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微测20 非选择题提分练(五)
1.(14分)某化学小组同学发现“84”消毒液(主要成分为NaClO)与洁厕剂(主要成分为盐酸)室温下混合有Cl2生成,于是尝试在实验室利用该反应原理制取Cl2。
(1)若用次氯酸钙、浓盐酸为原料,利用图示装置制取Cl2。装置中仪器a的名称为 ,反应的化学方程式为 。
(2)实验室制取干燥的Cl2时,净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为 (用字母作答,下同)。
(3)经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。设计如图所示装置制备无水FeCl3。
①下列操作步骤的正确顺序为 。
a.体系冷却后,停止通入Cl2
b.通入干燥的Cl2赶尽装置中的空气
c.在铁屑下方加热至反应完成
d.用干燥的N2赶尽Cl2
e.检验装置的气密性
②该实验装置存在的明显缺陷是 。
(4)世界环保联盟要求ClO2逐渐取代Cl2作为自来水消毒剂。
已知:NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑,2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。
有关物质的熔、沸点如表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
ClO2
-59
11
Cl2
-107
-34.6
ClO2的生产流程示意图如图:
该工艺中,需要补充的物质X为 (填化学式,下同),能参与循环的物质是 。从ClO2发生器中分离出ClO2,可采用的方法是 。
解析 (1)仪器a的名称为分液漏斗。次氯酸钙中+1价的氯将盐酸中-1价的氯氧化为Cl2,反应为Ca(ClO)2+4HClCaCl2+2Cl2↑+2H2O。(2)饱和氯化钠除去HCl杂质,浓硫酸干燥氯气,NaOH溶液吸收尾气,连接顺序为cdbae。(3)①装置首先应该检验气密性,装置中有空气干扰反应,加热前应先通入Cl2排空,再加热,反应结束后装置中有残留的Cl2污染环境,需要用N2将装置中的尾气排尽,正确的顺序为ebcad。②出气管伸入瓶中太长易被FeCl3堵塞而炸裂。(4)氯化钠电解槽中Cl-变为Cl而H+变为H2,若要产生HCl需要H2和Cl2,所以需要补充Cl2。反应2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O产生了NaCl和Cl2可以循环。从已知信息看ClO2常温下为气体与Cl2混合,但两者的沸点不同,可以采用冰水降温将ClO2冷凝为液体而分离。
答案 (1)分液漏斗 Ca(ClO)2+4HClCaCl2+2Cl2↑+2H2O
(2)cdbae
(3)①ebcad ②出气管伸入瓶中太长
(4)Cl2 NaCl和Cl2 冰水降温将ClO2冷凝为液体而分离
2.(14分)烟道灰中含有MnO、CuO、Fe2O3、ZnO等,分离回收其中的金属资源可有效缓解矿藏资源不足的问题。分离回收时的流程如图:
已知:
①该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表所示。
金属离子
Fe2+
Fe3+
Mn2+
开始沉淀的pH
7.0
1.9
8.1
完全沉淀的pH
9.0
3.2
10.1
②ZnO的化学性质与Al2O3相似。常温下,水溶液中不同形式含锌微粒物质的量浓度的对数(lg c)与pH的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)基态Fe原子、Mn原子核外未成对电子数之比为 。
(2)试剂X可能为 ;加入试剂Y时反应的离子方程式为 。
(3)根据题中数据计算,Ksp[Zn(OH)2]= 。
(4)步骤M的目的是 ;不进行该步骤会导致的后果为 。
(5)步骤M后应调节pH的范围为 ,滤渣2的主要成分为 。
(6)Mn(OH)2在空气中易被氧化为Mn3O4,反应的化学方程式为 。
解析 (1)基态Fe原子价层电子排布式为3d64s2,含有4个未成对电子,基态Mn原子价层电子排布式为3d54s2,含有5个未成对电子,则二者所含未成对电子数之比为4∶5。(2)分析可知,试剂X可能为NaOH溶液;加入试剂Y后,Zn(OH会转化为Zn2+,反应的离子方程式为Zn(OH+4H+Zn2++4H2O。(3)根据已知②中的数据判断,当pH=8.0时,c(Zn2+)=10-5 mol·L-1,Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+)×c2(OH-)=10-17。(4)根据已知①表格中的数据判断,当溶液中同时存在Mn2+、Fe2+时,无法通过调节pH将二者彻底分离,需要加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+后才