Question

13．实验室以空气（O₂体积分数20%）为原料，在无碳、无水的环境下，用下图A装置制备臭氧（3O₂$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$2O₃）．

（1）空气通入A装置之前，应先后通过上述装置中的D、C（填装置序号）．
（2）臭氧与碘化钾溶液反应为：2KI+O₃+H₂O=2KOH+I₂+O₂．将a处气体通入装置B，溶液中的现象为溶液出现紫红色．
（3）为测定O₂转化为O₃的转化率，将装置B中的溶液全部转入另一容器中，加入CC1₄，经萃取、分液、蒸馏、冷却、称重，得I₂固体0.254g．
①萃取操作所用玻璃仪器的名称分液漏斗．
②若实验时通入空气1.12L（标准状况），O₂的转化率为15%．
③测定时需在A、B装置间连接装置D，原因是除去臭氧中的氮的氧化物．
（4）工业上分离O₃和O₂，可将混合气体液化后再分离，下列分离方法合理的是B（填序号）．
A．过滤　B．分馏　C．分液　D．萃取
（5）臭氧可用于含CN^一碱性电镀废水的处理．第i步：CN^一转化为OCN^-；第ii步：OCN^一继续转化为CO₃^2一及两种单质气体．若第ii步转化时，O₃与OCN^-物质的质量之比为3：2，该步反应的离子方程式为2OH^-+3O₃+2OCN^-=2CO₃^2-+N₂+3O₂+H₂O．

Answer 1

分析 （1）O₂在无碳、无水的环境下制备臭氧，所以空气中的水和二氧化碳要先除去；
（2）O₃将碘化钾氧化成碘，据此判断碘化钾溶液的颜色变化；
（3）①萃取实验中要用分液漏斗；
②根据关系式I₂～0₃～$\frac{3}{2}$O₂，可计算出转化了的氧气的物质的量，根据转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%计算；
③在放电条件下，空气中的氧气有可能与氮气产生氮的氧化物，这些氮的氧化物能氧化碘化钾，所以要除去；
（4）由于0₃和0₂的沸点不同，所以可将混合气体液化后再分馏的方法进行分离；
（5）OCN^一继续转化为CO₃^2一及两种单质气体，这两种单质应为氮气和氧气，当O₃与OCN^-物质的质量之比为3：2时，根据电荷守恒可写出离子方程式．

解答 解：（1）O₂在无碳、无水的环境下制备臭氧，空气中的水和二氧化碳要先除去，所以空气通入A装置之前，应先后通过上述装置中的D和C，
故答案为：D；C；
（2）O₃将碘化钾氧化成碘，无色的碘化钾溶液会出现紫红色，
故答案为：溶液出现紫红色；
（3）①萃取实验中要用分液漏斗，
故答案为：分液漏斗；
②当I₂固体0.254g即0.001mol时，根据关系式I₂～0₃～$\frac{3}{2}$O₂，可知参加反应的氧气的物质的量为0.0015mol，实验时通入空气1.12L即0.05mol，其中氧气的物质的量为0.01mol，所以O₂的转化率为 $\frac{0.0015mol}{0.01mol}$×100%=15%，
故答案为：15%；
③在放电条件下，空气中的氧气有可能与氮气产生氮的氧化物，这些氮的氧化物能氧化碘化钾，所以测定时需在A，B装置间连接装置D，
故答案为：除去臭氧中的氮的氧化物；
（4）由于0₃和0₂的沸点不同，所以可将混合气体液化后再分馏的方法进行分离，故选B，
故答案为：B；
（5）OCN^-继续转化为CO₃^2-及两种单质气体，这两种单质应为氮气和氧气，当O₃与OCN^-物质的质量之比为3：2时，反应的离子方程式为：2OH^-+3O₃+2OCN^-=2CO₃^2-+N₂+3O₂+H₂O，
故答案为：2OH^-+3O₃+2OCN^-=2CO₃^2-+N₂+3O₂+H₂O．

点评 本题主要考查了物质的制备，除杂和提纯，题目难度中等，注意利用题目信息分析问题，培养了学生解决问题的能力．