- 硫和氮的氧化物
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食盐加碘剂碘酸钾的制备可以采用两条工艺线路:
线路一:通过碘与氯酸钾溶液之间进行氧化还原反应来制备.试回答:
(1)该制备方法的主要反应为:______;
(2)可能发生的副反应有(只写出一个)______.
线路二:碘与过氧化氢在催化剂作用下反应生成碘酸,再与碳酸钾作用生成碘酸钾,请写出以上两步的反应方程式:
(1)______:
(2)______.
正确答案
解:线路一:(1)碘单质能被氯酸钾氧化为碘酸钾,同时生成氯气,发生反应的方程式为:I2+2KClO3=2KIO3+Cl2↑,故答案为:I2+2KClO3=2KIO3+Cl2↑;
(2)氯气可以和水之间发生反应,发生副反应,即Cl2+H2O(冷水)=HClO+HCl,故答案为:Cl2+H2O(冷水)=HClO+HCl;
线路二:
(1)碘与过氧化氢在催化剂作用下反应生成碘酸和水,即I2+5H2O2═2HIO3+4H2O,故答案为:I2+5H2O2═2HIO3+4H2O;
(2)碘酸可以与碳酸钾作用生成碘酸钾、水以及二氧化碳,即2HIO3+K2CO3═2KIO3+CO2↑+H2O,故答案为:2HIO3+K2CO3═2KIO3+CO2↑+H2O.
解析
解:线路一:(1)碘单质能被氯酸钾氧化为碘酸钾,同时生成氯气,发生反应的方程式为:I2+2KClO3=2KIO3+Cl2↑,故答案为:I2+2KClO3=2KIO3+Cl2↑;
(2)氯气可以和水之间发生反应,发生副反应,即Cl2+H2O(冷水)=HClO+HCl,故答案为:Cl2+H2O(冷水)=HClO+HCl;
线路二:
(1)碘与过氧化氢在催化剂作用下反应生成碘酸和水,即I2+5H2O2═2HIO3+4H2O,故答案为:I2+5H2O2═2HIO3+4H2O;
(2)碘酸可以与碳酸钾作用生成碘酸钾、水以及二氧化碳,即2HIO3+K2CO3═2KIO3+CO2↑+H2O,故答案为:2HIO3+K2CO3═2KIO3+CO2↑+H2O.
卤族元素的单质和化合物很多,请利用所学物质结构与性质的相关知识回答下列问题:
(1)卤族元素位于周期表的______区;氟原子的电子排布图为______溴原子的价电子排布式为______
(2)在不太稀的溶液中,氢氟酸是以二分子缔合形式存在的.使氢氟酸分子缔合的作用力是______
(3)已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6和HIO4,前者为五元酸,后者为一元酸.请比较二者酸性强弱:H5IO6______HIO4.(填“>”、“<”或“=”).H5IO6中α键与π键的个数比为_______.
(4)碘在水中的溶解度虽然小,但在碘化钾溶液中溶解度却明显增大.这是由于溶液中发生下列反应+=与K类似的,还有I等.已知I不稳定,受热易分解,倾向于生成晶格能更大的物质,则它按下列______式发生.
A.I=Cl+ICl B.I=+Cl2
(5)Cl的空间构型为______型,中心氯原子的杂化轨道类型为______,写出一个Cl的等电子体______.
(6)如图为碘晶体晶胞结构.有关说法中正确的是______.
A.碘分子的排列有2种不同的取向
B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子
C.碘晶体为无限延伸的空间结构,是原子晶体
D.碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力
(7)已知CaF2晶体(见图)的密度为ρg/cm3.为阿伏加德罗常数,相邻的两个核间距为a cm,则Ca的摩尔质量可以表示为______.
