内容正文:
题型04 涉及卤素的化学实验探究
一、单选题
1.二氧化氯(ClO2)的熔点﹣59℃,沸点11℃,易溶于水,是一种常用的饮用水消毒剂,消毒时会产生Cl﹣和少量的,关于二氧化氯的说法不正确的是
A.易液化 B.实验室不能用排水法收集
C.消毒时利用其强还原性 D.氯的化合价为+4
2.图是一种检验气体化学性质的实验装置,图中B为止气阀,如先打开B,在A处通入干燥氯气,C中红色布条颜色无变化,当关闭B时,C处红色布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液是
A.浓H2SO4溶液 B.饱和NaCl溶液 C.浓KOH溶液 D.浓Ca(OH)2溶液
3.下列含氯化合物中,不能由单质和氯气直接反应得到的是
A.FeCl2 B.MgCl2 C.CaCl2 D.HCl
4.学生在实验室做创新实验时设计了下列装置图,其中能达到实验目的的是
A.a处变黄色,说明具有氧化性,b处红色逐渐变浅,说明具有漂白性
B.制备可达到随开随用﹐随关随停的目的
C.验证酸性
D.能较长时间内看到白色沉淀
A.A B.B C.C D.D
5.三颈烧瓶内盛放氯水,将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入三颈烧瓶中(图1),用强光照射氯水,进行实验并采集数据,获得相关变化曲线(如图2、3所示)。下列说法正确的是
A.由图3可推知光照可催化水分解,产生氧气
B.由图1、2、3可验证HClO见光分解的产物
C.由图2可推知增大的主要原因是HCl能电离出
D.随着强光照射氯水,氯水的pH值增大
6.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,制备亚氯酸钠的流程如下。
已知:纯ClO2易分解爆炸,一般稀释到10%以下。
下列说法正确的是
A.反应Ⅰ条件下,还原性:C1O2>SO2
B.鼓入空气的主要目的是稀释ClO2以防爆炸
C.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
D.反应Ⅱ中的H2O2可用NaClO4代替
7.一种海水提溴的部分工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.“氧化”和“转化”工序中的主要作用相同 B.“水相Ⅱ”中的溶质为
C.“吸附”工序利用了溴易溶于有机溶剂的性质 D.“洗脱”工序可完成的再生
二、解答题
8.如图所示为实验室中常见气体制备、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器),化学小组的同学利用其进行下列化学实验。
请回答下列问题:
(1)若以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室中制备并收集干燥的二氧化碳气体,并除去其中的HCl,按要求从A到G中选取装置来设计实验装置,连接仪器,检查装置的气密性,并进行实验。(提示:盐酸中挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收)
①所选仪器的连接顺序为 (从左到右填写仪器序号字母)。
②上述制取二氧化碳的离子方程式为 。
③下列有关制取和性质的叙述中,不正确的是 (填标号)。
a.实验室制时,应先检查装置的气密性,再加入药品
b.能使燃着的木条熄灭的气体一定是
c.将通入紫色石蕊试液中,石蕊试液变红色
d.将燃着的木条置于集气瓶口,木条熄灭,证明已收集满
(2)用一氧化碳气体(含有少量二氧化碳和水蒸气)测定某铁的氧化物()试样的元素组成比例,所选装置按“混合气体”的顺序连接(、为浓硫酸洗气瓶,实验前检查装置的气密性,假设所发生的化学反应都充分反应)。进行实验并记录实验数据,如表所示:
装置编号
中浓硫酸
B中玻璃管内固体
F中溶液
反应前质量
150g
14.4g
200g
反应后质量
152.7g
11.2g
213.2g
①请选择合理数据计算中氧元素的质量为 g, (填最简整数比)。
②从环保角度考虑,该实验方案设计还存在不完善之处,你的具体改进方案是 。
(3)已知氯气()在常温、常压下是一种黄绿色气体;有强烈的刺激性气味,吸入少量氯气就会使鼻腔和喉头黏膜受到刺激并引起胸痛和咳嗽;氯气密度比空气大,可溶于水;是一种化学性质非常活泼的非金属单质。实验室中可采用浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下制取氯气,同时生成氯化锰()和水。根据上述信息,请回答下列问题:
①请写出上述方法制取氯气的化学方程式: 。
②在实验室中制取氯气选用的发生装置为 (填仪器序号字母),若用装置H收集氯气,气体应从导管 (选填“a”“b”之一)口进入集气瓶。
③实验室制取氯气时常用NaOH溶液吸收尾气。氯气通入氢氧化钠溶液中可以得到氯化钠、次氯酸钠()和水,该反应的化学方程式为 。
9.84消毒液(有效成分:)适用于家庭、宾馆和医院等公共场所的消毒。现实验室需配制溶液。
(1)用固体配制。
①需要用托盘天平称量 固体。
②在配制过程中,用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、胶头滴管外,还需要 。
(2)下列操作可能使配制溶液的浓度偏低的是_______。
A.称量时药品放在右盘
B.定容时俯视刻度线
C.移液时未洗涤烧杯和玻璃棒
D.定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,未采取措施
(3)若发现所配制的溶液含有杂质(不含其他杂质),经分析有关离子的浓度如图所示。
①所配制的溶液中 。
②从所配制的溶液中取出50mL,加水稀释到100mL,则稀释后的溶液中 。
(4)与水和空气中反应生成次氯酸,从而发挥消毒作用。在光照条件下次氯酸会分解,此分解反应的化学方程式为 。
10.溴及其化合物在医药、农药、染料等生产中应用广泛,工业上常用“吹出法”从海水中提溴,工艺流程如下。
已知:①海水呈弱碱性②溴单质的沸点为58.5℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。
(1)下图为氯元素与海水中溴元素物质的量之比和不同pH条件下海水中被氧化的的百分含量的变化图像。据图判断氧化最适宜的条件为 。
(2)从吹出塔中获得的低浓度溴中含、BrCl,BrCl也能被还原为,请写出BrCl在吸收塔中与反应的化学方程式 。
(3)吸收后的空气进行循环利用,“吹出塔”中吹出率与“吸收塔”中流量的关系如下图所示。试分析,当吸收塔中流量过大,的吹出率反而下降的原因: 。
(4)“蒸馏塔”中温度应控制在 (填标号)。
A.40~50℃ B.70~80℃ C.100℃以上
最终制得的液溴保存时,常在表面加入少量的水,其目的是 。
(5)空气吹出法存在着一些弊端,亟需更优的技术替代。聚四氟乙烯气态膜法就是其中一种,基本原理如下图所示:
①经处理后的含海水透过膜孔与NaOH吸收液发生反应,离子方程式是 。得到富集液后再加酸、精馏可得。
②聚四氟乙烯气态膜法与吹出法相比,优点是 (写出一条即可)。
11.海洋约占地球表面积的71%,海水资源的开发利用如图所示:
(1)1943年侯德榜发明了联合制碱法,步骤①的化学方程式为 ;在氯碱工业中,用湿润的淀粉−KI试纸检验阳极产物的现象是 。
(2)从经济效益角度考虑,步骤②中工业上加入 (填试剂名称)进行沉镁。
(3)海水的pH通常在7.9−8.4之间,在步骤④中除了加入适当的氧化剂之外,还要加酸,酸化海水的目的是 。
(4)步骤⑤中反应的离子方程式为 ,根据上述过程可判断:、、三种物质氧化性由强到弱的顺序是 。
12.某同学欲制备干燥洁净的氯气并探究氯气的化学性质:
(1)制备干燥洁净的氯气所采用的装置连接顺序为 、装置中盛装浓盐酸的仪器名称是 、装置E的作用是 。
(2)将仪器按顺序连接好后,必须进行的操作是 ,书写装置A所发生的离子方程式 。
(3)已知装置B也可以作为实验室制取了氯气的主要装置,其反应为:___HCl+___KMnO4=___KCl+___MnCl2+___Cl2↑+___H2O。
①配平方程式 。
②若生成标况下6.72L的Cl2则所需要的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
③若反应消耗15.8gKMnO4,则转移的电子数目为 (阿伏加德罗常数用NA表示),生成的氯气在标况下为 L。
④该反应中氧化剂、还原剂分别是 、 。
13.一氯化硫又称二氯化二硫 ,沸点为 ,常温下是一种金黄色液体,广泛应用于化工领域。已知 的性质如下:热稳定性较差;能被 氧化为 (沸点为);遇水发生反应。实验室中常用将氯气通入熔融的硫黄(熔点为 ,沸点为 )的方法制备一氯化硫,所用仪器(部分夹持、加热装置省略)如图。
请回答下列问题:
(1)按接口从左到右,装置的连接顺序为 (填小写字母)。
(2)组装仪器后, (填操作名称),加入药品;打开 ,通一段时间 ,加热 B装置至之间使硫黄熔融。
(3)装置A中,制备 时反应的离子方程式为 。
(4)C装置中所装碱石灰的作用有 。
(5)观察到F中出现 现象时,可证明有 生成。若实验产物中,经检验含有较多的 ,下列措施能提高产品纯度及产率的有 (填编号)。
①调节 中分液漏斗活塞,控制液体滴加速度
②不时打开 通人适量
③升高装置 的加热温度
(6)测定某市售 纯度[杂质不影响测定称取 样品于烧瓶中,加入足量的蒸馏水充分反应;用水蒸气将生成的 和 全部蒸出,并用足量的溶液充分吸收;然后向其中加人足量的 溶液,过滤、洗涤、干燥、称量,得到固体。样品中 的质量百分含量为 。
14.四氯化锡常用作分析试剂、有机合成脱水剂等。设计如下装置制备。
已知:①在常温下为无色液体,熔点,沸点,在空气中易与水蒸气反应;
②装置D中发生反应:。
回答下列问题:
(1)写出装置A中反应的化学方程式 。
(2)写出装置G中反应的离子方程式 。
(3)实验开始时,应先点燃处 (填“A”或“D”)的酒精灯。
(4)装置B所盛装的试剂是 ,装置F的作用是 。
(5)装置E中使用冰水浴的目的是 。
15.二氧化氯()、亚氯酸钠()是两种新型水处理剂。已知纯易分解爆炸,高于时易分解。一种制备亚氯酸钠晶体的工艺流程如下:
