题目内容

10．Ⅰ．已知ClO2是易溶于水难溶于有机溶剂的气体，常用于自来水消毒．实验室制备ClO2是用亚氯酸钠固体与氯气反应：2NaClO2+C12═2ClO2+2NaCl，装置如图1所示：

（1）烧瓶内可发生的反应的化学方程式：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（2）B、C、E装置中的试剂依次为cbd
a、NaOH溶液  b、浓硫酸  c、饱和食盐水  d、CCl4    e、饱和石灰水
（3）以下装置如图2既能吸收尾气又能防止倒吸的是②③⑤
Ⅱ．用ClO2处理后的自来水中，ClO2的浓度应在0.10～0.80mg•L-1之间．用碘量法检测水中C1O2浓度的实验步骤如下：取100mL的水样加稀硫酸调节pH至1～3，加入一定量的碘化钾溶液，振荡，再加入少量指示剂后，用1.0×10-4mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定（己知：2S2O32-+I2═S4O62-+2I-）．
（4）加入的指示剂是淀粉溶液，达到滴定终点时的现象是滴入最后一滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色变为无色（或蓝色褪去），半分钟内不恢复原来的颜色
（5）碘化钾反应的离子方程式是2ClO2+8H++10I-=2Cl-+4H2O+5I2．
（6）已知滴定终点时，消耗Na2S2O3溶液16.30mL，则水样中C1O2的浓度是0.22mg•L-1．

分析 Ⅰ．由题目中所给信息和实验装置图可知：本实验首先用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2，反应的方程式为MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2++Cl2↑+2H2O，经除杂、干燥后在D中亚氯酸钠固体反应生成ClO2，B装置除去氯气中的氯化氢，C装置用浓硫酸进行干燥，由于Cl2易溶于CCl4液体，E用于除去ClO2中的未反应的Cl2，最后用向上排空法、或排水法收集，并注意气体的性质和装置来分析防止倒吸的装置．
（1）实验室用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2，两者反应生成二氯化锰、氯气、水；
（2）氯化氢易挥发，浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2，氯气中混有氯化氢，可用饱和食盐水除去气体中混有的HCl杂质，因氯气从溶液中制取，所以氯气中混有水蒸气，浓硫酸干燥除去水，E用于除去ClO2中的未反应的Cl2；
（3）吸收尾气时，导管伸入吸收液中，对于氯气能溶于水的气体，易发生倒吸，为了防止倒吸，可以在导管中连接体积较大的容器，注意②CCl4液体能缓冲起防倒吸作用；
Ⅱ．（4）碘与淀粉变蓝，用淀粉溶液作指示剂，反应中生成碘单质显示蓝色，反应后无碘单质，蓝色褪去；
（5）根据I-被氧化为I2，ClO2-还原为Cl-书写离子方程式；
（6）根据关系式2ClO2～10I-～10S2O32-先计算出ClO2的物质的量，然后再计算出浓度．