正确答案
解:(1)根据构造原理知,卤族元素最后填入的电子为p电子,所以卤族元素位于元素周期表的p区;溴是35号元素,最外层电子为其价电子,4s能级上排列2个电子,4p能级上排列5个电子,所以其价电子排布式为4s24p5,原子的电子排布图为:,故答案为:p;
;4s24p5;
(2)HF分子之间存在氢键,使氢氟酸分子缔合,故答案为:氢键;
(3)H5IO6()中含有5个羟基氢,为五元酸,含非羟基氧原子1个,HIO4为一元酸,含有1个羟基氢,含非羟基氧原子3个,所以酸性:H5IO6<HIO4,故答案为:<;
(4)离子晶体中离子电荷越多,半径越小离子键越强,离子晶体的晶格能越大,已知已知CsICl2不稳定,受热易分解,倾向于生成晶格能更大的物质,所以发生的反应为CsICl2=CsCl+ICl,
故答案为:A;
(5)ClO2-中心氯原子的价层电子对数n=2+=4,属于sp3杂化;等电子体具有相同的电子数目和原子数目的微粒,所以与ClO2-互为等电子体的分子为Cl2O、OF2等,故答案为:sp3;Cl2O或OF2;
(6)A.碘分子的排列有2种不同的取向,在顶点和面心不同,2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构,故A正确;
B.用均摊法计算:顶点碘分子个数加面心碘分子个数=8×+6×
=4,因此平均每个晶胞中有4个碘分子,即有8个碘原子,故B错误;
C.碘晶体为无限延伸的空间结构,构成微粒为分子,是分子晶体,故C错误;
D.碘晶体中的碘原子间存在I-I非极性键,且晶体中碘分子之间存在范德华力,故D正确;
故答案为:AD;
(7)该晶胞中含有钙离子个数=×8+
×6=4,根据一个晶胞的质量为ρV=
,Ca的摩尔质量在数值上和其相对分子质量是相等的,即M=ρVNA=
,故答案为:
.
解析
解:(1)根据构造原理知,卤族元素最后填入的电子为p电子,所以卤族元素位于元素周期表的p区;溴是35号元素,最外层电子为其价电子,4s能级上排列2个电子,4p能级上排列5个电子,所以其价电子排布式为4s24p5,原子的电子排布图为:,故答案为:p;
;4s24p5;
(2)HF分子之间存在氢键,使氢氟酸分子缔合,故答案为:氢键;
(3)H5IO6()中含有5个羟基氢,为五元酸,含非羟基氧原子1个,HIO4为一元酸,含有1个羟基氢,含非羟基氧原子3个,所以酸性:H5IO6<HIO4,故答案为:<;
(4)离子晶体中离子电荷越多,半径越小离子键越强,离子晶体的晶格能越大,已知已知CsICl2不稳定,受热易分解,倾向于生成晶格能更大的物质,所以发生的反应为CsICl2=CsCl+ICl,
故答案为:A;
(5)ClO2-中心氯原子的价层电子对数n=2+=4,属于sp3杂化;等电子体具有相同的电子数目和原子数目的微粒,所以与ClO2-互为等电子体的分子为Cl2O、OF2等,故答案为:sp3;Cl2O或OF2;
(6)A.碘分子的排列有2种不同的取向,在顶点和面心不同,2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构,故A正确;
B.用均摊法计算:顶点碘分子个数加面心碘分子个数=8×+6×
=4,因此平均每个晶胞中有4个碘分子,即有8个碘原子,故B错误;
C.碘晶体为无限延伸的空间结构,构成微粒为分子,是分子晶体,故C错误;
D.碘晶体中的碘原子间存在I-I非极性键,且晶体中碘分子之间存在范德华力,故D正确;
故答案为:AD;
(7)该晶胞中含有钙离子个数=×8+
×6=4,根据一个晶胞的质量为ρV=
,Ca的摩尔质量在数值上和其相对分子质量是相等的,即M=ρVNA=
,故答案为:
.
甲状腺激素对于人和高等动物具有极其重要的生理作用,下图是关于碘及其化合物与甲状腺素的转化网络图示.
(1)在强酸性条件下,由KI和KIO3反应制得I2的离子反应方程式:______.
(2)上述各反应中,碘元素发生氧化反应的过程有:______(填序号);
(3)制备KIO3的方法较多,③的原理是I2在一定条件下还原KClO3,反应的化学方程式:______.
