1.ClO2是一種廣譜、高效的殺菌消毒劑,熔點(diǎn)為-59℃,沸點(diǎn)為11.0℃,不穩(wěn)定,易溶于水.某研究小組在60℃時用硫鐵礦還原氯酸鈉制取并收集二氧化氯如圖1.

(1)三頸燒瓶中加入NaClO3溶液、濃H2SO4,通入空氣,溫度為60℃時,通過固體加料器緩慢勻速加入硫鐵礦粉末.反應(yīng)開始時燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式如下,請配平:
15 ClO3-+1 FeS2+14 H+=15 ClO2+1 Fe3++2 SO42-+7 H2O
(2)凝集裝置B必須添加溫度控制裝置,應(yīng)該是冰水浴裝置.
(3)裝置D的作用是檢驗(yàn)ClO2是否吸收完全.
(4)反應(yīng)后在裝置C中可得NaClO2溶液.已知NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出晶體是NaClO2•3H2O,在溫度高于38℃時析出晶體是NaClO2.根據(jù)圖2所示的NaClO2的溶解度曲線,請補(bǔ)充從NaClO2溶液中制得NaClO2晶體的操作步驟:
①蒸發(fā)結(jié)晶;②趁熱過濾;③洗滌;④干燥.
(5)用水吸收ClO2可得到ClO2溶液.為測定所得溶液中ClO2的含量,進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn).
步驟1:準(zhǔn)確量取ClO2溶液10mL,稀釋成100mL試樣,量取V1 mL試樣加入到錐形瓶中.
步驟2:調(diào)節(jié)試樣的pH≤2.0,加入足量的KI晶體,靜置片刻.
步驟3:加入淀粉指示劑,用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn),消耗Na2S2O3溶液V2mL.
(已知2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI)
①滴定過程中,至少須進(jìn)行兩次平行測定的原因是減小實(shí)驗(yàn)誤差.
②原ClO2溶液的濃度為$\frac{135C{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L(用含字母的代數(shù)式表示).

分析 (1)NaClO3與FeS2的反應(yīng)中,氯從+5價(jià)變?yōu)?4價(jià),鐵從+2價(jià)變?yōu)?3價(jià),硫從-2價(jià)變?yōu)?6價(jià),根據(jù)化合價(jià)升降法結(jié)合電荷守恒和元素守恒配平離子方程式;
(2)ClO2熔點(diǎn)為-59℃,沸點(diǎn)為11.0℃,B中要收集ClO2,要有冰水浴;
(3)ClO2有強(qiáng)氧化性,能使品紅褪色,通過品紅可以判斷ClO2是否吸收完全;
(4)從溶液中制取溶質(zhì),一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥的方法;
(5)①多次實(shí)驗(yàn)可以減少誤差;
②根據(jù)關(guān)系式2ClO2~5I2~10Na2S2O3計(jì)算c(ClO2).

解答 解:(1)NaClO3與FeS2的反應(yīng)中,氯從+5價(jià)變?yōu)?4價(jià),鐵從+2價(jià)變?yōu)?3價(jià),硫從-2價(jià)變?yōu)?6價(jià),根據(jù)化合價(jià)升降法結(jié)合電荷守恒和元素守恒配平離子方程式為15ClO3-+FeS2+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O,
故答案為:15;1;14;15;1;2;7;
(2)ClO2熔點(diǎn)為-59℃,沸點(diǎn)為11.0℃,B中要收集ClO2,要用冰水浴裝置,
故答案為:冰水浴;
(3)ClO2有強(qiáng)氧化性,能使品紅褪色,所以裝置D的作用是檢驗(yàn)ClO2是否吸收完全,
故答案為:檢驗(yàn)ClO2是否吸收完全;
(4)從溶液中制取溶質(zhì),一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥的方法,防止析出晶體NaClO2•3H2O,趁熱過濾,
故答案為:蒸發(fā)結(jié)晶;趁熱過濾;
(5)①為減少實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)采用多次實(shí)驗(yàn)的方法,
故答案為:減小實(shí)驗(yàn)誤差;
②設(shè)原ClO2溶液的濃度為x,
      2ClO2~5I2~10Na2S2O3
      2mol            10mol
$\frac{10{\;}^{-2}x×V1×1{0}^{-3}}{1{0}^{-1}}$  1×10-3cV2mol
x=$\frac{2c{V}_{2}}{{V}_{1}}$=$\frac{135C{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L,
故答案為:$\frac{135C{V}_{2}}{{V}_{1}}$.