(1)发生器中发生反应的化学方程式为 ,混合气中空气的作用是 。
(2)关于二氧化氯()、亚氯酸钠(),下列说法正确的是 。
A.用于工业和饮用水处理过程中,宜用廉价的代替
B.工业上将转化为,更便于储存与运输
C.饮用水中残留的少量,可加入适量溶液去除
(3)吸收塔中发生反应的离子方程式为 ,氧化产物为 。
(4)吸收塔中要严格控制温度低于,目的是 。
(5)每生成,理论上需消耗标准状态下的体积为 L。
16.实验室制取及性质的验证实验组合装置如下:
回答下列问题:
(1)中的化学方程式为 。离子方程式为 。
(2)B的作用是 ,的作用是 。
(3)、中观察到的现象分别是 ,你得到的结论是 。
(4)的作用是 ,离子方程式为 。
(5)用下列两种方法制取氯气:①用含氯化氢146g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应②用87g二氧化锰与足量的浓盐酸反应,则所得氯气______。
A.②比①多 B.①比②多 C.一样多 D.无法比较。
17.随着生活水平的提升,人们的卫生意识日益增强,消毒剂已走进千家万户,项目小组选择了两款市面上常见的含氯消毒剂进行制备和研究。
Ⅰ.ClO2是一种高效广谱消毒剂,可有效灭活多种细菌病毒,极易溶于水,在碱性环境中稳定性较差,易分解,体积分数大于10%时可能爆炸,故工业上常用和NaOH混合溶液吸收ClO2,将其转化为NaClO2便于运输保存。项目小组1查阅资料设计实验制备NaClO2,装置和药品如下:
已知:①ClO2熔点-59℃,沸点11℃;
②装置B中发生的主要:
请回答下列问题:
(1)已知75%浓硫酸密度是1.67g/cm³,其物质的量浓度为 mol/L(保留小数点后一位)。用98%浓硫酸配制100mL该硫酸溶液,除量筒、烧杯、玻璃棒和胶头滴管之外还需要的仪器是 。
(2)装置B中NaClO3须稍微过量,目的是 。
(3)装置C中,H2O2和NaOH与ClO2反应制取NaClO2的离子方程式为 ;装置C需采用冰水浴的可能原因是 (答出一条即可)。
Ⅱ.项目小组2探究84消毒液的性质,实验如下:
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-;ORP是反映水溶液中所有物质表现出来的氧化-还原性,ORP值越大,氧化性越强。
①向2mL84消毒液中加入2mL水后,放入红色纸片,观察到纸片慢慢褪色。
②向2mL84消毒液中加入2mL白醋后,放入红色纸片,观察到纸片迅速褪色。
③测得84消毒液在不同温度时ORP随时间的变化曲线如下。
(4)实验①②现象不同的原因是 。由实验③可得不同温度下ORP值不同的原因可能是 。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义为每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。以上三种含氯消毒剂ClO2、NaClO2、NaClO,还原产物均为Cl-,这三种含氯消毒剂的有效氯含量由大到小的顺序为 。
18.是饮用水、工业用水、城市污水及游泳池循环水处理高效廉价的絮凝剂,也是中学实验室中常见的试剂。某实验小组设计如图所示装置制备固体。A中产生,B中为饱和食盐水,C、D中均为浓硫酸,E中为NaOH溶液。
已知:①为黄绿色有刺激性气味的有毒气体,可与碱性物质反应。
②固体熔点306℃,沸点316℃,易升华且易与水发生反应。
请仔细阅读题中所给信息并回答下列问题:
(1)仪器组装完毕后, ,装入药品,先点燃 (填“A”或“F”)处酒精灯。
(2)仪器H的名称为 ,所盛装的试剂为 ,其作用是 。
(3)若将F、G替换为如图装置,缺陷是 。
(4)已知与明矾的作用类似,也可做净水剂,利用溶于水后生成的胶状物对杂质的 ,使杂质沉降来达到净水目的。
(5)设计虚线框内D、E装置的目的是 。
19.某兴趣小组用下图所示实验装置(部分夹持仪器已略去)制取并探究的性质,装置(I)中发生反应的化学方程式为:。
(1)装置(I)中仪器a的名称是 。
(2)装置(II)中浓硫酸的作用是 。
(3)实验进行一段时间后,装置(III)中的实验现象与分析:
①对甲(干燥的红纸花)、乙(湿润的红纸花),两处红纸花颜色变化的描述正确的是 (填标号)。
A.甲不褪色,乙褪色 B.甲褪色,乙不褪色
②对比甲、乙两处实验现象,可知具有漂白性的物质是 。
③丙处湿润的淀粉试纸变为 。
(4)从实验安全和环境保护的角度考虑,该实验存在的一个明显缺陷是 。
(5)[知识应用]
常用于饮用水消毒。溶于水得到氯水,氯水中的浓度越大杀菌能力越强。已知时,氯水中(溶于水的氯气分子)、、三种微粒所占百分数与的关系图。则用处理饮用水时,溶液的最佳控制范围是_______(填标号)。
A.0~3.0 B.3~5.5 C.5.5~7.5 D.7.5~10.0
20.I.同学甲用下列装置组装了一套可以证明实验室制取的过程中有和水蒸气挥发出来的装置。已知氯气易溶于四氯化碳,而氯化氢不溶。回答下列问题:
(1)按气流方向填出接口顺序:a→ →f。
(2)A中反应的化学方程式是 。
(3)B中盛放试剂的名称是 ;C中盛放的是溶液,其作用是 。
(4)D中可盛放的试剂为 ,如果观察到 的现象,则证明制取时有挥发出来。
Ⅱ.乙同学在甲同学实验的基础上设计如图装置用于制备、净化、收集并进行性质检验和尾气处理。
(5)E装置的作用是 ,F装置中所盛放试剂是 。
(6)若G为收集装置,应选用的装置是 (填序号),其中与F装置导管相连的导管口是 (填接口字母)。
(7)若G是一种性质检验装置,如图所示,试管中装有干燥的红色布条,图中K为开关。如果先打开K,试管中红色布条颜色无变化;当关闭K时,试管中红色布条颜色褪去。则下方瓶中盛有的溶液可能是 (写出一种即可)。
(8)为验证氯水中分解的产物,现用强光照射氯水,并用氯离子浓度传感器、氧气传感器(测体积分数)、pH传感器等仪器进行数据采集,获得相关变化曲线如图所示。图中纵坐标可表示的物理量是 (填字母)。
a.氯离子浓度 b.氧气体积分数 c.溶液pH
21.次氯酸钠溶液和优氯净都是常用的杀菌消毒剂。可用NaClO与氰尿酸[]制备优氯净。优氯净常温下为白色固体,难溶于冷水,实验装置如下图所示(加热与夹持装置略)
已知:①
②
(1)优氯净的摩尔质量为 。
(2)用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是 。
(3)A中软导管的作用为 ;A中反应的化学方程式为 。
(4)装置C可选择 (填“冰水浴”或“热水浴”)目的是 。
(5)反应结束后,C中浊液经 、洗涤、干燥得到粗产品。
(6)下列说法正确的是_______。
A.装置B的试剂为浓硫酸
B.当C上方出现黄绿色气体时,再滴入氰尿酸溶液
C.当C中加入2molNaOH时,可消耗0.5mol氰尿酸
D.D中试剂可为NaOH或
22.某校化学兴趣小组为研究氯气的性质并模拟工业制备漂白粉,设计了如图装置进行实验。
已知:①A中反应为(浓);
②石灰乳的主要成分为,其他杂质不参与反应。但反应放热会发生副反应:
请回答下列问题:
(1)A反应中体现了浓盐酸的还原性和 性,其中还原产物和氧化产物的物质的量之比为 。
(2)装置B的作用: 。
(3)装置C的实验目的是验证干燥和湿润的氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入的物质正确的是_______(填标号)。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
A
干燥的有色布条
碱石灰
湿润的有色布条
B
干燥的有色布条
浓硫酸
湿润的有色布条
C
湿润的有色布条
碱石灰
干燥的有色布条
D
湿润的有色布条'
浓硫酸
干燥的有色布条
A.A B.B C.C D.D
(4)制取漂白粉的化学方程式为 。
(5)为提高产品中有效成分的含量,在不改变石灰乳浓度和体积的条件下可采取的措施是 (答案合理即可)。一定温度下将通入过量的石灰乳中充分反应,生成、、的混合物,且产物的成分含量与温度的高低有关。反应中转移电子的物质的量的范围为 。
23.电石渣[主要成分为Ca(OH)2,杂质不参与反应]是氯碱工业中的废料,以电石渣为原料制取KClO3的工艺流程如图所示:
已知:Ca(ClO3)2易溶于水。
(1)工业生产电石(CaC2)的反应为,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(2)流程中的Cl2可由MnO2与浓盐酸反应制得,离子方程式为 ,其中盐酸体现的性质有 ;下列发生装置可用于上述方法制备Cl2的是 (填字母)。
(3)写出Cl2与Ca(OH)2在70℃以上时反应生成Ca(ClO3)2的化学方程式 。
(4)“转化”时加入K2CO3的目的是 。从环保的角度分析,“转化”时加入活性炭的作用是 。
(5)“过滤”操作中,用到的玻璃仪器有 。
(6)若该工艺流程中电石渣的投料为300g,最终得到122.5gKClO3,则电石渣中Ca(OH)2的质量分数为 。
24.工业上以含碘废水(主要含)为原料制备晶体,流程如下:
已知:是一种难溶于水的白色固体。回答下列问题:
(1)“还原”时,含碘废水中的碘元素全部转化为:
①还原时,含碘废水溶液的酸性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。
②检验滤液中存在的主要阴离子的实验方法是 。
(2)“置换”时生成,滤渣1的主要成分为 。
(3)“沉铁”时,若溶液碱性太强,会转化为胶状物吸附,造成损失。则溶液与溶液的加料方式为 。
a.溶液逐滴加入溶液中
b.溶液逐滴加入溶液
(4)向(强酸)酸化的的溶液中通一定量空气,溶液呈黄色。用萃取,下层为无色;取萃取后的上层溶液加入淀粉,溶液变蓝色。
①写出溶液呈黄色时发生的离子方程式 。
②查阅相关资料得知,上述实验中下层为无色,是因为生成的易溶解于溶液中,请设计实验验证这个结论 。(必须选用的试剂为:碘水、溶液)
25.海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图是从海水中或海产品中提取若干种化学物质的流程图。请回答下列问题:
Ⅰ.粗盐精制
