题目内容

14．某小组同学用如图所示装置进行Cl2的制备及相关性质实验（加热及夹持装置已省略）．

（1）A中固体为MnO2，滴入浓盐酸，加热试管A，发生反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O．
（2）取少量B中溶液滴在蓝色石蕊试纸上，试纸上出的现象为③（填编号）
①变红    ②褪色    ③先变红后褪色
说明氯水具有的性质是③．（填编号） ①酸性  ②漂白性 ③酸性和漂白性
（3）Cl2有毒，可用装置C吸收多余的Cl2，C中反应的离子方程式是Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O．
（4）用氯气对饮用水消毒已有百年历史．这种消毒方法会使饮用水中的有机物发生氯代反应，生成
有机含氯化合物，对人体有害，且氯气本身也是一种有毒气体．世界环保联盟即将全面禁止用氯气对饮用水消毒，建议推广高效消毒杀菌剂二氧化氯（ClO2）．
①消毒水时，ClO2还可将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe（OH）3和MnO2等难溶物除去，此过程说明
ClO2具有氧化（填“氧化”或“还原”）性．
②在一定条件下，将Cl2通人填充有固体NaClO2的反应柱内二者反应可制得ClO2．该反应方程式为：Cl2+2NaClO2═2ClO2+2NaCl，当消耗标准状况下11.2L Cl2时，制得ClO2的质量为67.5g．等质量的Cl2和ClO2，ClO2的消毒效率（单位质量得到的电子数）更高．

分析 （1）此反应装置为浓盐酸和二氧化锰共热制备氯气，以此写出离子方程式；
（2）氯气和水反应生成HCl和HClO，两种酸电离出氢离子而导致氯水呈酸性，湿润的蓝色石蕊试纸遇酸变红色；HClO具有漂白性；
（3）氯气有毒，直接排放能污染空气，氯气能够与氢氧化钠反应，被氢氧化钠吸收；
（4）①结合氧化还原反应中化合价升降相等，判断ClO2中Cl元素化合价变化，元素化合价升高表现还原性，元素化合价降低表现氧化性；
②将Cl2通入填充有固体NaClO2的反应柱内二者反应可制得ClO2，NaClO2中Cl从+3价升高到+4价，Cl2中Cl元素的化合价从0价降低到-1价，其反应为2NaClO2+Cl2═2ClO2+2NaCl；结合反应物之间的关系计算，1molCl2可以获得2mol电子，1molClO2可以获得电子5mol电子．．

解答 解：（1）反应装置A为浓盐酸和二氧化锰共热制备氯气的装置，其离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O，
故答案为：MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O；
（2）氯气和水反应生成HCl和HClO，两种酸电离出氢离子而导致氯水呈酸性，湿润的蓝色石蕊试纸遇酸变红色，所以新制氯水滴在蓝色石蕊试纸上先变红色；HClO具有漂白性，能使红色石蕊试纸漂白，所以看到的现象是：蓝色石蕊试纸先变红色后褪色，该现象说明氯水具有酸性和漂白性，
故答案为：③③；
（3）氯气有毒需要用氢氧化钠溶液吸收，反应的离子方程式为：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O，
故答案为：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O；
（4）①反应中Fe元素、Mn元素化合价升高，根据化合价升降相等，ClO2中Cl元素化合价降低，表现氧化性，
故答案为：氧化；
②将Cl2通入填充有固体NaClO2的反应柱内二者反应可制得ClO2，NaClO2中Cl从+3价升高到+4价，Cl2中Cl元素的化合价从0价降低到-1价，其反应为2NaClO2+Cl2═2ClO2+2NaCl，当消耗标准状况下11.2L Cl2，即0.5mol，生成ClO2为1mol，其质量为1mol×67.5g/mol=67.5g；1molCl2可以获得2mol电子，1molClO2可以获得电子5mol电子．
故答案为：67.5，ClO2．

