
（5）本实验应对量气管多次读数，读数时应注意：
①恢复至室温，②使量气管两端液面相平，③视线与凹液面最低处相平．
（6）实验④获得以下数据（所有气体体积均已换算成标准状况）
编号镁铝合金质量量气管第一次读数量气管第二次读数
①1.0g10.0mL346.3mL
②1.0g10.0mL335.0mL
③1.0g10.0mL345.7mL
根据上述合理数据计算镁铝合金中铝的质量分数27.0%．
5．0.2mol有机物和0.4molO2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O（g）．产物经过浓硫酸后，浓硫酸的质量增加10.8g；再通过灼热CuO充分反应后，固体质量减轻3.2g；最后气体再通过碱石灰被完全吸收，碱石灰质量增加17.6g．0.1mol该有机物恰好与4.6g金属钠完全反应．下列关于该有机物的说法不正确的是（　　）
A．该化合物的相对分子质量是62
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C．1mol该化合物能与2molO2发生催化氧化反应
D．1mol该有机物最多能与2molNa反应
12．饮水安全在人们生活中占有极为重要的地位，某研究小组提取三处被污染的水源进行了分析，给出了如下实验信息：其中一处被污染的水源含有A、B两种物质，一处含有C、D两种物质，一处含有E物质．A、B、C、D、E五种常见化合物都是由下表中的离子形成：
阳离子　　K+　　　Na+　　 Cu2+　　Al3+
阴离子　　SO42-　　HCO3-　　NO3-　　OH-
为了鉴别上述化合物，分别进行以下实验，其结果如下所示：
①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液；
②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解；
③进行焰色反应，只有B、C为紫色（透过蓝色钴玻璃片）；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，C、D中产生白色沉淀；
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成．
根据上述实验填空：
（1）写出B、D的化学式：B：KNO3；D：CuSO4．
（2）将含1mol A的溶液与含1mol E的溶液反应后蒸干，仅得到一种化合物，该化合物为Na2CO3 ．
（3）写出实验②发生反应的离子方程式：Al3++3OH-═Al（OH）3、Al（OH）3+OH-═[Al（OH）4]-．
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7．工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如图1所示．钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（TETiO3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价．

已知：TiOSO4遇水会水解．
（1）步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为2Fe3++Fe═3Fe2+．
（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的b（填字母序号）．
a．熔沸点差异   　b．溶解性差异　　　c．氧化性、还原性差异
（3）步骤②、③、④中，均需用到的分离操作是过滤（填操作名称）；
（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理：溶液中存在平衡：TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+，当加入热水稀释、升温后，平衡正向移动，生成H2TiO3．
（5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），则反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O．
（6）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用如图2所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛．
①写出阳极所发生反应的电极反应式：2O2--4e-=O2↑，或C+2O2--4e-=CO2↑．
②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释）制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：2CaO═2Ca+O2↑，2Ca+TiO2$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$Ti+2CaO，由此可见，CaO的量不变．
14．下列关于“焰色反应”的理解正确的是（　　）
A．只有金属单质才有焰色反应B．只有金属化合物才有焰色反应
C．某些金属或其化合物都有焰色反应D．只有金属离子才有焰色反应
11．运用元素周期律分析下面的推断，其中不正确的是（　　）
A．锂（Li）与水反应比钠与水反应剧烈
B．砹（At）为有色固体，AgAt难溶于水也不溶于稀硝酸
C．在氧气中，铷（Rb）的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂
D．HBrO4的酸性比HClO4弱
12．能用H++OH-=H2O表示的是（　　）
A．NaOH溶液和CO2的反应B．NaOH溶液和醋酸的反应
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