内容正文:
题型04 有关钠、氯及其化合物的转化及综合实验
1.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)某学习小组探究潮湿的与反应的产物,如下实验:
(1)试剂Y是 。
(2)请写出装置A中的化学方程式: 。
(3)装置C中潮湿的与反应时,生成、气体和另一种盐,该盐的化学式为: ,其盐在该反应中作为 (选填“氧化产物”或“还原产物”)。
(4)若将上述装置中的C.D.E部分换成下图所述装置,其中Ⅰ与Ⅲ是干燥的有色布条,E中盛装NaOH溶液,请回答下列问题:
①装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,则装置C中Ⅱ的作用是 。
②D中应装入的物质是 。
a.浓硫酸 b.碱石灰 c.NaCl固体 d.NaOH溶液
【答案】(1)饱和食盐水
(2)
(3) NaCl 还原产物
(4) 干燥氯气 b
【分析】由实验装置图可知,装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置C中潮湿的氯气与干燥碳酸钠反应生成一氧化二氯,装置D为收集一氧化二氯的装置,装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气和生成的一氧化二氯,防止污染空气。
【解析】(1)试剂Y是饱和食盐水用于除去氯化氢;
(2)装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,化学方程式:;
(3)装置C中发生的反应为潮湿的氯气与干燥碳酸钠反应生成、气体和另一种盐,生成氯元素化合价升高,根据氧化还原反应中得失电子守恒,氯元素化合价降低生成NaCl,则盐的化学式为NaCl,是还原产物;
(4)①装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥的氯气能否使干燥的有色布条褪色,则装置C中Ⅱ的作用是干燥氯气;
②D是球形干燥管应装入固体干燥剂,防止水蒸气进入C中干扰检验,碱石灰符合要求,故选b。
2.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)回答下列问题。
Ⅰ.为测定金属钠样品(表面有Na2O )中钠单质的质量分数,设计了如下实验(反应装置如图所示,U形管中的无水CaCl2用作干燥剂)
①称量A、B装置的总质量
②称取一定质量的钠样品
③将钠样品投入锥形瓶中,迅速塞紧带U形干燥管的橡皮塞有关数据:A、B装置反应前总质量为ag,称取的金属钠样品质量为bg,反应后A、B总质量为cg。
请根据题意回答下列问题:
(1)钠与水反应的化学方程式为 。
(2)用a、b、c表示的钠单质的质量分数为 。
(3)没有B装置对测定结果有何影响? (填“偏大”“偏小”或“不影响”)。
Ⅱ.现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,装置如图所示。
请回答下列问题:
(4)为完成实验应将装置丁接在装置 之间(填“甲乙”或“乙丙”),且装置丁中盛放的试剂是 。
(5)装置丙的作用是 。
(6)为制得更纯的Na2O2,应先 ,后 。
(7)点燃酒精灯后,观察到装置乙中的现象为:钠先熔化成闪亮的小球,后剧烈燃烧 (请把乙中现象补充完整)
【答案】(1)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(2)
(3)偏大
(4) 甲乙 浓硫酸
(5)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置乙中
(6) 通空气 点燃酒精灯
(7)产生黄色火焰,生成淡黄色固体
【分析】Ⅰ.本实验的目的是测定金属钠样品(表面有Na2O)中钠单质的质量分数,钠单质可以和水反应放出氢气,通过测量反应前后装置的质量差来计算生成的氢气的质量,从而确定样品中Na单质的质量分数;
Ⅱ.本实验的目的是用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,空气中的H2O、CO2均能与Na2O2反应,所以在空气和Na单质反应前要先除去H2O、CO2,利用NaOH溶液可除去空气中的CO2,利用浓硫酸可除去空气中的H2O,但要注意NaOH溶液中也有水分,所以要先除CO2,再除H2O。
【解析】(1)钠与水反应生成NaOH和,反应的化学方程式为:。
(2)A、B装置和钠样品反应前后减少的质量就是反应生成的的质量,即,根据化学方程式可知,金属钠的质量是,所以用a、b、c表示的钠单质的质量分数为。
(3)没有B装置,会带出水蒸气,导致测得的的质量增大,测定结果会偏大。
(4)空气中的H2O、CO2均能与Na2O2反应,且钠能与水反应,利用NaOH溶液可除去空气中的CO2,利用浓硫酸可除去空气中的H2O,所以装置丁中盛放的试剂是浓硫酸,为完成实验应将装置丁接在装置甲和装置乙之间。
(5)装置丙中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和CO2进入装置乙中。
(6)为制得更纯的Na2O2,应先通空气,将装置中的气体排空后再点燃酒精灯。
(7)钠与空气在加热条件下生成Na2O2,Na2O2为淡黄色固体,点燃酒精灯后,可观察到装置乙中的钠熔化成闪亮的小球,剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色固体。
3.(2023-2024高一上·江苏南通·期中)氯气是一种重要的化工原料,大量用于制造盐酸、漂白剂、农药、染料和药品等。
(1)1774年,瑞典化学家舍勒将浓盐酸与软锰矿(主要成分为)混合加热,发现了氯气。下图为实验室制取Cl2的装置,请回答:
盛放浓盐酸的仪器名称是 。
(2)下图所示制取氯气的净化、收集、尾气处理的装置能达到实验目的的是 。(填序号)
A.净化Cl2
B.收集Cl2
C.尾气处理
(3)已知:常温下用和市售浓盐酸(11.9)反应制取Cl2难以进行。但若用漂白粉(有效成分)、高锰酸钾等与浓盐酸反应,常温下很容易制取Cl2。
①已知,如图装置A是氯气的发生装置。加入适量的浓盐酸充分反应有黄绿色气体生成,写出发生反应的化学方程式,并用单线桥标明电子转移的方向和数目: 。
②装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,则装置C中Ⅲ处应放入的是 (填序号)。
a.干燥的有色布条 b.湿润的有色布条 c.湿润的淀粉试纸
装置C的Ⅱ处的试剂是 (填序号)。
a.碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的固体混合物) b.无水氯化钙 c.浓硫酸
③装置D中一般不用澄清石灰水吸收多余的氯气。理由是 。
(4)84消毒液是一种常见的含氯消毒剂,其有效成分为次氯酸钠。
资料:84消毒液中含氯微粒主要有、、;相同浓度时,的氧化性强于;是反映水溶液中所有物质表现出来的氧化—还原性,值越大,氧化性越强。
某兴趣小组同学研究84消毒液的漂白性,实验如下。
I.向284消毒液中加入2水后,放入红色纸片,观察到纸片慢慢褪色。
Ⅱ.向284消毒液中加入2白醋后,放入红色纸片,观察到纸片迅速褪色。
Ⅲ.测得84消毒液在不同温度时随时间的变化曲线如图。
①已知白醋显酸性,不具有漂白性。实验I、Ⅱ现象不同的原因是 。
②由实验Ⅲ可得出的结论是 。
【答案】(1)分液漏斗
(2)C
(3) a b 氢氧化钙浓度太低,不能将氯气吸收完全
(4) 白醋中含有醋酸,醋酸的酸性大于HClO,可以与ClO-反应生成HClO,使HClO浓度增大,氧化性增强 ORP的值与温度有关,且温度越高,ORP的值下降的越快
【解析】(1)盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗;
(2)A.先用浓硫酸干燥再通入水溶液,气体又变得潮湿,不能达到净化氯气的目的,故A错误;
B. 集气瓶中空气没法排出,不能达到用向上排空集气法收集 的目的,故B错误;
C.氯气能与氢氧化钠反应,因而可用氢氧化钠溶液吸收尾气,故C正确;
答案为C;
(3)①如图装置A是氯气的发生装置,漂白粉中加入适量的浓盐酸充分反应有黄绿色气体生成,同时生成氯化钙和水,发生反应的化学方程式:Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O,该反应是归中反应,浓盐酸2个Cl-将2个电子转移给Ca(ClO)2中Cl元素,单线桥表示为:;
②装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,进入装置C的氯气中混有水蒸气,则装置C中Ⅰ处放湿润的有色布条,Ⅱ处的试剂能吸收氯气中的水蒸气,装置C中Ⅲ处应放入的是干燥的有色布条;
