题目内容
【题目】实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I- 等)中回收碘,实验过程如下:
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(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为___________;该操作将I2还原为I-的目的是________。
(2)操作X的名称为__________。
(3)氧化时,在三颈瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40℃左右反应(实验装置如图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是________;仪器a的名称为__________;仪器b中盛放的溶液为________。
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(4)已知:
;某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、
中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO3-的实验方案(实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液)。
①取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在;
②______________________;
③另从水层中取少量溶液,加入1-2mL淀粉溶液,加盐酸酸化后,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝说明废水中含有IO3-;否则说明废水中不含有IO3-。
(5)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂和水处理剂。现用氧化酸性含废液回收碘。完成ClO2氧化I-的离子方程式:_____ClO2+ ____I-+_______=_____
+_____Cl-+(_________)________。
(6)“碘量法”是一种测定S2-含量的有效方法。立德粉ZnS·BaSO4是一种常用的白色颜料,制备过程中会加入可溶性的BaS,现用“碘量法”来测定立德粉样品中S2-的含量。称取m g样品,置于碘量瓶中,移取25.00mL 0.1000mol/L 的I2-KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.1000mol/L Na2S2O3 滴定,反应式为
。测定消耗Na2S2O3溶液体积V mL。立德粉样品S2-含量为__________(写出表达式)
【答案】
使CCl4中的碘进入水层 分液 使氯气在溶液中有较大的溶解度 球形冷凝管 NaOH溶液 水层取少量溶液,加入1-2mL淀粉溶液,加入盐酸酸化,滴入FeCl3溶液,若溶液变蓝色,说明废水中含有I-,否则不含I- 2 10 8H+ 5 2 4 H2O
【解析】
(1)碘具有氧化性,能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠,自身被还原为碘离子,离子反应方程式为SO32-+ I2 + H2O = 2I-+ SO42-+ 2H+;碘微溶于水,而碘离子易溶于水,为了使更多的碘元素进入水溶液中应该将碘还原为碘离子,使CCl4中的碘进入水层;
(2)四氯化碳属于有机物,水属于无机物,二者不互溶,分离互不相溶的液体,用分液的方法;
(3)碘容易升华,且氯气的溶解度随着温度的升高而减小,温度越高,氯气的溶解度越小,反应越不充分,所以应该在低温条件下进行反应,氯气和碘蒸气都有毒,不能直接排入空气,且都能与氢氧化钠溶液反应生成无毒物质;仪器a的名称为球形冷凝管;仪器b中盛放的溶液为NaOH溶液,吸收末反应的氯气;
(4)碘离子具有还原性,能被氧化剂氧化生成碘,碘酸根离子具有氧化性,能被还原剂还原生成碘,碘遇淀粉试液变蓝色,所以其检验方法为:从水层取少量溶液,加入1-2mL淀粉溶液,加入盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,2I-+2Fe3+=2Fe2++I2,若溶液变蓝色,说明废水中含有I-,否则不含I-;另从水层取少量溶液,加入1-2mL淀粉试液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,5SO32-+2 IO3-+2H+=I2+5SO42-+H2O,若溶液变蓝色,说明废水中含有IO3-,否则不含IO3-;
(5)①用ClO2氧化酸性含I-废液回收碘,是二氧化氯在酸溶液中氧化碘离子生成碘单质,二氧化氯被还原为氯离子,ClO2~Cl-~5e-,2I-~I2~2e-,反应的离子方程式为:2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O;
(6)根据化合价升降相等列关系式,设硫离子物质的量为n mol,则
S2-~~~~~~~~~I2 2S2O32-~~~~~~~~~~~ I2
1 1 2 1
n mol n mol 0.1V×10-3mol
×0.1V×10-3mol
n+
×0.1V×10-3mol=25×0.1V×10-3mol,得n=(25-
V)×0.1V×10-3mol;
则样品中硫离子含量为:
=
。
【题目】优化反应条件是研究化学反应的重要方向。
(1)以硫代硫酸钠与硫酸的反应Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O为例,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验方案如下表所示。
