20．ClO2是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑，易溶于水．制備方法如下：

（1）步驟Ⅰ：電解食鹽水制備氯酸鈉．用于電解的食鹽水需先除去其中的  Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)．在除雜操作時，往粗鹽水中先加入過量的BaCl2（填化學式），至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過量的Na2CO3和NaOH，充分反應后將沉淀一并濾去．
（2）步驟Ⅱ：將步驟Ⅰ得到的食鹽水在特定條件下電解得到氯酸鈉（NaClO3），再將它與鹽酸反應生成ClO2與Cl2，ClO2與Cl2的物質(zhì)的量比是2：1．
（3）學生擬用如圖1所示裝置模擬工業(yè)制取并收集ClO2，用NaClO3和草酸（H2C2O4）恒溫在60℃時反應制得．
反應過程中需要對A容器進行加熱，加熱的方式為水浴加熱；加熱需要的玻璃儀器除酒精燈外，還有溫度計、大燒杯；
（4）反應后在裝置C中可得亞氯酸鈉（NaClO2）溶液．已知NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時，析出的晶體是NaClO2•3H2O，在溫度高于38℃時析出的是NaClO2．根據(jù)如圖所示NaClO2的溶解度曲線，請完成從NaClO2溶液中制得NaClO2•3H2O的操作步驟：①蒸發(fā)濃縮；②冷卻（大于38℃）結(jié)晶；③洗滌；④干燥．
（5）目前我國已成功研制出利用NaClO2制取二氧化氯的新方法，將Cl2通入到NaClO2溶液中．現(xiàn)制取270kg二氧化氯，需要亞氯酸鈉的質(zhì)量是362kg．
（6）ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的劇毒CN-氧化為無毒物質(zhì)，自身被還原為Cl-．處理含CN-相同量的電鍍廢水，所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的2.5倍．

分析 （1）溶液中的雜質(zhì)離子為鈣離子、鎂離子和硫酸根離子，根據(jù)鎂離子用氫氧根離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀，鈣離子用碳酸根離子沉淀，加碳酸鈉要放在加氯化鋇之后，可以將過量的鋇離子沉淀除去，最后再用鹽酸處理溶液中的碳酸根離子和氫氧根離子，所以往粗鹽水中先加入過量的BaCl2，至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過量的Na2CO3和NaOH，充分反應后將沉淀一并濾去；
（2）根據(jù)NaClO3與鹽酸反應生成ClO2與Cl2的反應可知，生成每摩爾Cl2失去2mol電子，而生成每摩爾ClO2得到1mol電子，根據(jù)電子得失守恒計算；
（3）工業(yè)上用稍潮濕的KClO3和草酸（H2C2O4）在60℃時反應制得ClO2、K2CO3和CO2，所以反應要用水浴加熱；
（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）根據(jù)氯氣與亞氯酸鈉反應的化學方程式和二氧化氯的質(zhì)量，列出比例式，就可計算出參加反應的亞氯酸鈉的質(zhì)量；
（6）處理含CN-相同量的電鍍廢水時，每摩爾Cl2得到2mol電子，而每摩爾ClO2得到5mol電子，故為2.5倍．