除去粗盐中的等杂质离子时,粗盐溶解后加入沉淀剂:①溶液,②溶液,③溶液。过滤除去沉淀,再加入适量的盐酸。
(1)加入沉淀剂的正确顺序是 (填标号)。
A.①②③ B.②①③ C.①③②
(2)上述操作中溶解和过滤步骤均用到玻璃棒,其作用分别为 、 。
Ⅱ.海水提溴
主要工业生产流程如图所示:
(3)可用气体,在该操作过程中的作用为 ,下列试剂中能代替的是 (填标号)。
A.浓硫酸 B. 溶液 C.溶液
Ⅲ.海带提碘
某兴趣小组同学按如图实验过程,证明海带中存在碘元素。
(4)的作用是 (用离子方程式解释)。
(5)若操作③中的试剂为,则含的有机溶液应从分液漏斗 (填标号)。
A.上口倒出 B.下口流出
(6)加碘食盐中碘以的形式存在,已知在硫酸酸化条件下与反应生成一种使淀粉溶液变蓝的物质,该反应的离子方程式为 。
26.某小组利用下图装置制备和,并探究其氧化还原性质。已知氯气与碱液在温度高时反应生成,低温时生成。
(1)的物质名称是 。
(2)实验室配制溶液所需的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、 和100mL容量瓶。定容时若俯视容量瓶上的刻度线,会导致所配溶液的浓度 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)实验开始后,装置a中反应的化学方程式是 ;装置b中制备反应的离子方程式是 ;装置c试管内的溶液中,逐渐增多的阴离子是 (填离子符号)。
(4)各取少量和溶液,分别置于1号和2号试管中,均滴入足量溶液,振荡后滴加足量稀盐酸,再滴入少量溶液,观察到1号试管中无沉淀,2号试管中有白色沉淀。
①请用离子方程式依次表示2号试管中生成沉淀的有关反应: 。
②该条件下的氧化能力: 。(填“>”“<”或“=”)
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题型04 涉及卤素的化学实验探究
一、单选题
1.二氧化氯(ClO2)的熔点﹣59℃,沸点11℃,易溶于水,是一种常用的饮用水消毒剂,消毒时会产生Cl﹣和少量的,关于二氧化氯的说法不正确的是
A.易液化 B.实验室不能用排水法收集
C.消毒时利用其强还原性 D.氯的化合价为+4
【答案】C
【解析】A.由沸点可知,二氧化氯的沸点低,易液化,故A正确;
B.由题意可知,二氧化氯易溶于水,实验室不能用排水法收集,故B正确;
C.二氧化氯用于消毒时会产生Cl﹣和少量的,氯元素化合价降低,被还原性,则二氧化氯分子表现强氧化性,故C错误;
D.由化合价代数和为0可知,二氧化氯分子中O元素显-2价,则氯元素的化合价为+4价,故D正确;
故选C。
2.图是一种检验气体化学性质的实验装置,图中B为止气阀,如先打开B,在A处通入干燥氯气,C中红色布条颜色无变化,当关闭B时,C处红色布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液是
A.浓H2SO4溶液 B.饱和NaCl溶液 C.浓KOH溶液 D.浓Ca(OH)2溶液
【答案】B
【解析】在A处通入干燥氯气,C中红色布条颜色无变化,当关闭B时,C处红色布条颜色褪去,说明由题意知D装置提供的为水蒸气且不与氯气反应,饱和NaCl溶液的目的是除去氯气中含有的HCl气体,故答案选B。
3.下列含氯化合物中,不能由单质和氯气直接反应得到的是
A.FeCl2 B.MgCl2 C.CaCl2 D.HCl
【答案】A
【分析】氯气具有强氧化性,与变价金属生成高价金属氯化物,以此来解答。
【解析】A.当氯气与变价金属Fe反应会生成FeCl3,不能用氯气与单质直接化合制取,故A项符合题意;
B.当氯气与金属Mg反应会生成MgCl2,能用氯气与单质直接化合制取,故B项不合题意;
C.当氯气与金属Ca反应会生成CaCl2,能用氯气与单质直接化合制取,,故C项不合题意;
D.当氯气与非金属H2反应会生成HCl,能用氯气与单质直接化合制取,故D项不合题意;
故本题选A。
4.学生在实验室做创新实验时设计了下列装置图,其中能达到实验目的的是
A.a处变黄色,说明具有氧化性,b处红色逐渐变浅,说明具有漂白性
B.制备可达到随开随用﹐随关随停的目的
C.验证酸性
D.能较长时间内看到白色沉淀
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.a处氯气氧化氯化亚铁生成氯化铁,b处氯气与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,则b处红色逐渐变浅,不能说明Cl2具有漂白性,故A错误;
B.氯酸钾与浓盐酸接触后,关闭活塞,不能使固液分离,不能随关随停,故B错误;
C.挥发的盐酸与四羟基铝酸钠反应生成氢氧化铝,不能比较碳酸、氢氧化铝的酸性强弱,故C错误;
D.Fe与稀硫酸反应生成的氢气可排出装置内的空气,然后NaOH与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁,可较长时间内看到白色沉淀,故D正确;
故选D。
5.三颈烧瓶内盛放氯水,将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入三颈烧瓶中(图1),用强光照射氯水,进行实验并采集数据,获得相关变化曲线(如图2、3所示)。下列说法正确的是
A.由图3可推知光照可催化水分解,产生氧气
B.由图1、2、3可验证HClO见光分解的产物
C.由图2可推知增大的主要原因是HCl能电离出
D.随着强光照射氯水,氯水的pH值增大
【答案】B
【解析】A.图3中氧气的体积分数增大的主要原因是次氯酸见光分解产生氧气,光照不易使水分解,A错误;
B.由图1、2、3可知光照氯水时,氯离子浓度增大,氧气的体积分数增大,据此可以验证HClO见光分解的产物是HCl和O2,B正确;
C.由图2可推知增大的主要原因是次氯酸光照分解产生HCl能电离Cl-,而不是HCl能电离出,C错误;
D.随着强光照射氯水,次氯酸光照分解产生HCl,则氯水的pH值减小,D错误;
故选B。
6.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,制备亚氯酸钠的流程如下。
已知:纯ClO2易分解爆炸,一般稀释到10%以下。
下列说法正确的是
A.反应Ⅰ条件下,还原性:C1O2>SO2
B.鼓入空气的主要目的是稀释ClO2以防爆炸
C.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
D.反应Ⅱ中的H2O2可用NaClO4代替
【答案】B
【分析】将SO2、空气通入NaClO3和H2SO4的混合溶液中,发生反应Ⅰ,生成NaHSO4和ClO2;将ClO2通入NaOH溶液中,再加入H2O2,发生反应Ⅱ,生成NaClO2等。
【解析】A.反应Ⅰ条件下,将SO2、空气通入NaClO3和H2SO4的混合溶液中,发生反应Ⅰ,生成NaHSO4和ClO2,则发生反应SO2+2NaClO3+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2,SO2是还原剂,ClO2是还原产物,则还原性:SO2>ClO2,A不正确;
B.已知纯ClO2易分解爆炸,一般稀释到10%以下,则鼓入空气的主要目的是稀释ClO2以防爆炸,B正确;
C.反应Ⅱ为2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O,氧化剂(ClO2)与还原剂(H2O2)的物质的量之比为2:1,C不正确;
D.NaClO4中Cl元素显+7价,没有还原性,则反应Ⅱ中的H2O2不可用NaClO4代替,D不正确;
故选B。
7.一种海水提溴的部分工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.“氧化”和“转化”工序中的主要作用相同 B.“水相Ⅱ”中的溶质为
C.“吸附”工序利用了溴易溶于有机溶剂的性质 D.“洗脱”工序可完成的再生
【答案】B
【分析】卤水氧化时氯气与卤水中溴离子反应生成溴单质,同时氯气和水反应生成盐酸进入水相Ⅰ,还原时二氧化硫与R3N[ClBr2]反应生成硫酸、HBr、R3NCl,R3NCl再与HBr反应生成HCl和R3NBr,用盐酸洗脱R3NBr生成HBr和R3NCl,HBr被氯气氧化生成溴单质,蒸馏得到液溴,据此分析回答问题。
【解析】A.分析可知“氧化”和“转化”工序中Cl2的主要作用相同,都是氧化溴离子生成溴单质,A正确;
B.流程转化关系可知,还原时二氧化硫与R3N[ClBr2]反应生成硫酸、HBr、R3NCl,R3NCl再与HBr反应生成HCl和R3NBr,用盐酸洗脱R3NBr生成HBr和R3NCl,故水相Ⅱ的溶质不只有HCl,B错误;
C.“吸附”实际是发生了萃取,利用了溴易溶于有机溶剂的性质,C正确;
D.用盐酸洗脱R3NBr生成HBr和R3NCl,“洗脱”工序可完成R3NCl的再生,D正确;
故选B。
二、解答题
8.如图所示为实验室中常见气体制备、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器),化学小组的同学利用其进行下列化学实验。
请回答下列问题:
(1)若以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室中制备并收集干燥的二氧化碳气体,并除去其中的HCl,按要求从A到G中选取装置来设计实验装置,连接仪器,检查装置的气密性,并进行实验。(提示:盐酸中挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收)
①所选仪器的连接顺序为 (从左到右填写仪器序号字母)。
②上述制取二氧化碳的离子方程式为 。
③下列有关制取和性质的叙述中,不正确的是 (填标号)。
a.实验室制时,应先检查装置的气密性,再加入药品
b.能使燃着的木条熄灭的气体一定是
c.将通入紫色石蕊试液中,石蕊试液变红色
d.将燃着的木条置于集气瓶口,木条熄灭,证明已收集满
(2)用一氧化碳气体(含有少量二氧化碳和水蒸气)测定某铁的氧化物()试样的元素组成比例,所选装置按“混合气体”的顺序连接(、为浓硫酸洗气瓶,实验前检查装置的气密性,假设所发生的化学反应都充分反应)。进行实验并记录实验数据,如表所示:
装置编号
中浓硫酸
B中玻璃管内固体
F中溶液
反应前质量
150g
14.4g
200g
反应后质量
152.7g
11.2g
213.2g
①请选择合理数据计算中氧元素的质量为 g, (填最简整数比)。
②从环保角度考虑,该实验方案设计还存在不完善之处,你的具体改进方案是 。
(3)已知氯气()在常温、常压下是一种黄绿色气体;有强烈的刺激性气味,吸入少量氯气就会使鼻腔和喉头黏膜受到刺激并引起胸痛和咳嗽;氯气密度比空气大,可溶于水;是一种化学性质非常活泼的非金属单质。实验室中可采用浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下制取氯气,同时生成氯化锰()和水。根据上述信息,请回答下列问题:
①请写出上述方法制取氯气的化学方程式: 。
②在实验室中制取氯气选用的发生装置为 (填仪器序号字母),若用装置H收集氯气,气体应从导管 (选填“a”“b”之一)口进入集气瓶。
③实验室制取氯气时常用NaOH溶液吸收尾气。氯气通入氢氧化钠溶液中可以得到氯化钠、次氯酸钠()和水,该反应的化学方程式为 。
【答案】(1) CEDG CaCO3+2H+=Ca2+ +H2O+CO2↑ b
(2) 3.2 1:1 添加CO的尾气处理装置
(3) MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O A a Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
【分析】装置A可用于二氧化锰固体和浓盐酸加热制取氯气的发生装置,装置B用于CO还原氧化铁生成二氧化碳和铁单质,装置C用于石灰石和稀盐酸反应生成二氧化碳气体,装置D用于酸性气体的干燥,装置E用于除去二氧化碳中杂质HCl气体,装置F用于氯气和NaOH溶液反应生成NaClO,装置G用于向上排空气法收集气体,装置H均可用于收集密度比空气大或小的气体;
【解析】(1)①以石灰石和稀盐酸为原料制备并收集干燥的二氧化碳气体,应选用固+液、不加热反应装置,用饱和碳酸氢钠溶液除去HCl气体,用浓硫酸干燥二氧化碳气体,最后用向上排空气法收集,所选仪器的连接顺序为CEDG,故答案为:CEDG;
②石灰石主要成分是CaCO3,与HCl反应生成CaCl2、CO2和H2O,化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,离子方程式为:CaCO3+2H+=Ca2+ +H2O+CO2↑;
③a.实验室制CO2时,应先检查装置的气密性,再加入药品,避免浪费药品,故a正确;
b.CO2、N2等气体均不能使燃着的木条燃烧,则使燃着的木条熄灭的气体不一定是CO2,故b错误;
c.二氧化碳能与水反应生成碳酸,将CO2通入紫色石蕊试液中,石蕊试液变红色,故c正确;
d.检验CO2是否已收集满可将燃着的木条置于集气瓶口,若燃着的木条熄灭,证明CO2已收集满,故d正确;
故答案为:b;
(2)①由于CO中含少量二氧化碳和水蒸气,A1中浓硫酸的增重为CO中含有水蒸气的量,和CO与FexOy的反应无关;C中溶液的增重为二氧化碳的质量,但由于CO中本来就含有一部分二氧化碳,故此质量偏大,只能根据D中玻璃管的质量的变化来计算,B中玻璃管内固体质量的变化即为O原子的质量,为14.4g-11.2g=3.2g,n(O)=,反应后质量为Fe单质质量,n(Fe)=,则x:y=0.2mol:0.2mol=1:1,故答案为:3.2;1:1;
②CO有毒,仅从环保角度考虑,该实验方案的设计还应连接CO的尾气处理装置,故答案为:添加CO的尾气处理装置;
(3)①浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下反应生成氯气、氯化锰(MnCl2)和水,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;
②浓盐酸与二氧化锰在加热条件下制取氯气,应选择A装置,氯气密度大于空气,应用向上排空气法收集气体,若用装置H收集氯气,气体应从导管a口通入,故答案为:A;a;
③氯气通入氢氧化钠溶液中可生成氯化钠、次氯酸钠(NaClO)和水,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,故答案为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
9.84消毒液(有效成分:)适用于家庭、宾馆和医院等公共场所的消毒。现实验室需配制溶液。
(1)用固体配制。
①需要用托盘天平称量 固体。
②在配制过程中,用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、胶头滴管外,还需要 。
(2)下列操作可能使配制溶液的浓度偏低的是_______。
A.称量时药品放在右盘
B.定容时俯视刻度线
C.移液时未洗涤烧杯和玻璃棒
D.定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,未采取措施
(3)若发现所配制的溶液含有杂质(不含其他杂质),经分析有关离子的浓度如图所示。
①所配制的溶液中 。
②从所配制的溶液中取出50mL,加水稀释到100mL,则稀释后的溶液中 。
(4)与水和空气中反应生成次氯酸,从而发挥消毒作用。在光照条件下次氯酸会分解,此分解反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 74.5 500mL容量瓶、玻璃棒
(2)AC
(3) 1.8 0.1
(4)
【分析】没有480mL容量瓶,应配置溶液,需要;配制过程中,用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、胶头滴管、500mL容量瓶、玻璃棒;光照条件下次氯酸分解,反应的化学方程式为。
【解析】(1)①没有480mL容量瓶,应配置溶液,需要,故答案为:74.5;
②配制过程中,用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、胶头滴管、500mL容量瓶、玻璃棒,故答案为:500mL容量瓶、玻璃棒;
(2)A.称量时药品放在右盘,药品质量减小,使配制溶液的浓度偏低,选项A符合;
B.定容时俯视刻度线,溶液体积变小,使配制溶液的浓度偏高,选项B不符合;
C.移液时未洗涤烧杯和玻璃棒,溶质的物质的量减少,使配制溶液的浓度偏低,选项C符合;
D.定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,未采取措施,无影响,选项D不符合;
故答案为:AC;
(3)①由图知:,则,又,所以,故答案为:1.8;
②50mL所配制的溶液,加水稀释到100mL,稀释后的溶液中,故答案为:0.1;
(4)光照条件下次氯酸分解,反应的化学方程式为,故答案为:。
10.溴及其化合物在医药、农药、染料等生产中应用广泛,工业上常用“吹出法”从海水中提溴,工艺流程如下。
已知:①海水呈弱碱性②溴单质的沸点为58.5℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。
(1)下图为氯元素与海水中溴元素物质的量之比和不同pH条件下海水中被氧化的的百分含量的变化图像。据图判断氧化最适宜的条件为 。
(2)从吹出塔中获得的低浓度溴中含、BrCl,BrCl也能被还原为,请写出BrCl在吸收塔中与反应的化学方程式 。
(3)吸收后的空气进行循环利用,“吹出塔”中吹出率与“吸收塔”中流量的关系如下图所示。试分析,当吸收塔中流量过大,的吹出率反而下降的原因: 。
(4)“蒸馏塔”中温度应控制在 (填标号)。
A.40~50℃ B.70~80℃ C.100℃以上
最终制得的液溴保存时,常在表面加入少量的水,其目的是 。
(5)空气吹出法存在着一些弊端,亟需更优的技术替代。聚四氟乙烯气态膜法就是其中一种,基本原理如下图所示:
①经处理后的含海水透过膜孔与NaOH吸收液发生反应,离子方程式是 。得到富集液后再加酸、精馏可得。
②聚四氟乙烯气态膜法与吹出法相比,优点是 (写出一条即可)。
【答案】(1)、或≈1.1
(2)
(3)过量的随“吸收后的空气”进入“吹出塔”,与新生成的反应,使的吹出率下降
(4) B 液封,减少液溴的挥发
(5) 工艺简单、吸收效率高,对环境危害较小等(合理即可)
【分析】由题给流程可知,向酸化的浓缩海水中通入氯气,将溶液中的溴离子氧化为溴,用热空气将溴吹出,吹出的溴与二氧化硫和水反应生成氢溴酸和硫酸,向酸溶液中通入氯气,将氢溴酸氧化为溴,蒸馏得到可以循环使用的盐酸、硫酸混合溶液和液溴。
【解析】(1)从图中可以看出,pH=1和pH=3时,其在氧化效率几乎相同,故选择在pH=3、条件下,溶液中Br2的含量最高,再加大氯的量,对溴的含量的提高也几乎没有影响,所以“氧化”的适宜条件为pH=3、;
(2)根据题目已知信息,BrCl在吸收塔中与反应的化学方程式为;
(3)当吸收塔中流量过大,的吹出率反而下降的原因是过量的随“吸收后的空气”进入“吹出塔”,与新生成的反应,使的吹出率下降;
(4)由常压下,溴单质沸点为58.5℃可知,蒸馏塔中温度应控制在58.5℃以上,但不能高于水的沸点,故选B;溴易挥发,液溴保存时,常在表面加入少量的水,其目的是形成液封,减少液溴的挥发;
(5)①经处理后的含Br2海水透过膜孔与NaOH吸收液发生反应生成溴化钠和溴酸钠,离子方程式为;
②聚四氟乙烯气态膜法与吹出法相比,优点是工艺流程简单,不使用氯气污染性较强的物质较环保。
11.海洋约占地球表面积的71%,海水资源的开发利用如图所示:
(1)1943年侯德榜发明了联合制碱法,步骤①的化学方程式为 ;在氯碱工业中,用湿润的淀粉−KI试纸检验阳极产物的现象是 。
(2)从经济效益角度考虑,步骤②中工业上加入 (填试剂名称)进行沉镁。
(3)海水的pH通常在7.9−8.4之间,在步骤④中除了加入适当的氧化剂之外,还要加酸,酸化海水的目的是 。
(4)步骤⑤中反应的离子方程式为 ,根据上述过程可判断:、、三种物质氧化性由强到弱的顺序是 。
【答案】(1) 淀粉KI试纸变蓝
(2)生石灰或氢氧化钙或石灰乳
(3)抑制的溶解
(4)