a.碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的混合物)能与氯气反应,故a错误;
b.无水氯化钙作干燥剂,不与氯气反应,但能吸收水分,故b正确;
c.浓硫酸是液体,气体不能通过,故c错误;
故答案为:a;b;
③装置D中不能用澄清石灰水吸收多余的氯气,因为氢氧化钙浓度太低,不能将氯气吸收完全;
(4)①白醋中含有醋酸,醋酸的酸性大于HClO,可以与ClO-反应生成HClO,即CH3COOH+ClO-=CH3COO-+HClO,而相同浓度时,HClO的氧化性强于ClO-,所以加入白醋时,纸片迅速褪色;
②根据图像可以看出ORP的值与温度有关,且温度越高,ORP的值下降的越快,其可能的原因是次氯酸受热分解,导致HClO的浓度下降,氧化性减弱。
4.(2023-2024高一上·江苏连云港·期中)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中用下图装置(部分装置省略)制备氯气,并利用其与碱反应时的温度控制制备KClO3和NaClO。
回答下列问题:
(1)盛放浓盐酸的仪器名称是 ,a中的试剂为 ,d的作用是 。
(2)制备氯气的化学方程式是 。(双线桥表示电子的转移方向和数目)
(3)反应结束后,取出b中试管,经 ,过滤,洗涤干燥,得到KClO3晶体。
(4)c中制备NaClO的离子方程式是 ;温度过高会生成KClO3。当n(NaClO)=n(KClO3)时,该反应中n(Cl2):n(NaCl)=
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4显紫红色。可知该条件下NaClO的氧化能力 KClO3 (填“大于”或“小于”)。
(6)反应结束后多余的氯气也可以制成氯水使用。下图是用强光照射密闭广口瓶中新制氯水时,用数字化传感器采集的图像,下列纵坐标代表的物理量与图像相符的是 。
a.瓶中氯气的体积分数 b.瓶中氧气的体积分数
c.溶液的导电能力 d.溶液的漂白能力
【答案】(1) 分液漏斗 饱和食盐水 处理Cl2尾气
(2)
(3)蒸发浓缩、冷却结晶
(4) Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 2:3
(5)大于
(6)bc
【分析】实验室制备氯气,并利用其与碱反应时的温度控制制备KClO3和NaClO。制气装置中,MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2,将制得的Cl2通过装置a中的饱和食盐水除去HCl;在b装置内,Cl2与KOH溶液反应制取KClO3;在c装置中用冰水冷凝,在低温下,将Cl2与NaOH反应制取NaClO,Cl2尾气用NaOH溶液吸收。
【解析】(1)盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗,a中的试剂为饱和食盐水,d的作用是处理Cl2尾气。
(2)制备氯气时,MnO2作氧化剂,HCl作还原剂,转移电子的数目为2e-,化学方程式是。
(3)反应结束后,取出b中试管,经蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,洗涤干燥,得到KClO3晶体。
(4)c中制备NaClO时,Cl2与NaOH发生歧化反应,生成NaClO、NaCl等,离子方程式是Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;温度过高会生成NaClO3。当n(NaClO)=n(NaClO3)时,发生反应为4Cl2+8NaOH=6NaCl+NaClO+NaClO3+4H2O,该反应中n(Cl2):n(NaCl)=4:6=2:3。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4显紫红色。则表明1号试管内未发生反应,2号试管内I-被ClO-氧化为I2,由此可知该条件下NaClO的氧化能力大于KClO3。
(6)用强光照射密闭广口瓶中新制氯水时,发生反应Cl2+H2OHCl+HClO、2HClO2HCl+O2↑,在光照条件下,HClO不断分解,Cl2与水不断反应,最终溶液为稀盐酸。
a.由分析可知,瓶中氯气不断减少,氯气的体积分数不断减小,a不符合题意;
b.随着HClO的不断分解,Cl2的体积不断减小,O2的体积不断增大,则瓶中氧气的体积分数不断增大,b符合题意;
c.随着反应的进行,溶液中离子浓度不断增大,溶液的导电能力不断增强,c符合题意;
d.随着HClO的不断分解,溶液中HClO的浓度不断减小,溶液的漂白能力不断减弱,d不符合题意;
故选bc。
【点睛】Cl2与NaOH的反应为放热反应,若想制取NaClO,需设法控制溶液温度。
5.(2023-2024高一上·江苏盐城·期中)高锰酸钾溶液常用于物质的定性检验与定量分析。
(1)实验室用固体来配制的酸性溶液。
①需用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、 。
②计算所需固体的质量为 克。
③下列关“容量瓶及其使用”的叙述中正确的是 (填序号)。
a.使用前必须检查是否漏水 b.能配制一定体积准确浓度的标准溶液
c.可用来长期贮存溶液 d.能用作溶解固体、稀释浓溶液的容器
④下列操作会导致溶液浓度偏高的是 (填序号)。
a.加水定容时俯视刻度线
b.未洗涤溶解后的烧杯和玻璃棒
c.颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线,没有加水补到刻度线
d.溶解时放热,没有将溶液冷却即加水至刻度线
(2)用酸化的上述新配制的溶液10mL氧化并测定溶液中的物质的量浓度,消耗0.05mol/L的溶液100mL,则反应后锰元素的价态为 。
(3)某同学利用氧化制备的装置如下图所示(夹持装置略):
已知:锰酸钾()在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:;
①装置A中a的作用是 ,装置A中制备的化学方程式为 。
②上述装置存在一处缺陷,会导致产率降低,改进的方法是 。
③装置C中发生反应的离子方程式为 。
【答案】(1) 250mL容量瓶 3.95 ab ad
(2)+2
(3) 平衡压强,使浓盐酸顺利流下 在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶
【分析】装置A用浓盐酸和漂白粉制取氯气,化学方程式为:,氯气与K2MnO4强碱溶液在装置B中发生反应,生成KMnO4,装置C用于尾气吸收,可用氢氧化钠溶液处理多余的Cl2。
【解析】(1)①根据配制步骤是计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知所需的仪器有:天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管和250mL容量瓶;
②KMnO4物质的量为:,质量为:;
③a.容量瓶使用前必须检查是否漏水,故A正确;
b.容量瓶可以配制一定体积准确浓度的标准溶液,故B正确;
c.容量瓶不可用来长期贮存溶液,故C错误;
d.容量瓶不能用作溶解固体、稀释浓溶液的容器,故D错误;
故选ab;
④a.加水定容时俯视刻度线,则溶液体积偏小,浓度偏高,A符合题意;
b.未洗涤溶解后的烧杯和玻璃棒,溶质会损失一部分,浓度偏低,B不符合题意;
c.颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线是正常的,没有加水补到刻度线是正确的,浓度无影响,C不符合题意;
d.溶解时放热,没有将溶液冷却即加水至刻度线,导致溶剂偏少,浓度偏高,D符合题意
故选ad;
(2)在反应中,Fe2+做还原剂,被氧化为Fe3+价,做氧化剂,被还原成Mn2+,锰元素被还原为+2价;
(3)①装置A中a的作用是:平衡压强,使浓盐酸顺利流下;仪器A用浓盐酸和漂白粉制取氯气,化学方程式为:;
②锰酸钾()在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:,浓盐酸具有挥发性,挥发出的HCl进入装置B中,使其碱性减弱,Mn元素部分以MnO2的形式存在,导致产率降低,可在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶,用于除去HCl;
③C用于尾气吸收,可用氢氧化钠溶液处理多余的Cl2,离子方程式为:。
6.(2023-2024高一上·江苏常州·期中)某同学用如图装置制备Cl2并探究其性质。
I.查阅资料知。
