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简答题

二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂.与Cl2相比,ClO2不但具有更显著的杀菌能力,而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物.

(1)在ClO2的制备方法中,有下列两种制备方法:

方法一:2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O

方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO4═2ClO2↑+NaSO4+O2↑+2H2O

用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是______

(2)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子(ClO2-).2001年我国卫生部规定,饮用水ClO2-的含量应不超过0.2mg•L-1

饮用水中ClO2、ClO2-的含量可用连续碘量法进行测定.ClO2被I-还原为ClO2-、Cl-的转化率与溶液PH的关系如右图所示.当pH≤2.0时,ClO2-也能被I-

完全还原成Cl-.反应生成的I2用标准Na2S2O3溶液滴定:2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI

①请写出pH≤2.0时,ClO2-与I-反应的离子方程式______

②请完成相应的实验步骤:

步骤1:准确量取VmL水样加入到锥形瓶中.

步骤2:调节水样的pH为7.0~8.0

步骤3:加入足量的KI晶体.

步骤4:加少量淀粉溶液,用cmol•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V1mL.

步骤5:______

步骤6;再用cmol•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL.

③根据上述分析数据,测得该饮用水样中的ClO2-的浓度为______mg•L-1(用含字母的代数式表示).

④若饮用水中ClO2-的含量超标,可向其中加入适量的,该反应的氧化产物是______(填化学式)

正确答案

解:(1)根据两种方法中的反应方程式可以看出,方法一制得的ClO2中含有Cl2,会产生对人体有潜在危害的有机氯代物,而方法二制备的ClO2中不含有Cl2,所以 用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,故答案为:方法二制备的ClO2中不含Cl2

(2)①ClO2-与I-反应在酸性条件进行,产物为I2和Cl-,根据质量守恒可写出离子方程式为:ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O,故答案为:ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O;

②根据曲线图示在pH≤2.0时,ClO2被I-还原只生成Cl-,pH≥7.0时,ClO2被I-还原只生成ClO2-;而用ClO2处理过的饮用水,其pH为5.5~6.5,所以其中既含有ClO2,又含有ClO2-,若将溶液的pH调节为7.0~8.0,则第一阶段滴定时只是ClO2被I-还原只生成ClO2-,溶液的ClO2-没有被I-还原,所以第二阶段滴定前应调节溶液的pH≤2.0,使ClO2-与I-反应,以测定样品水样中亚氯酸根离子的含量,故答案为:调节溶液的pH≤2.0;

③由 2ClO2+2I-→2ClO2-+I2 和Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI

     得:2ClO2-~Na2S2O3

           2      1

       n(ClO2-         

则n(ClO2-)=2

由ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O 和Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI

得:ClO2-~2Na2S2O3

       1      2

n(ClO2-       

n(ClO2-=×

原水样中ClO2-浓度=

故答案为:

④根据反应:4Fe2++ClO2-+2H2O═4Fe3++Cl-+4OH-,Fe3++3OH-═Fe(OH)3,所以氧化产物为Fe(OH)3(FeCl3),故答案为:Fe(OH)3

解析

解:(1)根据两种方法中的反应方程式可以看出,方法一制得的ClO2中含有Cl2,会产生对人体有潜在危害的有机氯代物,而方法二制备的ClO2中不含有Cl2,所以 用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,故答案为:方法二制备的ClO2中不含Cl2

(2)①ClO2-与I-反应在酸性条件进行,产物为I2和Cl-,根据质量守恒可写出离子方程式为:ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O,故答案为:ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O;

②根据曲线图示在pH≤2.0时,ClO2被I-还原只生成Cl-,pH≥7.0时,ClO2被I-还原只生成ClO2-;而用ClO2处理过的饮用水,其pH为5.5~6.5,所以其中既含有ClO2,又含有ClO2-,若将溶液的pH调节为7.0~8.0,则第一阶段滴定时只是ClO2被I-还原只生成ClO2-,溶液的ClO2-没有被I-还原,所以第二阶段滴定前应调节溶液的pH≤2.0,使ClO2-与I-反应,以测定样品水样中亚氯酸根离子的含量,故答案为:调节溶液的pH≤2.0;

③由 2ClO2+2I-→2ClO2-+I2 和Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI

     得:2ClO2-~Na2S2O3

           2      1

       n(ClO2-         

则n(ClO2-)=2

由ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O 和Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI

得:ClO2-~2Na2S2O3

       1      2

n(ClO2-       

n(ClO2-=×

原水样中ClO2-浓度=

故答案为:

④根据反应:4Fe2++ClO2-+2H2O═4Fe3++Cl-+4OH-,Fe3++3OH-═Fe(OH)3,所以氧化产物为Fe(OH)3(FeCl3),故答案为:Fe(OH)3

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硫酸铜溶液常用于农业上制波尔多液.如图1是用废铜料(铁、铜混合物)来生产硫酸铜的过程,请根据图示回答下列问题.

