题目内容

10．用二氧化氯（CLO2）、高铁酸钠 Na2FeO4摩尔质量为166g•mol-1等新型
净水剂替代传统的净水剂CL2对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术．在水处理过程中分别被还原为CL-和Fe3-．
（1）如果以单位质量的氧化剂所将到的电子数来表示消毒效率，那么，CLO2、Na2FeO4、CL2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是ClO2＞Cl2＞Na2FeO4．
（2）高铁酸钠之所以能用于水处理，除它本身具有强氧化性外，另一个原因可能是：高铁酸钠的还原产物Fe3+能水解生成Fe（OH）3胶体，能吸附水中悬浮物，从而净水．
（3）二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为-59℃，沸点为11.0℃，易溶于水．CLO2可以看做是亚氯酸（H CLO2）和氯酸（H CLO3）的混合酸酐．工业上用稍潮湿的K CLO3和草酸（H2C2O4）．在60℃时反应制得．某学生用如上图所示的装置模拟工业制取及收集CLO2，其中A为CLO2的发生装置；B为CLO2的收集装置，C中装NaOH 溶液，用于尾气处理．请回答：
①A部分还应添加温度控制（如水浴加热）装置，B部分还应补充什么装置（冰水）冷凝；
②C中发生反应的化学方程式为：2ClO2+2NaOH═NaClO2+NaClO3+H2O；
（4）Na2O2也有强氧化性，但一般不用于水处理．将0.5．moLNa2O2投入lOOmL 3mol/L．ALCL3溶液中：
①转移电子的物质的量为0.5mol；
②用一个离子方程式表示该反应10Na2O2+6Al3++6H2O=4Al（OH）3↓+2AlO2-+5O2↑+20Na+．

分析 （1）以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，设质量均为m，消毒效率分别为$\frac{m}{67.5}$×5、$\frac{m}{166}$×3、$\frac{m}{71}$×2×1；
（2）高铁酸钠被还原为铁离子，铁离子水解生成胶体，具有吸附性；
（3）①二氧化氯的沸点低，B为ClO2的凝集装置，B装置应降低温度；
②C为尾气吸收装置，可选择碱来吸收尾气，发生氧化还原反应；
（4）Na2O2投入到AlCl3溶液中，Na2O2和水发生氧化还原反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠与氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝为两性氢氧化物，可与氢氧化钠反应而溶解；
①发生氧化还原反应的是过氧化钠和水的反应，据此计算电子转移；
②0.5moLNa2O2投入lOOmL 3mol/LALCL3溶液中，2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑，生成氢氧化钠1molNaOH，n（Al3+）=0.1L×3mol/L=0.3mol，铝离子全部沉淀需要氢氧化钠0.9mol，过量的0.1mol氢氧化钠会溶解0.1mol氢氧化铝生成偏铝酸钠，定量直平书写离子方程式；

解答 解：（1）以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，设质量均为m，ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率分别为$\frac{m}{67.5}$×5、$\frac{m}{166}$×3、$\frac{m}{71}$×2×1；所以由大到小的顺序为ClO2＞Cl2＞Na2FeO4，故答案为：ClO2＞Cl2＞Na2FeO4；
（2）高铁酸钠之所以能净水，除它本身具有强氧化性外，另一个原因可能是高铁酸钠的还原产物Fe3+能水解生成Fe（OH）3胶体，能吸附水中悬浮物，从而净水，
故答案为：高铁酸钠的还原产物Fe3+能水解生成Fe（OH）3胶体，能吸附水中悬浮物，从而净水；
（3）①二氧化氯的沸点低，B为ClO2的凝集装置，B装置应补充（冰水）冷凝装置，故答案为：（冰水）冷凝；
②C为尾气吸收装置，可选择NaOH溶液来吸收尾气，发生氧化还原反应为2ClO2+2NaOH═NaClO2+NaClO3+H2O，
故答案为：2ClO2+2NaOH═NaClO2+NaClO3+H2O；
（4）将Na2O2投入AlCl3溶液中，发生的反应为：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑，氢氧化钠与氯化铝发生AlCl3+3NaOH=Al（OH）3↓+3NaCl，生成氢氧化铝沉淀，氢氧化钠溶液过量，可氢氧化铝反应而使沉淀溶解，反应的方程式为：Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，
①将0.5moLNa2O2投入lOOmL 3mol/L．ALCL3溶液中发生氧化还原反应是过氧化钠和水发生的，电子转移依据此反应定量关系计算，2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑，反应中每反应2mol过氧化钠电子转移2mol，则0.5moLNa2O2反应电子转移为0.5mol，
故答案为：0.5mol；
②0.5moLNa2O2投入lOOmL 3mol/LALCL3溶液中，2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑，生成氢氧化钠1molNaOH，n（Al3+）=0.1L×3mol/L=0.3mol，铝离子全部沉淀需要氢氧化钠0.9mol，过量的0.1mol氢氧化钠会溶解0.1mol氢氧化铝生成偏铝酸钠，直平法得到反应的离子方程式为：10Na2O2+6Al3++6H2O=4Al（OH）3↓+2AlO2-+5O2↑+20Na+，
故答案为：10Na2O2+6Al3++6H2O=4Al（OH）3↓+2AlO2-+5O2↑+20Na+．