i.是一种较强的还原剂。在酸性条件下与H+迅速反应生成S和SO2。
ii.Fe3+遇呈血红色,而Fe2+遇不变色。
(1)装置A中a的作用是 。
(2)上述装置中存在一处缺陷,会干扰Cl2和Na2S2O3性质的探究,改进的方法是 。
(3)改进实验装置后,B中被氧化为,写出检验的操作 。
(4)装置C中溶液颜色先变为血红色,一段时间后褪色。
某同学对褪色原因提出假设:
假设1:Fe3+被Cl2氧化为更高价态;
假设2:被Cl2氧化失效。
为进一步探究,该同学取装置C褪色后的溶液少许于试管中, (写出操作及现象)说明假设2成立。
II.为探究NaCl对Cl2溶解性的影响,进行如下实验。
已知Cl2在常温下溶解度为0.092mol/L。测定不同浓度NaCl溶液中的Cl2溶解度,结果如下:
c(NaCl)
0.50
1.00
3.00
4.00
5.00
Cl2溶解度/
0.0658
0.0580
0.0416
0.0360
0.0360
(5)根据数据,NaCl溶液浓度大于 mol/L时,增加NaCl溶液浓度对Cl2溶解度变化无明显影响。
(6)为进一步探究食盐水中哪些微粒能降低Cl2溶解度,可采用控制变量法进行实验探究,过程如下:取三支试管,分别加入一定浓度NaCl溶液、HCl溶液、Na2SO4溶液,通入足量Cl2后,测定Cl2溶解度。
实验编号
1
2
3
实验装置
Cl2溶解度/
0.0580
0.0665
0.0800
①a= ,b= ,c= 。
②对比实验1和实验2可以得到的结论是 。
③对比实验1和实验3可以得到的结论是 。
④实验结论:食盐水中能够降低Cl2溶解度的主要微粒是 。
【答案】(1)平衡气压,从而使浓盐酸顺利滴下
(2)在装置A和B之间加盛有饱和食盐水的洗气瓶
(3)在试管中取少量B反应后的溶液,滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,说明生成了
(4)加入KSCN溶液,观察到溶液变为血红色
(5)4
(6) 1 1 0.5 钠离子能降低氯气的溶解度 氯离子对降低氯气的溶解度作用更大 Cl-
【分析】A装置中浓盐酸与MnO2在加热条件下生成Cl2,生成的Cl2与挥发的HCl通入到溶液中,由于具有强还原性,Cl2会将其氧化为,但是挥发的HCl也会与反应生成S和SO2,对实验有干扰,故应先将气体通入到饱和食盐水中除掉HCl,Cl2继续通入到C中,C中溶液变红,最后进行尾气处理;
【解析】(1)装置A中a的作用是平衡气压,从而使浓盐酸顺利滴下;
(2)上述装置中制取的氯气中混有HCl,在酸性条件下与H+迅速反应生成S和SO2,会干扰Cl2和Na2S2O3性质的探究,改进的方法是在装置A和B之间加盛有饱和食盐水的洗气瓶;
(3)检验的操作方法是在试管中取少量B反应后的溶液,滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,说明生成了;
(4)假设2为:SCN-被氯气氧化;为进一步探究,该同学取装置C褪色后的溶液少许于试管中,加入KSCN溶液,观察到溶液变为血红色,说明假设2成立;
(5)根据数据,NaCl溶液浓度大于4mol/L时,增加NaCl溶液浓度对Cl2溶解度变化无明显影响。
(6)①由表中数据可知,当氯气溶解度是0.0580mol⋅L-1时氯化钠的浓度是1mol⋅L-1,实验1、2保证氯离子浓度相同,所以盐酸的浓度为1mol/L,实验1、3保证钠离子浓度相同,所以硫酸钠浓度0.5mol⋅L-1,即a=1,b=1,c=0.5;
②实验1、2控制变量应为氯离子浓度相同,研究钠离子的影响,则b=1.00mol⋅L-1,数据可知,食盐水中钠离子能在一定程度降低氯气的溶解度;
③实验1、2控制变量应为氯离子浓度相同,研究氯离子对氯气溶解度的影响,由实验数据可知,氯离子对降低氯气的溶解度作用更大;
④由以上分析可知,食盐水中能够降低Cl2溶解度的主要微粒Cl-。
7.(2022-2023高一上·江苏盐城·期中)元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型工具,也是发展证据推理与模型认知这一科学核心素养的重要途径。如图为氯元素的价-类维图,回答下列问题:
(1)HClO4属于 (填“电解质”或“非电解质”)。其在水中的电离方程式为 。
(2)根据氯元素的化合价判断Cl2 (填字母)。
A.只有氧化性 B.只有还原性 C.既有氧化性又有还原性
(3)工业上将Cl2通入石灰乳制取漂白粉。其化学方程式为 。
(4)实验室可用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制得氯气。写出该反应的化学方程式 ,该反应中盐酸表现 (填字母)。
A.酸性 B.氧化性 C.还原性 D. 挥发性
(5)2016年巴西奥运会期间,由于工作人员将84消毒液与双氧水两种消毒剂混用,导致游泳池藻类快速生长,池水变绿。其原理为NaClO+H2O2=O2↑+NaCl+H2O,反应产生的O2促进藻类快速生长。请用双线桥分析上述反应中电子转移的方向和数目 。
(6)自来水厂常用ClO2为水消毒,可用碘量法检测水中残留ClO2的浓度,方法如下:①取100.0 mL 水样,酸化,加入足量的碘化钾,反应为2C1O2+10I-+8H+=2Cl-+5I2 +4H2O;②溶液调为中性,加入淀粉溶液后溶液呈蓝色,往溶液中滴加0.1000 mol/LNa2S2O3溶液,反应为I2 +2=2I-+,至蓝色消失时用去15.00 mL Na2S2O3溶液,请计算该水样中ClO2的物质的量浓度。(写出计算过程)
【答案】(1) 电解质
(2)C
(3)
(4) AC
(5)
(6)2C1O2+10I-+8H+=2Cl-+5I2 +4H2O,I2 +2=2I-+,则存在2C1O2~5I2~10,则
【解析】(1)电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物;HClO4属于电解质,其在水中完全电离出氢离子和高氯酸根离子,电离方程式为;
(2)氯气中氯元素化合价为0,化合价能升高也能降低,故既具有还原性又具有氧化性,选C;
(3)Cl2通入石灰乳和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙、水,;
(4)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水:;反应中部分HCl发生氧化反应生成氯气,部分HCl转化为盐氯化锰,故体现酸性、还原性,选AC;
(5),反应中氯元素化合价由+1变为-1,得到2个电子,过氧化氢中氧化合价由-1变为0,失去2个电子生成氧气,双线桥表示为:;
(6)2C1O2+10I-+8H+=2Cl-+5I2 +4H2O,I2 +2=2I-+,则存在2C1O2~5I2~10,则。
8.(2022-2023高一上·江苏扬州·期中)84消毒液、ClO2均是常见的含氯消毒剂。
资料:84消毒液中含氯微粒主要有ClO-、Cl-、HClO;相同浓度时,HClO的氧化性强于ClO-;HClO热稳定性较差;ORP是反映物质的氧化—还原性的指标,ORP值越大,氧化性越强。通常情况下,应将84消毒液原液稀释后使用;一般不用于衣服等纺织品的洗涤消毒。
(1)制备ClO2的一种反应为:2NaClO3+2NaCl+2H2SO4=2ClO2↑+Cl2↑+2Na2SO4+2H2O,该反应的还原产物为 。
(2)取含次氯酸钠0.2 mol·L-1的消毒液1mL,加水稀释至200mL,则稀释后次氯酸钠的物质的量浓度为 mol·L-1。
(3)84消毒液通常由Cl2与NaOH溶液反应制得,写出反应的化学方程式 。
(4)为研究84消毒液的性质与使用条件,进行下列实验:
【实验1】向两支试管中分别加入2mL84消毒液,在试管1中加入2mL水,试管2中加入2mL白醋,再分别放入相同的红色纸片。观察到试管2中纸片褪色更快。
①实验中在试管1中加入2mL水的目的是 。
②试管2中纸片褪色更快的原因是 。
【实验2】测定84消毒液在不同温度时ORP随时间的变化情况,结果如图所示。
③实验表明,随温度升高,ORP值下降。50℃时ORP值下降较快的原因是 。
【答案】(1)ClO2
(2)0.001
(3)Cl2+2NaOH=NaCl+ NaClO+ H2O
(4) 确保两支试管中84消毒液浓度相同 醋酸与ClO-反应生成HClO,HClO浓度增大,漂白性(氧化性)增强 温度越高,HClO容易分解,浓度下降,氧化性减弱
【解析】(1)化合价降低被还原生成还原产物,NaClO3中+5+价氯生成+4价ClO2,因此还原产物是ClO2;
(2)根据稀释定律,c1v1=c2v2,体积稀释200倍,浓度变为原来的二百分之一,因此浓度为0.001mol/L;