(1)试剂X的化学式为______,操作①的名称为______

(2)甲同学认为途径Ⅰ比途径Ⅱ更为合理,其理由是______(填编号)

a.对环境污染少      b.反应速率快

c.铜的利用率高      d.硫酸的利用率高

(3)实验室用浓硫酸与铜反应,采用图2装置制备并收集干燥的SO2气体.

①A装置的名称______

②连接上述仪器的正确顺序是(填各接口处的字母):a接____________________________________接h.

③反应终止后,发现烧瓶中有黑色物质出现,其中可能含有CuO、CuS等杂质.已知硫化铜不与H+反应,与足量稀硝酸反应生成Cu2+、+6价的S和NO气体,该反应的离子方程式为______.利用所给试剂设计实验,检测黑色物质中是否存在CuS.其方案为:将烧瓶中混合物加入到蒸馏水中,充分反应后过滤,向滤渣中______(补充实验操作、现象和结论).

供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、氯化钡溶液、硝酸银溶液

正确答案

解:加入的X需将铁除去,且不能与铜反应选择稀硫酸,反应①为铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为Fe+H2SO4 ═FeSO4+H2↑,过滤后铜与氧气反应②为:2Cu+O22CuO,转化为氧化铜,反应③CuO+H2SO4═CuSO4+H2O;途径Ⅱ,在加热条件下,Cu和浓硫酸发生氧化还原反应生成CuSO4、SO2、H2O,反应方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O.

(1)废铜料中有铁和铜,要生产硫酸铜,需将铁除去,因此可加入足量稀硫酸将铁除去,铜与硫酸不反应,过滤后得到固体铜,

故答案为:H2SO4;过滤;

(2)途径Ⅱ是铜与浓硫酸反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O生成硫酸铜、二氧化硫和水,二氧化硫为有毒气体,且浪费硫酸,因此对比途径I、Ⅱ,途径Ⅰ没有二氧化硫产生,硫酸的利用率高,无污染,

故答案为:ad;

(3)①装置A、a,用浓硫酸与铜反应制取二氧化硫,装置A为分液漏斗,用于滴加浓硫酸,

故答案为:分液漏斗;  

②制取干燥的SO2气体,装置排列顺序为:气体发生装置、干燥装置、收集装置、检验装置、尾气处理装置,A、a 为气体发生装置、b、c(f、g)为收集装置、d、e用浓硫酸是干燥装置、f、g(b、c)是防倒吸装置、h是尾气处理装置,所以排列顺序是debcgfh或defgcbh,

故答案为:debcgfh或defgcbh;

③反应终止后,发现烧瓶中有黑色物质出现,其中可能含有CuO、CuS等杂质,硫化铜不与H+反应,与足量稀硝酸反应生成Cu2+、+6价的S为硫酸根离子和NO气体,所以离子反应为:3CuS+8H++8NO3-=3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O,检测黑色物质中是否存在CuS,需检测是否含有硫酸根离子,即加入足量的稀硝酸,振荡静置,取上层清液少许于试管中,加入几滴氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明黑色物质中存在CuS,

 故答案为:3CuS+8H++8NO3-=3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O;加入足量的稀硝酸,振荡静置,取上层清液少许于试管中,加入几滴氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明黑色物质中存在CuS.

解析

解:加入的X需将铁除去,且不能与铜反应选择稀硫酸,反应①为铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为Fe+H2SO4 ═FeSO4+H2↑,过滤后铜与氧气反应②为:2Cu+O22CuO,转化为氧化铜,反应③CuO+H2SO4═CuSO4+H2O;途径Ⅱ,在加热条件下,Cu和浓硫酸发生氧化还原反应生成CuSO4、SO2、H2O,反应方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O.