正确答案
解:(1)酸性条件下,KIO3溶液与KI溶液发生反应生成I2,离子方程式为:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O,故答案为:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O;
(2)在上述转化中,①③⑩是碘元素化合价升高的反应,都是碘元素发生氧化反应的过程,故答案为:①③⑩;
(3)KClO3和I2之间会发生反应生成KIO3和Cl2,即I2+2KClO3═2KIO3+Cl2↑,故答案为:I2+2KClO3═2KIO3+Cl2↑.
解析
解:(1)酸性条件下,KIO3溶液与KI溶液发生反应生成I2,离子方程式为:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O,故答案为:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O;
(2)在上述转化中,①③⑩是碘元素化合价升高的反应,都是碘元素发生氧化反应的过程,故答案为:①③⑩;
(3)KClO3和I2之间会发生反应生成KIO3和Cl2,即I2+2KClO3═2KIO3+Cl2↑,故答案为:I2+2KClO3═2KIO3+Cl2↑.
F2是氧化性最强的非金属单质,在加热的条件下,物质的量相同的F2(气体)跟烧碱完全反应,生成NaF、H2O和另一种气体,该气体是下列中的( )
正确答案
解析
解:根据题意,n(NaOH):n(F2)=1:1,设n(NaOH)=n(F2)=1mol,
根据原子守恒,参加化学反应时原子的种类和数量保持不变,再根据产物为水、氟化钠和一种气体,
进一步写出化学方程式为2F2+2NaOH═2NaF+2H2O+OF2↑,
故选C.
将一定量的Cl2通入一定浓度的苛性钾溶液中,两者恰好完全反应(已知反应过程放热),生成物中有三种含氯元素的离子,其中ClO-和ClO3-两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的变化示意图如图所示.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:氯气和氢氧化钾溶液反应生成次氯酸钾、氯化钾和氯酸钾,根据图象知n(ClO-)=0.06mol,n(ClO3-)=0.03mol,根据电子转移守恒可知生成的氯离子n(Cl-)=0.06mol×(1-0)+0.03mol×(5-0)=0.21mol,故转移电子物质的量为0.21mol,根据物料守恒可知n(K+)=n(Cl-)+n(ClO-)+n(ClO3-)=0.21mol+0.06mol+0.03mol=0.3mol,
A.通过以上分析知,氢氧化钾的物质的量=0.3mol,故A错误;
B.根据图象知,氯气和氢氧化钾先生成次氯酸钾,且该反应是放热反应,随着温度的升高,氯气和氢氧化钾反应生成氯酸钾,所以氯酸根离子的生成是由于温度升高引起的,故B错误;
C.ClO-中Cl元素的化合价是+1价,ClO3-中Cl元素的化合价是+5价,因此两者反应不可能生成Cl2,故C错误;
D.根据图象知n(ClO-)=0.06mol,n(ClO3-)=0.03mol,根据电子转移守恒可知生成的氯离子n(Cl-)=0.06mol×(1-0)+0.03mol×(5-0)=0.21mol,故转移电子物质的量为0.21mol,故D正确;
故选D.
下列物质中,不可作漂白剂的是( )
正确答案
解析
解:A.SO2能与有色物质化合生成不稳定无色物质,可作漂白剂,故A不选;
B.Ca(C1O)2具有强氧化性,能使有色物质褪色,可作漂白剂,故B不选;
C.Na2SiO3不具有漂白性,不能使有色物质褪色,则不可作漂白剂,故C选;
D.NaClO具有强氧化性,能使有色物质褪色,可作漂白剂,故D不选;
故选C.
英国科学家发现“南极上空有大量消耗臭氧的化学物质:溴和碘的氧化物”.下列有关推断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物质破坏臭氧层就是和臭氧发生反应生成氧气,所以溴碘氧化物与臭氧发生氧化还原反应生成氧气,故A正确;
B、元素的非金属性Br>I,所以氢化物越稳定性是HBr>HI,故B错误;
C、KI淀粉溶液与溴水之间反应生成碘单质和KBr,可以确定溴元素的非金属性强于碘元素,故C错误;
D、I2O5,Br2O5与水反应生成对应的酸是碘酸和溴酸,不是高卤酸,故D错误.