解答 解：（1）要先除硫酸根離子，然后再除鈣離子，碳酸鈉可以除去過量的鋇離子，如果加反了，過量的鋇離子就沒法除去，至于加氫氧化鈉除去鎂離子順序不受限制，因為過量的氫氧化鈉加鹽酸就可以調(diào)節(jié)了，只要將三種離子除完了，過濾就行了，最后加鹽酸除去過量的氫氧根離子碳酸根離子，其次除雜操作時，往粗鹽水中先加入過量的BaCl2，至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過量的Na2CO3，和NaOH溶液，充分反應后將沉淀一并濾去；
故答案為：BaCl2；Na2CO3；
（2）根據(jù)NaClO3與鹽酸反應生成ClO2與Cl2的反應可知，生成每摩爾Cl2失去2mol電子，而生成每摩爾ClO2得到1mol電子，根據(jù)電子得失守恒可知，生成ClO2與Cl2的物質(zhì)的量比是2：1，
故答案為：2：1；
（3）工業(yè)上用稍潮濕的KClO3和草酸（H2C2O4）在60℃時反應制得ClO2、K2CO3和CO2，所以反應要用水浴加熱，為了準確測量水浴的溫度需要用溫度計，另外水浴裝置中除酒精燈外，還需要用大燒杯，
故答案為：水浴加熱；溫度計、大燒杯；
（4）從溶液中制取溶質(zhì)，一般采用蒸發(fā)濃縮、冷卻（大于38℃）結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥的方法，為防止析出晶體NaClO2•3H2O，趁熱過濾；用38℃～60℃熱水洗滌；低于60℃干燥；
故答案為：蒸發(fā)濃縮； 冷卻（大于38℃）結(jié)晶；
（5）設亞氯酸鈉的質(zhì)量是為xkg，
 根據(jù)反應 2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2
            181             135
            x               270kg
所以x=$\frac{270kg×181}{135}$=362
故答案為：362kg；
（6）處理含CN-相同量的電鍍廢水時，每摩爾Cl2得到2mol電子，而每摩爾ClO2得到5mol電子，則所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的2.5倍，
故答案為：2.5．

點評 本題考查化學工藝流程，涉及氧化還原反應電子轉(zhuǎn)移計算，化學實驗基本方法（除雜）等相關(guān)知識，題目難度中等，注意把握物質(zhì)的分離、提純操作方法，題目難度不大，該部分內(nèi)容是高考的熱點，掌握基礎是關(guān)鍵．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

18．氮的氧化物（NOx）是大氣污染物之一，工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2．某同學在實驗室中對NH3與NOx反應進行了探究：收集足量NH3充入注射器X中，硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2（兩端用夾子K1、K2夾好）．在一定溫度下按圖示裝置進行實驗．

操作步驟實驗現(xiàn)象解釋原因
打開K1，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中①Y管中紅棕色氣體慢慢變淺②反應的化學方程式
8NH3+6NO2 $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$7N2+12H2O
將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復到室溫Y管中有少量水珠生成的氣態(tài)水凝集
打開K2③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象④反應后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強小于外壓

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：解答題

11．滴定實驗是化學學科中重要的定量實驗．請回答下列問題：
（1）酸堿中和滴定--用標準鹽酸滴定未知濃度的NaOH溶液．
①下列操作會造成測定結(jié)果偏高的是CD（填選項字母）．
A．滴定終點讀數(shù)時，俯視滴定管刻度，其他操作正確
B．盛NaOH溶液錐形瓶用蒸餾水洗后，未用NaOH溶液潤洗
C．酸式滴定管用蒸餾水洗凈后，未用標準鹽酸潤洗
D．滴定前，滴定管尖嘴有氣泡，滴定后氣泡消失
②某學生的實驗操作如下：
A．用堿式滴定管取稀NaOH溶液25.00mL，注入錐形瓶中，加入甲基橙作指劑
B．用待測定的溶液潤洗堿式滴定管
C．用蒸餾水洗干凈滴定管
D．取下酸式滴定管，用標準HCl溶液潤洗后，注入標準液至“0”刻度以 上2～3cm處，再把滴定管固定好，調(diào)節(jié)液面至“0”刻度或“0”刻度以下
E．檢查滴定管是否漏水
F．另取錐形瓶，再重復操作一次
G．把錐形瓶放在滴定管下面，瓶下墊一張白紙，邊滴邊搖動錐形瓶直至滴定終點，記下滴定管液面所在刻度
a．滴定操作的正確順序是（用序號填寫）ECBADGF；
b．在G操作中如何確定滴定終點？當?shù)芜M最后一滴溶液由黃色變橙色，且半分鐘內(nèi)不變色．
（2）氧化還原滴定：取草酸溶液于錐形瓶中，加適量稀硫酸，用濃度為0.1mol•L-1的高錳酸鉀溶液滴定，發(fā)生反應為：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+10CO2↑+22MnSO4+8H2O，表格記錄了實驗數(shù)據(jù)：
滴定次數(shù)待測液體積
（mL）		標準KMnO4溶液體積（mL）
滴定前讀數(shù)滴定后讀數(shù)
第一次25.000.5020.40
第二次25.003.0023.00
第三次25.004.0024.10
①滴定時，KMnO4溶液應裝在酸（“酸”或“堿”）式滴定管中，達終點時的現(xiàn)象是錐形瓶中溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內(nèi)不褪色．
②該草酸溶液的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L．