(3)Cl2与NaOH溶液反应生成次氯酸钠、氯化钠和水,化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+ NaClO+ H2O;
(4)由于试管2中加了2ml醋酸,因此为了确保两支试管中84消毒液浓度相同,试管1中加入2ml水;试管2中加入了醋酸,醋酸与次氯酸根反应生成HClO分子,HClO浓度越大,漂白性越强;温度越高,HClO容易分解,浓度下降,氧化性减弱,ORP值下降较快。
9.(2022-2023高一上·江苏扬州·期中)某化学兴趣小组在实验室制取漂白粉,并探究氯气与石灰乳反应的条件和产物。已知:氯气和碱的反应为放热反应。温度较高时,氯气和碱还能发生如下反应:。该兴趣小组设计了下列实验装置,进行实验。
图1
请回答下列问题:
(1)①图1甲装置用于制备氯气,乙装置的作用是 。
②该兴趣小组用200mL12mol•L-1盐酸与17.4gMnO2制备氯气,并将所得氯气与过量的石灰乳反应,则理论上最多可制得Ca(ClO)2 g。
(2)小组成员发现,产物中Ca(ClO)2的质量明显小于理论值。他们讨论后认为,部分氯气未与石灰乳反应而逸出,以及温度升高是可能原因。为了探究反应条件对产物的影响,他们另取一定量的石灰乳,匀速地通入足量氯气,得出了ClO-、两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的关系曲线,粗略表示为图2(不考虑氯气逸出及与水的反应)。
图2
①图中曲线I表示 离子的物质的量随反应时间变化的关系。
②所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为 mol。
③另取一份与②等物质的量的石灰乳,以较大的速率通入足量氯气,反应后测得产物中Cl-的物质的量为0.37mol,则产物中= 。
(3)为了提高Ca(ClO)2的产率,可对丙装置作适当改进。请你给出一种改进方法: 。
【答案】(1) 除去氯气中混有的氯化氢 14.3
(2) ClO- 0.25 7:6
(3)将丙装置浸在盛有冷水的水槽中
【分析】如图1,装置甲为制取氯气的装置,其反应为;浓盐酸易挥发,使产生的氯气中含有HCl气体,由于氯气不溶于饱和氯化钠溶液,而HCl易溶于水,装置乙用于除去氯气中的HCl气体;装置丙用于制备漂白粉,其反应为,装置丁为尾气处理装置,吸收未反应完的氯气,其反应为;
【解析】(1)浓盐酸易挥发,使产生的氯气中含有HCl气体,由于氯气不溶于饱和氯化钠溶液,而HCl易溶于水,装置乙用于除去氯气中混有的氯化氢,故填除去氯气中混有的氯化氢;
200mL12mol•L-1盐酸中含HCl的物质的量为,17.4g物质的量为,12:1>4:1,浓盐酸过量,理论上能完全反应,根据反应和,可得,理论上最多可制得的质量为,故填14.3;
(2)根据已知,在加热条件下,氯气与碱反应有生成,将氯气通入石灰乳中,刚开始温度低,没有生成,随着反应的进行,该反应放热,温度升高,此时有生成,如图,曲线I表示的物质的量随反应时间变化的关系;曲线Ⅱ表示的物质的量随反应时间变化的关系,故填;
如图,的最大量为0.1mol,的最大量为0.05mol,根据反应和,所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为,故填0.25;
通入足量氯气,则0.25mol石灰乳完全反应,设生成的,,则根据氧化还原反应得失电子守恒,即生成氯离子得到的电子与生成和失去的电子数相等,可得;再根据、、中该元素与氯元素个数物质的量之比为1:2,可得氯元素物质的量为0.5mol,则有,解得,,,即,故填;
(3)由以上数据表明,氯气与石灰乳反应放热,温度升高,此时有生成,导致的产率下降,所以为了避免副反应的发生,应控制反应在低温下进行,可选择将丙装置浸在盛有冷水的水槽中,故填将丙装置浸在盛有冷水的水槽中。
10.(2021-2022高一上·江苏扬州·期中)自然界水体中的碳元素主要以碳酸盐、碳酸氢盐和有机物形式存在。查阅资料得到以下信息:
Ⅰ.在潮湿空气中会缓慢分解成、和。
Ⅱ.水体中有机物含量是水质的重要指标,常用总有机碳衡量。()
Ⅲ.部分有机物加热易挥发。
(1)某学校化学科研小组为了验证碳酸氢钠在潮湿空气中会缓慢分解的信息,该科研小组将一瓶在潮湿空气中久置的样品混合均匀后,进行如下实验:
①在一个质量为a g的蒸发皿中加入一些样品,称得总质量为b g。用酒精灯对其充分加热,冷却后称得其总质量为c g。残留在蒸发皿中的固体是 (填化学式)。
②另取相同质量的样品放入锥形瓶中,实验装置如图所示。为了保证实验成功,所选用针筒的最大刻度值应大于 (mL)。(设实验在标准状况下进行)
(2)该化学科研小组用如下实验方法测定采集水样的总有机碳。
步骤1:量取50 mL水样,加入足量硫酸,加热,通,并维持一段时间(装置见图,夹持类仪器省略)。
步骤2:再向水样中加入过量的溶液(可将有机物中的碳元素氧化成),加热,充分反应,生成的完全被100 mL 0.2050 mol/L的溶液吸收。
步骤3:将吸收后的浊液过滤并洗涤沉淀,再将洗涤的滤液与原滤液合并,加水配制成500 mL溶液。量取25.00 mL溶液于锥形瓶中,加入指示剂,并滴加0.05000 的溶液,发生反应:,恰好完全反应时,共消耗溶液20.00 mL。
①步骤1的目的是 。
②步骤2中完全被是溶液吸收的化学方程式 。
③利用实验数据计算,所取水样的总有机碳为
④用上述实验方法测定的水样总有机碳一般低于实际值,其原因可能是 。
【答案】(1) 或固体或固体是 (+)×22400 mL;
(2) 将水样中的和转化为,并将完全赶出 120 加热过程中,损失了部分易挥发有机物
【分析】本题是一道测定混合物中成分含量的实验题,碳酸氢钠受热分解产生一部分二氧化碳,同时产生了水蒸气,在后续实验中,硫酸和碳酸钠反应进一步放出二氧化碳,两部分二氧化碳的综合,即可计算出注射器的容积大小,以此解题。
【解析】(1)①NaHCO3受热会发生如下反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+ H2O,其中CO2气体,水都和离开反应体系,只剩下Na2CO3固体,则残留在蒸发皿中的固体是Na2CO3,故答案为:或固体或固体是;
②由①可知冷却后的总质量其实就是Na2CO3和蒸发皿质量,所以(c-a)就是Na2CO3质量,根据碳原子守恒,放出的CO2的物质的量为moL,在一个质量为a g的蒸发皿中加入一些样品,称得总质量为b g,用酒精灯对其充分加热,冷却后称得其总质量为c g,则(b-c)g是失去水和CO2的总质量,根据化学反应2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,水是液体,则CO2的物质的量为mol,所以所选用针筒的最大刻度值应大于(+)×22400 mL;
(2)①自然界水体中的碳元素主要以碳酸盐、碳酸氢盐和有机物形式存在,水体中有机物含量是水质的重要指标,常用总有机碳衡量,量取50mL水样,加入足量硫酸,加热,通N2,并维持一段时间的目的:将水样中的CO和HCO转化为CO2,并将CO2完全赶出,故答案为:将水样中的CO和HCO转化为CO2,并将CO2完全赶出;
②二氧化碳是酸性氧化物,和氢氧化钡反应生成碳酸钡和水,方程式为:;
③n(H2C2O4)==1.000×10-3mol,与H2C2O4反应的Ba(OH)2的物质的量n1[Ba(OH)2]=n(H2C2O4)=1.000×10-3mol。与CO2反应的Ba(OH)2的物质的量n2[Ba(OH)2]=-1.000×10-3 mol×=5.000×10-4 mol,由水样中有机物转化而成CO2的物质的量,n(CO2)=n2[Ba(OH)2]=5.000×10-4 mol,水样中有机物所含碳元素的物质的量n(C)=n(CO2)=5.000×10-4 mol,水样的总有机碳==120 mg·L-1;
④由于加热过程中损失了部分易挥发有机物,因此测定的水样总有机碳一般低于实际值,故答案为:加热过程中,损失了部分易挥发有机物。
11.(2023-2024高一上·江苏盐城·期中)测定碳酸钠与碳酸氢钠混合物样品中碳酸钠的质量分数,设计如下实验方案:
(1)方案一:按如图装置进行实验,并回答以下问题。
①实验前先 ,分液漏斗中应该装 (盐酸或硫酸),D装置的作用是 。
②实验中除称量样品质量外,还需称 (填“A、B、C或D”)装置前后质量的变化。
③据此实验得到的数据,结果有误差。因为实验装置还存在一个明显缺陷,该缺陷是 。
(2)方案二:称取一定量样品,置于小烧杯中,加适量水溶解,向小烧杯中加入足量氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥沉淀,称量固体质量,计算。
①过滤操作中,除了烧杯外还用到的玻璃仪器有 。
②如何检验沉淀已经洗涤干净?
