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12.世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒,而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯.二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,易溶于水、不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时需要避免光照、震动或加热.实验室以电解法制备ClO2的流程如下:

(1)ClO2中所有原子不是(填“是”或“不是”)都满足8电子结构.如图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色,除去杂质气体可选用C.
A.饱和食盐水  B.碱石灰  C.浓硫酸  D.蒸馏水
(2)稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品,下列说法正确的是ABCD.
A.二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理
B.应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期
C.稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围
D.在工作区和成品储藏室内,要有通风装置和监测及警报装置
(3)欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备.化学反应方程式为2NaClO3+4HCl(浓)═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O.缺点主要是产率低、产品难以分离,还可能污染环境.
(4)我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠(NaClO2)反应制备,化学方程式是2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2,此法相比欧洲方法的优点是安全性好,没有产生毒副产品.
(5)科学家又研究出了一种新的制备方法,利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠,化学反应方程式为H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O.此法提高了生产及储存、运输的安全性,原因是反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用.

分析 NH4Cl溶液中加入盐酸进行电解得到NCl3,结合N元素化合价升高,可知氢元素化合价降低,则生成的气体A为H2,NCl3溶液中加入NaClO2溶液,得到ClO2与气体B,气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则B为NH3.
(1)Cl最外层7个电子,只有1个单电子,O最外层6个电子,含2个单电子;产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色,为氨气,可选酸来除杂;
(2)依据题干:二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,易溶于水、不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时需要避免光照、震动或加热,据此解答;
(3)氯酸钠氧化浓盐酸生成二氧化氯、氯化钠、水和氯气;
(4)氯气与固体亚氯酸钠发生氧化还原反应生成二氧化氯和氯化钠,依据氧化还原反应结合原子个数守恒规律书写方程式,依据产物性质判断其优点;
(5)用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠,反应生成硫酸钠、二氧化碳、二氧化氯、水,以此来解答.

解答 解:NH4Cl溶液中加入盐酸进行电解得到NCl3,结合N元素化合价升高,可知氢元素化合价降低,则生成的气体A为H2,NCl3溶液中加入NaClO2溶液,得到ClO2与气体B,气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则B为NH3.
(1)Cl最外层7个电子,只有1个单电子,O最外层6个电子,含2个单电子,则O原子不能满足8电子稳定结构,产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色,为氨气,可选酸来除杂,只有C中浓硫酸符合,
故答案为:不是;C;
(2)A.二氧化氯具有强的氧化性,二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理,代替氯气,为“绿色”消毒剂,故A正确;
B.二氧化氯能杀菌消毒,有效地延长食品贮藏期,故B正确;
C.稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围,便于运输和应用,故C正确;
D.二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,在工作区和成品储藏室内,要有通风装置和监测及警报装,故D正确;
故选:A、B、C、D;
(3)氯酸钠氧化浓盐酸生成二氧化氯、氯化钠、水和氯气,反应的化学方程式:2NaClO3+4HCl(浓)═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O,
故答案为:2NaClO3+4HCl(浓)═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O;
(4)氯气与固体亚氯酸钠发生氧化还原反应生成二氧化氯和氯化钠,依据氧化还原反应结合原子个数守恒,反应的方程式:2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2;该法相比欧洲方法的优点为安全性好,没有产生毒副产品,
故答案为:2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2;安全性好,没有产生毒副产品;
(5)用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠,反应生成硫酸钠、二氧化碳、二氧化氯、水,该反应为H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O,此法提高了生产及储存、运输的安全性,原因是反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用,
故答案为:H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O;反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用.

点评 本题考查二氧化氯的制备、性质及应用,准确把握题干给出信息,熟悉氧化还原反应基本规律是解题关键,题目难度较大.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子.若以它为原料按如图所示工艺流程进行生产,可制得轻质氧化镁.