点评 本题考查了性质实验方案设计、氧化还原反应的计算，侧重考查计算能力，氧化还原反应中得失电子相等，根据物质的性质结合氧化还原反应来分析解答，题目难度中等．

练习册系列答案
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10．下列微粒中与OH-具有相同质子数和电子数的是（　　）
A．Na+B．NH4+C．NeD．F-
5．某学习小组用0.80mol/L标准浓度的烧碱溶液测定未知浓度的盐酸．
①用滴定的方法来测定盐酸的浓度，实验数据如表所示：
实验编号待测HCl溶液的体积/mL滴入NaOH溶液的体积/mL
120.0022.00
220.0022.10
320.0021.90
该未知盐酸的浓度为0.88mol•L-1（保留两位有效数字）
②滴定管如图所示，用乙滴定管盛装标准浓度的氢氧化钠溶液 （填“甲”或“乙”）．
③下列操作会使所测得的盐酸的浓度偏低的是D．
A．盛装待测液的锥形瓶用水洗后未干燥
B．滴定前，碱式滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失
C．碱式滴定管用蒸馏水洗净后，未用标准氢氧化钠溶液润洗
D．读碱式滴定管的刻度时，滴定前仰视凹液面最低处，滴定后俯视读数．
2．硅孔雀石是一种含铜矿石，含铜形态为CuCO3、Cu（OH）2和CuSiO3•2H2O，同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、A12O3等杂质．以其为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图所示：

（1）步骤1中先加入足量稀硫酸，再加人双氧水．则双氧水参与该反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O．
（2）步骤②调节溶液pH，可以选用的试剂是BC．（填字母编号）
A．A12O3    B．CuO    C．CuCO3•Cu（OH）2
（3）有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：
氢氧化物  Al（OH）3  Fe（OH）3  Fe（OH）2  Cu（OH）2
开始沉淀的pH    3.3    1.5    6.5    4.2
沉淀完全的pH    5.2    3.7    9.7    6.7
则滤液B中含有的阳离子是Al3+、H+、Cu2+．
（4）将滤液B通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作可得到硫酸铜晶体．
（5）硫酸铜也可用硫化铜和氧气在高温、催化剂条件下化合制得，该反应的化学方程式是CuS+2O2$\frac{\underline{\;\;\;高温\;\;\;}}{催化剂}$CuSO4．取384g CuS在一定条件下和氧气完全反应，若发生2CuS+3O2=2CuO+2SO2和4CuS+5O2=2Cu2O+4SO2两个反应，在所得固体中Cu和O的物质的量之比n（Cu）：n（O）=4：a，此时消耗空气的物质的量为bmol．则a=$\frac{2}{5}$b-8．（氧气占空气体积的五分之一）
9．合成氨和制备硝酸是两种重要的化工生产，四川某化工厂将合成氨与制备硝酸进行连续

生产．其工艺流程见图1：
（1）由NH3制HNO3，第一步反应为：4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H＜0，欲提高NH3的转化率，下列措施可行的是a．（填字母）
a．向装置中再充入O2      
b．加入反应的催化剂
c．升高温度
（2）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=-905kJ/mol
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ/rnol
则在该条件下，氨合成塔中所发生反应的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol；
（3）用尾气NO2为原料可制新型硝化剂N2O5，其原理：先将NO2转化为N2O4，再采用电解法制备N2O5，装置如图2所示，则电源b极是负极（填“正”“负”），生成N2O5电极反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+，电解一段时间后硝酸溶液的pH值不变（填“增大”“减小”“不变”）
（4）利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下：
NO$→_{反应Ⅰ}^{ClO_{2}}$NO2$→_{反应Ⅱ}^{Na_{2}SO_{3}溶液}$N2
反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl，反应Ⅱ的离子方程式是2NO2+4SO32-=N2+4SO42-．若标准状况下有22.4LN2生成，共消耗ClO2135g．
19．钛合金是航天航空工业的重要材料．由钛铁矿（主要成分是 TiO2和 Fe 的氧化物）制备 TiO2等产品的一种工艺流程示意如图1：

