氯气及其化合物在工农业生产和人类生活中都有着重要的应用。
(1)Ca(ClO)2、NaClO、NaClO2等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂是因为它们都具有__________性,请写出工业上用氯气和NaOH溶液生产消毒剂NaClO的离子方程式____________________。
(2)棕黄色强刺激性气体Cl2O为国际公认高效安全灭菌消毒剂之一,实验室可用潮湿的Cl2与Na2CO3反应制取少量Cl2O,配平并补充完整下列反应方程式:
______Cl2+_______Na2CO3+________=_______NaHCO3+____NaCl+____ Cl2O
(3)黄色气体ClO2可用于污水杀菌和饮用水净化。
①KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2,此反应的离子方程式为__________。
②ClO2遇浓盐酸会生成Cl2,每生成1mol Cl2转移电子的物质的量为__________。
③ClO2可将废水中的Mn2+转化为MnO2而除去,本身还原为Cl-,该反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________________。
(4)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应4HCl+O22Cl2+2H2O,可实现氯的循环利用。
已知:①上述反应中,4mol HCl被氧化放出115.6kJ的热量。
②
则断开1 mol H-O键与断开1 mol H-Cl键所需能量相差约为_________kJ,H2O中
H—O键比HC1中H—Cl键(填“强”或“弱”)__________。
(14分)(1)强氧化性(1分) Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O(2分)
(2)2 2 H2O 2 2 1(水分子1分,系数1分,共2分)
(3)①2ClO-+SO2=2ClO2+SO42-(2分) ②1.6mol(2分) ③2:5(2分)
(4)32(2分) 强(1分)
解析试题分析:(1)Ca(ClO)2、NaClO、NaClO2等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂是因为它们都具有强氧化性。氯气能被氢氧化钠溶液吸收,所以工业上用氯气和NaOH溶液生产消毒剂NaClO,有关反应的离子方程式是Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O。
(2)根据物质的化学式可知,反应前后元素化合价发生变化的是氯元素。其中部分氯元素的化合价从0价升高到+1价,部分降低到-1价,所以根据电子的得失守恒可知,还原剂和氧化剂的物质的量之比是2:1.根据原子守恒可知,反应前还有水参加,所以配平后的方程式是2 Cl2+2Na2CO3+H2O=2NaHCO3+2NaCl+Cl2O.
(3)①KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2,在反应中SO2被氧化生成硫酸钾,所以此反应的离子方程式为2ClO-+SO2=2ClO2+SO42-。
②ClO2遇浓盐酸会生成Cl2,则该反应的化学方程式是2ClO2+8HCl(浓)=4H2O+5Cl2↑。根据方程式可知反应中转移电子的个数是8个,所以每生成1mol Cl2转移电子的物质的量为8mol÷5=1.6mol。
③ClO2可将废水中的Mn2+转化为MnO2而除去,本身还原为Cl-。在反应中氯元素的化合价从+4价降低到-1价,得到5个电子。Mn元素的化合价从+2价升高到+4价,失去2个电子,所以根据电子的得失守恒可知,该反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:5。
(4)设断开1 mol H-O键与断开1 mol H-Cl键所需能量分别是x与y,由于反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,所以根据题意可知4y+498kJ-2×243 kJ-4x=-115.6 kJ,解得x-y=32 kJ,因此H2O中H—O键比HC1中H—Cl键强。
考点:考查氧化还原反应的判断、计算、方程式的配平以及反应热的计算等
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
化学肥料在农业生产中具有重要的作用,关系着农业生产是否丰收。化学肥料在农业生产中的广泛应用,为化学肥料的大规模工业生产提供了舞台。
(1)在合成氨的设备(合成塔)中,设置热交换器的目的是______________。
(2)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物,一般可采用下列两种方法处理。
碱液吸收法:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
氨还原法:8NH3+6NO27N2+12H2O(NO也有类似的反应)
请从绿色化学的角度分析两种方法的优劣:____________________。
(3)某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是96%,NO制HNO3的产率是92%,则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗用NH3质量(不考虑其他损耗)的________%。
(4)硝酸铵是一种常用的氮肥,在贮存和使用该化肥时,把应注意的事项及理由填入下表(填两条应注意的事项及理由即可)。
| 注意事项 | 理由 |
① | ______________ | ____________ |
② | ________________ | ____________ |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
研究二氧化硫、氮氧化物等大气污染物的治理具有重要意义。
(1)煤燃烧产生的烟气中含有(SO2、CO2、PM2.5等),将烟气直接排放到空气中,引发的主要环境问题有 。(填写字母编号)
A.温室效应 | B.酸雨 | C.粉尘污染 | D.水体富营养化 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
多晶硅生产工艺流程如下:
(1)粗硅粉碎的目的是 。分离SiHCl3 (l)和SiCl4(l)的方法为 。
(2)900℃以上, H2与SiHCl3发生如下反应:SiHCl3 (g)+ H2 (g)Si (s) + 3HCl (g) ΔH >0,其平衡常数表达式为K = 。为提高还原时SiHCl3的转化率,可采取的措施有 。
(3)该流程中可以循环使用的物质是 。
