题目内容

10．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，同时需要避免光照、震动或加热．实验室以电解法制备ClO2的流程如图：

（1）ClO2中所有原子不是（填“是”或“不是”）都满足8电子结构．如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C．
A．饱和食盐水    B．碱石灰    C．浓硫酸    D．四氯化碳
（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ABCD．
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2NaClO3+4HCl（浓）═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O．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2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2，此法相比欧洲方法的优点是安全性好，没有产生毒副产品．
（5）科学家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H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O．此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用．

分析 （1）Cl最外层7个电子，只有1个单电子，O最外层6个电子，含2个单电子；产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，为氨气，可选酸来除杂；
（2）高效“绿色”消毒剂二氧化氯，可推广使用，代替氯气；
（3）氯酸钠氧化浓盐酸生成氯化钠、氯气、二氧化氯、水；
（4）氯气与固体亚氯酸钠（NaClO2）反应，生成氯化钠和二氧化氯；
（5）用硫酸酸化的草酸（H2C2O4）溶液还原氯酸钠，反应生成硫酸钠、二氧化碳、二氧化氯、水，以此来解答．

解答 解：（1）Cl最外层7个电子，只有1个单电子，O最外层6个电子，含2个单电子，则O原子不能满足8电子稳定结构，产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，为氨气，可选酸来除杂，只有C中浓硫酸符合，
故答案为：不是；C；
（2）A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理，代替氯气，为“绿色”消毒剂，故A正确；
B．应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期，能杀菌消毒，故B正确；
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，便于运输和应用，故C正确；
D．二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装，故D正确；
故答案为：A、B、C、D；
（3）氯酸钠氧化浓盐酸生成氯化钠、氯气、二氧化氯、水，该反应方程式为：2NaClO3+4HCl（浓）═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O，
故答案为：2NaClO3+4HCl（浓）═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O；
（4）氯气与固体亚氯酸钠（NaClO2）反应，生成氯化钠和二氧化氯，该反应为2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2，该法相比欧洲方法的优点为安全性好，没有产生毒副产品，
故答案为：2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2；安全性好，没有产生毒副产品；
（5）用硫酸酸化的草酸（H2C2O4）溶液还原氯酸钠，反应生成硫酸钠、二氧化碳、二氧化氯、水，该反应为H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O，此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用，
故答案为：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．

点评 本题考查制备方案的设计方法，题目难度中等，涉及电子式、物质除杂、氧化还原反应的书写、优化条件选择及评价等知识，注意把握所给信息来分析解答，侧重学生解决新问题能力的考查，将知识活学活用为解答的关键．

练习册系列答案
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20．为确定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，可通过加热分解得到的CO2质量进行计算，某同学设计的实验装置示意图如下：

请回答：
（1）仪器a的名称是干燥管
（2）装置B中冰水的作用是冷凝反应生成的水蒸气
（3）该同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是AC
A．样品分解不完全
B．装置B、C之间缺少CO2的干燥装置
C．产生CO2气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收
D．反应完全后停止加热，通入过量的空气．
1．阿斯巴甜（APM）是一种较适合糖尿病患者食用的蔗糖代替品，其一种合成路线如图，其中A、B、C、D、E均为有机物，部分反应条件和产物已略去．