解答 解：Ⅰ．（1）实验室用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2，浓盐酸盛装在分液漏斗中，烧瓶内为MnO2，浓盐酸和MnO2在加热条件下反应生成二氯化锰、氯气、水，反应方程式为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，
故答案为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；
（2）生成的氯气中混有HCl和水，为制备纯净干燥的氯气，根据氯气不溶于饱和食盐水的性质，可用饱和食盐水除去气体中混有的HCl杂质，然后用浓硫酸干燥除去水，由于Cl2易溶于CCl4液体，E用于除去ClO2中的未反应的Cl2，所以B、C、E装置中的试剂依次为：饱和食盐水、浓硫酸、CCl4，
故答案为：cbd；
（3）ClO2是一种易溶于水的气体，尾气吸收时要防止倒吸，导气管不能插入到液面以下，③⑤符合，②CCl4液体能缓冲起防倒吸作用，
故答案为：②③⑤；
Ⅱ．（4）根据题意发生反应：2ClO2+8H++10I-=2Cl-+4H2O+5I2，2S2O32-+I2═S4O62-+2I-可知，滴定过程中出现了碘单质，碘与淀粉变蓝，故选淀粉做指示剂，滴定到终点时，碘单质正好反应完，故滴定达到终点时溶液的颜色变化为溶液蓝色褪去，且30秒内不恢复蓝色，
故答案为：淀粉溶液，滴入最后一滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色变为无色（或蓝色褪去），半分钟内不恢复原来的颜色；
（5）用I-将溶液中的ClO2还原为Cl-以测定水样中C1O2的浓度，则I-被氧化为I2，氯从+4价降为-1价，碘离子从-1价被氧化为0价，故该反应的离子方程式为2ClO2+8H++10I-=2Cl-+4H2O+5I2，
故答案为：2ClO2+8H++10I-=2Cl-+4H2O+5I2；
（6）根据题意发生反应：2ClO2+8H++10I-=2Cl-+4H2O+5I2，2S2O32-+I2═S4O62-+2I-可知，
2ClO2～10I-～10S2O32-
2            10
3.26×10-7mol 1.0×10-4 mol/L×0.01630L
100mL的水样中m（ClO2）=n（ClO2）×M（ClO2）=3.26×10-7mol×67.5×103mg•mol-1≈0.022mg，则水样中C1O2的浓度是0.22mg•L-1，
故答案为：0.22．

点评 本题以实验室制备ClO2为载体，考查了气体的制备、除杂、收集等实验操作，题目难度中等，学习中注意把握化学实验基本操作，做该类题目时把握实验目的和实验原理是解答题目的关键．

练习册系列答案
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20．在某些火箭发射的过程中常用肼（N2H4）为燃料．0.1mol N2H4（气态）在O2（气态）中燃烧生成N2（气态）和H2O（气态），放出53.4kJ的热量．又知：H2O（g）=H2O（l）△H=-44KJ．mol-1．则下列热化学方程式正确的是（　　）
A．N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）；△H=+534 kJ•mol-1
B．N2H4（l）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）；△H=-534 kJ•mol-1
C．N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（l）；△H=-534 kJ•mol-1
D．N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（l）；△H=-622 kJ•mol-1
1．如图是合成高聚酚酯的原料，其合成路线（部分反应条件略去）如所示：

已知：
i．CH3CH=CH2$→_{O_{2}}^{催化剂}$CH3CHO+HCHO
ii．RCHO$\stackrel{HCN}{→}$$→_{△}^{H_{2}O/H+}$
（1）A的名称为甲醛，B含有的官能团是醛基．
（2）②的反应类型是加成反应．
（3）①的反应的化学方程式为．
（4）③的反应的化学方程式为n$→_{△}^{催化剂}$+H2O．
（5）D的结构简式为，与D互为同分异构体且含有碳碳双键的苯的二取代物有6种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为2：1：2：2：1的结构简式是（任写一种）．
（6）参照上述合成路线，写出以C2H5OH为原料合成乳酸（）的
路线（其它试剂任选，合成路线常用的表示方式为：A$→_{反应条件}^{反应试剂}$B…$→_{反应条件}^{反应试剂}$目标产物）．
18．NA为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）
A．1 mol-OH（羟基）与l mol NH4+中所含电子数均为10NA
B．25℃时，100 mL pH=l的稀硫酸中，含有的H+数目为0.01 NA
C．室温下，1 L pH=13的NaOH溶液中，由水电离的OH-离子数目为0.1 NA
D．标准状况下，2.24LNO2和N2O4混合气体中含0.2 NA个氧原子
5．氮及其化合物与人类生产、生活息息相关．回答下列问题：
（1）基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是洪特规则．前4周期元素中，基态原子核外电子排布成单电子数最多的元素的价层电子排布式为3d54s1．
（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是N＞O＞C
（3）N2F2分子中N原子的杂化方式是sp2杂化，l mol N2F2含有3molσ键．
（4）NF3的键角＜NH3的键角（填“＜”“＞”或“=”），原因是F元素电负性比H大，NF3中N周围电子密度小于NH3中N周围电子密度．
（5）NH4BF4（氟硼酸铵）是合成氮化硼纳米管的原料之一．l mol NH4BF42mol配位键．
（6）安全气囊的设计原理为6NaN3+FeIO3$\frac{\underline{\;撞击\;}}{\;}$Na2O+2Fe+9N2↑
①等电子体的原理是：原子总数相同，价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质．写出两种与N3-互为等电子体的分子或离子CO2、CNO-．
②Na2O的晶胞结构如图所示，品胞边长为566pm，晶胞中氧原子的配位数为8，Na2O晶体的密度为$\frac{4×62}{6.02×1{0}^{23}×（566×1{0}^{-10}）^{3}}$g•cm-3（只要求列算式，不必计算出结果）
15．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．1molNa与O2完全反应生成Na2O和Na2O2的混合物，转移电子NA，生成物中离子总数为2NA
B．1LpH=2的NaHSO3溶液中，由水电离的H+数目为0.01 NA 个
C．1.5gCH3+里含有的电子数目为NA
D．62g白磷中含有P_P键的数目为3NA
2．聚乙酸乙烯酯广泛用于制备涂料、粘合剂等，它和高聚物K的合成路线如下：