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：解答題

8．25℃時幾種難溶電解質(zhì)的溶解度如表所示：
難溶電解質(zhì)Mg（OH）2Cu（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3
溶解度/g9×10-41.7×10-61.5×10-43.0×10-9
沉淀完全時的pH11.16.79.63.7
在無機化合物的提純中，常利用難溶電解質(zhì)的溶解平衡原理除去某些離子．例如：
①為了除去氯化銨中的雜質(zhì)Fe3+，先將混合物溶于水，再加入一定量的試劑反應，過濾結(jié)晶即可；②為了除去氯化鎂晶體中的雜質(zhì)Fe3+，先將混合物溶于水，加入足量的氫氧化鎂，
充分反應，過濾結(jié)晶即可；③為了除去硫酸銅晶體中的雜質(zhì)Fe2+，先將混合物溶于水，加入一定量的H2O2，將Fe2+氧化成Fe3+，調(diào)節(jié)溶液的pH=4，過濾結(jié)晶即可．請回答下列問題：
（1）上述三個除雜方案都能夠達到很好效果，F(xiàn)e2+、Fe3+都被轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3（填化學式）而除去．
（2）①中加入的試劑應該選擇氨水．
（3）②中除去Fe3+所發(fā)生的離子方程式為2Fe3+（aq）+3Mg（OH）2（s）═3Mg2+（aq）+2Fe（OH）3（s）．
（4）下列與方案③相關(guān)的敘述中，正確的是ACDE（填字母）．
A．H2O2是綠色氧化劑，在氧化過程中不引進雜質(zhì)，不產(chǎn)生污染
B．將Fe2+氧化為Fe3+的主要原因是Fe（OH）2沉淀比Fe（OH）3沉淀難過濾
C．調(diào)節(jié)溶液pH=4可選擇的試劑是氫氧化銅或堿式碳酸銅
D．Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中   
 E．在pH＞4的溶液中Fe3+一定不能大量存在．

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：解答題

15．某學生用0.1000  mol•L-1KOH液滴定未知濃度的醋酸，其操作分解為如下幾步：
A．移取20mL待測醋酸注入潔凈的錐形瓶，并加入2～3滴指示劑
B．用標準溶液潤洗滴定管2～3次
C．把盛有標準溶液的堿式滴定管固定好，調(diào)節(jié)滴定管尖嘴使之充滿溶液
D．取標準KOH入堿式滴定管至“0”刻度以上1～2cm
E．調(diào)節(jié)液面至“0”或“0”以下某一刻度，記下讀數(shù)
F．把錐形瓶放在滴定管的下面，用標準KOH溶液滴定至終點并記下滴定管液面的刻度．
就此實驗完成填空：
（1）正確操作步驟的順序是（用序號字母填寫）B、D、C、E、A、F；
（2）上述B步驟操作的目的是防止滴定管內(nèi)壁的水將標準液稀釋；
（3）上述A步驟操作之前，先用待測液潤洗錐形瓶，則對最終滴定結(jié)果的影響是增大．（填“增大”、“減小”、或“不變”）
（4）A步驟中，使用的指示劑為酚酞試液，判斷到達滴定終點的實驗現(xiàn)象是：當?shù)稳胱詈笠坏稳芤簳r，錐形瓶中溶液有無色變?yōu)闇\紅色，且半分鐘不褪色；
（5）如圖1為某一次堿式滴定管滴定前液面，其讀數(shù)值為0.70mL，圖2為滴定結(jié)束液面，則本次滴定過程共使用了20.00mLKOH標準溶液
（6）為標定某醋酸溶液的準確濃度，用0.1000mol•L-1的NaOH溶液對20.00mL醋酸溶液進行滴定，幾次滴定消耗NaOH溶液的體積如下：
實驗序號1234
消耗NaOH溶液的體積（mL）20.0520.0018.8019.95
則該醋酸溶液的準確濃度為0.1000mol•L-1．（保留小數(shù)點后四位）

