【題目】二氧化氯(ClO2)具有強氧化性,在工業(yè)上常用作水處理劑、漂白劑。ClO2是一種易溶于水的黃綠色氣體,其體積分數(shù)超過10%時易引起爆炸。某研究小組欲用以下三種方案制備ClO2,回答下列問題:
(1)以黃鐵礦(FeS2)、氯酸鈉和硫酸溶液混合反應制備ClO2,黃鐵礦中的硫元素在酸性條件下被ClO3-氧化成SO42-,寫出制備ClO2的離子方程式__。
(2)用過氧化氫作還原劑,在硫酸介質(zhì)中還原NaClO3制備ClO2,并將制得的ClO2用于處理含CN-廢水。實驗室模擬該過程的實驗裝置(夾持裝置略)如圖所示。
①裝置A的名稱是__,裝置C的作用是__。
②反應容器B應置于30℃左右的水浴中,目的是__。
③通入氮氣的主要作用有3個,一是可以起到攪拌作用,二是有利于將ClO2排出,三是__。
④ClO2處理含CN-廢水的離子方程式為__,裝置E的作用是__。
(3)氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2的方法。
①用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)。某次除雜操作時,往粗鹽水中先加入過量的__(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用石墨做電極,在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2,工作原理如圖所示,寫出陽極產(chǎn)生ClO2的電極反應式__。
【答案】FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O 恒壓漏斗 安全瓶 提高化學反應速率,同時防止過氧化氫受熱分解 稀釋ClO2,防止其爆炸 2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl- 吸收ClO2等氣體,防止污染大氣 BaCl2 Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+
【解析】
二氧化氯(ClO2)具有強氧化性,在工業(yè)上常用作水處理劑、漂白劑。分別利用無機反應和電解原理制備二氧化氯,三種方法均利用了氧化還原反應。
(1)以黃鐵礦(FeS2)、氯酸鈉和硫酸溶液混合反應制備ClO2,黃鐵礦中的硫元素在酸性條件下被ClO3-氧化成SO42-,根據(jù)氧化還原反應中電子守恒和元素守恒,可以寫出制備ClO2的離子方程式為FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O。
(2)①裝置A的名稱為恒壓漏洞,裝置C為安全瓶,起到防止液體倒吸的作用。
②升高溫度可以提高化學反應速率,但是原料中含有過氧化氫,過氧化氫在過高的溫度下可以發(fā)生分解反應,因此反應容器B應置于30℃左右的水浴中。
③根據(jù)題文可知,ClO2是一種易溶于水的黃綠色氣體,其體積分數(shù)超過10%時易引起爆炸,故通入氮氣的主要作用有3個,一是可以起到攪拌作用,二是有利于將ClO2排出,三是稀釋ClO2,防止其爆炸。
④ClO2處理含CN-廢水發(fā)生氧化還原反應,將CN-轉(zhuǎn)化為無污染的CO2和N2,故離子方程式為2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-;裝置E在整套裝置之后,起到吸收尾氣,防止環(huán)境污染的作用。
(3)①用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì),需要過量的碳酸根離子、氫氧根離子和鋇離子,過量的鋇離子可以用碳酸根離子除去,因此在加入Na2CO3之前應先加入過量BaCl2。
②用石墨做電極,電解池的陽極發(fā)生氧化反應,元素化合價升高,因此氯離子在陽極失電子和水反應得到ClO2,電極反應式為Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+。
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【題目】實驗室利用銅屑、硝酸和硫酸的混酸為原料制備硫酸銅晶體。結(jié)合具體操作過程回答下列問題。
(1)配制混酸:將3 mol/L的硫酸(密度1.180g/cm3)與15mol/L的濃硝酸(密度1.400 g/cm3)按體積比5:1混合后冷卻。
①計算混酸中硫酸的質(zhì)量分數(shù)為__________;
②取1g混酸,用水稀釋至20.00mL,用0.5mol/L燒堿進行滴定,消耗標準燒堿溶液的體積為__________mL。