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備、對信息的利用、對裝置的理解、氧化還原反應(yīng)等,理解反應(yīng)原理,掌握實(shí)驗(yàn)基本操作是解題的關(guān)鍵,同時考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力,難度較大,注意氧化還原反應(yīng)的計(jì)算.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.下列關(guān)于氯氣的敘述中不正確的是 ( 。
A.可用向上排空氣法收集少量的氯氣
B.與水反應(yīng)生成的次氯酸是一種弱酸
C.將氫氣和氯氣混合光照,能安靜地燃燒,產(chǎn)生蒼白色火焰
D.與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時,Cl2既被還原,同時又被氧化

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.將11gFe、Al混合物投入到200mL6.0mol/鹽酸中,充分反應(yīng),固體完全溶解,共得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的H28.96L.假設(shè)反應(yīng)前后溶液的體積不變.求:
(1)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù);
(2)最后所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

9.在373K時,把0.5molN2O4氣體通入體積為5L(恒容)的真空密閉容器中,立即出現(xiàn)紅棕色.反應(yīng)進(jìn)行到2s時,NO2的濃度為0.02mol•L-1.在60s時,體系已達(dá)到平衡,此時容器內(nèi)壓強(qiáng)為反應(yīng)前的1.6倍.下列說法不正確的是( 。
A.前2s,N2O4的平均反應(yīng)速率為0.005mol•L-1•s-1
B.平衡時,N2O4的轉(zhuǎn)化率為50%
C.平衡時,體系內(nèi)NO2為0.04mol•L-1
D.在2s時,體系內(nèi)壓強(qiáng)為反應(yīng)前的1.1倍

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.鹽泥是氯堿工業(yè)中的廢渣,主要成分是鎂的硅酸鹽和碳酸鹽(含少量鐵、鋁、鈣的鹽).實(shí)驗(yàn)室以鹽泥為原料制取MgSO4•7H2O的實(shí)驗(yàn)過程如下:

已知:①室溫下Ksp[Mg(OH)2]=6.0×10-12.②在溶液中,F(xiàn)e2+、Fe3+、Al3+從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍依次為7.1~9.6、2.0~3.7、3.1~4.7.③三種化合物的溶解度(S)隨溫度變化的曲線如圖所示.

(1)在鹽泥中加入稀硫酸調(diào)pH為1~2以及煮沸的目的是為了提高M(jìn)g2+的浸取率.
(2)若室溫下的溶液中Mg2+的濃度為6.0mol•L-1,則溶液pH≥8才可能產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀.
(3)由濾液Ⅰ到濾液Ⅱ需先加入NaClO調(diào)溶液pH約為5,再趁熱過濾,則趁熱過濾的目的是溫度較高時鈣鹽與鎂鹽分離得更徹底(或高溫下CaSO4•2H2O溶解度小等合理答案均可),濾渣的主要成分是Al(OH)3、Fe(OH)3、CaSO4•2H2O.
(4)從濾液Ⅱ中獲得MgSO4•7H2O晶體的實(shí)驗(yàn)步驟依次為①向?yàn)V液Ⅱ中加入NaOH溶液;②過濾,得沉淀;③向沉淀中加足量稀硫酸;④蒸發(fā)濃縮,降溫結(jié)晶;⑤過濾、洗滌得產(chǎn)品.
(5)若獲得的MgSO4•7H2O的質(zhì)量為24.6g,則該鹽泥中鎂[以Mg(OH)2計(jì)]的百分含量約為20.0%(MgSO4•7H2O的相對分子質(zhì)量為246).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.物質(zhì)(t-BuNO)2在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應(yīng):(t-BuNO)2?2(t-BuNO)
(1)當(dāng)(t-BuNO)2的起始濃度c0為0.50mol•L-1時,實(shí)驗(yàn)測得20℃時的平衡轉(zhuǎn)化率a是65%.列式計(jì)算20℃時上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2.41.
(2)一定溫度下,隨著(t-BuNO)2的起始濃度增大,其平衡轉(zhuǎn)化率減。ㄌ睢霸龃蟆薄安蛔儭被颉皽p小”).已知20℃時該反應(yīng)在CCl4溶液中的平衡常數(shù)為1.9,若將反應(yīng)溶液正庚烷改成CCl4,并保持(t-BuNO)2起始濃度相同,則它在CCl4溶劑中的平衡轉(zhuǎn)化率小于(填“大于”“等于”或“小于”)其在正庚烷溶液中的平衡轉(zhuǎn)化率.
(3)實(shí)驗(yàn)測得該反應(yīng)的△H=50.5kJ.mol-1,活化能Ea=90.4kJ.mol-1.下列能量關(guān)系圖合理的是D.