(1)废铜料中有铁和铜,要生产硫酸铜,需将铁除去,因此可加入足量稀硫酸将铁除去,铜与硫酸不反应,过滤后得到固体铜,

故答案为:H2SO4;过滤;

(2)途径Ⅱ是铜与浓硫酸反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O生成硫酸铜、二氧化硫和水,二氧化硫为有毒气体,且浪费硫酸,因此对比途径I、Ⅱ,途径Ⅰ没有二氧化硫产生,硫酸的利用率高,无污染,

故答案为:ad;

(3)①装置A、a,用浓硫酸与铜反应制取二氧化硫,装置A为分液漏斗,用于滴加浓硫酸,

故答案为:分液漏斗;  

②制取干燥的SO2气体,装置排列顺序为:气体发生装置、干燥装置、收集装置、检验装置、尾气处理装置,A、a 为气体发生装置、b、c(f、g)为收集装置、d、e用浓硫酸是干燥装置、f、g(b、c)是防倒吸装置、h是尾气处理装置,所以排列顺序是debcgfh或defgcbh,

故答案为:debcgfh或defgcbh;

③反应终止后,发现烧瓶中有黑色物质出现,其中可能含有CuO、CuS等杂质,硫化铜不与H+反应,与足量稀硝酸反应生成Cu2+、+6价的S为硫酸根离子和NO气体,所以离子反应为:3CuS+8H++8NO3-=3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O,检测黑色物质中是否存在CuS,需检测是否含有硫酸根离子,即加入足量的稀硝酸,振荡静置,取上层清液少许于试管中,加入几滴氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明黑色物质中存在CuS,

 故答案为:3CuS+8H++8NO3-=3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O;加入足量的稀硝酸,振荡静置,取上层清液少许于试管中,加入几滴氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明黑色物质中存在CuS.

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绿矾(FeSO4•7H2O)是一种重要的食品和饲料添加剂.资料显示,硫酸亚铁在不同温度下的溶解度以及析出晶体的组成均不同.请根据表中数据作出硫酸亚铁的溶解度曲线.

在实验室里可以通过下列流程用废铁屑制备绿矾:

完成下列填空:

(1)使用Na2CO3(aq)作前期处理时,需要采取的措施是______

A、冷却一段时间     B、常温放置一段时间      C、加热保温一段时间

(2)试剂a是______. 酸溶时,当看到______现象时应停止加热,并趁热过滤,所得滤渣中一定含有的物质是______

(3)利用如图装置对所获产品(FeSO4•nH2O)中结晶水的含量进行测定.

在称量C中的硬质玻璃管(82.112g)、装入晶体后的硬质玻璃管(86.282g)、D的质量(78.368g)后,实验步骤如下:

步骤I的目的是______;操作甲是______,操作丙是______(填写编号).

a、关闭K1      b、熄灭酒精灯      c、冷却到室温       d、烘干

(4)步骤 IV称得此时C中硬质玻璃管的质量为84.432g,D的质量为80.474g.产品硫酸亚铁晶体(FeSO4•nH2O)中n=______.产生误差的可能原因是:____________(选写2条).

正确答案

解:(1)碳酸钠溶液为碱性溶液,能够除去油污,且加热促进碳酸钠水解,碱性增强,去油污的能力增强,所以碳酸钠溶液要加热保温一段时间;

故答案为:C;

(2)要制备硫酸亚铁,所以要用稀硫酸溶解铁屑,为了防止亚铁离子被氧化,Fe不能全部消耗,则加入稀硫酸时当溶液中气泡较少时即停止加硫酸,防止Fe被耗尽;由于Fe有剩余,则过滤时滤渣中一定含有Fe;

故答案为:稀硫酸;溶液中气泡较少时;铁屑;

(3)二价铁易被氧化,所以要先通二氧化碳排尽装置中的氧气;然后点燃酒精灯加热;充分加热后,熄灭酒精灯,继续通二氧化碳,待冷却到室温,关闭K1停止通二氧化碳,最后称量固体的质量;

故答案为:排尽装置中的空气,防止硫酸亚铁被氧化;b;a;

(4)通过以上数据得出,晶体质量为86.282g-82.112=4.170g,加热完全分解后剩余固体的质量为84.432g-82.112=2.320g,

所以=,解得n=6.734;求出的n的值比实际的值偏小,说明测量的水的质量偏小,①加热时间过短,结晶水未完全失去、②冷却结晶时,可能在56.7℃以上有晶体析出,则获得、③未进行恒重操作等均会使测量的水的质量偏小;

故答案为:6.734;加热时间过短,结晶水未完全失去;冷却结晶时,可能在56.7℃以上有晶体析出.