点评 本题以氯及其化合物的性质考查氧化还原反应及物质的制备实验、氧化还原反应电子转移和定量配平书写离子方程式，把握习题中的信息及知识迁移应用为解答的关键，侧重学生综合应用能力及信息抽取和分析能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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10．海水晒盐的卤水中还有氯化镁，以卤水为原料生产镁的一中工艺流程如图所示．

回答下列问题：
（1）脱硫槽、搅拌槽均用于脱除卤水中的SO42-（填离子符号），M的主要成分是BaSO4（填化学式）．
（2）除溴塔中主要的离子方程式为Cl2+2Br-═2Cl-+Br2．
（3）沸腾炉①和②的主要作用是脱除氯化镁晶体中的部分水．沸腾炉③通入热氯化氢的主要目的是防止氯化镁晶体进一步脱水过程中发生水解．
（4）电解槽中阴极的电极反应方程式为Mg2++2e-═Mg．
（5）电解槽中阳极产物为氯气，该产物可直接用于本工艺流程中的除溴塔（除溴工段）．
1．某学生对Na2SO3与AgNO3在不同pH下的反应进行探究．
（1）测得Na2SO3溶液pH=10，AgNO3溶液pH=5，二者发生水解的离子分别是SO32-，Ag+．
（2）调节pH，实验记录如下：
实验pH现象
A10产生白色沉淀，稍后溶解，溶液澄清
B6产生白色沉淀，一段时间后，沉淀未溶解
C2产生大量白色沉淀，一段时间后，产生海绵状棕黑色物质X
查阅资料得知：
①Ag2SO3：白色，难溶于水，溶于过量Na2SO3的溶液
②Ag2O：棕黑色，不溶于水，能和酸反应，它和盐酸反应的化学方程式为：Ag2O+2HCl=2AgCl+H2O．
（3）该同学推测a中白色沉淀为Ag2SO4，依据是空气中的氧气可能参与反应，则生成硫酸银沉淀的离子方程式为4Ag++2SO32-+O2=2Ag2SO4↓．
该同学设计实验确认了a、b、c中的白色沉淀不是Ag2SO4，实验方法是：取b、c中白色沉淀，置于Na2SO3溶液中，沉淀溶解．另取Ag2SO4固体置于足量Na2SO3溶液中，未溶解．
（4）将c中X滤出、洗净，为确认其组成，实验如下：
I．向X中滴加稀盐酸，无明显变化
Ⅱ．向X中加入过量浓HNO3，产生红棕色气体
Ⅲ．用Ba（NO3）2溶液、BaCl2溶液检验Ⅱ中反应后的溶液，前者无变化，后者产生白色沉淀．
①实验I的目的是证明不是氧化银．
②根据实验现象，分析X是Ag．
③Ⅱ中反应的化学方程式是Ag+2HNO3（浓）=AgNO3+NO2↑+H2O．
（5）该同学综合以上实验，分析产生X的原因，认为随着酸性的增强．+4价硫的还原性增强，能被+1价银氧化．通过进一步实验确认了这种可能性，实验如下：
①通入Y后，瓶中白色沉淀转化为棕黑色，气体Y是SO2．
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18．丙酮是一种常用的有机溶剂，也是合成很多有机化合物的重要原料．由丙酮合成药物G的路线如图：