实验序 号 | Na2S2O3溶液 | H2SO4溶液 | 蒸馏水 | 温度/℃ | ||
浓度/(mol/L) | 体积/mL | 浓度/(mol/L) | 体积/mL | 体积/mL | ||
Ⅰ | 0.1 | 1.5 | 0.1 | 1.5 | 10 | 20 |
Ⅱ | 0.1 | 2.5 | 0.1 | 1.5 | 9 | a |
Ⅲ | 0.1 | b | 0.1 | 1.5 | 9 | 30 |
①表中,a为______,b为______。
②实验表明,实验Ⅲ的反应速率最快,支持这一结论的实验现象为_______。
③硫代硫酸钠可用于从含氧化银的矿渣中浸出银,反应如下:Ag2O+4S2O32-+H2O2[Ag(S2O3)2]3-+2OH-。在实际生产中,为了提高银的浸出率需要调节pH的范围为8.5~9.5,解释其原因:_________。
(2)工业上常用空气催化氧化法除去电石渣浆(含 CaO)上清液中的S2-,并制取石膏(CaSO42H2O),其中的物质转化过程如图所示。
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①过程Ⅰ、Ⅱ中,起催化剂作用的物质是_________。
②过程Ⅱ中,反应的离子方程式为________。
③根据物质转化过程,若将10L上清液中的S2-转化为SO42-(S2-浓度为320mg/L),理论上共需要标准状况下的O2的体积为_______L。
【题目】一定温度下,在三个容积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g),各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示,反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随间变化关系如下图所示。
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容器 | 温度/℃ | 起始物质的量浓度/mol·L-1 | |||
NO(g) | CO(g) | N2 | CO2 | ||
甲 | T1 | 0.10 | 0.10 | 0 | 0 |
乙 | T1 | 0 | 0 | 0.10 | 0.20 |
丙 | T2 | 0.10 | 0.10 | 0 | 0 |
下列说法正确的是
A. 该反应的正反应为吸热反应
B. 乙容器中反应达到平衡时,N2的转化率大于40%
C. 达到平衡时,乙容器中的压强一定大于甲容器的2倍
D. 丙容器中反应达到平衡后,再充入0.10mol NO和0.10mol CO2,此时v(正)>v(逆)
【题目】某课外兴趣小组进行电解原理的实验探究,做了如下的实验:以铜为电极,按如图所示的装置电解饱和食盐水。
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实验现象:接通电源30 s内,阳极附近出现白色浑浊,之后变成橙黄色浑浊,此时测定溶液的pH约为10。一段时间后,试管底部聚集大量红色沉淀,溶液仍为无色。
查阅资料:
物质 | 氯化铜 | 氧化亚铜 | 氢氧化亚铜(不稳定) | 氯化亚铜 |
颜色 | 固体呈棕色,浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色 | 红色 | 橙黄色 | 白色 |
*相同温度下CuCl的溶解度大于CuOH
下列说法错误的是
A. 反应结束后最终溶液呈碱性
B. 阴极上发生的电极反应为:2H2O + 2e═ H2↑+ 2OH
C. 电解过程中氯离子移向阳极
D. 试管底部红色的固体具有还原性
【题目】二氧化氯(ClO2)是一种新型消毒剂,可用氯酸钠(NaClO3)为原料制备。
(1)隔膜电解法制备ClO2的装置示意图如下:
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已知:ClO2在酸性溶液中比较稳定,在碱性溶液中不能稳定存在。
①产生O2的电极反应式:________。
②结合反应方程式,简述ClO2的产生过程:_________。
(2)过氧化氢还原法制备ClO2:
研究发现Cl-对上述反应有影响,实验记录如下:
加入NaCl 的浓度/(g·L1) | ClO2的生成速率/(g·L-1·min-1) | 相同时间 | |||
10 min | 30 min | 60 min | ClO2 产率/% | Cl2 的量 | |
0 | 0.0035 | 0.0124 | 0.0159 | 97.12 | 极微量 |
1.00 | 0.0138 | 0.0162 | 0.0163 | 98.79 | 极微量 |
①NaCl的主要作用是_______。
②上述反应可能的过程如下:
反应i:
+
+ +
反应ii: Cl2 + H2O2 = 2Cl- + O2↑ + 2H+
将反应i填写完整_________。
③进一步研究发现,未添加Cl-时,体系中首先会发生反应生成Cl-,反应为:ClO3- + 3H2O2 = Cl- + 3O2↑+3H2O(反应iii)。分析反应i、ii、iii的速率大小关系并简要说明理由:_________。
(3)国家规定,饮用水中ClO2的残留量不得高于0.8 mg·L-1,检测步骤如下:
Ⅰ.取1.0L的酸性水样,加入过量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,使ClO2转化为
。加入淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.用0.0010 mol/LNa2S2O3溶液滴定步骤I中产生的I2。已知:步骤II中发生反应的离子方程式是![]()
①步骤I中发生的氧化还原反应的离子方程式是________。
②当步骤II中出现________(填现象)时,停止滴加Na2S2O3溶液,记录其体积为10.00 mL。
③上述水样中ClO2的残留浓度是______mg·L-1。