⑧如加入试剂改为氢氧化钡,已知称得样品,干燥的沉淀质量为,则样品中碳酸钠和碳酸氢钠物质的量之比为 ,样品中碳酸钠的质量分数为 (写出保留整数值)。
【答案】(1) 检查装置的气密性是否良好 硫酸 吸收空气中的二氧化碳和水,防止其进入C中干扰试验 C A、B中残留的CO2未全部被C吸收
(2) 漏斗、玻璃棒 在试管中取最后一次洗涤液,滴加少量的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净 1:1 56%
【分析】(1)方案一的实验过程为:先检验装置气密性,装入实验试剂,从分液漏斗向圆底烧瓶中加入稀硫酸,样品中碳酸钠和碳酸氢钠均反应生成CO2和水,B中浓硫酸干燥气体,C中碱水灰吸收CO2,D干燥管中的碱石灰吸收空气中的水蒸气、二氧化碳,防止进入装置C影响测定结果,需要根据C装置的质量差计算出生成的二氧化碳的质量;
(2)碳酸钠与氯化钡生成碳酸钡,根据沉淀碳酸钡的质量计算出碳酸钡的物质的量,如果改为氢氧化钡与样品反应,则先得出碳酸钡的量,然后设出碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量,根据碳酸钡的物质的量和样品质量列式计算。
【解析】(1)①实验前,需要检查图示装置中的气密性是否良好;由于盐酸具有挥发性,影响测定结果,所以选用硫酸;为了避免空气中水分和二氧化碳进入C装置,影响测定结果,所以用D装置吸收空气中的二氧化碳和水;
故答案为:检查装置的气密性;硫酸; 防止空气中水蒸气、二氧化碳进入C管被吸收;
②知道了样品的质量,还需要测量出样品与稀硫酸反应生成的二氧化碳的质量,图中利用装置C吸收二氧化碳,所以需要称量C装置的反应前后质量;
③由于装置A和装置B中存有的二氧化碳没有完全被排出,导致反应生成的二氧化碳没有被装置C完全吸收,影响了测定结果;
(2)①过滤操作中,除了烧杯外还用到漏斗、玻璃棒;
②洗涤沉淀的目的是洗掉其表面的氯离子等可溶性离子,检验碳酸钡沉淀已经洗涤干净的方法为:在试管中取最后一次洗涤液,滴加少量的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净;
③如加入试剂改为氢氧化钡,碳酸钠和碳酸氢钠均反应生成BaCO3沉淀;样品19.0g,干燥的沉淀质量为39.4g,物质的量为=0.2mol,设碳酸钠的物质的量为xmol,碳酸氢钠的物质的量为ymol,则:106x+84y=19.0,x+y=0.2mol,解得:x=0.1mol,y=0.1mol,故样品中碳酸钠和碳酸氢钠物质的量之比为1:1,碳酸钠物质的量为0.1mol,所以碳酸钠质量分数为×100%≈56%。
12.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)二氧化锰与浓盐酸混合加热得到氯气,如图是制取并探究Cl2化学性质的装置图。
(1)写出圆底烧瓶中发生反应的化学方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目 。
(2)若要在 D 中得到干燥纯净的气体,B中应盛放的试剂为 ,装置E的作用是 。
(3)实验中发现:浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气,稀盐酸与MnO2混合加热不生成氯气。针对上述现象某化学兴趣小组对“影响氯气生成的原因”进行了讨论,并设计了以下实验方案:
a.稀盐酸滴入 MnO2中,然后通入HCl气体加热
b.稀盐酸滴入MnO2中,然后加入NaCl固体加热
c.稀盐酸滴入MnO2中,然后加入浓硫酸加热
d.MnO2与 NaCl的浓溶液混合加热
e.浓硫酸与 NaCl固体、MnO2固体共热
①实验b的目的是 。
②实验现象:a、c、e有黄绿色气体生成,b、d没有黄绿色气体生成。由此得出影响氯气生成的原因是 。
(4)F装置是尾气处理装置,其中产物之一是消毒液的有效成份。
Ⅰ.2016年巴西奥运会期间,由于工作人员将84消毒液与双氧水两种消毒剂混用,导致游泳池藻类快速生长,池水变绿,其原因为反应产生的O2促进藻类快速生长。请写出两种消毒液反应的化学方程式 。
Ⅱ.实验室需要配制480mL 2.5mol/L的消毒液,需要的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒、量筒外,还需要 ;配制时需用托盘天平称量的质量为 。下列情况会使所配溶液浓度偏低的是 (填序号);
①溶液未经冷却即转移至容量瓶并定容
②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤
③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水
④定容摇匀后,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线
⑤定容时,仰视容量瓶的刻度线
(5)利用数字化实验探究次氯酸的化学性质 , 用强光照射盛有氯水的密闭广口瓶;并用传感器测定广口瓶中数据,得到如下曲线。请用化学方程式解释曲线中氯离子的浓度和氧气的体积分数变化的原因 。
【答案】(1)
(2) 饱和食盐水 安全瓶
(3) 探究氯离子浓度对反应的影响 氢离子浓度
(4) 500mL容量瓶 93.1g ②④⑤
(5)
【解析】(1)圆底烧瓶中是浓盐酸和二氧化锰共热制取氯气,二氧化锰将氯离子氧化生成氯气,故答案为:;
(2)要得到干燥的氯气先除去HCl,再用浓硫酸干燥,尾气处理用NaOH溶液,可能会发生倒吸,故答案为:饱和食盐水、安全瓶;
(3)b中变量为氯离子,是探究氯离子浓度对反应的影响,a、c、e中相同变量为氢离子浓度,b、d中相同变量为氯离子浓度,综合起来,影响氯气生成的原因为氢离子浓度,故答案为:探究氯离子浓度对反应的影响、氢离子浓度。
(4)题设条件告知,生成了氧气,反应方程为:;要配置480ml溶液,需取用500mL容量瓶,称取NaClO的质量为:,使用托盘天平只能称取93.1g;溶液未经冷却即转移至容量瓶并定容,导致最终溶液体积偏小,浓度偏大;溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤,溶质物质的量偏小,浓度偏小;转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水,不影响最终溶液浓度;定容摇匀后,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线溶液体积偏大,浓度偏小;定容时,仰视容量瓶的刻度线导致溶液体积偏大,浓度偏小。故答案为:、500ml容量瓶、93.1g、②④⑤。
(5)次氯酸在强光条件下分解为盐酸和氧气,会导致氯离子和氧气浓度的增加。故答案为:。
13.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)二氧化氯是一种黄绿色的气体,有强烈刺激性气味,在水处理等方面有广泛应用,是一种高效的消毒剂。
(1)在的制备方法中,有下列两种:
方法Ⅰ:
方法Ⅱ:2NaClO3 +H2O2 +H2SO4 = 2ClO2 ↑+2H2O+ Na2SO4+O2↑
方法Ⅰ反应中,产生气体,电子转移 mol;被氧化的HCl为 mol;方法Ⅱ反应中,氧化产物为 (填化学式)。
(2)亚氯酸钠(NaClO2)和ClO2都是重要的漂白剂。某学习小组设计如下装置制取亚氯酸钠(NaClO2):
①装置A中产生的ClO2气体,在装置C中反应生成NaClO2,写出生成NaClO2的化学方程式: 。
②某同学认为上述装置并不完整,请写出需补充的装置 (用文字叙述)。
(3)将溶于水得到溶液:为测定其浓度,进行以下实验操作:
步骤1:取待测溶液20.00mL于锥形瓶中;
步骤2:用稀硫酸调节溶液至酸性,加入足量的KI晶体充分反应,使转化为;
步骤3:逐滴加入的溶液,发生的反应为:;将“步骤2”反应生成的I2恰好完全反应时,消耗溶液体积为29.50mL。
写出步骤2反应的离子方程式 ;计算此溶液的物质的量浓度 (写出计算过程)。
【答案】(1) 1 1 O2
(2) 2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+ O2↑+2H2O 在装置C后连接盛有NaOH溶液的洗气瓶
(3) 2ClO2+10I—+8H+=2Cl—+5I2↑+4H2O 2.950×10—2mol/L
【分析】由实验装置图可知,装置A中氯酸钠与亚硫酸钠固体和浓硫酸反应制备二氧化氯,装置B为空载仪器,做安全瓶,起防倒吸的作用,装置C中二氧化氯与氢氧化钠和过氧化氢的混合溶液在冰水浴中反应生成制备亚氯酸钠,该实验的设计缺陷为缺少尾气处理装置,应在装置C后连接盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶,用于吸收二氧化氯,防止污染空气。
【解析】(1)由方程式可知,方法Ⅰ的反应中,氯酸钠中氯元素化合价降低被还原,盐酸中氯元素部分升高被氧化,盐酸表现酸性和还原性,反应生成2mol二氧化氯,反应转移电子的物质的量为2mol,有2mol氯化氢被氧化,则反应生成1mol二氧化氯,反应转移电子的物质的量为1mol,有1mol氯化氢被氧化;方法Ⅱ的反应中,氧元素的化合价升高被氧化,过氧化氢是反应的还原剂、氧气是氧化产物,故答案为:1;1;O2;
(2)①由分析可知,装置C中二氧化氯与氢氧化钠和过氧化氢的混合溶液在冰水浴中反应生成制备亚氯酸钠,反应的化学方程式为2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+ O2↑+2H2O,故答案为:2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+ O2↑+2H2O;
②由分析可知,该实验的设计缺陷为缺少尾气处理装置,应在装置C后连接盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶,用于吸收二氧化氯,防止污染空气,故答案为:在装置C后连接盛有NaOH溶液的洗气瓶;
