【题目】工业上生产高氯酸时,还同时生产了一种常见的重要含氯消毒剂和漂白剂亚氯酸钠(NaClO2),其工艺流程如下:
已知:① NaHSO4溶解度随温度的升高而增大,适当条件下可结晶析出。
② 高氯酸是至今为止人们已知酸中的最强酸,沸点90 ℃。
请回答下列问题:
(1)反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为 ,冷却的目的是 。
(2)反应器Ⅱ中发生反应的离子方程式为 。
(3)通入反应器Ⅱ中的SO2用H2O2代替同样能生成NaClO2,请简要说明双氧水在反应中能代替SO2的原因是 。
(4)Ca(ClO)2、ClO2、NaClO2等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂,请写出工业上生产漂白粉的离子方程式: 。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。ClO2的有效氯含量为 。(结果保留两位小数)
【答案】(1)3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2↑+3NaHSO4+H2O(2分)
降低NaHSO4的溶解度,使NaHSO4结晶析出(2分)
(2)2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O(2分)
(3)H2O2有还原性也能把ClO2还原为NaClO2(2分)
(4)Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O(2分)2.63(2分)
【解析】
试题分析:(1)观察工艺流程图可知,反应器Ⅰ中主要反应物为NaClO3 、H2SO4,主要生成物为HClO4 、ClO2 、NaHSO4 ,只有氯元素化合价发生升降,属于歧化反应,由最小公倍数法、原子守恒法逆向配平可得:;由已知信息中“NaHSO4溶解度随温度的升高而增大,适当条件下可结晶析出”可知,冷却的主要目的是降低NaHSO4的溶解度,使NaHSO4结晶析出;(2)读图可知,反应器II中主要反应物为ClO2 、NaOH、SO2 ,主要生成物为Na2SO4、NaClO2,氯元素降价,硫元素升价,由最小公倍数法、原子守恒法逆向配平可得:
;(3)双氧水中氧元素的化合价为-1价,是氧元素的中间价态,遇强氧化剂时能表现还原性,因此H2O2也能把ClO2还原为NaClO2;(4)工业上常用石灰乳吸收氯气的方法制备漂白粉,即2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,石灰乳中可以看到白色沉淀,因此Ca(OH)2不能拆写成离子,只有易溶且完全电离的CaCl2、Ca(ClO)2能拆写,由此可得:Cl2 + Ca(OH)2 = Ca2+ + Cl- + ClO- + H2O ;设1 g ClO2的氧化能力相当于x g Cl2的氧化能力,含氯消毒剂消毒时均转化为-1价氯离子,由此可得它们得电子关系式分别为ClO2~Cl-~5e-、Cl2~2Cl-~2e-,1 g ClO2的氧化能力(即得电子的量)为
mol,x g Cl2的氧化能力(即得电子的量)为
mol,
=
,解得:x≈2.63。
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【题目】(1)某强酸性溶液X可能含有A13+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、C1-中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下:
根据以上信息,回答下列问题:
上述离子中,溶液X中除H+外还肯定含有的离子是__________
请设计简单的实验检验不能确定是否含有的离子(若不止一种,可任选一种)的存在:
写出反应①的离子方程式 ;
④假设测定A、F、I均为0.1mol,100mL X溶液中n(H+)=0.4mol,当沉淀C物质的量大于0.7mol时,溶液X中还一定含有 .
(2)实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示:
①实验室可以用B或C装置制取氨气,如果用B装置制取氨气其化学反应方程式为 。
②气体的性质是选择气体收集方法的主要依据.下列气体的性质与收集方法无关的是 (填序号,下同).
A.密度 B.颜色 C.溶解性 D.热稳定性 e.与氧气反应
③若用A装置与D装置相连制取并收集X气体,则X可能是下列气体中的 (填序号).
A.CO2 B.NO C.Cl2 D.H2 e.HCl
其中在D装置中连接烧杯的目的是
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【题目】(9分)下图中X是无支链的、具有果香味的合成香料,可用于调配多种果香型香精。已知D在标准状况下的密度为1.25g·L-1,其产量可以用来衡量一个国家石油化工发展水平。E是生活中常见的一种有机物。各物质间转化关系如下:
请回答下列问题:
(1)A的名称是_________,B中所含的官能团是________。
(2) C+E→X的化学反应类型是反应________。
(3)写出任意两种与A 具有相同官能团的A 的同分异构体的结构简式(不包括A ) :
(4)X与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是________。
(5)以D为原料生产一种常见塑料的化学方程式是________。
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【题目】向100mL0.1mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液中逐滴滴入0.1mol·L-1Ba(OH)2溶液。随着Ba(OH)2溶液体积V的变化,沉淀总物质的量n的变化如下图所示。则下列说法中正确的是
A. a点时溶液中所含主要溶质为(NH4)2SO4
B. a→b段发生反应的离子方程式是 SO+Ba2+===BaSO4↓
C. b点为最大沉淀量,对应的纵坐标值为0.02
D. c点加入Ba(OH)2溶液的体积为200 mL
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【题目】(10分)醇酸树脂容易固化成膜,成膜后有光泽和韧性,附着力强,井具有良好的耐磨性和绝缘性等性能,下面是一种醇酸树脂M的合成路线:
已知:①有机物C的核磁共振氢谱显示只有两种不同化学环境的氢
②
按要求回答问题:
(1)F中官能团的名称为_______,已知条件中②的反应类型为_______
(2)B的结构简式为_______。
(3)写出C+F→M的化学方程式:_______。
(4)符合下列条件的同分异构体有______种。
A.能与浓溴水反应产生白色沉淀,且1mol该物质可消耗2molBr2
b.能发生消去反应
(5)设计以甲醛和丙醛为原料制备的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)注:合成路线的书写格式参照如下实例:
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【题目】利用电解法可将Fe、Zn、Ag、Au等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是( )
A.电解时以纯铜作阳极
B.电解时阳极发生还原反应
C.纯铜连接电源负极,电极反应是Cu-2e- =Cu2+
D.电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Au等金属阳极泥
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【题目】某离子反应中涉及H2O、ClO-、NH4+、H+、N2、Cl-六种微粒。其中N2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示。下列判断正确的是
A.该反应的氧化剂是ClO-,还原产物是N2
B.消耗1mol还原剂.转移6mol电子
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3
D.水是生成物,且反应后溶液的酸性明显增强
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【题目】工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。某同学设计了如下实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解)。
(1)实验原理 ①Al4C3与硫酸反应可生成CH4;
②AlN溶于强酸产生铵盐,溶于强碱生成氨气,请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式: 。
(2)实验装置(如下图所示)
(3)实验过程
①连接实验装置,检验装置的气密性。称得D装置的质量为y g,滴定管的读数为a mL。
②称取x g AlN样品置于锥形瓶中;塞好胶塞,关闭活塞K2、K3,打开活塞K1,通过分液漏斗加入稀硫酸,与烧瓶内物质充分反应,记录滴定管的读数为b mL。
③待反应进行完全后,关闭活塞 ,打开活塞 ,通过分液漏斗加入过量NaOH溶液,与烧瓶内物质充分反应。
④ (填入该步应进行的操作),称得D装置的质量为z g。
(4)数据分析:①AlN的质量分数为 。
②若读取滴定管中气体的体积时,液面左高右低,则所测气体的体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③Al4C3的质量分数为 (假设该实验条件下的气体摩尔体积为Vm mol/L)。
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