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：解答題

5．鎂鋁合金在交通、航空、電子等行業(yè)有著廣泛的應用．某化學興趣小組試對鎂鋁合金廢料進行回收利用，實驗中可將鋁轉(zhuǎn)化為硫酸鋁晶體，并對硫酸鋁晶體進行熱重分析．鎂鋁合金廢料轉(zhuǎn)化為硫酸鋁晶體實驗流程如下：

試回答下列問題：
（1）在鎂鋁合金中加入NaOH溶液，寫出反應的化學反應方程式2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，固體B的化學式Al（OH）3．
（2）操作Ⅱ包含的實驗步驟有：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥．
（3）操作Ⅱ中常用無水乙醇對晶體進行洗滌，選用無水乙醇的原因是可以減少晶體的溶解，有利于晶體的干燥．
（4）若初始時稱取的鎂鋁合金廢料的質(zhì)量為9.00g，得到固體A的質(zhì)量為4.95g，硫酸鋁晶體的質(zhì)量為49.95g（假設每一步的轉(zhuǎn)化率均為100%，合金廢料中不含溶于堿的雜質(zhì)）．計算得硫酸鋁晶體的化學式為Al2（SO4）3.18H2O．
（5）取上述硫酸鋁晶體進行熱重分析，其熱分解主要分為三個階段：323K-523K，553K-687K，1043K以上不再失重，其熱分解的TG曲線見圖

已知：失重%=$\frac{加熱減少的質(zhì)量}{原晶體樣品的總質(zhì)量}$×100%．
根據(jù)圖示數(shù)據(jù)計算確定每步分解的產(chǎn)物，寫出第一階段分解產(chǎn)物的化學式Al2（SO4）3.3H2O，第三階段反應化學方程式Al2（SO4）3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2O3+3SO3↑．

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：解答題

12．亞硝酸鈉是一種工業(yè)鹽，用途廣泛；外觀與食鹽非常相似，但毒性較強．某化學興趣小組對食鹽與亞硝酸鈉進行了如下探究：
㈠鑒別NaCl和NaNO2
（1）測定溶液pH
用pH試紙分別測定0.1mol•L-1兩種鹽溶液的pH，測得NaNO2溶液呈堿性．NaNO2溶液呈堿性的原因是NO2-+H2O?HNO2+OH-（用離子方程式解釋），NaNO2溶液中c（HNO2）=c（OH-）-c（H+）（用溶液中其它離子的濃度關(guān)系式表示）．
（2）沉淀法
取2mL0.1mol•L-1兩種鹽溶液于試管中，分別滴加幾滴稀硝酸銀溶液，兩只試管均產(chǎn)生白色沉淀，分別滴加幾滴稀硝酸并振蕩，盛NaNO2溶液的試管中沉淀溶解．該溫度下Ksp（AgNO2）=2×10-8 （mol•L-1）2； Ksp（AgCl）=1.8×10-10（mol•L-1）2，則反應AgNO2（s）+Cl-（aq）═AgCl（s）+NO2-（aq）的化學平衡常數(shù)K=$\frac{1000}{9}$（計算結(jié)果寫成分數(shù)）．
（二）實驗室可用如下裝置（略去部分夾持儀器）備亞硝酸鈉．

已知：①2NO+Na2O2=2NaNO2；
②酸性條件下，NO和NO2都能與MnO4-反應生成NO3-和Mn2+；Na2O2能使酸性高錳酸鉀溶液褪色．
（1）加熱裝置A前，先通一段時間N2，目的是排出裝置中的空氣．
（2）裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為C+4HNO3（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O，裝置B的作用是吸收A中反應生成的二氧化氮氣體，生成硝酸，與銅再反應生成一氧化氮氣體．
（3）儀器C的名稱為干燥管，其中盛放的藥品為堿石灰（填名稱）．