故选A.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、氯气具有氧化性,能将溴离子、亚铁离子氧化,还原性顺序是Fe2+>Br-,将Cl2通人FeBr2溶液中,溶液颜色变黄,则Fe2+被氧化为三价铁,Br-不一定参加了反应,故A正确;
B、CO2、SO3是能和碱之间反应生成盐和水的氧化物,属于酸性氧化物,但是NO2不是酸性氧化物,故B错误;
C、甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890kJ/mol,应该生成液态水,故C错误;
D、明矾中的铝离子水解的到氢氧化铝胶体具有净水作用,漂白粉具有氧化性,因而有杀菌消毒作用,两者的作用原理不相同,故D错误.
故选A.
碘缺乏症遍及全球,多发生于山区,南美的安第斯山区、欧洲的阿尔卑斯山区和亚洲的喜马拉雅山区是高发病地区.我国云南、河南等十余个省的山区发病率也较高.为控制该病的发生,较为有效的方法是食用加碘食盐.
(1)合成下列哪种激素的主要原料之一是碘的是______.(填序号)
A.胰岛素 B.甲状腺激素 C.生长激素
(2)长期生活在缺碘山区,又得不到碘盐的供应,易患______.(填序号)
A.甲状腺机能亢进 B.佝偻病 C.地方性甲状腺肿
(3)检验食盐中的碘酸钾,可用盐酸酸化的碘化钾和淀粉溶液,反应的化学方程式为KIO3+5KI+6HCl=3I2+3H2O+6KCl,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______.
正确答案
B
C
1:5
解析
解:(1)人体摄入的碘主要是来自海产品和碘盐,碘是合成甲状腺激素的主要元素,缺乏会患甲状腺肿大和呆小症,故选B;
(2)A.甲状腺机能亢进是因碘摄入太多造成的,故A错误;
B.钙主要存在于骨胳和牙齿中,使骨和牙齿具有坚硬的结构支架,缺乏幼儿和青少年会患佝偻病,老年人会患骨质疏松,碘是合成甲状腺激素的主要元素,缺乏会患甲状腺肿大和呆小症,故B错误;
C.碘是合成甲状腺激素的主要元素,缺乏会患甲状腺肿大,故C正确;
故选C;
(3)碘化钾和碘酸钾在酸性条件下能发生氧化还原反应生成碘5KI+KIO3+6HCl=6KCl+3H2O+3I2;该反应中KI是还原剂,KIO3是氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:5,故答案为:1:5.
柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外,它有富足得令人惊讶的盐矿资源.盐体矿床以钾矿为主,伴生着镁、溴等多种矿产.某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、S、Cl-等)来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如图1所示流程:(已知Cl2+2KBr=2KCl+Br2)
请根据以上流程,回答相关问题:
(1)操作①是______;操作③是______;操作④所需要的玻璃仪器有______.
(2)参照如图2所示溶解度曲线,欲得到较纯净的氯化钾晶体需用少量的______(填“热水”或“冷水”)洗涤固体______(填“A”或“B”).
正确答案
萃取
蒸馏
漏斗、烧杯、玻璃棒
冷水
B
解析
解:(1)由流程可知,最开始加的氧化剂将Br-氧化生成Br2,由加入CCl4可知,是用萃取剂萃取Br2,所以操作①是萃取;将CCl4层和水层分开的过程叫做分液,则操作②为分液;利用蒸馏(操作③)从溴的CCl4溶液中分离得到CCl4和液溴,操作④为不溶性固体与液体的分离,则为过滤,需要玻璃棒、漏斗、烧杯等仪器,
故答案为:萃取;蒸馏;玻璃棒、漏斗、烧杯;
(2)在90℃时得到的固体A为MgSO4,而30℃时得到的固体B为KCl,所以应用冷水洗涤固体B,才可以得到较纯的氯化钾,故答案为:冷水;B.
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