(2)灼燒廢銅屑:稱量一定質(zhì)量表面含油污的純銅屑(銅含量為99.84%),置于坩堝中灼燒,將油污充分氧化后除去,直至銅屑表面均呈黑色。冷卻后稱量,固體質(zhì)量比灼燒前增加了3.2 %,
①固體中氧元素的質(zhì)量分數(shù)為__________(保留3位小數(shù));
②固體中銅與氧化銅的物質(zhì)的量之比為___________。
(3)溶解:稱取2.064g固體,慢慢分批加入一定質(zhì)量的混酸,恰好完全反應。列式計算產(chǎn)生NO氣體體積在標準狀況下的體積(設(shè)硝酸的還原產(chǎn)物只有NO)。______________
(4)結(jié)晶:將反應后的溶液水浴加熱濃縮后冷卻結(jié)晶,析出膽礬晶體。
①計算反應后溶液中CuSO4的物質(zhì)的量是__________;
②若最終得到膽礬晶體質(zhì)量為6.400g,膽礬的產(chǎn)率為_________。(精確到1%)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】甲、乙、丙三種有機化合物的鍵線式如圖所示。下列說法錯誤的是
A. 甲、乙的化學式均為C8H14
B. 乙的二氯代物共有7種(不考慮立體異構(gòu))
C. 丙的名稱為乙苯,其分子中所有碳原子可能共平面
D. 甲、乙、丙均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】莽草酸可用于合成藥物達菲,其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列關(guān)于莽草酸的說法正確的是( )
A.分子中所有碳原子共平面
B.分子式為C7H10O5,屬于芳香族化合物
C.分子中含有3種官能團,能發(fā)生加成、氧化、取代反應
D.1mol莽草酸與足量的NaHCO3溶液反應可放出4molCO2氣體
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】NO、NO2是大氣污染物,但只要合理利用,NO、NO2也是重要的資源;卮鹣铝袉栴}:
(1)氨的合成。已知:N2和H2生成NH3的反應為:N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=-46.2kJ·mol-1
在Fe催化劑作用下的反應歷程為(※表示吸附態(tài)):
化學吸附:N2(g)→2N※;H2(g)2H※;
表面反應:N※+H※NH※;NH※+H※NH2※;NH2※+H※NH3※;
脫附:NH3※NH3(g)
其中N2的吸附分解反應活化能高、速率慢,決定了合成氨的整體反應速率。則利于提高合成氨平衡產(chǎn)率的條件有(________)
A.低溫 B.高溫 C.低壓 D.高壓 E.催化劑
(2)NH3還原法可將NO還原為N2進行脫除。已知:
①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-1530kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=+180kJ·mol-1
寫出NH3還原NO的熱化學方程式__。
(3)亞硝酰氯(ClNO)是合成有機物的中間體。將一定量的NO與Cl2充入一密閉容器中,發(fā)生反應:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H<0。平衡后,改變外界條件X,測得NO的轉(zhuǎn)化率α(NO)隨X的變化如圖所示,則條件X可能是__(填字母代號)。
a.溫度 b.壓強 c. d.與催化劑的接觸面積
(4)在密閉容器中充入4molCO和5molNO發(fā)生反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJmol-1,如圖甲為平衡時NO的體積分數(shù)與溫度、壓強的關(guān)系曲線圖。
①溫度T1__T2(填“>”或“<”)。
②若反應在D點達到平衡,此時對反應進行升溫且同時擴大容器體積使平衡壓強減小,則重新達到平衡時,D點應向圖中A~G點中的__點移動。
③探究催化劑對CO、NO轉(zhuǎn)化的影響。某研究小組將NO和CO以一定的流速通過兩種不同的催化劑進行反應,相同時間內(nèi)測量逸出氣體中NO含量,從而確定尾氣脫氮率(即NO的轉(zhuǎn)化率),結(jié)果如圖乙所示。溫度低于200℃時,圖中曲線I脫氮率隨溫度升高而變化不大的主要原因為__;a點__(填“
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【題目】(1)某研究性學習小組設(shè)計了如圖所示裝置探究鋼鐵的腐蝕與防護。