其中J物质与氯化铁溶液能发生显色反应，且苯环上的一元取代物有两种．
已知：
①当羟基与双键碳原子相连时，易发生如下转化RCH=CHOH→RCH2CHO
②一ONa连在烃基上不会被氧化
请回答下列问题：
（1）化合物H中官能团的名称醛基，写出G的结构简式CH3COOCH═CH2．
（2）上述变化中G→C+F 的反应类型是取代反应或水解反应；J在-定条件下能生成高聚物K，K的结构简式是．
（3）下列有关说法正确的是a．
a．1mol A 完全燃烧消耗10.5mol O2
b．J与足量的碳酸氢钠溶液反应能生成相应的二钠盐
c．D→H 的试剂通常是KMnO4 酸性溶液
d．J能发生加成、消去、取代、氧化等反应
（4）写出B→C+D反应的化学方程式：．
（5）同时符合下列条件的A的同分异构体有14种．
I．含有苯环     II．能发生银镜反应       III．能发生水解反应．
19．硫酸的工业制备是一个重要的化工生产过程，但在生产过程中会产生大量污染，需要在生产工艺中考虑到绿色工艺．以硫酸工业产生的二氧化硫尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵为原料可以合成硫化钙、硫酸铵、亚硫酸铵等物质．合成路线如下：

（1）写出反应Ⅰ的化学方程式2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2．
（2）反应Ⅲ中每生成lmol硫化钙理论上转移电子数8NA；为充分利用副产品CO，有人提出以熔融的K2C03为电解质，设计燃料电池，请写出此电池的负极反应CO+CO32--2e-=2CO2．
（3）为检验反应Ⅱ得到的产品是否因部分被氧化而变质，需选择的化学试剂有稀盐酸、BaCl2溶液．
（4）根据合成流程，可以循环利用的是CaCO3．
（5）（NH4）2SO3溶液可用于电厂产生的烟道气的脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统．写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的离子方程式2NO2+4SO32-=N2+4SO42-．
20．航天服材料以氨纶和尼龙为主，其中尼龙-1010的结构简式为，下列有关尼龙-1010的说法正确的是（　　）
A．尼龙-1010是通过加聚反应制成的
B．尼龙-1010是单体是H2N（CH2）10NHCO（CH2）8COOH
C．尼龙-1010是通过缩聚反应制成的
D．制作舱外航天服的材料要质轻，方便在舱外行走

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