(3)由题意可知,步骤2发生的反应为酸性条件下,二氧化氯与溶液中的碘离子反应生成氯离子、碘和水,反应的离子方程式为2ClO2+10I—+8H+=2Cl—+5I2↑+4H2O,由方程式可得如下转化关系:2ClO2—5I2—10Na2S2O3,反应消耗29.50mL0.1000mol/L硫代硫酸钠溶液,则二氧化氯溶液的浓度为=2.950×10—2mol/L,故答案为:2ClO2+10I—+8H+=2Cl—+5I2↑+4H2O;2.950×10—2mol/L。
14.(2023-2024高一上·江苏连云港·期中)纯碱是一种非常重要的化工原料,在玻璃、肥料、合成洗涤剂等工业中有着广泛的应用。
(1)工业上“侯氏制碱法”以NaCl、、及水等为原料制备纯碱,其反应原理为:。生产纯碱的工艺流程示意图如下:
请回答下列问题:
①析出的晶体中可能含有少量氯离子杂质,检验该晶体中是否含有氯离子杂质的操作方法是: 。
②该工艺流程中可回收再利用的物质是 。
(2)实验室需要240mL2.00mol/L的溶液:
①所用仪器除天平、烧杯、药匙、玻璃棒、胶头滴管外还有 (填仪器名称);
②下列操作会造成所配溶液的浓度偏高的是 (填序号)
a.定容时俯视刻度线
b.容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理
c.发现凹液面超过刻度线,立即将多余溶液吸出
d.溶液转移至容量瓶中后没有洗涤烧杯
(3)常温下在溶液中逐滴加入溶液20mL,溶液中含碳元素的各种微粒的质量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如下图所示。
根据图示回答下列问题:
①在同一溶液中,、、 (填“能”或“不能”)大量共存。
②将和混合并配成溶液,向溶液中滴加稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成的物质的量的关系的是 (填字母)。
(4)若称取16.8g纯净的固体,加热一段时间后,剩余固体的质量为13.7g。如果把剩余的固体全部加入到的盐酸中充分反应。求溶液中剩余的盐酸的物质的量浓度 (设溶液的体积变化及盐酸的挥发忽略不计)(写出计算过程)。
【答案】(1) 取少量晶体于试管中,加水溶解,加入过量稀硝酸,再加入适量硝酸银溶液,若有白色沉淀产生则晶体中含有氯离子,反之则无; CO2
(2) 250mL的容量瓶 a
(3) 不能 D
(4)1mol/L
【分析】侯氏制碱法的流程是在氨化饱和的氯化钠溶液里通CO2气体,因碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小,有碳酸氢钠沉淀生成,经过滤、洗涤干燥后,再将碳酸氢钠加热分解可得纯碱,同时生成的CO2气体循环利用。
【解析】(1)①检验晶体中是否有氯离子,取少量晶体溶于水,加稀HNO3酸化,再滴加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,该晶体中含有氯离子;
②分析可知二氧化碳参与反应过程,最后又生成,可以循环利用;
(2)①根据配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液所用的仪器:烧杯、天平、药匙、玻璃棒、胶头滴管、250mL的容量瓶,缺少的仪器为:250mL的容量瓶;
② a.定容时俯视刻度线,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高,故a符合;
b.洗净的容量瓶未烘干,对溶质的物质的量和溶液的体积都不产生影响,溶液浓度无影响,故b不符合;
c.发现凹液面超过刻度线,立即将多余溶液吸出,导致部分溶质损耗,溶质的物质的量偏小,溶液浓度偏低,故c不符合;
d.溶液转移至容量瓶中后没有洗涤烧杯,导致部分溶质损耗,溶质的物质的量偏小,溶液浓度偏低,故d不符合;
答案选a;
(3)①常温下在溶液中逐滴加入溶液20mL,从图象可以看出,在同一溶液中,、、不能大量共存;
②向 NaHCO3和Na2CO3混合并配成的溶液中滴加盐酸,0.01molNa2CO3发生反应:HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,不放出气体,消耗0.1mol•L-1盐酸0.1L;此时溶液中碳酸氢钠的物质的量为0.02mol,发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,产生二氧化碳,0.02mol碳酸氢钠完全反应消耗0.1mol•L-1盐酸0.2L,即滴加盐酸至0.3L时产生二氧化碳达到最大值,图像符合的为:D;
(4)n(NaHCO3)=,NaHCO3最终完全转变成NaCl,消耗盐酸的物质的量等于NaHCO3物质的量,则n(HCl)剩余=n(HCl)-n(NaHCO3)=0.1L×3mol•L-1-0.2 mol=0.1 mol,故c(HCl)剩余=。
15.(2023-2024高一上·江苏宿迁·期中)我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业作出巨大贡献。联合制碱法的主要过程如图所示(部分物质已略去)。
(1)①~③所涉及的操作方法中,包含过滤的是 (填序号)。
(2)根据上图,写出向饱和食盐水中通、的化学方程式 。
(3)请说明向饱和食盐水中通入、的先后顺序及其原因:①通入先后顺序是 ,②原因是 。
(4)关于上述工艺流程的下列说法中,正确的是 (填字母)。
a.步骤②产生的可循环使用
b.副产物可用作肥料
c.溶液B中一定含有、、
(5)低温时溶解度比NaCl小。以上生产流程中,向溶液A中加入NaCl时需降温,如此操作目的是 。
(6)工业上用NaCl不用NaOH制备纯碱的原因是 。
【答案】(1)①③
(2)++NaCl+H2O=+NH4Cl
(3) 先通入,再通入 相同条件下,比在水中的溶解度大,为了使溶液中有更多的碳酸氢根离子,应先往饱和氯化钠溶液中通入,再通入,这样吸收的就会更多,就能使食盐水中产生更多的碳酸氢根离子,从而使碳酸氢钠饱和析出
(4)ABC
(5)便于氯化铵固体析出
(6)NaCl更节约成本
【分析】侯氏制碱法的原理是往氨化的饱和食盐水中通入足量的二氧化碳,使溶解度小的碳酸氢钠从溶液中析出,过滤得到的碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,利用NH4Cl在低温下比NaCl溶解度小的原理往滤液中加入氯化钠固体,使氯化铵析出,过滤得到NH4Cl固体,滤液主要是氯化钠和氯化铵的混合液,据此分析解答。
【解析】(1)过滤操作用于分离不溶性固体和液体,和通入饱和食盐水反应生成沉淀,因此①需要过滤;②为煅烧固体生成,不需要过滤;③通过加热浓缩得到固体,因此需要过滤,故包含过滤的是①、③,故答案为:①③;
(2)由流程图可知,该反应是将和通入饱和食盐水中,因此反应物有、、NaCl,根据质量守恒定律,发现反应后生成,含有氢元素,因此反应物中还有水,根据反应前后原子守恒,可得到化学方程式为:++NaCl+H2O=+NH4Cl,故答案为:++NaCl+H2O=+NH4Cl;
(3)相同条件下,比在水中的溶解度大,为了使溶液中有更多的碳酸氢根离子,应先往饱和氯化钠溶液中通入,再通入,这样吸收的就会更多,就能使食盐水中产生更多的碳酸氢根离子,从而使碳酸氢钠饱和析出;
(4)A.煅烧生成,又可用来和饱和食盐水反应,因此可循环使用,故A正确;
B.含有氮元素,可用作氮肥,故B正确;
C.经分析,溶液B中的成分是氯化钠和氯化铵,则溶液中一定含有,故C正确;
故答案为:ABC;
(5)低温时溶解度比NaCl小。以上生产流程中,向溶液A中加入NaCl时需降温,如此操作目的是便于氯化铵固体析出。
(6)工业上氢氧化钠是由电解氯化钠溶液制得的,故工业上用NaCl不用NaOH制备纯碱的原因是NaCl更节约成本。
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题型04 有关钠、氯及其化合物的转化及综合实验
1.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)某学习小组探究潮湿的与反应的产物,如下实验:
(1)试剂Y是 。
(2)请写出装置A中的化学方程式: 。
(3)装置C中潮湿的与反应时,生成、气体和另一种盐,该盐的化学式为: ,其盐在该反应中作为 (选填“氧化产物”或“还原产物”)。
(4)若将上述装置中的C.D.E部分换成下图所述装置,其中Ⅰ与Ⅲ是干燥的有色布条,E中盛装NaOH溶液,请回答下列问题:
①装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,则装置C中Ⅱ的作用是 。
②D中应装入的物质是 。
a.浓硫酸 b.碱石灰 c.NaCl固体 d.NaOH溶液
2.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)回答下列问题。
Ⅰ.为测定金属钠样品(表面有Na2O )中钠单质的质量分数,设计了如下实验(反应装置如图所示,U形管中的无水CaCl2用作干燥剂)
①称量A、B装置的总质量
②称取一定质量的钠样品
③将钠样品投入锥形瓶中,迅速塞紧带U形干燥管的橡皮塞有关数据:A、B装置反应前总质量为ag,称取的金属钠样品质量为bg,反应后A、B总质量为cg。
请根据题意回答下列问题:
(1)钠与水反应的化学方程式为 。
(2)用a、b、c表示的钠单质的质量分数为 。
(3)没有B装置对测定结果有何影响? (填“偏大”“偏小”或“不影响”)。
Ⅱ.现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,装置如图所示。
请回答下列问题:
(4)为完成实验应将装置丁接在装置 之间(填“甲乙”或“乙丙”),且装置丁中盛放的试剂是 。
(5)装置丙的作用是 。
