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世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒,而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,易溶于水、不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下:请回答下列问题。

(1)ClO2中所有原子      (填“是”或“不是”)都满足8电子结构。上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色,除去杂质气体可选用      。
A.饱和食盐水     B.碱石灰       C.浓硫酸       D.蒸馏水
(2)稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品,下列说法正确的是     。
A.二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理
B.应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期
C.稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围
D.在工作区和成品储藏室内,要有通风装置和监测及警报装置
(3)欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备,化学反应方程式为                           ,此法缺点主要是产率低、产品难以分离,还可能污染环境。
(4)我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠(NaClO2)反应制备,化学方程式是                         ,此法相比欧洲方法的优点是                         。
(5)科学家最近又研究出了一种新的制备方法,利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠,化学反应方程式为                                                     ,此法提高了生产及储存、运输的安全性,原因是                                                   。

(1)不是     C       (2)A、B、C、D 
(3)2NaClO3+4HCl(浓) =2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O 
(4)2NaClO2 + Cl2 ="2NaCl" + 2ClO2    安全性好,没有产生有毒副产品 
(5)H2C2O4+2NaClO3+H2SO4 = Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O
反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用

解析试题分析:(1)在ClO2中每个Cl原子与2个O原子形成了四对共用电子对。这样O原子得到了8电子的稳定结构,而Cl原子则是11个最外层电子。因此不是都满足8电子结构。在上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色 ,则该气体为NH3,除去该气体时要用酸性吸收剂来吸收。因此选项为C。(2)A. 高效“绿色”消毒剂二氧化氯。所以二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理。正确。B.由于二氧化氯是一种强氧化性气体,食品处于该环境中就可以防止被其它微生物腐蚀,因此能有效地延长食品贮藏期。正确。C.上述方法生产的二氧化氯不稳定,极易爆炸,要避免光照、震动或加热。使其使用大大受到了限制,而稳定性二氧化氯的出现必将会增加二氧化氯的使用范围,更好的发挥其强的氧化性。正确。D.二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时要避免光照、震动或加热。所以在工作区和成品储藏室内,要有通风装置和监测及警报装置。正确。(3)欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备ClO2的化学反应方程式为2NaClO3+4HCl(浓)=2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O。(4)我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠(NaClO2)反应制备ClO2的化学方程式是2NaClO2 + Cl2=2NaCl + 2ClO2。由方程式可以看出:此法因为不会产生有害气体Cl2,气态产物更少,爆炸性更小,因此相比欧洲方法的优点是安全性好,没有产生有毒副产品。(5)利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠制取ClO2的化学反应方程式为H2C2O4+2NaClO3+H2SO4 = Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O。此法由于在反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用,所以提高了生产及储存、运输的安全性。
考点:考查高效“绿色”消毒剂二氧化氯的分子结构、性质及各种制取方法以及优劣的比较的知识。

练习册系列答案
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硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)已知25℃时:SO2(g)+2CO(g)=2CO2(g)+1/xSx(s)  △H=akJ/mol
2COS(g)+SO2(g)=2CO2(g)+3/xSx(s)  △H=bkJ/mol。
则COS(g)生成CO(g)与Sx(s)反应的热化学方程式是                     。
(2)雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料。已知As2S3和HNO3有如下反应:As2S3+10H++ 10NO3?=2H3AsO4+3S+10NO2↑+ 2H2O,当生成H3AsO4的物质的量为0.6 mol反应中转移电子的数目为       ,
(3)向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中H2S、HS?、S2?的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与滴加盐酸体积的关系如下图所示(忽略滴加过程H2S气体的逸出)。

①B表示               。
②滴加过程中,溶液中微粒浓度大小关系正确的是      (填字母)。
a.c(Na+)= c(H2S)+c(HS?)+2c(S2?)
b.2c(Na+)=c(H2S)+c(HS?)+c(S2?)
c.c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS?)+c(S2?)]
③NaHS溶液呈碱性,当滴加盐酸至M点时,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为                                       。
(4)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示:

① 写出反应器中发生反应的化学方程式是                  。
② 电渗析装置如图所示,写出阳极的电极反应式              。该装置中发生的总反应的化学方程式是                。

甲、乙两同学研究Na2SO3溶液与FeCl3溶液反应的情况。

步骤
操作
现象
I
向2 mL 1 mol·L-1FeCl3溶液中加入一定量的Na2SO3溶液
溶液由棕黄色变为红褐色,
并有少量刺激性气味的气体逸出
 
(1)常温下,FeCl3溶液的pH_______7(填“<”、“>”或“=”)。
(2)分析红褐色产生的原因。
① 甲同学认为步骤I中溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3,用化学平衡移动原理解释溶液呈红褐色的原因:________。
② 乙同学认为可能是发生了氧化还原反应,完成并配平其反应的离子方程式:
Fe3+ +SO32- +     =F e2+ +       +     
乙同学查阅资料得知:
1.Fe2+与SO32-反应生成墨绿色的絮状沉淀FeSO3;
2.墨绿色的FeSO3与黄色的FeCl3溶液混合后,溶液呈红褐色。
 
(3)甲同学为了确认溶液呈红褐色的原因是生成了Fe(OH)3,设计并完成了如下实验:
步骤
操作
现象
II
用激光笔照射步骤I中的红褐色溶液
出现“丁达尔效应”
甲同学因此得出结论:溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3。而乙同学认为甲同学得出结论的证据仍然不足,乙同学的理由是________。
(4)为进一步确认Na2SO3溶液与FeCl3溶液反应的情况,乙同学设计并完成了如下实验:
步骤
操作
现象
III
向1 mol?L-1的FeCl3溶液中通入一定量的SO2
溶液由黄色变为红褐色
IV
用激光笔照射步骤III中的红褐色溶液
没有出现“丁达尔效应”
 
① 经检验步骤III中红褐色溶液含有Fe2+,检验Fe2+选用的试剂是_________(填字母)。
a.K3[Fe(CN)6] 溶液         b.KSCN溶液        c.KMnO4溶液
② 已知H2SO3是弱酸,请结合电离方程式说明步骤III中出现红褐色的原因:       。
(5)结论:由上述实验得知,甲、乙两同学所持观点均正确。

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