（1）写出化合物C中官能团的名称碳碳双键、羰基；化合物G的分子式为C10H16O3．
（2）反应①的类型为加成反应，反应⑥的类型为氧化反应．
（3）反应①还会得到另一产物H，其分子式为C8H14O2，写出H的结构简式．
（4）反应⑥的产物为F和CH3COOH（写结构简式）．
（5）一分子G消去一分子水可得物质J，同时满足下列条件的J的同分异构体共有11种．
①能与FeCl3溶液发生显色反应；   ②苯环上的取代基有2种共4个．
（6）以CH3OH、CH≡CH为原料合成聚丙烯醇，写出合成流程图（无机试剂任用）．合成流程图示例如下：CH2=CH2$\stackrel{HBr}{→}$CH3CH2Br$→_{△}^{NaOH溶液}$CH3CH2OH．
5．下列有关说法正确的是（　　）
A．pH=5的NH4Cl溶液或醋酸溶液中，由水电离出的 c（H+）均为10-9mol•L-1
B．常温下，将pH=3的醋酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后，pH＞7
C．在c（H+）：c（OH-）=1：l012的溶液中，Na+、I-、NO3-、SO42-能大量共存
D．0.1 mol•L-1 Na2CO3溶液和0.1 mol•L-1 NaHSO4溶液等体积混合，溶液中：c（Na+）+c（H+）=c（CO32-）+c（SO42-）+c（HCO3-）+c（OH-）
15．脱落酸是一种抑制生长的植物激素，因能促使叶子脱落而得名，其结构如图所示：则有关脱落酸的说法正确的是 （　　）
A．脱落酸的化学式C15H18O4
B．脱落酸只能和醇类发生酯化反应
C．1 mol 脱落酸最多可以和2 mol 金属钠发生反应
D．1 mol 脱落酸最多可以和2 mol 氢气发生加成反应
2．A、B、C、D、E为周期表前20号主族元素，原子半径依次减小，其中A和E同族，A、B原子最外层电子数之比为1：4，A和C能形成一种既含离子键又含非极性共价键的化合物，A与C、B与E原子的电子层数都相差2．下列说法正确的是（　　）
A．D是非金属性最强的元素
B．B的单质有多种同分异构体，其中一种是自然界中最坚硬的物质
C．B的氢化物的稳定性大于D的氢化物
D．A与C只能够形成两种化合物
4．高纯度的氢氧化镁广泛应用于医药、电力等领域．镁硅酸盐矿石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：

己知1：溶液I中除MgSO4外，还含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等离子
2：几种金属阳离子的氢氧化物沉淀时的pH如下表所示：
Fe3+Al3+Fe2+Mg2+
开始沉淀时1.53.36.59.4
沉淀完全时3.75.29.712.4
（1）Mg在周期表中的位置第三周期ⅡA族，Si的原子结构示意图为．
（2）向溶液I中加入X的作用是调节溶液pH．
（3）向溶液I中加入的两种试剂先后顺序是H2O2、MgO[Mg（OH）2或MgCO3]（填化学式）．
（4）加入H2O2溶液反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
（5）如图是溶液Ⅱ中Mg2+转化率随温度t的变化示意图：

①向溶液Ⅱ中加入氨水反应的离子方程式是Mg2++2NH3•H2O=Mg（OH）2↓+2NH4+．
②t1前Mg2+转化率增大的原因是镁离子与氨水反应是吸热反应，升高温度，平衡右移，Mg2+转化率增大；t1后Mg2+转化率下降的原因是（用化学方程式表示）NH3•H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O．
5．草酸晶体（H2C2O4•2H2O）无色，易溶于水，熔点为101℃（失水后能升华），170℃以上分解．其钠、钾、铵盐均易溶于水，而钙盐难溶于水．某实验探究小组对草酸晶体进行加热，并验证其分解产物．

（1）加热草酸晶体最适宜选用c（填装置编号）（图1），不选其它装置的原因是：草酸晶体熔点为101℃，加热熔化为液体从导气管中流出，所以不用a；当170℃以上草酸晶体失去结晶水而成固体，分解生成的水蒸气在试管口冷凝为液体，流回到热的试管底部，使试管炸裂，故b不用．
（2）若将产生的气体直接通入澄清石灰水来检验分解产物中是否含CO2，请你评价正确与否并作简要的解释不正确，草酸受热升华，草酸蒸气进入澄清石灰水生成难溶于水的草酸钙沉淀．
（3）用下列装置（图2）检验草酸的分解产物H2O（g）、CO2和CO．将这种混合气体依次通过d、ca、bf、ek、jg（或h）、h（或g）a、bi（填下列装置中接口的字母，可重复使用）．
（4）能否依据Fe2O3质量的减轻来计算分解产生CO的量？不能，其原因是：生成的CO没有完全与Fe2O3反应．
（5）有同学设计下列装置来证明Fe2O3反应后的固体中含有单质铁，你认为可行吗？可行，其原因是：Fe2O3反应后的固体中，只有单质铁才能与稀盐酸反应放出气体；图3中安全漏斗的作用是加盐酸时弯管处存有液体，防止产生的气体从漏斗中逸出．
（6）设计实验证明草酸是弱酸：常温下测定已知浓度c（H2CO4）溶液的pH，若溶液pH＞-lgc（H2CO4），常温下测定已知浓度c（H2CO4）溶液的pH，若溶液pH＞-lgc（H2CO4），则H2CO4为弱酸或弱电解质存在电离平衡、不完全电离等性质，测定草酸钠溶液的PH，如大于7，则为弱酸．

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