(6)为制得更纯的Na2O2,应先 ,后 。
(7)点燃酒精灯后,观察到装置乙中的现象为:钠先熔化成闪亮的小球,后剧烈燃烧 (请把乙中现象补充完整)
3.(2023-2024高一上·江苏南通·期中)氯气是一种重要的化工原料,大量用于制造盐酸、漂白剂、农药、染料和药品等。
(1)1774年,瑞典化学家舍勒将浓盐酸与软锰矿(主要成分为)混合加热,发现了氯气。下图为实验室制取Cl2的装置,请回答:
盛放浓盐酸的仪器名称是 。
(2)下图所示制取氯气的净化、收集、尾气处理的装置能达到实验目的的是 。(填序号)
A.净化Cl2
B.收集Cl2
C.尾气处理
(3)已知:常温下用和市售浓盐酸(11.9)反应制取Cl2难以进行。但若用漂白粉(有效成分)、高锰酸钾等与浓盐酸反应,常温下很容易制取Cl2。
①已知,如图装置A是氯气的发生装置。加入适量的浓盐酸充分反应有黄绿色气体生成,写出发生反应的化学方程式,并用单线桥标明电子转移的方向和数目: 。
②装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,则装置C中Ⅲ处应放入的是 (填序号)。
a.干燥的有色布条 b.湿润的有色布条 c.湿润的淀粉试纸
装置C的Ⅱ处的试剂是 (填序号)。
a.碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的固体混合物) b.无水氯化钙 c.浓硫酸
③装置D中一般不用澄清石灰水吸收多余的氯气。理由是 。
(4)84消毒液是一种常见的含氯消毒剂,其有效成分为次氯酸钠。
资料:84消毒液中含氯微粒主要有、、;相同浓度时,的氧化性强于;是反映水溶液中所有物质表现出来的氧化—还原性,值越大,氧化性越强。
某兴趣小组同学研究84消毒液的漂白性,实验如下。
I.向284消毒液中加入2水后,放入红色纸片,观察到纸片慢慢褪色。
Ⅱ.向284消毒液中加入2白醋后,放入红色纸片,观察到纸片迅速褪色。
Ⅲ.测得84消毒液在不同温度时随时间的变化曲线如图。
①已知白醋显酸性,不具有漂白性。实验I、Ⅱ现象不同的原因是 。
②由实验Ⅲ可得出的结论是 。
4.(2023-2024高一上·江苏连云港·期中)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中用下图装置(部分装置省略)制备氯气,并利用其与碱反应时的温度控制制备KClO3和NaClO。
回答下列问题:
(1)盛放浓盐酸的仪器名称是 ,a中的试剂为 ,d的作用是 。
(2)制备氯气的化学方程式是 。(双线桥表示电子的转移方向和数目)
(3)反应结束后,取出b中试管,经 ,过滤,洗涤干燥,得到KClO3晶体。
(4)c中制备NaClO的离子方程式是 ;温度过高会生成KClO3。当n(NaClO)=n(KClO3)时,该反应中n(Cl2):n(NaCl)=
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4显紫红色。可知该条件下NaClO的氧化能力 KClO3 (填“大于”或“小于”)。
(6)反应结束后多余的氯气也可以制成氯水使用。下图是用强光照射密闭广口瓶中新制氯水时,用数字化传感器采集的图像,下列纵坐标代表的物理量与图像相符的是 。
a.瓶中氯气的体积分数 b.瓶中氧气的体积分数
c.溶液的导电能力 d.溶液的漂白能力
5.(2023-2024高一上·江苏盐城·期中)高锰酸钾溶液常用于物质的定性检验与定量分析。
(1)实验室用固体来配制的酸性溶液。
①需用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、 。
②计算所需固体的质量为 克。
③下列关“容量瓶及其使用”的叙述中正确的是 (填序号)。
a.使用前必须检查是否漏水 b.能配制一定体积准确浓度的标准溶液
c.可用来长期贮存溶液 d.能用作溶解固体、稀释浓溶液的容器
④下列操作会导致溶液浓度偏高的是 (填序号)。
a.加水定容时俯视刻度线
b.未洗涤溶解后的烧杯和玻璃棒
c.颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线,没有加水补到刻度线
d.溶解时放热,没有将溶液冷却即加水至刻度线
(2)用酸化的上述新配制的溶液10mL氧化并测定溶液中的物质的量浓度,消耗0.05mol/L的溶液100mL,则反应后锰元素的价态为 。
(3)某同学利用氧化制备的装置如下图所示(夹持装置略):
已知:锰酸钾()在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:;
①装置A中a的作用是 ,装置A中制备的化学方程式为 。
②上述装置存在一处缺陷,会导致产率降低,改进的方法是 。
③装置C中发生反应的离子方程式为 。
6.(2023-2024高一上·江苏常州·期中)某同学用如图装置制备Cl2并探究其性质。
I.查阅资料知。
i.是一种较强的还原剂。在酸性条件下与H+迅速反应生成S和SO2。
ii.Fe3+遇呈血红色,而Fe2+遇不变色。
(1)装置A中a的作用是 。
(2)上述装置中存在一处缺陷,会干扰Cl2和Na2S2O3性质的探究,改进的方法是 。
(3)改进实验装置后,B中被氧化为,写出检验的操作 。
(4)装置C中溶液颜色先变为血红色,一段时间后褪色。
某同学对褪色原因提出假设:
假设1:Fe3+被Cl2氧化为更高价态;
假设2:被Cl2氧化失效。
为进一步探究,该同学取装置C褪色后的溶液少许于试管中, (写出操作及现象)说明假设2成立。
II.为探究NaCl对Cl2溶解性的影响,进行如下实验。
已知Cl2在常温下溶解度为0.092mol/L。测定不同浓度NaCl溶液中的Cl2溶解度,结果如下:
c(NaCl)
0.50
1.00
3.00
4.00
5.00
Cl2溶解度/
0.0658
0.0580
0.0416
0.0360
0.0360
(5)根据数据,NaCl溶液浓度大于 mol/L时,增加NaCl溶液浓度对Cl2溶解度变化无明显影响。
(6)为进一步探究食盐水中哪些微粒能降低Cl2溶解度,可采用控制变量法进行实验探究,过程如下:取三支试管,分别加入一定浓度NaCl溶液、HCl溶液、Na2SO4溶液,通入足量Cl2后,测定Cl2溶解度。
实验编号
1
2
3
实验装置
Cl2溶解度/
0.0580
0.0665
0.0800
①a= ,b= ,c= 。
②对比实验1和实验2可以得到的结论是 。
③对比实验1和实验3可以得到的结论是 。
④实验结论:食盐水中能够降低Cl2溶解度的主要微粒是 。
7.(2022-2023高一上·江苏盐城·期中)元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型工具,也是发展证据推理与模型认知这一科学核心素养的重要途径。如图为氯元素的价-类维图,回答下列问题:
(1)HClO4属于 (填“电解质”或“非电解质”)。其在水中的电离方程式为 。
(2)根据氯元素的化合价判断Cl2 (填字母)。
A.只有氧化性 B.只有还原性 C.既有氧化性又有还原性
(3)工业上将Cl2通入石灰乳制取漂白粉。其化学方程式为 。
(4)实验室可用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制得氯气。写出该反应的化学方程式 ,该反应中盐酸表现 (填字母)。
A.酸性 B.氧化性 C.还原性 D. 挥发性
(5)2016年巴西奥运会期间,由于工作人员将84消毒液与双氧水两种消毒剂混用,导致游泳池藻类快速生长,池水变绿。其原理为NaClO+H2O2=O2↑+NaCl+H2O,反应产生的O2促进藻类快速生长。请用双线桥分析上述反应中电子转移的方向和数目 。
(6)自来水厂常用ClO2为水消毒,可用碘量法检测水中残留ClO2的浓度,方法如下:①取100.0 mL 水样,酸化,加入足量的碘化钾,反应为2C1O2+10I-+8H+=2Cl-+5I2 +4H2O;②溶液调为中性,加入淀粉溶液后溶液呈蓝色,往溶液中滴加0.1000 mol/LNa2S2O3溶液,反应为I2 +2=2I-+,至蓝色消失时用去15.00 mL Na2S2O3溶液,请计算该水样中ClO2的物质的量浓度。(写出计算过程)
8.(2022-2023高一上·江苏扬州·期中)84消毒液、ClO2均是常见的含氯消毒剂。
资料:84消毒液中含氯微粒主要有ClO-、Cl-、HClO;相同浓度时,HClO的氧化性强于ClO-;HClO热稳定性较差;ORP是反映物质的氧化—还原性的指标,ORP值越大,氧化性越强。通常情况下,应将84消毒液原液稀释后使用;一般不用于衣服等纺织品的洗涤消毒。
(1)制备ClO2的一种反应为:2NaClO3+2NaCl+2H2SO4=2ClO2↑+Cl2↑+2Na2SO4+2H2O,该反应的还原产物为 。
(2)取含次氯酸钠0.2 mol·L-1的消毒液1mL,加水稀释至200mL,则稀释后次氯酸钠的物质的量浓度为 mol·L-1。
(3)84消毒液通常由Cl2与NaOH溶液反应制得,写出反应的化学方程式 。
(4)为研究84消毒液的性质与使用条件,进行下列实验:
【实验1】向两支试管中分别加入2mL84消毒液,在试管1中加入2mL水,试管2中加入2mL白醋,再分别放入相同的红色纸片。观察到试管2中纸片褪色更快。
①实验中在试管1中加入2mL水的目的是 。
②试管2中纸片褪色更快的原因是 。
【实验2】测定84消毒液在不同温度时ORP随时间的变化情况,结果如图所示。
③实验表明,随温度升高,ORP值下降。50℃时ORP值下降较快的原因是 。
9.(2022-2023高一上·江苏扬州·期中)某化学兴趣小组在实验室制取漂白粉,并探究氯气与石灰乳反应的条件和产物。已知:氯气和碱的反应为放热反应。温度较高时,氯气和碱还能发生如下反应:。该兴趣小组设计了下列实验装置,进行实验。
图1
请回答下列问题:
(1)①图1甲装置用于制备氯气,乙装置的作用是 。
②该兴趣小组用200mL12mol•L-1盐酸与17.4gMnO2制备氯气,并将所得氯气与过量的石灰乳反应,则理论上最多可制得Ca(ClO)2 g。