解析

解:(1)碳酸钠溶液为碱性溶液,能够除去油污,且加热促进碳酸钠水解,碱性增强,去油污的能力增强,所以碳酸钠溶液要加热保温一段时间;

故答案为:C;

(2)要制备硫酸亚铁,所以要用稀硫酸溶解铁屑,为了防止亚铁离子被氧化,Fe不能全部消耗,则加入稀硫酸时当溶液中气泡较少时即停止加硫酸,防止Fe被耗尽;由于Fe有剩余,则过滤时滤渣中一定含有Fe;

故答案为:稀硫酸;溶液中气泡较少时;铁屑;

(3)二价铁易被氧化,所以要先通二氧化碳排尽装置中的氧气;然后点燃酒精灯加热;充分加热后,熄灭酒精灯,继续通二氧化碳,待冷却到室温,关闭K1停止通二氧化碳,最后称量固体的质量;

故答案为:排尽装置中的空气,防止硫酸亚铁被氧化;b;a;

(4)通过以上数据得出,晶体质量为86.282g-82.112=4.170g,加热完全分解后剩余固体的质量为84.432g-82.112=2.320g,

所以=,解得n=6.734;求出的n的值比实际的值偏小,说明测量的水的质量偏小,①加热时间过短,结晶水未完全失去、②冷却结晶时,可能在56.7℃以上有晶体析出,则获得、③未进行恒重操作等均会使测量的水的质量偏小;

故答案为:6.734;加热时间过短,结晶水未完全失去;冷却结晶时,可能在56.7℃以上有晶体析出.

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简答题

Ⅰ.新型材料纳米级Fe粉与普通的还原性能铁粉有很大的差异,纳米级Fe粉表面积大、具有超强的磁性,能用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等.实验室采用气相还原法制备纳米级Fe,其流程如图1:

(1)生成纳米级Fe的化学方程式为______

(2)纳米级Fe粉在空气中易自燃成黑色固体,但是生活中的铁丝或铁粉在空气中加热也不能燃烧,其原因是______

(3)FeCl2•nH2O固体加热脱水通常要通入______,理由是______

Ⅱ.查阅资料:在不同温度下,纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同:温度低于570℃时生成FeO,高于570℃时生成Fe3O4

甲同学用如图2所示装置进行纳米级Fe粉与水蒸气的实验:

(4)该装置中纳米级Fe粉与水蒸气反应的化学方程式是______

乙同学用如图3所示装置进行纳米级Fe粉与水蒸气的反应并验证产物:

(5)装置C的作用是______

(6)乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分,进行了如表实验:

乙同学认为该条件下反应的固体产物为FeO.丙同学认为该结论不正确,他的理由是______用离子方程式表示).

(7)丁同学称取5.60gFe粉,用乙的装置反应一段时候后,停止加热.将试管内的固体物质在干燥

器中冷却后,称得质量为6.88g.然后将冷却后的固体物质与足量FeCl3溶液充分反应,消耗FeCl3

的0.08mol.丁同学实验的固体产物为______

正确答案

解:I.带结晶水的氯化亚铁加热脱水得到FeCl2,N2、H2、FeCl2在高温条件下得到纳米级Fe,发生的化学反应为FeCl2+H2Fe+2HCl;

(1)根据流程图可知,在高温条件下用氢气还原氯化亚铁可得纳米级F,反应方程式为FeCl2+H2Fe+2HCl,故答案为:FeCl2+H2Fe+2HCl;

(2)纳米级Fe粉与空气接触面积大,反应速率快,所以纳米级Fe粉在空气中易自燃成黑色固体,生活中的铁丝或铁粉表面积较小,所以很难反应,

故答案为:纳米级Fe粉与空气接触面积大,反应速率快;

(3)FeCl2•nH2O固体加热脱水通时,亚铁离子能水解生成氢氧化亚铁和氯化氢,为防止FeCl2水解,FeCl2•nH2O固体加热脱水通常要通入干燥的HCl气体,HCl能抑制FeCl2水解,且通入的HCl气体可带走水蒸气,利于FeCl2•nH2O固体脱水,

故答案为:干燥的HCl气体; HCl能抑制FeCl2水解,且通入的HCl气体可带走水蒸气;

