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二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。以粗盐为原料生产ClO2的工艺主要包括:①...

二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。以粗盐为原料生产ClO2的工艺主要包括:①粗盐精制;②电解微酸性NaCl溶液;③ClO2的制取。工艺流程如下图:

提供的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液

(1)粗食盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO等杂质。除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的试剂X,选出试剂X所代表的试剂,按滴加顺序依次为是__________(填化学式),充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO,其原因是__________________

(已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10Ksp(BaCO3)=5.1×10-9

(2)上述过程中,将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠与盐酸反应生成ClO2。电解时生成的气体B是________;电解时阳极反应式为_________________。反应Ⅲ的化学方程式为___________________

(3)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了以下实验:

步骤1:准确量取ClO2溶液10.00 mL,稀释成100 mL试样。

步骤2:量取V1mL试样加入到锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30分钟。(已知:ClO2+I+H+—I2+Cl+H2O 未配平)

步骤3:以淀粉溶液作指示剂,用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。(已知:I2+2S2O=2I+S4O

①准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是_______________

②上述步骤3中滴定终点的现象是______________

③若实验中使用的Na2S2O3标准溶液部分因被氧气氧化而变质,则实验结果________________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)

④根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的浓度为 ________mol·L-1(用含字母的代数式表示)。

(4)“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___。(计算结果保留两位小数)

 

BaCl2、NaOH、Na2CO3(错选或多选本小题不得分。NaOH溶液的加入顺序及是否答NaOH不影响得分) BaCO3和BaSO4的Ksp相差不大,当溶液中存在大量的CO32-时, BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s) H2 Cl--6e-+3H2O=ClO3-+6H+ 2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+2NaCl+2H2O+ Cl2↑ 酸式滴定管 溶液恰好蓝色消失,且30s内不恢复原色 偏高 2.63 【解析】试题分析:⑴ 粗食盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的试剂BaCl2,来除去SO42-;至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3来除去原溶液中的Ca2+和为除去SO42-而引入的Ba2+。然后再加入NaOH溶液来除去Mg2+,充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-,是因为在溶液中沉淀溶解平衡。BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量的CO32-离子时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s) ;⑵将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠。根据氧化还原反应升降规律判断气体B。电解时阳极Cl-放电生成ClO3-;根据流程图可知2NaClO3、4HCl反应生成2ClO2↑、2NaCl;(3)①ClO2溶液显酸性,选择准确量取10.00 mL ClO2溶液仪器。②锥形瓶中溶液呈蓝色,滴加Na2S2O3溶液过程中碘单质被消耗,当碘单质完全被消耗时,达到滴定终点; 在碱性滴定实验过程中难免会产生误差,为了减少实验的偶然性,减少实验误差,实验至少须平行测定两次,取其平均值,这样就更接近理论值。③若Na2S2O3溶液被空气氧化,则消耗Na2S2O3溶液的体积偏大;④由方程式2ClO2+10I-+8H+==5I2+2Cl-+4H2O;I2+2S2O32-=2I-+S4O62-.得关系式ClO2~5S2O32-。n(S2O32-)=cV2×10-3mol;(4)根据定义计算; 解析:⑴往粗盐水中先加入过量的试剂BaCl2,来除去SO42-;至沉淀不再产生后,加入NaOH溶液来除去Mg2+,再加入过量的Na2CO3来除去原溶液中的Ca2+和为除去SO42-而引入的Ba2+,充分反应后将沉淀一并滤去,所以加试剂的顺序是BaCl2、NaOH、Na2CO3。BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量的CO32-离子时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s) ,所以溶液存在SO42-;⑵将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠,根据氧化还原反应中的化合价升高与降低的总数相等,可知电解时生成的气体B为H2。电解时阳极反应式为Cl--6e-+3H2O=ClO3-+6H+;根据题意2NaClO3、4HCl反应生成2ClO2↑、2NaCl,根据电子守恒和原子守恒,此反应的化学方程式为化学方程式为2NaClO3+4HCl==2ClO2↑+2NaCl+2H2O。(3)①ClO2溶液显酸性,所以准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是酸式滴定管。②锥形瓶中溶液呈蓝色,滴加Na2S2O3溶液过程中碘单质被消耗,当碘单质完全被消耗时,达到滴定终点,达到终点的现象是溶液恰好蓝色消失,且30s内不恢复原色; ③若Na2S2O3溶液被空气氧化,则消耗Na2S2O3溶液的体积偏大,则测定结果偏高;在碱性滴定实验过程中难免会产生误差,为了减少实验的偶然性,减少实验误差,实验至少须平行测定两次,取其平均值,这样就更接近理论值。④由方程式2ClO2+10I-+8H+==5I2+2Cl-+4H2O;I2+2S2O32-=2I-+S4O62-.得关系式ClO2~5S2O32-。n(S2O32-)=cV2×10-3mol,所以V1mL ClO2的溶液中含有的ClO2的物质的量为2cV2×10-4mol。则10ml的原溶液含有ClO2的物质的量为2CV2/V1×10-2mol.所以原ClO2溶液的物质的量浓度为2CV2/V1×10-2mol÷10-2L= mol/L;(4)根据定义,每克ClO2的物质的量为 ,x=2.63; 点睛:电解时依据得电子元素化合价降低,发生还原反应;阳极失电子元素化合价升高,发生氧化反应。  
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考点分析:
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锌和铝都是活泼金属,它们的单质及化合物的性质具有一定的相似性。

1)下图表示常温下二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系,横坐标为溶液的pH值,纵坐标为Zn2+离子或[Zn(OH)4]2-离子物质的量浓度的对数,回答下列问题:

将单质Zn加入足量的氢氧化钠溶液中,反应的离子方程式可表示为

___________________________________________________________________________

从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积(Ksp)= _________________________

1L1.00 mol·L-1 ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH=6,需NaOH ____ mol

已知:往ZnCl2溶液中加入硝酸铅或醋酸铅溶液可以制得PbCl2白色晶体;25时,PbCl2固体在盐酸中的溶解度如下:

c(HCl)/( mol·L1)

0.50

1.00

2.04

2.90

4.02

5.16

5.78

c(PbCl2)/( mol·L1)×103

5.10

4.91

5.21

5.90

7.48

10.81

14.01

 

根据上表数据判断下列说法正确的是____________

A.随着盐酸浓度的增大,PbCl2固体的溶解度变小 

BPbCl2固体在0.50 mol·L-1盐酸中的Ksp小于在纯水中的Ksp

CPbCl2能与浓盐酸反应生成一种难电离的阴离子(络合离子)

DPbCl2固体可溶于饱和食盐水

2)氢氧化锌与氢氧化铝的性质又存在一定的差异,如氢氧化铝不溶于氨水,而氢氧化锌能溶于氨水,生成配合物离子[Zn(NH3)4]2+

25下,将a mol•L—1NH4Cl溶液与0.01mol•L—1NaOH溶液等体积混合,反应后测得溶液pH=7,用含a的代数式表示NH4+的水解常数Kh=___________mol • L—1

25时将浓度均为0.1mol•L—1NH4ClNH3·H2O溶液等体积混合后,溶液呈碱性,则关于该溶液的说法不正确的是____________(填字母)。

a.此溶液一定有c(NH4+)+ c ( H+) = c(OH) +c ( Cl)

b.此溶液一定有c(Cl-) = c (NH3·H2O) +cNH4+

c.混合溶液中水的电离程度一定大于该温度下纯水的电离程度

d.此溶液加入少量氢氧化钠或盐酸,溶液的pH变化不大

 

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硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。

(1)重晶石(BaSO4)高温煅烧可发生一系列反应,其中部分反应如下:

BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)   ΔH=+571.2kJ·mol-1

BaS(s)=Ba(s)+S(s)   ΔH=+460kJ·mol-1

已知:O2(g)+2C(s)=2CO(g)   ΔH=-221kJ·mol-1

写出O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的热化学方程式___________________

(2)一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) △H<0。若向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2,反应在不同条件下进行上述反应,反应体系总压强随时间的变化如图所示

①与实验a相比,c组改变的实验条件可能是______________,判断的依据是______________________

②用P0表示开始时总压强,P表示平衡时总压强,用α表示SO2的平衡转化率,则α的表达式为______________________

(3)二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应:

SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)   ΔH=-42kJ·mol-1

在1 L 恒容密闭容器中充入SO2(g) 和NO2 (g),所得实验数据如下:

实验

编号

温度

起始时物质的量/mol

平衡时物质的量/mol

n(SO2)

n(NO2)

n(NO)

T1

0.80

0.20

0.18

T2

0.20

0.80

0.16

T2

0.20

0.30

a

 

 

①实验甲中,若2 min 时测得放出的热量是4.2 kJ,则0~2 min时间内,用SO2 (g)表示的平均反应速率υ(SO2)=__________,该温度下的平衡常数为______________

②实验丙中,达到平衡时,NO2的转化率为_______________

③由表中数据可推知,T1_____T2(填“>”“<”或“=”),判断的理由是____________________

 

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铁单质及其化合物在生活生产中应用广泛。

(1)硫酸铁可作絮凝剂,常用于净水,其原理是(用离子方程式表示)______________________

(2)已知25°C时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K=______________

(3)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法,保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某研究小组设计装置如图所示。

①装置B中通入空气的电极反应是_______________

②装置A中,阳极的电极反应式分别为Fe-2e-=Fe2+_______________

③实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣.此时,应向污水中加入适量的___________

a.H2SO4     b.BaSO4     c.Na2SO4     d.NaOH     e.CH3CH2OH

(4)工业催化剂K3[Fe(C2O4)3]·3H2O是翠绿色晶体,在421~553℃时,分解为Fe2O3、K2CO3、CO、CO2、H2O。实验室由草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)、草酸钾(K2C2O4)、草酸(H2C2O4)和双氧水(H2O2)混合制备。

①制备过程要防止草酸被H2O2氧化,请写出草酸被H2O2氧化的化学方程式__________________

②配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量,如Cu2+ + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+,其稳定常数表达式为:。已知:[Fe(C2O4)3]3-的稳定常数K1=1020, Fe(SCN)3的稳定常数K2=2×103,请设计检验K3[Fe(C2O4)3]·3H2O中铁元素的方案_______________________

 

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H2C2O4为二元弱酸。20℃时,配制一组c(H2C2O4)+ c(HC2O4)+ c(C2O42–)=0.100 mol·L–1的H2C2O4和NaOH混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的变化曲线如图所示。下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是

A.pH=2.5的溶液中:c(H2C2O4)+c(C2O42–)>c(HC2O4)

B.c(Na+)=0.100 mol·L–1的溶液中:c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH)+c(C2O42–)

C.c(HC2O4)=c(C2O42–)的溶液中:c(Na+)>0.100 mol·L–1+c(HC2O4)

D.pH=7的溶液中:c(Na+)<2c(C2O42–)

 

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常温下,下列叙述正确的是(  )

A. pH=a的氨水,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1

B. 在滴有酚酞溶液的氨水中,加入NH4Cl的溶液恰好无色,则此时溶液的pH< 7

C. 向10 mL 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中,将减小

D. 向10mL pH=11的氨水中,加入10mL pH=3的H2SO4溶液,混合液pH=7

 

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