(4)SiCl4与上述流程中的单质发生化合反应,可以制得SiHCl3,其化学方程式为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
琉酸是无机“三大强酸"之一,其产量是衡量一个国家无机化工发展水平的重要标志。工业制硫酸的工艺流程如下图:
据图回答下列问题:
(1)写出用黄铁矿(主要含FeS2)造气的化学反应方程式________。
(2) 给出A、B物质的名称:A________,B________
(3) 催化氧化之前对SO2和空气的混合气体进行净化、干燥的目的是________ 选用B进入吸收塔吸收SO3的优点是________。
(4) SO2的催化氧化是一个可逆反应,采取适宜的反应条件有利于生产的进行。实际生产中,下列哪些生产条件或措施考虑到了平衡移动原理________ (选填序号)。
A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎
B.使用V2O5作催化剂
C.催化反应室中选择400-5000C温度
D.净化后的炉气中要有过量的空气
E. 催化氧化在常压下进行
F. 将尾气中的SO2循环利用
(5) 某硫酸厂每天消耗黄铁矿石(含FeS2质量分動60%) 20吨,生产的三阶段的转化率依次为98%、95%、98%,则该工厂一天能生产B的质量为__________吨。
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科目:高中化学 来源: 题型:问答题
(8分) 洪灾过后,饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一,漂白粉是常用的消毒剂。
(1)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉,化学反应方程式为 。
(2)漂白粉的有效成分是(填化学式) 。
(3)漂白粉溶于水后,受空气中的CO2作用,即有漂白、杀菌的性能,其原理是(用化学反应方程式表示) 。
(4)反应(1)和反应(3)中,属于氧化还原反应的是(填编号) 。
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科目:高中化学 来源: 题型:问答题
(13分)平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)。某课题以此粉末为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,得到Ce(OH)4和硫酸铁铵:
已知:
ⅰ.酸性条件下,铈在水溶液中有、两种主要存在形式,易水解,有较强氧化性。
ⅱ.CeO2不溶于稀硫酸
ⅲ.硫酸铁铵[aFe2(SO4) 3·b(NH4) 2SO4·cH2O]广泛用于水的净化处理。
(1).操作Ⅰ的名称是 ,检验硫酸铁铵溶液中含有NH4+的方法是: 。
(2).反应①之前先要洗涤滤渣B,其目的是为了除去 (填离子符号)。
(3).写出反应①的化学方程式 。
(4).用滴定法测定制得的Ce(OH)4产品纯度。
滴定时所用定量仪器的读数精确为 ;若所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进进行滴定,则测得该Ce(OH)4产品的质量分数 。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(5).称取14.00g硫酸铁铵样品,将其溶于水配制成100mL溶液,分成两等份,向其中一份加入足量NaOH溶液,过滤洗涤沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体;向另一份溶液中加入0.5mol/L Ba(NO3)2溶液100mL,恰好完全反应。则该硫酸铁铵的化学式为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:计算题
碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是理想,更是一种值得期待的新的生活方式,请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应化学方程式为:
____C+____K2Cr2O7 + =___CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2(SO4)3+ ____H2O
请完成并配平上述化学方程式。
其中氧化剂是________________,氧化产物是_________________
(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)△H1=-116 kJ·mol-1
①已知: △H2=-283 kJ·mol-1
△H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为 ;
②在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃
270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。
请回答:
ⅰ)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是 。
ⅱ)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K= 。
③在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol?L-1)变化如下表所示:
| 0min | 5min | 10min |
CO | 0.1 | | 0.05 |
H2 | 0.2 | | 0.2 |
CH3OH | 0 | 0.04 | 0.05 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系,设计了如图装置来一次性完成N、C、Si的非金属性强弱比较的实验研究;乙同学根据置换反应的规律,利用下图装置完成了Cl元素的非金属性比Br强的实验研究。回答下列问题:
(1)图中E装置名称是_____________。
(2) N、C、Si的非金属性由强到弱的顺序是:_____________;从以下所给物质中选出甲同学设计的实验所用到物质:试剂A为_______;试剂C为_________(填序号)。
①稀HNO3溶液 ②稀盐酸 ③碳酸钙 ④Na2SiO3溶液 ⑤SiO2
(3) 乙同学设计的实验中(酒精灯加热装置在图中未画出),若试剂C为溴化钾溶液溶液外,还需要用到的试剂有:试剂A为________;试剂B为 ________。
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