【分析】海水中含有NaCl、MgCl2、NaBr等物质,将海水蒸发结晶获得的粗盐中含有NaCl,所得母液中含有Mg2+、Br-等离子。氯化钠溶液可以用于氯碱工业,也可以用于侯氏制碱法的工业中。母液中加入石灰乳,得到氢氧化镁沉淀,和NaBr的滤液,氢氧化镁沉淀中加入盐酸,冷却结晶得到晶体,在HCl气流中加热可以得到无水氯化镁;NaBr的滤液可通入氯气将其氧化为Br2,通入SO2,发生反应,富集溴元素,再通入氯气,获得工业溴。
【解析】(1)侯德榜发明了联合制碱法,其化学方程式为;氯碱工业中,阳极产生氯气,用湿润的淀粉试纸检验时发生反应Cl2+2I-=2Cl-+I2,则看到的现象是淀粉试纸变蓝;
(2)步骤②中需要加入碱进行沉镁,工业通常选择便宜易得的生石灰或氢氧化钙或石灰乳;
(3)步骤4中得到Br2,存在平衡,加入酸促使平衡逆向移动,抑制的溶解;
(4)步骤⑤中SO2与Br2发生氧化还原反应,反应的离子方程式为;流程中发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物,、、三种物质氧化性由强到弱的顺序。
12.某同学欲制备干燥洁净的氯气并探究氯气的化学性质:
(1)制备干燥洁净的氯气所采用的装置连接顺序为 、装置中盛装浓盐酸的仪器名称是 、装置E的作用是 。
(2)将仪器按顺序连接好后,必须进行的操作是 ,书写装置A所发生的离子方程式 。
(3)已知装置B也可以作为实验室制取了氯气的主要装置,其反应为:___HCl+___KMnO4=___KCl+___MnCl2+___Cl2↑+___H2O。
①配平方程式 。
②若生成标况下6.72L的Cl2则所需要的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
③若反应消耗15.8gKMnO4,则转移的电子数目为 (阿伏加德罗常数用NA表示),生成的氯气在标况下为 L。
④该反应中氧化剂、还原剂分别是 、 。
【答案】(1) a(或b)、g、h、e、f、i、j、d(或m) 分液漏斗 除去挥发出来的HCl
(2) 检查装置气密性 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(3) 2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 1∶5 0.5NA 5.6L KMnO4 HCl
【解析】(1)为制取、收集纯净干燥的氯气并探究氯气的性质,A、B均可制备氯气,若为A,则反应为:,若选用B,反应为:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,所制备的氯气中混有氯化氢气体和水蒸气,故依次选择饱和食盐水除去挥发出来的HCl,浓硫酸除去水蒸气,为除杂充分,导气管均应长进短出,F中收集干燥的氯气,氯气比空气密度大,故导气管也应长进短出,氯气会污染空气,故选用碱吸收尾气,则连接顺序为:a(或b)、g、h、e、f、i、j、d(或m);装置中盛装浓盐酸的仪器是分液漏斗;装置E的作用是除去挥发出来的HCl;
(2)涉及气体的制备,需要检查装置气密性;装置A中为二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水,离子方程式为:;
(3)①根据得失电子守恒及原子守恒可知,反应的化学方程式为:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
②根据反应方程式可知氧化剂和还原剂分别为KMnO4、HCl,其中2mol KMnO4作氧化剂时,有10molHCl作还原剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5;
③由n=m/M得高锰酸钾的物质的量为0.1mol,由反应方程式可知,有2mol KMnO4参加反应时,转移电子10mol,因此0.1mol KMnO4参加反应,转移电子数目为0.5NA,生成的氯气在标况下体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L;
⑤根据上述分析可知该反应的氧化剂和还原剂分别为KMnO4、HCl。
13.一氯化硫又称二氯化二硫 ,沸点为 ,常温下是一种金黄色液体,广泛应用于化工领域。已知 的性质如下:热稳定性较差;能被 氧化为 (沸点为);遇水发生反应。实验室中常用将氯气通入熔融的硫黄(熔点为 ,沸点为 )的方法制备一氯化硫,所用仪器(部分夹持、加热装置省略)如图。
请回答下列问题:
(1)按接口从左到右,装置的连接顺序为 (填小写字母)。
(2)组装仪器后, (填操作名称),加入药品;打开 ,通一段时间 ,加热 B装置至之间使硫黄熔融。
(3)装置A中,制备 时反应的离子方程式为 。
(4)C装置中所装碱石灰的作用有 。
(5)观察到F中出现 现象时,可证明有 生成。若实验产物中,经检验含有较多的 ,下列措施能提高产品纯度及产率的有 (填编号)。
①调节 中分液漏斗活塞,控制液体滴加速度
②不时打开 通人适量
③升高装置 的加热温度
(6)测定某市售 纯度[杂质不影响测定称取 样品于烧瓶中,加入足量的蒸馏水充分反应;用水蒸气将生成的 和 全部蒸出,并用足量的溶液充分吸收;然后向其中加人足量的 溶液,过滤、洗涤、干燥、称量,得到固体。样品中 的质量百分含量为 。
【答案】(1)f→g→b→c→j→k(或k→j)
(2)检查装置气密性
(3)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(4)吸收未反应的氯气,防止污染空气,同时吸收止空气中的水蒸气,防止其进入装置F,使一氯化硫水解
(5) 金黄色液体 ①
(6)90%
【分析】装置A中,二氧化锰与浓盐酸在加热的条件下,反应生成氯气,氯气中混有水蒸气和挥发出的HCl,装置E中饱和食盐水可以除去HCl,装置D可以对氯气进行干燥,装置B中发生氯气与硫磺的反应,生成一氯化硫,装置F中用冰盐水对一氯化硫进行冷却,最后是装置C,可以吸收未反应的氯气,同时防止空气中的水蒸气进入装置F,使一氯化硫水解。
【解析】(1)根据分析可知,按接口从左到右,装置的连接顺序为a→h→i→f→g→b→c→j→k(或k→j)→d→e,故答案为:f→g→b→c→j→k(或k→j);
(2)组装仪器后,检查装置气密性,加入药品;打开K1,通一段时间N2,加热B装置至110∼115℃之间使硫黄熔融,故答案为:检查装置气密性;
(3)装置A中加热二氧化锰和浓盐酸制取氯气,产物还有氯化锰和水,制备Cl2时反应的离子方程式为:MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O;
(4)C装置中所装碱石灰的作用有吸收未反应的氯气,防止污染空气,同时吸收止空气中的水蒸气,防止其进入装置F,使一氯化硫水解,故答案为:吸收未反应的氯气,防止污染空气,同时吸收止空气中的水蒸气,防止其进入装置F,使一氯化硫水解;
(5)观察到F中出现金黄色液体现象时,可证明有S2Cl2生成,若实验产物中,经检验含有较多的SCl2,①调节A中分液漏斗活塞,控制液体滴加速度,控制氯气的生成速率,可以减少SCl2的生成,故①正确;②不时打开K1通入适量N2,不能降低氯气的速率,不能减少SCl2的生成,故②错误;③S2Cl2的热稳定性较差,升高装置B的加热温度,S2Cl2会分解,降低S2Cl2的生成,故③错误;故答案为:金黄色液体;①;
(6)根据题意有反应:2S2Cl2+2H2O═3S↓+SO2↑+4HCl,故有关系式:2S2Cl2~SO2~BaSO4,2.33g BaSO4的物质的量为,n(S2Cl2)=2n(BaSO4)=0.02mol,则样品中S2Cl2的质量百分含量为。
14.四氯化锡常用作分析试剂、有机合成脱水剂等。设计如下装置制备。
已知:①在常温下为无色液体,熔点,沸点,在空气中易与水蒸气反应;
②装置D中发生反应:。
回答下列问题:
(1)写出装置A中反应的化学方程式 。
(2)写出装置G中反应的离子方程式 。
(3)实验开始时,应先点燃处 (填“A”或“D”)的酒精灯。
(4)装置B所盛装的试剂是 ,装置F的作用是 。
(5)装置E中使用冰水浴的目的是 。
【答案】(1)浓
(2)
(3)A
(4) 饱和食盐水 防止中水蒸气进入装置中,使变质
(5)将冷却为液体,便于收集
【分析】利用浓盐酸与二氧化锰共热制备氯气,通过饱和食盐水除去氯化氢,再利用浓硫酸干燥,干燥纯净的氯气进入装置D与锡粉在加热条件下反应生成SnCl4,利用冰水将其冷却,再利用装有浓硫酸的装置F防止水蒸气进入装置E,最后利用氢氧化钠吸收未反应的氯气,防止污染空气;
【解析】(1)装置中发生的反应为与浓盐酸的反应,其化学方程式为 ;
(2)装置中的溶液为溶液,氯气与溶液反应的离子方程式为;
(3)实验开始时,应先点燃处的酒精灯,应使充满整个装置,排除装置中的空气;
(4)由于在空气中易与水蒸气反应,所以制备装置中必须是无水条件,装置的作用是除去中的,防止与发生反应,装置中所盛装的试剂应为饱和食盐水;装置中的试剂为浓硫酸,其作用是防止中水蒸气进入装置中,使变质;
(5)根据的熔点为,沸点为,可知使用冰水浴的目的是将冷却为液体,便于收集。
15.二氧化氯()、亚氯酸钠()是两种新型水处理剂。已知纯易分解爆炸,高于时易分解。一种制备亚氯酸钠晶体的工艺流程如下:
(1)发生器中发生反应的化学方程式为 ,混合气中空气的作用是 。
(2)关于二氧化氯()、亚氯酸钠(),下列说法正确的是 。
A.用于工业和饮用水处理过程中,宜用廉价的代替
B.工业上将转化为,更便于储存与运输
C.饮用水中残留的少量,可加入适量溶液去除
(3)吸收塔中发生反应的离子方程式为 ,氧化产物为 。
(4)吸收塔中要严格控制温度低于,目的是 。
(5)每生成,理论上需消耗标准状态下的体积为 L。
【答案】(1) 稀释,防止爆炸
(2)
(3)
(4)防止分解
(5)11.2
【分析】NaClO3和稀硫酸溶解,然后NaClO3被SO2还原为ClO2,而SO2被氧化为硫酸盐,为防止ClO2发生爆炸,通入空气将其稀释;然后在碱性条件下用H2O2还原,得到NaClO2溶液,从溶液中获得NaClO2时,可从溶解度曲线中提取信息,即降温时,控制温度不低于38℃。
【解析】(1)