(2)小组成员发现,产物中Ca(ClO)2的质量明显小于理论值。他们讨论后认为,部分氯气未与石灰乳反应而逸出,以及温度升高是可能原因。为了探究反应条件对产物的影响,他们另取一定量的石灰乳,匀速地通入足量氯气,得出了ClO-、两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的关系曲线,粗略表示为图2(不考虑氯气逸出及与水的反应)。
图2
①图中曲线I表示 离子的物质的量随反应时间变化的关系。
②所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为 mol。
③另取一份与②等物质的量的石灰乳,以较大的速率通入足量氯气,反应后测得产物中Cl-的物质的量为0.37mol,则产物中= 。
(3)为了提高Ca(ClO)2的产率,可对丙装置作适当改进。请你给出一种改进方法: 。
10.(2021-2022高一上·江苏扬州·期中)自然界水体中的碳元素主要以碳酸盐、碳酸氢盐和有机物形式存在。查阅资料得到以下信息:
Ⅰ.在潮湿空气中会缓慢分解成、和。
Ⅱ.水体中有机物含量是水质的重要指标,常用总有机碳衡量。()
Ⅲ.部分有机物加热易挥发。
(1)某学校化学科研小组为了验证碳酸氢钠在潮湿空气中会缓慢分解的信息,该科研小组将一瓶在潮湿空气中久置的样品混合均匀后,进行如下实验:
①在一个质量为a g的蒸发皿中加入一些样品,称得总质量为b g。用酒精灯对其充分加热,冷却后称得其总质量为c g。残留在蒸发皿中的固体是 (填化学式)。
②另取相同质量的样品放入锥形瓶中,实验装置如图所示。为了保证实验成功,所选用针筒的最大刻度值应大于 (mL)。(设实验在标准状况下进行)
(2)该化学科研小组用如下实验方法测定采集水样的总有机碳。
步骤1:量取50 mL水样,加入足量硫酸,加热,通,并维持一段时间(装置见图,夹持类仪器省略)。
步骤2:再向水样中加入过量的溶液(可将有机物中的碳元素氧化成),加热,充分反应,生成的完全被100 mL 0.2050 mol/L的溶液吸收。
步骤3:将吸收后的浊液过滤并洗涤沉淀,再将洗涤的滤液与原滤液合并,加水配制成500 mL溶液。量取25.00 mL溶液于锥形瓶中,加入指示剂,并滴加0.05000 的溶液,发生反应:,恰好完全反应时,共消耗溶液20.00 mL。
①步骤1的目的是 。
②步骤2中完全被是溶液吸收的化学方程式 。
③利用实验数据计算,所取水样的总有机碳为
④用上述实验方法测定的水样总有机碳一般低于实际值,其原因可能是 。
11.(2023-2024高一上·江苏盐城·期中)测定碳酸钠与碳酸氢钠混合物样品中碳酸钠的质量分数,设计如下实验方案:
(1)方案一:按如图装置进行实验,并回答以下问题。
①实验前先 ,分液漏斗中应该装 (盐酸或硫酸),D装置的作用是 。
②实验中除称量样品质量外,还需称 (填“A、B、C或D”)装置前后质量的变化。
③据此实验得到的数据,结果有误差。因为实验装置还存在一个明显缺陷,该缺陷是 。
(2)方案二:称取一定量样品,置于小烧杯中,加适量水溶解,向小烧杯中加入足量氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥沉淀,称量固体质量,计算。
①过滤操作中,除了烧杯外还用到的玻璃仪器有 。
②如何检验沉淀已经洗涤干净?
⑧如加入试剂改为氢氧化钡,已知称得样品,干燥的沉淀质量为,则样品中碳酸钠和碳酸氢钠物质的量之比为 ,样品中碳酸钠的质量分数为 (写出保留整数值)。
12.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)二氧化锰与浓盐酸混合加热得到氯气,如图是制取并探究Cl2化学性质的装置图。
(1)写出圆底烧瓶中发生反应的化学方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目 。
(2)若要在 D 中得到干燥纯净的气体,B中应盛放的试剂为 ,装置E的作用是 。
(3)实验中发现:浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气,稀盐酸与MnO2混合加热不生成氯气。针对上述现象某化学兴趣小组对“影响氯气生成的原因”进行了讨论,并设计了以下实验方案:
a.稀盐酸滴入 MnO2中,然后通入HCl气体加热
b.稀盐酸滴入MnO2中,然后加入NaCl固体加热
c.稀盐酸滴入MnO2中,然后加入浓硫酸加热
d.MnO2与 NaCl的浓溶液混合加热
e.浓硫酸与 NaCl固体、MnO2固体共热
①实验b的目的是 。
②实验现象:a、c、e有黄绿色气体生成,b、d没有黄绿色气体生成。由此得出影响氯气生成的原因是 。
(4)F装置是尾气处理装置,其中产物之一是消毒液的有效成份。
Ⅰ.2016年巴西奥运会期间,由于工作人员将84消毒液与双氧水两种消毒剂混用,导致游泳池藻类快速生长,池水变绿,其原因为反应产生的O2促进藻类快速生长。请写出两种消毒液反应的化学方程式 。
Ⅱ.实验室需要配制480mL 2.5mol/L的消毒液,需要的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒、量筒外,还需要 ;配制时需用托盘天平称量的质量为 。下列情况会使所配溶液浓度偏低的是 (填序号);
①溶液未经冷却即转移至容量瓶并定容
②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤
③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水
④定容摇匀后,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线
⑤定容时,仰视容量瓶的刻度线
(5)利用数字化实验探究次氯酸的化学性质 , 用强光照射盛有氯水的密闭广口瓶;并用传感器测定广口瓶中数据,得到如下曲线。请用化学方程式解释曲线中氯离子的浓度和氧气的体积分数变化的原因 。
13.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)二氧化氯是一种黄绿色的气体,有强烈刺激性气味,在水处理等方面有广泛应用,是一种高效的消毒剂。
(1)在的制备方法中,有下列两种:
方法Ⅰ:
方法Ⅱ:2NaClO3 +H2O2 +H2SO4 = 2ClO2 ↑+2H2O+ Na2SO4+O2↑
方法Ⅰ反应中,产生气体,电子转移 mol;被氧化的HCl为 mol;方法Ⅱ反应中,氧化产物为 (填化学式)。
(2)亚氯酸钠(NaClO2)和ClO2都是重要的漂白剂。某学习小组设计如下装置制取亚氯酸钠(NaClO2):
①装置A中产生的ClO2气体,在装置C中反应生成NaClO2,写出生成NaClO2的化学方程式: 。
②某同学认为上述装置并不完整,请写出需补充的装置 (用文字叙述)。
(3)将溶于水得到溶液:为测定其浓度,进行以下实验操作:
步骤1:取待测溶液20.00mL于锥形瓶中;
步骤2:用稀硫酸调节溶液至酸性,加入足量的KI晶体充分反应,使转化为;
步骤3:逐滴加入的溶液,发生的反应为:;将“步骤2”反应生成的I2恰好完全反应时,消耗溶液体积为29.50mL。
写出步骤2反应的离子方程式 ;计算此溶液的物质的量浓度 (写出计算过程)。
14.(2023-2024高一上·江苏连云港·期中)纯碱是一种非常重要的化工原料,在玻璃、肥料、合成洗涤剂等工业中有着广泛的应用。
(1)工业上“侯氏制碱法”以NaCl、、及水等为原料制备纯碱,其反应原理为:。生产纯碱的工艺流程示意图如下:
请回答下列问题:
①析出的晶体中可能含有少量氯离子杂质,检验该晶体中是否含有氯离子杂质的操作方法是: 。
②该工艺流程中可回收再利用的物质是 。
(2)实验室需要240mL2.00mol/L的溶液:
①所用仪器除天平、烧杯、药匙、玻璃棒、胶头滴管外还有 (填仪器名称);
②下列操作会造成所配溶液的浓度偏高的是 (填序号)
a.定容时俯视刻度线
b.容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理
c.发现凹液面超过刻度线,立即将多余溶液吸出
d.溶液转移至容量瓶中后没有洗涤烧杯
(3)常温下在溶液中逐滴加入溶液20mL,溶液中含碳元素的各种微粒的质量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如下图所示。
根据图示回答下列问题:
①在同一溶液中,、、 (填“能”或“不能”)大量共存。
②将和混合并配成溶液,向溶液中滴加稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成的物质的量的关系的是 (填字母)。
(4)若称取16.8g纯净的固体,加热一段时间后,剩余固体的质量为13.7g。如果把剩余的固体全部加入到的盐酸中充分反应。求溶液中剩余的盐酸的物质的量浓度 (设溶液的体积变化及盐酸的挥发忽略不计)(写出计算过程)。
15.(2023-2024高一上·江苏宿迁·期中)我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业作出巨大贡献。联合制碱法的主要过程如图所示(部分物质已略去)。
(1)①~③所涉及的操作方法中,包含过滤的是 (填序号)。
(2)根据上图,写出向饱和食盐水中通、的化学方程式 。
(3)请说明向饱和食盐水中通入、的先后顺序及其原因:①通入先后顺序是 ,②原因是 。
(4)关于上述工艺流程的下列说法中,正确的是 (填字母)。
a.步骤②产生的可循环使用
b.副产物可用作肥料
c.溶液B中一定含有、、
(5)低温时溶解度比NaCl小。以上生产流程中,向溶液A中加入NaCl时需降温,如此操作目的是 。
(6)工业上用NaCl不用NaOH制备纯碱的原因是 。
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