若要求产品尽量不含杂质,而且生产成本较低,根据以下资料,填写空白:
已知:(1)25℃,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16,
Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Mn(OH)2]=4.0×10-14,
(2)Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去
(3)原料价格表
物质价格/元•吨-1
漂液(含25.2%NaClO)450
双氧水(含30%H2O2)2400
烧碱(含98%NaOH)2100
纯碱(含99.5%Na2CO3)600
(1)请设计实验证明卤块中含有Fe3+取样,加水溶解,往所得溶液中滴加硫氰化钾溶液,若溶液变红,则说明卤块中含铁离子
(2)在步骤②中加入的试剂X,最佳的选择是漂液(NaClO)
(3)在步骤③中加入的试剂Y应是烧碱(NaOH),步骤⑤中发生的反应是MgCO3+H2O$\frac{\underline{\;煮沸\;}}{\;}$Mg(OH)2+CO2↑
(4)步骤⑥如在实验室进行,应选用在坩埚(填仪器名称)中灼烧.
(5)25℃,往卤块对应的水溶液中,加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡,测得pH=4.00,则此温度下残留在溶液中的c(Fe3+)=4×10-8mol/L.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.已知同一碳原子连有两个羟基不稳定:.有机物是选择性内吸传导性除草剂,俗称稗草烯,主要用于水稻田防除稗草.下列有关该有机物的说法错误的是(  )
A.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.可用与Cl2在光照条件下通过取代反应获得较纯的该物质
C.在碱性条件下充分水解,可生成羧酸钠
D.在一定条件下可发生聚合反应

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

18.如图是一个电化学过程示意图.
假设使用肼(分子式为N2H4)-空气燃料电池作为本过程的电源,铜片质量减少128g,因为Cu-2e=Cu2+,根据得失电子守恒,则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气112L(假设空气中氧气的体积含量为20%).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,它清洁、高效,具有优良的环保性能.也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用.请填写下列空白:
(1)二甲醚的核磁共振氢谱图中有1个吸收峰,官能团名称是醚键.
(2)二甲醚的同分异构体A与浓硫酸混合,加热到170℃时生成有机物B:
①写出A的官能团电子式为;B与溴水反应生成的物质名称为1,2-二溴乙烷;
②德国化学家第尔斯和他的学生阿尔德首次发现和记载一种新型反应而获得1950年诺贝尔化学奖,该反应是一种环加成反应:凡含有双键或三键的不饱和化合物,可以和链状或环状含共轭双烯体系发生1,4加成反应,通常生成一个六元环,该反应条件温和,产率很高,是有机化学合成反应中非常重要的碳碳键形成的手段之一,也是现代有机合成里常用的反应之一请根据以上信息写出2-甲基-1,3-丁二烯(含共轭双烯体系)与B反应化学方程式CH2=C(CH3)CH=CH2+CH2=CH2.
(3)二甲醚、空气、氢氧化钾溶液、多孔石墨电极构成燃料电池,则负极电极反应式是CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O.
物质CH3OHCH3OCH3H2O
浓度(mol•L-1)0.440.600.60
(4)反应2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为225.此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
①比较此时正、逆反应速率的大小:v(正)> v(逆)(填“>”、“<”或“=”);
②若开始只加入CH3OH,经10min后反应达到平衡,计算达到平衡时CH3OH转化率        α(CH3OH)=96.8%(计算结果用百分数表示,保留小数后一位).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.硝基苯是重要的化工原料,用途广泛.实验室用如图装置制备硝基苯,步骤如下:
①取100mL烧杯,用20mL浓硫酸与18mL浓硝酸配制混和酸,加入恒压滴液漏斗中,把18mL苯加入三颈烧瓶中.
②向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混和均匀.
③在50~60℃下发生反应,直至反应结束.
④分离出产物后,依次用蒸馏水和100mL 0.1mol/L的Na2CO3溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤得到粗产品.
⑤向粗产品加入固体D除去水,然后蒸馏,得到纯净的硝基苯.
可能用到的有关数据列表如下
物 质熔点/℃沸点/℃密度(20℃)/g•cm-3溶解性
苯5.5800.88微溶于水
硝基苯5.7210.91.205难溶于水
浓硝酸-831.4易溶于水
浓硫酸-3381.84易溶于水
(1)写出该反应的化学方程式.
(2)配制混酸应在烧杯中先加入浓硝酸,长玻璃管作用是冷凝回流,恒压滴液漏斗的优点是使混合酸能顺利流下.
(3)反应温度控制在50~60℃的原因是防止副反应发生,反应结束后产物在下层(填“上”或者“下”),分离混酸和产品的操作名称是分液.
(4)实验前要配制100mL 0.1mol/L的Na2CO3溶液,需要用到的玻璃仪器除了玻璃棒、烧杯还有100ml容量瓶、胶头滴管.
(5)用Na2CO3溶液洗涤之后再用蒸馏水洗涤时,怎样验证液体已洗净?取最后一次洗涤液,向溶液中加入氯化钙,无沉淀生成,说明已洗净.
(6)固体D的名称为无水氯化钙.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂,用于金属除锈、织物漂白和稀土生产.一种制备草酸晶体 (含2个结晶水) 的流程如图,回答下列问题:

(1)CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为CO+NaOH$\frac{\underline{\;200℃\;}}{2Mpa}$HCOONa、2HCOONa$\stackrel{△}{→}$Na2C2O4+H2↑.
(2)该制备中有两次过滤操作,过滤操作①的滤渣是CaC2O4 ;过滤操作②的滤液是H2C2O4溶液、H2SO4溶液.
(3)制备过程中③和④两个步骤的目的是分别循环利用氢氧化钠和硫酸,能降低成本,减小污染.
(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制得草酸.该方案的缺点是产品不纯,其中含有的杂质主要是Na2SO4.
(5)结晶水合草酸成品的纯度可用酸性KMnO4溶液滴定的方法进行测定.滴定中反应的离子方程式为5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O. 称量草酸成品0.250g溶于水中,用0.0500mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定,至浅红色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00mL,计算该成品的纯度为94.5%.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

1.高纯六水氯化锶晶体(SrCl2•6H2O)具有很高的经济价值,工业上用w kg难溶于水的碳酸锶(SrCO3)为原料(含少量钡和铁的化合物等),共制备高纯六水氯化锶晶体(a kg)的过程为:

已知:Ⅰ.SrCl2•6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水.
Ⅱ.有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH表:
氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2
开始沉淀的pH1.56.5
沉淀完全的pH3.79.7
(1)操作①加快反应速率的措施有加热、充分搅拌、适当增加盐酸浓度等 (写一种).操作①中盐酸能否改用硫酸,其理由是:不能,否则会大量生成硫酸锶的沉淀,减少产物生物
(2)酸性条件下,加入30% H2O2溶液,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.
(3)在步骤②-③的过程中,将溶液的pH值由1调节至4时,宜用的试剂为B.
A.氨水      B.氢氧化锶粉末     C. 氢氧化钠     D.碳酸钠晶体
(4)操作③中所得滤渣的主要成分是Fe(OH)3、BaSO4 (填化学式).
(5)工业上完成操作③常用的设备有:B
A分馏塔    B 离心机    C  热交换器    D  反应釜
(6)工业上用热风吹干六水氯化锶,适宜的温度是B
A.40~50℃B.50~60℃C.60~70℃D.80℃以上.
(7)已知工业流程中锶的利用率为90%根据以上数据计算工业碳酸锶的纯度:$\frac{1480a}{267W×9}$×100%.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

2.黄铜矿(CuFeS2)是炼钢的最主要矿物.
(1)S位于周期表中ⅥA族,该族元素氢化物中,H2Te比H2S沸点高的原因是两者均为分子晶体且结构相似,H2Te相对分子质量比H2S大,分子间作用力更强,
H2O比H2Te沸点高的原因是两者均为分子晶体,H2O分子中存在氢键.
(2)S有+4和+6两种价态的氧化物,回答下列问题:
①下列关于气态SO3和SO2的说法中,正确的是AD
A.中心原子的价层电子对数目相等    B.都是极性分子
C.中心原子的孤对电子数目相等      D.都含有极性键
②将纯液态SO3冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体其结构如图1,此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是sp3.

(3)CuFeS2的晶胞如图2所示,晶胞参数a=0.524nm,c=1.032nm;CuFeS2的晶胞中每个Cu原子与4个S原子相连,列式计算晶体密度ρ=4.31g•cm-3.

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