在“ClO2发生器”中,NaClO3与SO2反应生成ClO2和Na2SO4,该反应的化学方程式为2NaClO3+SO2=Na2SO4+2ClO2,则离子方程式:2ClO+SO2=SO+2ClO2;题中信息显示:纯的ClO2受热或遇光易发生爆炸,一般稀释到10%以下,由此得出发生器中通入空气的作用是稀释二氧化氯,防止爆炸。
(2)A.比氯气具有更高的消毒效率,效果更好,A错误;
B.易分解爆炸,转化为,更便于储存与运输,B正确;
C.因为二氧化氯具有氧化性,残留的少量,可加入适量溶液发生氧化还原反应除去,C正确;
答案选BC。
(3)过氧化氢作为还原剂被氧化为氧气,离子方程式为;氧化产物为氧气;
(4)过氧化氢不稳定,受热易分解,为防止受热分解,吸收塔的温度不能超过20℃。
(5)根据,每生成,理论上需消耗0.5molSO2,标准状态下的体积为11.2L。
16.实验室制取及性质的验证实验组合装置如下:
回答下列问题:
(1)中的化学方程式为 。离子方程式为 。
(2)B的作用是 ,的作用是 。
(3)、中观察到的现象分别是 ,你得到的结论是 。
(4)的作用是 ,离子方程式为 。
(5)用下列两种方法制取氯气:①用含氯化氢146g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应②用87g二氧化锰与足量的浓盐酸反应,则所得氯气______。
A.②比①多 B.①比②多 C.一样多 D.无法比较。
【答案】(1)
(2) 除去Cl2中的HCl 干燥Cl2
(3) E中红色布条不褪色,F中红色布条褪色 Cl2没有漂白性,Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白性
(4) 尾气吸收,吸收多余的Cl2,防止污染空气
(5)A
【分析】二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气,浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有氯化氢,通过饱和食盐水除去氯化氢,要制备干燥的氯气,还要吸水,所以浓硫酸的作用的是吸水,装置D收集氯气,要检验氯气是否具有漂白性,依次通过盛有干燥有色布条、湿润有色布条的集气瓶,最后用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,据此作答:
【解析】(1)装置A在制取氯气,是利用二氧化锰和浓盐酸反应,反应的化学方程式为,离子方程式为;
(2)饱和食盐水的作用是除去氯气中的氯化氢;浓硫酸的作用是除去氯气中的水,干燥氯气;
(3)氯气不具有漂白性,所以干燥的红色布条不褪色,氯气与水反应后生成HClO,HClO具有漂白性,可以使红色布条褪色;
(4)氢氧化钠溶液的作用是进行尾气处理,吸收多余的氯气;氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠,离子方程式为;
(5)二氧化锰和浓盐酸反应的化学方程式为,随着反应的进行,盐酸浓度逐渐减小,变成稀盐酸后不再与二氧化锰反应,①中的HCl不能完全反应,生成的氯气少,②中的二氧化锰能完全反应,产生的氯气多,故产生的氯气②>①。
17.随着生活水平的提升,人们的卫生意识日益增强,消毒剂已走进千家万户,项目小组选择了两款市面上常见的含氯消毒剂进行制备和研究。
Ⅰ.ClO2是一种高效广谱消毒剂,可有效灭活多种细菌病毒,极易溶于水,在碱性环境中稳定性较差,易分解,体积分数大于10%时可能爆炸,故工业上常用和NaOH混合溶液吸收ClO2,将其转化为NaClO2便于运输保存。项目小组1查阅资料设计实验制备NaClO2,装置和药品如下:
已知:①ClO2熔点-59℃,沸点11℃;
②装置B中发生的主要:
请回答下列问题:
(1)已知75%浓硫酸密度是1.67g/cm³,其物质的量浓度为 mol/L(保留小数点后一位)。用98%浓硫酸配制100mL该硫酸溶液,除量筒、烧杯、玻璃棒和胶头滴管之外还需要的仪器是 。
(2)装置B中NaClO3须稍微过量,目的是 。
(3)装置C中,H2O2和NaOH与ClO2反应制取NaClO2的离子方程式为 ;装置C需采用冰水浴的可能原因是 (答出一条即可)。
Ⅱ.项目小组2探究84消毒液的性质,实验如下:
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-;ORP是反映水溶液中所有物质表现出来的氧化-还原性,ORP值越大,氧化性越强。
①向2mL84消毒液中加入2mL水后,放入红色纸片,观察到纸片慢慢褪色。
②向2mL84消毒液中加入2mL白醋后,放入红色纸片,观察到纸片迅速褪色。
③测得84消毒液在不同温度时ORP随时间的变化曲线如下。
(4)实验①②现象不同的原因是 。由实验③可得不同温度下ORP值不同的原因可能是 。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义为每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。以上三种含氯消毒剂ClO2、NaClO2、NaClO,还原产物均为Cl-,这三种含氯消毒剂的有效氯含量由大到小的顺序为 。
【答案】(1) 12.8 100 mL 容量瓶
(2)使亚硫酸钠完全反应,防止产生二氧化硫
(3) 使ClO2液化,防止H2O2在较高温度下分解,防止温度高于60℃时NaClO2分解
(4) 醋酸和ClO-反应生成 HClO实验②中HClO浓度大于实验①中 HClO 浓度,氧化性更强 温度升高次氯酸分解,溶液中次氯酸浓度减小,氧化性减弱
(5)
【分析】根据题意可知需利用图示装置及试剂制备NaClO2,实验前向装置中通入氮气可排尽装置内的空气,避免干扰试验,实验后通入氮气可将装置内的二氧化氯全部驱赶至装置C内参与反应,并且稀释二氧化氯防止其分解爆炸。实验过程用75%的浓硫酸与亚硫酸钠固体和氯酸钠固体共同作用,制得二氧化氯气体,该气体进入氢氧化钠和过氧化氢的混合溶液,在冰水浴的环境下反应制得NaClO2,尾气用水吸收,防止污染环境,并要注意防倒吸。
【解析】(1)根据题中所给数据,有;配制100 mL该硫酸溶液,需要100 mL容量瓶。
(2)装置B中NaClO3须稍微过量,使亚硫酸钠完全反应,防止产生二氧化硫,影响产品纯度。
(3)由题意知,Cl化合价降低,故H2O2中O化合价应升高,产物为O2,所以离子方程式为:;装置C需采用冰水浴的可能原因是:使ClO2液化,防止H2O2在较高温度下分解,防止温度高于60℃时NaClO2分解。
(4)相同浓度时,HClO的氧化性强于ClO-,醋酸和ClO-反应生成HClO,实验②中HClO浓度大于实验①中HClO浓度,氧化性更强,纸片褪色更迅速;实验③可得不同温度下ORP值不同的原因可能是:温度升高次氯酸分解,溶液中次氯酸浓度减小,氧化性减弱。
(5)由题中所给“有效氯含量”定义列式求解:氧化能力相当即二者转移电子相同,ClO2、NaClO2、NaClO、Cl2,还原产物均为 Cl-,设三种含氯消毒剂的有效氯含量分别为x1、x2、x3,ClO2:, x1≈2.63g,NaClO2:,x2≈1.57g,NaClO:,x3≈0.95g,故这三种含氯消毒剂的有效氯含量由大到小的顺序为。
18.是饮用水、工业用水、城市污水及游泳池循环水处理高效廉价的絮凝剂,也是中学实验室中常见的试剂。某实验小组设计如图所示装置制备固体。A中产生,B中为饱和食盐水,C、D中均为浓硫酸,E中为NaOH溶液。
已知:①为黄绿色有刺激性气味的有毒气体,可与碱性物质反应。
②固体熔点306℃,沸点316℃,易升华且易与水发生反应。
请仔细阅读题中所给信息并回答下列问题:
(1)仪器组装完毕后, ,装入药品,先点燃 (填“A”或“F”)处酒精灯。
(2)仪器H的名称为 ,所盛装的试剂为 ,其作用是 。
(3)若将F、G替换为如图装置,缺陷是 。
(4)已知与明矾的作用类似,也可做净水剂,利用溶于水后生成的胶状物对杂质的 ,使杂质沉降来达到净水目的。
(5)设计虚线框内D、E装置的目的是 。
【答案】(1) 检查装置气密性 A
(2) U形管 碱石灰或生石灰或NaOH固体;吸收多余Cl2防止污染空气 防止空气中水蒸气进入G,导致FeCl3与水反应
(3)FeCl3凝华,导致导管堵塞
(4)吸附
(5)通过观察D中导气管口是否有气泡冒出,来确认气路是否通畅(或确认后续装置是否发生堵塞)
【分析】在制取氯化铁的实验中,先用浓盐酸与二氧化锰加热制氯气,氯气需要经过净化干燥除去含有的HCl和H2O,再通入F中与热的铁粉反应,由于氯化铁易升华转化为气体,在收集器中冷却后被收集,最后H处的碱石灰作用有吸收多余的氯气和防止空气中的水蒸气进入使氯化铁水解。
【解析】(1)仪器组装完毕后,检查装置气密性.装入药品,先点燃A处酒精灯,赶增装置内空气,防铁被空气氧化;
(2)仪器H的名称为U形管;碱石灰或生石灰或NaOH固体进行尾气吸收,吸收多余Cl2防止污染空气;因易与水发生反应同时防止防止空气中水蒸气进入G,导致FeCl3与水反应;
(3)FeCl3凝华,导管口细,导致导管堵塞;
(4)胶体净水利用其吸附作用;
(5)可以通过观察D中导气管口是否有气泡冒出,来确认气路是否通畅(或确认后续装置是否发生堵塞)
19.某兴趣小组用下图所示实验装置(部分夹持仪器已略去)制取并探究的性质,装置(I)中发生反应的化学方程式为:。
(1)装置(I)中仪器a的名称是 。
(2)装置(II)中浓硫酸的作用是 。
(3)实验进行一段时间后,装置(III)中的实验现象与分析:
①对甲(干燥的红纸花)、乙(湿润的红纸花),两处红纸花颜色变化的描述正确的是 (填标号)。
A.甲不褪色,乙褪色 B.甲褪色,乙不褪色
②对比甲、乙两处实验现象,可知具有漂白性的物质是 。
③丙处湿润的淀粉试纸变为 。
(4)从实验安全和环境保护的角度考虑,该实验存在的一个明显缺陷是 。
(5)[知识应用]
常用于饮用水消毒。溶于水得到氯水,氯水中的浓度越大杀菌能力越强。已知时,氯水中(溶于水的氯气分子)、、三种微粒所占百分数与的关系图。则用处理饮用水时,溶液的最佳控制范围是_______(填标号)。
A.0~3.0 B.3~5.5 C.5.5~7.5 D.7.5~10.0
【答案】(1)分液漏斗
(2)干燥或除去水蒸气
(3) A HClO 蓝色
(4)缺少尾气处理装置
(5)B