為防止金屬Fe被腐蝕,可以采用上述________(填裝置序號)裝置原理進行防護;裝置③中總反應的離子方程式為_________。
(2)為處理銀器表面的黑斑(Ag2S),將銀器浸于鋁質(zhì)容器里的食鹽水中并與鋁接觸,Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag,食鹽水的作用為__________。
(3)納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注,采用肼(N2H4)燃料電池為電源,用離子交換膜控制電解液中c(OH-)制備納米Cu2O,其裝置如圖甲、乙。
①上述裝置中D電極應連接肼燃料電池的________極(填“A”或“B”)。
②該電解池的陽極反應式為_______。
③當反應生成14.4 g Cu2O時,至少需要肼________mol。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知下列熱化學方程式:①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol,②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8kJ/mol,③C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4 kJ/mol,④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol。 回答下列各問:
(1)上述反應中屬于放熱反應的是________。(填序號)
(2)C的燃燒熱為_______。
(3)燃燒4g H2生成液態(tài)水,放出的熱量為______。
(4)寫出有關(guān)CO燃燒的熱化學方程式_______。
(5)比較下面兩個熱化學方程式中△H的大小: S(s)+O2(g)=SO2(g)△H3,S(g)+O2(g)=SO2(g)△H4 ,△H3 __________△H4
(6)中和熱測定的實驗中,用到的玻璃儀器有燒杯、溫度計、____、量筒。量取反應物時,取50 mL 0.50 mol·L-1的鹽酸,還需加入的試劑是_______(填序號)。
A 50 mL0.50mol·L-1NaOH溶液 B 50 mL0.55mol·L-1NaOH溶液
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【題目】S2Cl2是一種重要的化工產(chǎn)品。常溫時是一種有毒并有惡臭的金黃色液體,熔點-76℃,沸點138℃,受熱或遇水分解放熱,放出腐蝕性煙氣,易與水反應,300℃以上完全分解。進一步氯化可得 SCl2, SCl2 是櫻桃紅色液體,易揮發(fā),熔點-122℃,沸點 59℃。SCl2與 S2Cl2 相似,有毒并有惡臭,但更不穩(wěn) 定。實驗室可利用硫與少量氯氣在 110~140℃反應制得 S2Cl2 粗品。
請回答下列問題:
(1)儀器 m 的名稱為______,裝置 D 中試劑的作用是______。
(2)裝置連接順序:______→B→D。
(3)為了提高 S2Cl2 的純度,實驗的關(guān)鍵是控制好溫度和______。
(4)從 B 中分離得到純凈的 S2Cl2,需要進行的操作是______;
(5)若將S2Cl2放入少量水中會同時產(chǎn)生沉淀和兩種氣體。某同學設(shè)計了如下實驗方案,測定所得混合氣體中某一成分 X 的體積分數(shù):
①W 溶液可以是______(填標號)。
a H2O2 溶液 b 氯水 c 酸性 KMnO4 溶液 d FeCl3 溶液
②該混合氣體中氣體 X 的體積分數(shù)為______(用含 V、m 的式子表示)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】含有一定量NaOH溶液中,逐漸通入一定量 CO2,充分反應后,將溶液在一定條件下進行蒸干,得到晶體物質(zhì)。其質(zhì)量m 與通入氣體體積V(CO2)的關(guān)系如圖。如下說法正確的是
A.晶體物質(zhì):a點是NaOH;b點是Na2CO3;c點是NaHCO3
B.a→b 和 b→c 兩段過程得到的晶體,含有相同的晶體物質(zhì)
C.整個過程中的溶液,一定存在恒等式:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CO32-)+c(HCO3-)
D.若通入V2=1.344 L (標況) 氣體,則m2=13.12 g
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