(4)該反應(yīng)的△S>0(填“>”“<”或“=”).在較高(填“較高”或“較低”)溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行.
(5)隨著該反應(yīng)的進(jìn)行,溶液的顏色不斷變化,分析溶液顏色與反應(yīng)物(或生成物)濃度的關(guān)系(即比色分析),可以確定該化學(xué)反應(yīng)的速率.用于比色分析的儀器是C.
A.pH計(jì)       B.元素分析儀    C.分光光度計(jì)     D.原子吸收光譜儀.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

13.工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na2S2O3•5H2O,實(shí)驗(yàn)室可用如下裝置(略去部分夾持儀器)模擬生產(chǎn)過程.

燒瓶C中發(fā)生反應(yīng)如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)═Na2SO3(aq)+H2S(aq)。á瘢
2H2S(aq)+SO2(g)═3S(s)+2H2O(l)。á颍
S(s)+Na2SO3(aq)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3(aq)。á螅
(1)儀器組裝完成后,關(guān)閉兩端活塞,向裝置B中的長頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液柱,若液柱高度保持不變,則整個裝置氣密性良好.裝置D的作用是防止倒吸.裝置E中為NaOH溶液.
(2)為提高產(chǎn)品純度,應(yīng)使燒瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反應(yīng),則燒瓶C中Na2S和Na2SO3物質(zhì)的量之比為2:1.
(3)裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率,其中的液體最好選擇c.
a.蒸餾水  b.飽和Na2SO3溶液
c.飽和NaHSO3溶液  d.飽和NaHCO3溶液
實(shí)驗(yàn)中,已知反應(yīng)(Ⅲ)相對較慢,則燒瓶C中反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液變澄清(或渾濁消失).反應(yīng)后期可用酒精燈適當(dāng)加熱燒瓶A,實(shí)驗(yàn)室用酒精燈加熱時必須使用石棉網(wǎng)的儀器還有a、d.
a.燒杯     b.蒸發(fā)皿     c.試管     d.錐形瓶.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

10.今有一混合物的水溶液,只可能含有以下離子中的若干種:K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-,為了確定溶液中所含離子及其物質(zhì)的量濃度,某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:取三份100mL上述水溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生.
②第二份加入足量NaOH溶液,加熱,收集到氣體896mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
③第三份加入足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后,沉淀質(zhì)量為2.33g.根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),請回答:
(1)溶液中肯定存在的離子是NH4+、SO42-、CO32-、K+;哪些離子的濃度能確定,分別是NH4+、0.4mol/L,SO42-、0.1mol/L,CO32-、0.2mol/L;
(2)肯定不存在的離子是Mg2+、Ba2+,理由是Mg2+、Ba2+與CO32-,Ba2+與SO42-不能共存;
(3)可能存在的離子是Cl-,如何確定?先加過量Ba(NO32溶液,取上層清液,加酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀說明有Cl-,否則無Cl-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.對膠體的下列敘述不正確的是( 。
A.加電解質(zhì)可使某種膠體聚沉,這是中和膠體粒子所帶電荷的緣故
B.膠體粒子在直流電場中做定向移動,這是膠體粒子選擇性吸附離子而帶電荷的緣故
C.一束光線通過膠體時有丁達(dá)爾效應(yīng),這是膠體粒子對光散射的緣故
D.由于膠體粒子帶電荷,所以膠體這種分散系不是電中性的

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同步練習(xí)冊答案