【分析】该实验目的是通过MnO2与浓盐酸共热制取氯气,经浓硫酸干燥后,依次通过干燥红纸花和潮湿红纸花分别验证干燥的氯气以及潮湿环境下的氯气是否具有漂白性,最后使用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气,据此分析可解答。
【解析】(1)a是分液漏斗;故答案为:分液漏斗;
(2)浓硫酸的作用是除去氯气中的水蒸气(或干燥);故答案为:干燥或除去水蒸气;
(3)①干燥的氯气没有漂白性,湿润的红纸花中的水和氯气反应生成盐酸和次氯酸,生成的具有漂白性,使湿润的红纸花褪色,故甲、乙两处红纸花颜色的变化是甲不褪色,乙褪色;故答案为:A;
②湿润的红纸花中的水和氯气反应生成盐酸和次氯酸,生成的具有漂白性,故答案为:;
③氯气具有氧化性,能将碘离子氧化成碘单质,所以氯气与碘化钾溶液发生反应生成,遇淀粉变蓝,故答案为:蓝色;
(4)氯气有毒不能直接排放在空气中,故该实验存在的一个明显缺陷是未做尾气处理;故答案为:缺少尾气处理装置;
(5)起杀菌作用的是,由图象可知,时浓度较大,浓度越大,杀菌效果好,故B正确:故答案为:B。
20.I.同学甲用下列装置组装了一套可以证明实验室制取的过程中有和水蒸气挥发出来的装置。已知氯气易溶于四氯化碳,而氯化氢不溶。回答下列问题:
(1)按气流方向填出接口顺序:a→ →f。
(2)A中反应的化学方程式是 。
(3)B中盛放试剂的名称是 ;C中盛放的是溶液,其作用是 。
(4)D中可盛放的试剂为 ,如果观察到 的现象,则证明制取时有挥发出来。
Ⅱ.乙同学在甲同学实验的基础上设计如图装置用于制备、净化、收集并进行性质检验和尾气处理。
(5)E装置的作用是 ,F装置中所盛放试剂是 。
(6)若G为收集装置,应选用的装置是 (填序号),其中与F装置导管相连的导管口是 (填接口字母)。
(7)若G是一种性质检验装置,如图所示,试管中装有干燥的红色布条,图中K为开关。如果先打开K,试管中红色布条颜色无变化;当关闭K时,试管中红色布条颜色褪去。则下方瓶中盛有的溶液可能是 (写出一种即可)。
(8)为验证氯水中分解的产物,现用强光照射氯水,并用氯离子浓度传感器、氧气传感器(测体积分数)、pH传感器等仪器进行数据采集,获得相关变化曲线如图所示。图中纵坐标可表示的物理量是 (填字母)。
a.氯离子浓度 b.氧气体积分数 c.溶液pH
【答案】(1)bcde(或cbde)
(2)
(3) 无水硫酸铜 吸收中的
(4) 溶液 有白色沉淀产生
(5) 除去中混有的 浓硫酸
(6) ② c
(7)饱和食盐水
(8)ab
【分析】Ⅰ:证明制取过程中有和水蒸气挥发,应使用装置B先证明水蒸气的存在,使用的试剂为无水硫酸铜,会干扰检验,需要用C装置中吸收,再用D中溶液(或石蕊溶液等)检验的存在,现象是有白色沉淀生成(溶液变为红色等);
Ⅱ:A装置制取氯气,E装置中装饱和食盐水可除去氯气中的氯化氢气体,F装置装浓硫酸可除去氯气中的水蒸气,G装置若为氯气收集装置,因氯气密度大于空气且溶于水与水反应,故选②为收集装置;若G为氯气性质检验装置,则可将氯气通入饱和食盐水,再通入干燥的红色布条,检验氯气的漂白性,最后为尾气处理装置。
【解析】(1)由分析可知,按气流方向填出接口顺序:a→b→c→d→e→f(或a→c→b→d→e→f);
(2)A中制取发生反应的化学方程式为;
(3)B中盛放试剂的名称是五水硫酸铜,C中盛放的是CCl4溶液,其作用是吸收中的;
(4)D中可盛放的试剂为溶液,如果观察到有白色沉淀产生的现象,则证明制取氯气时有氯化氢挥发出来;
(5)为了净化,装置E的作用是除去中混有的;F的作用是除去水蒸气,其中所盛装的试剂是浓硫酸;
(6)密度比空气大,且可溶于水,收集装置应选用的装置是②,且多功能瓶做集气瓶,其中导管应长进短出,即与F装置导管相连的导管口是c;
(7)检验氯气是否具有漂白性时,经过瓶中液体,向试管中通入湿润的,则瓶中盛装饱和食盐水可以使湿润且减少在溶液中溶解;
(8)氯水中分解的产物为和,用强光照射氯水,用氯离子浓度传感器可检测出浓度升高,氧气传感器可测出氧气体积分数增大,传感器测出降低,故氯离子浓度、氧气体积分数符合图像变化;
故答案选ab。
21.次氯酸钠溶液和优氯净都是常用的杀菌消毒剂。可用NaClO与氰尿酸[]制备优氯净。优氯净常温下为白色固体,难溶于冷水,实验装置如下图所示(加热与夹持装置略)
已知:①
②
(1)优氯净的摩尔质量为 。
(2)用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是 。
(3)A中软导管的作用为 ;A中反应的化学方程式为 。
(4)装置C可选择 (填“冰水浴”或“热水浴”)目的是 。
(5)反应结束后,C中浊液经 、洗涤、干燥得到粗产品。
(6)下列说法正确的是_______。
A.装置B的试剂为浓硫酸
B.当C上方出现黄绿色气体时,再滴入氰尿酸溶液
C.当C中加入2molNaOH时,可消耗0.5mol氰尿酸
D.D中试剂可为NaOH或
【答案】(1)220g/mol
(2)NaClO溶液吸收空气中的后产生HClO,HClO见光分解
(3) 平衡气压,使液体能够顺利滴下
(4) 冰水浴 防止温度过高生成
(5)过滤
(6)BD
【分析】A制备氯气,B除氯气中的氯化氢,C中氢氧化钠和氯气反应制备次氯酸钠,次氯酸钠和氰尿酸反应生成,D吸收尾气,防止污染。
【解析】(1)根据优氯净的化学式,可知摩尔质量为220g/mol;
(2)用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是次氯酸钠和二氧化碳反应生成碳酸氢钠和次氯酸,次氯酸见光分解为盐酸和氧气。
(3)A中软导管连接蒸馏烧瓶和分液漏斗上口,作用为平衡气压,使分液漏斗中的液体能够顺利滴下;A中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气、水,反应的化学方程式为。
(4)根据,为防止温度过高,氯气和氢氧化钠反应生成氯酸钠,装置C可选择冰水浴;
(5)优氯净难溶于冷水,反应结束后,C中浊液经过滤、洗涤、干燥得到粗产品。
(6)A.装置B的作用是除氯气中的氯化氢,试剂为饱和食盐水,故A错误;
B.当C上方出现黄绿色气体时,说明氢氧化钠反应完全生成次氯酸钠,再滴入氰尿酸溶液和次氯酸钠反应生成,故B正确;
C.反应生成氯化钠和,根据得失电子守恒,生成氯化钠和的比为2:1,当C中加入2molNaOH时,根据钠元素守恒,生成 ,可知反应消耗氰尿酸,故C错误;
D.D中试剂的作用是吸收氯气,防止污染,D中试剂可为NaOH或,故D正确;
选BD。
22.某校化学兴趣小组为研究氯气的性质并模拟工业制备漂白粉,设计了如图装置进行实验。
已知:①A中反应为(浓);
②石灰乳的主要成分为,其他杂质不参与反应。但反应放热会发生副反应:
请回答下列问题:
(1)A反应中体现了浓盐酸的还原性和 性,其中还原产物和氧化产物的物质的量之比为 。
(2)装置B的作用: 。
(3)装置C的实验目的是验证干燥和湿润的氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入的物质正确的是_______(填标号)。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
A
干燥的有色布条
碱石灰
湿润的有色布条
B
干燥的有色布条
浓硫酸
湿润的有色布条
C
湿润的有色布条
碱石灰
干燥的有色布条
D
湿润的有色布条'
浓硫酸
干燥的有色布条
A.A B.B C.C D.D
(4)制取漂白粉的化学方程式为 。
(5)为提高产品中有效成分的含量,在不改变石灰乳浓度和体积的条件下可采取的措施是 (答案合理即可)。一定温度下将通入过量的石灰乳中充分反应,生成、、的混合物,且产物的成分含量与温度的高低有关。反应中转移电子的物质的量的范围为 。
【答案】(1) 酸
(2)除去氯气中的
(3)D
(4)
(5) E装置用冰水(或冷水)浴冷却(能使装置E温度降低即可)
【分析】由实验装置可知,A中发生KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O,B中饱和食盐水除去挥发出来的氯化氢气体,装置C的目的是验证氯气是否有漂白性,D中浓硫酸干燥氯气,E中氯气与石灰乳反应制备漂白粉,F中NaOH吸收尾气中的氯气,据此分析解答。
【解析】(1)A中反应为(浓),浓盐酸中Cl元素部分化合价由-1价上升到0价,部分化合价未发生变化,体现了浓盐酸的还原性和酸性,其中还原产物和氧化产物的物质的量之比为。
(2)B中饱和食盐水除去挥发出来的HCl气体。
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥氯气无漂白性,湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性,先通过湿润有色布条,如果有色布条褪色证明次氯酸具有漂白性,然后通过浓硫酸干燥,除去氯气中的水分,再通入干燥的有色布条,有色布条不褪色,说明氯气不具有漂白性,故答案为:D。
(4)漂白粉主要成分为氯化钙和次氯酸钙,氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,化学方程式为:。
(5)石灰乳的主要成分为,将氯气通入冷的石灰乳中可以制备,反应放热会发生副反应:,为提高产品中有效成分的含量,在不改变石灰乳浓度和体积的条件下可采取的措施是E装置用冰水(或冷水)浴冷却;假设通入过量的石灰乳中充分反应,只生成和,方程式为,Cl元素既由0价下降到-1价,又由0价上升大+1价,转移amol电子,假设通入过量的石灰乳中充分反应,只生成和,方程式为,Cl元素既由0价下降到-1价,又由0价上升大+5价,转移电子,则应中转移电子的物质的量的范围为。
23.电石渣[主要成分为Ca(OH)2,杂质不参与反应]是氯碱工业中的废料,以电石渣为原料制取KClO3的工艺流程如图所示:
已知:Ca(ClO3)2易溶于水。
(1)工业生产电石(CaC2)的反应为,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(2)流程中的Cl2可由MnO2与浓盐酸反应制得,离子方程式为 ,其中盐酸体现的性质有 ;下列发生装置可用于上述方法制备Cl2的是 (填字母)。