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：解答題

9．過氧化尿素是一種新型漂白劑、消毒劑．合成過氧化尿素的流程及反應器的示意圖如圖：

過氧化尿素的部分參數(shù)見表：
分子式 外觀 熱分解溫度 熔點
 CO（NH2）2•H2O2 白色晶體 45℃75～85℃
（1）流程中操作①是過濾，用到的玻璃儀器有漏斗、燒杯和玻璃棒；
（2）反應器中發(fā)生反應的化學方程式為CO（NH2）2+H2O2=CO（NH2）2•H2O2；
（3）反應器中冷凝管中的冷水從b（填“a”或“b”）口流進，反應器加熱溫度不能太高的原因是溫度過高，產(chǎn)品易分解，致使活性氧含量降低；
（4）攪拌器不能選擇鐵質(zhì)或鋁質(zhì)材料的原因是鋁、鐵易被氧化；
（5）為測定產(chǎn)品中過氧化尿素的含量，稱取干燥樣品12.0g，溶于水，在250mL容量瓶中定容．準確量取25.00mL于錐形瓶中，加入1mL6mol/L硫酸，然后用0.20mol/L的KMnO4標準溶液滴定（KMnO4溶液與尿素不反應），平行實驗三次，實驗結(jié)果如表：
實驗序號123
 KMnO4溶液的體積/mL滴定前讀數(shù)0.000.002.00
滴定后讀數(shù)19.9820.0022.02
①KMnO4溶液應盛放在酸 （填“酸式”或“堿式”）滴定管中，滴定終點的現(xiàn)象為滴入最后一滴KMnO4溶液時，溶液顯淺紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色；；
②若滴定前滴定管尖嘴處無氣泡，滴定后有氣泡．則會使測得的過氧化尿素的含量偏低 （填“偏高”“偏低”或“不變”）．
③產(chǎn)品中過氧化尿素的質(zhì)最分數(shù)為78.3%．

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

10．實驗室用乙醇、濃硫酸和溴化鈉反應來制備溴乙烷，其反應原理和實驗的裝置如下（反應需要加熱，圖中省去了加熱裝置）：
H2SO4（濃）+NaBr$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO4+HBr↑
CH3CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH3CH2Br+H2O．有關(guān)數(shù)據(jù)見下表：
乙醇溴乙烷溴
狀態(tài)無色液體無色液體深紅色液體
密度/（g•cm-3）0.791.443.1
沸點/℃78.538.459
（1）A中放入沸石的作用是防止液體瀑沸，B中進水口為b（填“a”或“b”）口．
（2）實驗中用滴液漏斗代替分液漏斗的優(yōu)點為平衡壓強，使?jié)饬姿犴樌飨?br />（3）氫溴酸與濃硫酸混合加熱發(fā)生氧化還原的化學方程式為2HBr+H2SO4（濃）=Br2+SO2↑+2H2O
（4）加熱A的目的是加快反應速率，蒸餾出溴乙烷，F(xiàn)接橡皮管導入稀NaOH溶液，其目的是吸收SO2、溴乙烷和溴蒸汽，防止防止空氣污染．
（5）圖中C中的導管E的末端須在水面以下，其原因是冷卻并減少溴乙烷的揮發(fā)．
（6）將C中的餾出液轉(zhuǎn)入錐形瓶中，邊振蕩邊逐滴滴入濃H2SO41～2mL以除去水、乙醇等雜質(zhì)，然后經(jīng)過操作M，使經(jīng)硫酸處理后的溴乙烷轉(zhuǎn)入蒸餾瓶，加熱蒸餾，收集到38～40℃的餾分約9.3g．
①操作M的名稱為分液；為了控制38～40℃，加熱使用水浴加熱法
②從乙醇的角度考慮，本實驗所得溴乙烷的產(chǎn)率是49.7%
（乙醇的相對分子質(zhì)量為46，溴乙烷的相對分子質(zhì)量為109）

查看答案和解析>>

同步練習冊答案