已知：①由C、H、O三种元素组成的二元羧A，相对分子质量为116，其羧连接在不同碳原子上，且核磁共振氢谱有两个面积相等的吸收峰．
②C、D所含官能团相同；D为单取代芳香化合物，是大豆蛋白水解的最终产物之一，其分子式为C9H11NO2，且分子中不含甲基．
回答下列问题：
（1）A的分子式为C4H4O4，结构简式为HOOC-CH=CH-COOH．
（2）反应①的化学方程式为．C中所含官能团的名称为羧基、氨基．
（3）D通过醋化反应生成E，反应的化学方程式为．
（4）APM是一种二肽，上述过程中APM可能的结构简式为和．
（5）D物质的同分异构体有多种，能同时满足下列条件的共有15种（不含立体异构）．
①苯环上有两个取代基   ②分子中含有硝基．
18．下列实验操作能达到相应实验目的是（　　）
选项实验操作实验目的
A将二氧化硫气体通入紫色石蕊试液中，观察溶液颜色变化证明二氧化硫具有漂白性
B向2mL 1mol•L-1NaOH溶液中先加入3滴1mol•L-1 FeCl3，再加入3滴1mol•L-1MgCl2溶液证明K[Mg（OH）2]＞K[Fe（OH）3]
C相同条件下，向两支盛有相同体积不同浓度H2O2溶液的试管中分别滴入适量相同浓度的CuSO4溶液和FeCl3溶液探究Cu2+、Fe3+对H2O2分解速率的影响
D向2mL品红溶液和2mL加入少许醋酸的品红溶液中分别滴入3滴NaClO的84消毒液，观察红色褪色的快慢证明溶液pH的减少，84消毒液的氧化能力增强
A．AB．BC．CD．D
5．如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素（H2NCONH2，氮元素显-3价）的化学能直接转化为电能，并生成对环境无害物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中不正确的是（　　）
A．H十透过质子交换膜由左向右移动
B．铜电极应与Y相连接
C．M电极反应式：H2NCONH2+H2O-6e-═CO2↑+N2↑+6H+
D．当N电极消耗0.25 mol气体时，则铁电极增重16g
15．（1）下列关于工业生产说法正确的是BC．（填序号）
A．在侯氏制碱工业中，向饱和氯化钠溶液中先通二氧化碳，后通氨气
B．在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中，皆采用循环操作提高原料利用率
C．在氯碱工业，电解槽被离子交换膜隔成阴极室和阳极室
D．工业上采用电解熔融氯化铝的方法制取金属铝
E．石油裂化属于化学变化，主要目的是为了获得短链不饱和气态烃
（2）我国规定饮用水质量标准规定必须符合下表中要求：
pHCa2+、Mg2+总浓度细菌总数
6.5～8.5＜0.004 5mol•L-1?＜100个•mL-1?
以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图：

①原水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等，加入石灰生成Ca（OH）2，进而发生若干复分解反应，写出其中的离子方程式（只要求写出两个）：HCO3-+OH-═CO32-+H2O；Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓．
②FeSO4•7H2O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成胶状Fe（OH）3沉淀；通入二氧化碳的目的是除去Ca2+和调节pH．
③气体A的作用是杀菌消毒，通常可以用Ca（ClO）2 替代A，下列物质中ac同样可以作为气体A的代用品（填编号，多选倒扣）．
a．ClO2     b．浓氨水       c．K2FeO4        d．SO2．
2．常温下，将0.20mol/L H2X溶液与0.20mol/L NaOH溶液等体积混合，所得溶液pH=3.6，继续滴加NaOH溶液至pH=4.0时，部分粒子浓度如下图所示．下列说法错误的是（　　）
A．图中a代表Na+，d代表H2X分子
B．H2X为二元弱酸，HX-的电离程度大于水解程度
C．混合溶液pH=3.6时：c（H+）+c（H2X）=c（X2-）+c（OH-）
D．继续滴加NaOH溶液至pH=7.0时：c（Na+）＞c（HX-）+2c（X2-）
19．某溶液含有下列离子中的若干种：H+、NH4+、Fe3+、Ba2+、Al3+、CO32-、Cl-、OH-、NO3-．向该溶液中加入铝粉，只放出H2，则溶液中能大量存在的离子最多有（　　）
A．7种B．6种C．5种D．4种
20．室温下，分别用0.1mol•L-1溶液进行下列实验，结论不正确的是（　　）
A．向NaHCO3溶液中通CO2至pH=7：c（Na+）=c（HCO3-）+2c（CO32-）
B．向CH3COONa溶液中加入等浓度等体积的盐酸：c（Na+）=c（Cl-）
C．向NaHSO4溶液中加入等浓度等体积的Ba（OH）2溶液：pH=13
D．向氨水中加入少量NH4Cl固体：$\frac{c（N{H}_{4}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$增大

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