(3)写出Cl2与Ca(OH)2在70℃以上时反应生成Ca(ClO3)2的化学方程式 。
(4)“转化”时加入K2CO3的目的是 。从环保的角度分析,“转化”时加入活性炭的作用是 。
(5)“过滤”操作中,用到的玻璃仪器有 。
(6)若该工艺流程中电石渣的投料为300g,最终得到122.5gKClO3,则电石渣中Ca(OH)2的质量分数为 。
【答案】(1)2:1
(2) 酸性和还原性 A
(3)6Cl2+6Ca(OH)2Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O
(4) 沉淀Ca2+,将Ca(ClO3)2转化为KClO3 吸附过量的Cl2
(5)漏斗、烧杯、玻璃棒
(6)74%
【分析】电石渣主要成分为CaOH2,氯气和电石渣在70℃以上温度下反应生成CaClO32、CaCl2和H2O,Ca(ClO3)2和K2CO3发生反应生成CaCO3沉淀和KClO3溶液,过滤后将滤液经过一系列操作,最终得到KClO3。
【解析】(1)工业生产电石(CaC2)的反应为:CaO+3CCaC2 +CO↑,根据反应方程式分析得到碳化合价既升高又降低,因此该反应中氧化剂、还原剂均为C,C生成CaC2时作氧化剂,C生成CO时作还原剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1。
(2)MnO2与浓盐酸反应生成Cl2、氯化锰和水,该反应的离子方程式是;氯的化合价部分升高,还有一部分化合价未变,因此盐酸体现的性质为酸性和还原性;
该反应是固体+液体,加热制气装置,故下列发生装置可用于制备Cl2的是A。
(3)流程中“制CaClO32”主要是Cl2和Ca(OH)2反应生成Ca(ClO3)2、CaCl2和H2O,其化学方程式为:6Cl2+6Ca(OH)2Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O。
(4)“转化”主要是Ca(ClO3)2和K2CO3发生反应生成CaCO3沉淀和KClO3溶液,则“转化”时加入K2CO3的目的是:沉淀Ca2+,将Ca(ClO3)2转化为KClO3;
氯气有毒会污染空气,活性炭具有吸附性,则从绿色化学的角度分析,活性炭的作用是吸附过量的Cl2。
(5)“过滤”操作中,用到的玻璃仪器有:漏斗、烧杯、玻璃棒。
(6)“制CaClO32”反应为6Cl2+6Ca(OH)2Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O,可得反应的关系式为:,若该工艺流程中电石渣的投料为300g,最终得到122.5gKClO3,,则电石渣中Ca(OH)2的质量分数为:。
24.工业上以含碘废水(主要含)为原料制备晶体,流程如下:
已知:是一种难溶于水的白色固体。回答下列问题:
(1)“还原”时,含碘废水中的碘元素全部转化为:
①还原时,含碘废水溶液的酸性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。
②检验滤液中存在的主要阴离子的实验方法是 。
(2)“置换”时生成,滤渣1的主要成分为 。
(3)“沉铁”时,若溶液碱性太强,会转化为胶状物吸附,造成损失。则溶液与溶液的加料方式为 。
a.溶液逐滴加入溶液中
b.溶液逐滴加入溶液
(4)向(强酸)酸化的的溶液中通一定量空气,溶液呈黄色。用萃取,下层为无色;取萃取后的上层溶液加入淀粉,溶液变蓝色。
①写出溶液呈黄色时发生的离子方程式 。
②查阅相关资料得知,上述实验中下层为无色,是因为生成的易溶解于溶液中,请设计实验验证这个结论 。(必须选用的试剂为:碘水、溶液)
【答案】(1) 增强 取滤液少量于试管中,向其中加盐酸无明显现象,再加溶液生成较多白色沉淀,说明滤液中存在的主要阴离子是
(2)
(3)b
(4) 取一定量碘水,向其中加,充分振荡、静置、分层,上层褪色,下层紫红色;分液后取下层层,向其中加溶液,充分振荡、静置、分层,下层无色而上层黄色
【分析】工业上以含碘废水(主要含)中加入硫酸铜和二氧化硫发生还原反应,生成难溶的,过滤得到,再加入足量铁粉和水进行置换,发生反应得到Cu和,过滤得到滤渣1和溶液,故滤渣1为Cu和过量的铁粉,再向溶液加入进行沉铁,发生,得到碳酸亚铁固体和碘化钠,过滤得到滤渣2和碘化钠溶液,故滤渣2为,碘化钠溶液经过一系列操作得到碘化钠晶体,据此回答。
【解析】(1)①由分析知,还原时发生,含碘废水溶液的酸性增强;
②检验滤液中存在的主要阴离子为,实验方法是取滤液少量于试管中,向其中加盐酸无明显现象,再加溶液生成较多白色沉淀,说明滤液中存在的主要阴离子是;
(2)由分析知,“置换”时生成,滤渣1的主要成分为为;
(3)若溶液碱性太强,会转化为胶状物吸附,造成损失,故溶液与溶液的加料时应少量,则加入方式为将溶液逐滴加入溶液中;
(4)①向(强酸)酸化的的溶液中通一定量空气,溶液呈黄色,说明碘离子被空气中的氧气氧化为碘单质,发生的离子方程式为;②取一定量碘水,向其中加,充分振荡、静置、分层,上层褪色,下层紫红色;分液后取下层层,向其中加溶液,充分振荡、静置、分层,下层无色而上层黄色,可证明易溶解于溶液中。
25.海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图是从海水中或海产品中提取若干种化学物质的流程图。请回答下列问题:
Ⅰ.粗盐精制
除去粗盐中的等杂质离子时,粗盐溶解后加入沉淀剂:①溶液,②溶液,③溶液。过滤除去沉淀,再加入适量的盐酸。
(1)加入沉淀剂的正确顺序是 (填标号)。
A.①②③ B.②①③ C.①③②
(2)上述操作中溶解和过滤步骤均用到玻璃棒,其作用分别为 、 。
Ⅱ.海水提溴
主要工业生产流程如图所示:
(3)可用气体,在该操作过程中的作用为 ,下列试剂中能代替的是 (填标号)。
A.浓硫酸 B. 溶液 C.溶液
Ⅲ.海带提碘
某兴趣小组同学按如图实验过程,证明海带中存在碘元素。
(4)的作用是 (用离子方程式解释)。
(5)若操作③中的试剂为,则含的有机溶液应从分液漏斗 (填标号)。
A.上口倒出 B.下口流出
(6)加碘食盐中碘以的形式存在,已知在硫酸酸化条件下与反应生成一种使淀粉溶液变蓝的物质,该反应的离子方程式为 。
【答案】(1)B
(2) 搅拌,加速溶解 引流,防止液体溅出
(3) 作还原剂 C
(4)
(5)B
(6)
【分析】Ⅰ.粗盐精制,浓缩海水中含有等杂质离子,除掉加入溶液,除掉,加入溶液,除掉,加入溶液,为了除掉杂质离子,加入试剂均稍过量,故溶液在溶液之后加,除了除掉,还可以除掉多余的,都沉淀后一起过滤除掉,最后加盐酸调节pH值,蒸发得到精盐;
Ⅱ.海水提溴,向浓缩海水中通入氯气,氯气与溴离子反应生成单质溴,形成低浓度的溴溶液,加入X,变成含溴离子的溶液,则X为还原剂;再向含溴离子的溶液中通入氯气,得到含溴单质的浓溶液,最终得到液溴;
【解析】(1)选除去镁离子,选氯化钡除去硫酸根离子,选碳酸钠除去过量钡离子及钙离子,过滤后加盐酸至中性,蒸发分离出,且碳酸钠一定在氯化钡之后,则加入沉淀剂的顺序为②①③或③②①或②③①,故答案为B;
(2)溶解过程中玻璃棒起到搅拌、加速溶解的作用;过滤操作中,玻璃棒作用是引流,防止液体溅出;
(3)气体的作用是吸收溴蒸气,该反应的离子方程式为:,在该操作过程中的作用为作还原剂;从氧化还原角度分析,在该反应中体现了还原性,溶液中也可以被溴单质氧化,可代替二氧化硫,故选C;
(4)可将碘离子氧化为碘单质,反应的离子方程式为:;
(5)操作③将含的水溶液变为含的有机溶液,该操作为萃取、分液;密度比水大,可将萃取到下层,分液操作时下层液体应从下口流出;
(6)使淀粉溶液变蓝的物质为,根据得失电子守恒和电荷守恒以及元素守恒配平离子方程式为 。
26.某小组利用下图装置制备和,并探究其氧化还原性质。已知氯气与碱液在温度高时反应生成,低温时生成。
(1)的物质名称是 。
(2)实验室配制溶液所需的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、 和100mL容量瓶。定容时若俯视容量瓶上的刻度线,会导致所配溶液的浓度 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)实验开始后,装置a中反应的化学方程式是 ;装置b中制备反应的离子方程式是 ;装置c试管内的溶液中,逐渐增多的阴离子是 (填离子符号)。
(4)各取少量和溶液,分别置于1号和2号试管中,均滴入足量溶液,振荡后滴加足量稀盐酸,再滴入少量溶液,观察到1号试管中无沉淀,2号试管中有白色沉淀。
①请用离子方程式依次表示2号试管中生成沉淀的有关反应: 。
②该条件下的氧化能力: 。(填“>”“<”或“=”)
【答案】(1)氯酸钠
(2) 胶头滴管 偏大
(3) 、
(4) 、 <
【分析】某小组利用如图装置制备和,装置a中浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下制备氯气,b装置中氯气和氢氧化钠在加热的条件下反应制备氯酸钠,氯气和氢氧化钠反应制备次氯酸钠,冷水浴的目的是防止生成氯酸钠,d装置的目的是吸收尾气氯气,盛放氢氧化钠溶液。
【解析】(1)的物质名称是氯酸钠。
(2)实验室配制100mL2.00mol/LNaOH溶液所需的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管和100mL容量瓶,定容时若俯视容量瓶上的刻度线,溶液体积偏小,会导致所配溶液的浓度偏大。
(3)实验开始后,装置a中浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下制备氯气,反应的化学方程式是;装置b中制备反应的离子方程式是;装置c试管内的溶液中,逐渐增多的阴离子是、。
(4)各取少量和NaClO溶液,分别置于1号和2号试管中,均滴入足量溶液,振荡后滴加足量稀盐酸,再滴入少量溶液,观察到1号试管中无沉淀,2号试管中有白色沉淀。
①2号试管中和NaClO发生氧化还原反应生成,和反应生成沉淀,离子方程式为、;
②1号试管不能氧化,2号试管中NaClO能氧化,所以该条件下的氧化能力:。
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