已知：①TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中
②TiCl4的熔点-25.0℃，沸点 136.4℃；SiCl4的熔点-68.8℃，沸点57.6℃回答下列问题：
（1）写出钛铁矿酸浸时，主要成分 TiO2反应的离子方程式TiO2+2H+=TiO2++H2O，加入铁屑的作用是使Fe3+还原为Fe2+．
（2）操作Ⅱ包含的具体操作方法有蒸发浓缩，冷却结晶，过滤（洗涤）．
（3）（3）向“富含 TiO2+溶液”中加入 Na2CO3粉末得到固体 TiO2•nH2O，请用恰当的原理和化学用语解释其原因溶液中存在水解平衡TiO2++（n+1）H2O?TiO2•nH2O+2H+，加入的Na2CO3粉末与H+反应，降低了溶液中c（H+），促进水解平衡向生成TiO2•nH2O的方向移动，废液中溶质的主要成分是Na2SO4（填化学式）．
（4）用金红石（主要含 TiO2）为原料，采用亨特（Hunter）法生产钛的流程如图2：
写出沸腾氯化炉中发生反应的化学方程式TiO2+2C+2Cl2$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$TiCl4+2CO，制得的 TiCl4液体中常含有少量 SiCl4杂质，可采用蒸馏（或分馏）方法除去．
（5）TiO2直接电解法生产金属钛是一种较先进的方法，电解液为某种可以传导 O2-离子的熔融盐，原理如图3所示，则其阴极电极反应为：TiO2+4e-=Ti+2O2-，电解过程中阳极电极上会有气体生成，该气体可能含有O2、CO、CO2．
6．用标准盐酸滴定未知浓度的氨水时，锥形中通常盛放氨水，滴定时，左手酸式滴定管的活塞，右振荡锥形瓶，双眼注视锥形瓶中颜色的变化．如滴定过程中进行如下操作，分别指出该项操作对滴定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
（1）滴定前未用标准盐酸润洗酸式滴定管偏高；
（2）滴定前用氨水润洗锥形瓶偏高
（3）滴定前标准盐酸是敞口放置的偏高．
3．下列实验操作中，所用仪器使用合理的是（　　）
A．在容量瓶中溶解氢氧化钠固体并配制溶液
B．用100mL的量筒量取5.2mL的盐酸
C．用托盘天平称取25.2gNaCl
D．用分液漏斗来过滤NaCl溶液中泥沙
4．（1）根据VSEPR模型判断，下列微粒中所有原子都在同一平面上的一组是B．
A、SO32-和NO2-B、NO3-和SO3
C、H3O+和ClO3-D、PO43-和SO32-
（2）CaF2的晶胞如图所示．
①下列有关CaF2的表达正确的是bd．
a．Ca2+与F-间仅存在静电吸引作用
b．F-的离子半径小于Cl-，则CaF2的熔点高于CaCl2
c．阴、阳离子比为2：1的离子化合物，均与CaF2晶体构型相同
d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电
②CaF2难溶于水，但可溶于含Al3+的溶液中，原因是3CaF2+Al3+=[AlF6]3-+3Ca2+ （用离子方程式表示，已知[AlF6]3-在溶液中可稳定存在）．
③晶胞中F-的配位数是4，与一个Ca2+等距离且最近的Ca2+有12个．
（3）铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示
电离能/kJ•mol-1I1I2
铜7461958
锌9061733
④写出Cu原子核外电子排布式[Ar]3d104s1；
⑤铜的第一电离能（I1）小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能（I2）却大于锌的第二电离能，其主要原因是Cu原子失去一个电子后，核外电子排布为[Ar]3d10，而锌为[Ar]3d104s1，根据洪特规则，铜达到了较稳定状态，所以Cu的第二电离能相对较大．

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