(4)Fe粉与水蒸气在加热条件下反应生成FeO和氢气,方程式为Fe+H2O(g)FeO+H2

故答案为:Fe+H2O(g)FeO+H2

(5)反应物为铁和水蒸气,则装置C用于制备水蒸气,故答案为:制取水蒸气;

(6)如铁粉过量,铁离子能与铁反应生成亚铁离子,反应方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+,不能确定是否为FeO,故答案为:2Fe3++Fe=3 Fe2+

(7)3Fe+4H2O═Fe3O4 +4H2 Fe的质量为5.6g,则n(Fe)=0.1mol,如果这些Fe完全和水蒸气反应,那么应该生成mol 的Fe3O4,m(Fe3O4)=×M(Fe3O4)=7.73g,但是现在只产生了 6.88g 的 固体,就表明 Fe 没有完全反应,还有剩余,则固体产物为Fe3O4

故答案为:Fe3O4

解析

解:I.带结晶水的氯化亚铁加热脱水得到FeCl2,N2、H2、FeCl2在高温条件下得到纳米级Fe,发生的化学反应为FeCl2+H2Fe+2HCl;

(1)根据流程图可知,在高温条件下用氢气还原氯化亚铁可得纳米级F,反应方程式为FeCl2+H2Fe+2HCl,故答案为:FeCl2+H2Fe+2HCl;

(2)纳米级Fe粉与空气接触面积大,反应速率快,所以纳米级Fe粉在空气中易自燃成黑色固体,生活中的铁丝或铁粉表面积较小,所以很难反应,

故答案为:纳米级Fe粉与空气接触面积大,反应速率快;

(3)FeCl2•nH2O固体加热脱水通时,亚铁离子能水解生成氢氧化亚铁和氯化氢,为防止FeCl2水解,FeCl2•nH2O固体加热脱水通常要通入干燥的HCl气体,HCl能抑制FeCl2水解,且通入的HCl气体可带走水蒸气,利于FeCl2•nH2O固体脱水,

故答案为:干燥的HCl气体; HCl能抑制FeCl2水解,且通入的HCl气体可带走水蒸气;

(4)Fe粉与水蒸气在加热条件下反应生成FeO和氢气,方程式为Fe+H2O(g)FeO+H2

故答案为:Fe+H2O(g)FeO+H2

(5)反应物为铁和水蒸气,则装置C用于制备水蒸气,故答案为:制取水蒸气;

(6)如铁粉过量,铁离子能与铁反应生成亚铁离子,反应方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+,不能确定是否为FeO,故答案为:2Fe3++Fe=3 Fe2+

(7)3Fe+4H2O═Fe3O4 +4H2 Fe的质量为5.6g,则n(Fe)=0.1mol,如果这些Fe完全和水蒸气反应,那么应该生成mol 的Fe3O4,m(Fe3O4)=×M(Fe3O4)=7.73g,但是现在只产生了 6.88g 的 固体,就表明 Fe 没有完全反应,还有剩余,则固体产物为Fe3O4

故答案为:Fe3O4

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某化学兴趣小组在实验失室制取漂白粉,并探究氯气与石灰乳反应的条件和产物.已知:

①二氧化锰与浓盐酸反应可制备氯气,同时生成MnCl2

②氯气和碱的反应为放热反应.温度较高时,氯气和碱还能发生如下反应:3Cl2+6OH-=△5Cl-+ClO3-+3H2O

该兴趣小组设计了下列实验装置,进行实验.

请回答下列问题:

(1)①甲装置用于制备氯气,乙装置的作用是______

②该兴趣小组用100mL 12mol/L盐酸与8.7g MnO2制备氯气,并将所得氯气

与过量的石灰乳反应,则理论上最多可制得Ca(ClO)2______g.

(2)小组成员发现,产物中Ca(ClO)2的质量明显小于理论值.他们讨论后认为,部分氯气未与石灰乳反应而逸出,以及温度升高是可能原因.为了探究反应条件对产物的影响,他们另取一定量的石灰乳,缓慢.匀速地通入足量氯气,得出了ClO-、ClO3-两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的关系曲线,粗略表示为右图(不考虑氯气和水的反应).

①图中曲线I表示______离子的物质的量随反应时间变化的关系.

②所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为______mol.

③另取一份与②等物质的量的石灰乳,以较大的速率通入足量氯气,反应后测得产物中Cl-的物质的量为0.37mol,则产物中=______

(3)为了提高Ca(ClO)2的产率,可对丙装置作适当改进.请你给出一种改进方法:______

正确答案

解:(1)①浓盐酸和二氧化锰反应过程中会发出氯化氢气体,所以通过饱和食盐水的作用是除去Cl2中混有的HCl气体,

故答案为:除去氯气中混有的氯化氢;

②足量的浓盐酸与8.7g MnO2制备氯气,并将所得氯气与过量的石灰乳反应,则理论上最多可制得Ca(ClO)2;可以依据反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;2Cl2+2Ca(OH)2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,得到定量关系:8.7g MnO2物质的量为0.1mol;

 2MnO2~Ca(ClO)2

 2       1

0.1mol 0.05mol

所以理论上最多可制得Ca(ClO)2 质量=0.05mol×143g/mol=7.15g,

故答案为:7.15;

(2)①当温度低时,氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙;当温度高时,生成氯酸钙和氯化钙,刚开始反应时,温度较低,氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙,所以图2中曲线I表示离子ClO-的物质的量随反应时间变化的关系,

故答案为:ClO-

②根据氧化还原反应中得失电子数相等计算Cl-的物质的量,设被还原的氯离子的物质的量为n,则n×1=0.10mol×1+0.05mol×5=0.35mol,含氯离子的物质的量为:0.35mol+0.1mol+0.05mol=0.5mol,氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯离子的个数比为1:2,所以所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为0.25mol,

故答案为:0.25;

③取一份与②等物质的量的石灰乳,物质的量为0.25mol,根据氧化还原反应中得失电子数相等,生成氯离子得到电子和生成次氯酸根和氯酸根失去的电子守恒,

设n(ClO-)=x,n(ClO3-)=y;则得到:0.37=x×1+y×5;

依据氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯元素的物质的量比为1:2,得到氯元素物质的量为0.5mol;x+y+0.37=0.5,

解得:x=0.07mol,y=0.06mol,

则产物中=7:6,

故答案为:ClO-;0.25;7:6;

(3)由于反应在高温度下发生副反应,所以改进措施可以把丙装置放入冰水中,避免发生3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O,

故答案为:将丙装置浸在盛有冷水的水槽中.

解析

解:(1)①浓盐酸和二氧化锰反应过程中会发出氯化氢气体,所以通过饱和食盐水的作用是除去Cl2中混有的HCl气体,

故答案为:除去氯气中混有的氯化氢;

②足量的浓盐酸与8.7g MnO2制备氯气,并将所得氯气与过量的石灰乳反应,则理论上最多可制得Ca(ClO)2;可以依据反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;2Cl2+2Ca(OH)2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,得到定量关系:8.7g MnO2物质的量为0.1mol;

 2MnO2~Ca(ClO)2

 2       1

0.1mol 0.05mol

所以理论上最多可制得Ca(ClO)2 质量=0.05mol×143g/mol=7.15g,

故答案为:7.15;

(2)①当温度低时,氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙;当温度高时,生成氯酸钙和氯化钙,刚开始反应时,温度较低,氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙,所以图2中曲线I表示离子ClO-的物质的量随反应时间变化的关系,

故答案为:ClO-

②根据氧化还原反应中得失电子数相等计算Cl-的物质的量,设被还原的氯离子的物质的量为n,则n×1=0.10mol×1+0.05mol×5=0.35mol,含氯离子的物质的量为:0.35mol+0.1mol+0.05mol=0.5mol,氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯离子的个数比为1:2,所以所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为0.25mol,

故答案为:0.25;

③取一份与②等物质的量的石灰乳,物质的量为0.25mol,根据氧化还原反应中得失电子数相等,生成氯离子得到电子和生成次氯酸根和氯酸根失去的电子守恒,

设n(ClO-)=x,n(ClO3-)=y;则得到:0.37=x×1+y×5;

依据氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯元素的物质的量比为1:2,得到氯元素物质的量为0.5mol;x+y+0.37=0.5,

解得:x=0.07mol,y=0.06mol,

则产物中=7:6,

故答案为:ClO-;0.25;7:6;

(3)由于反应在高温度下发生副反应,所以改进措施可以把丙装置放入冰水中,避免发生3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O,

故答案为:将丙装置浸在盛有冷水的水槽中.

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