- 非金属及其化合物
- 共31702题
电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。
(1)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式:______________________;
(2)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得纯净的FeCl3溶液,准备采用下列步骤
请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式:③___________④_____________;
(3)写出向②⑤的混合液中通入⑥的离子方程式__________________________________;
(4)钢铁的电化腐蚀简单示意图如下图,将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图,请在下图虚线框内作出修改,并用箭头标出电子流动方向。
(5)配制硫酸亚铁溶液时,常在其中加入____________,理由是________________________________。
(6)与明矾相似,硫酸铁也可用作净水剂,在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是___________________________。
正确答案
(1)2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2
(2)③ Fe、Cu;④ HC1
(3)2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-
(4)
(5)铁屑和稀硫酸;防止Fe2+氧化成Fe3+,抑制Fe2+水解
(6)酸性废水抑制Fe3+的水解,使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3胶体
下表是元素周期表的一部分,根据所给的10种元素,回答下列问题。
(1)非金属性最强的元素是___;
(2)Ne原子结构示意图为____;
(3)C与N中,原子半径较小的是____;
(4)氯水具有漂白作用,是由于其中含有____(填“HCl”或“HClO”);
(5)元素最高价氧化物对应的水化物中,碱性最强的是__(填化学式),呈两性的是 ____(填化学式);
(6)元素硅的氧化物常用于制造____(填一种高性能的现代通讯材料的名称);
(7)下图为某有机物的球棍模型(其中O代表氢原子,代表碳原子),该有机物中碳元素与氢元素的质量比m(C):m(H)=____(相对原子质量C-12、H-1)。
(8)镁是制造汽车、飞机、火箭的重要材料。写出工业上电解熔融氯化镁获得金属镁的化学方程式________。
正确答案
(1)F(或氟)
(2)
(3)N
(4)HClO
(5)NaOH ;Al(OH)3 (6)光导纤维
(7)6:1
(8) MgCl2Mg+Cl2↑
水是生命之源。饮用水消毒作为控制水质的一个重要环节,液氯消毒是最早的饮用水消毒方法。近年来科学家提出,氯气能与水中的有机物发生反应,生成的有机氯化物可能对人体有害。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不但具有更显著地杀菌能力,而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。
(1)氯气溶于水能杀菌消毒的原因是 。
(2)在ClO2的制备方法中,有下列两种制备方法:
方法一:NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4
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 。
(3)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0.2 mg·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配制Na2S2O3标准溶液时,使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量简外,还需要下图中的 (填字母代号)。
a b c d e
③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c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V1mL。
步骤5:调节溶液的pH≤2.0。
步骤6;再用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL。
④滴定终点的现象是 。
⑤根据上述分析数据,测得该引用水样中的ClO2-的浓度为 mg·L-1(用含字母的代数式表示)。
(4)判断下列操作对ClO2-的浓度测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
① 若在配制标准溶液过程中,烧杯中的Na2S2O3溶液有少量溅出,使测定结果 。
② 若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使测定结果 。
正确答案
(1)生成的HClO具有强氧化性,可以杀菌(2分)
(2)方法二制备的ClO2中不含Cl2(2分)
(3)①ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O(2分)
②a c(2分)
③(溶液由蓝色变为无色,(2分)⑤×103(2分)
(4)①偏高 (2分) ②偏低(2分)
试题分析:(1)氯气的自来水消毒属于氢氧化性消毒,因此原理是氯气与水反应生成的HClO有强氧化性,起到杀菌消毒作用。
(2)根据题干中的介绍,氯气用于自来水消毒容易生成对人体有害的有机氯代物,所以方法二中产生的ClO2气体中不含氯气,因此制得的二氧化氯更加的安全。
(3) ①从本题题干和图像中得知,溶液pH≤2.0时,ClO2-被I- 还原为Cl- ,因此反应的离子方程式为ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O,要注意酸性环境。
②一定浓度溶液的配制需要使用的仪器主要的还有容量瓶、胶头滴管,故选ac。④待滴定溶液中含有碘单质,因此与淀粉作用显蓝色,所以加入Na2S2O3 与单质碘反应,当碘反应完的时候,溶液不显蓝色,故描述时要注意规范表达。
⑤本小题计算稍微有些复杂,首先要了解整个滴定的过程:含有ClO2、ClO2- 的水,碱性下加KI溶液把ClO2 反应为ClO2- ,生成的碘单质用标准液滴定;得到的总的ClO2- 再在酸性条件下与KI反应,又生成一部分碘单质,再用标准液滴定。因此整个过程分为两个阶段。
第一步滴定(生成了一部分ClO2- ):2ClO2+2I-= 2ClO2- + I2
2Na2S2O3 + I2 =Na2S4O6+2NaI
cV1 0.5cV1 cV1 0.5cV1
第二步滴定(反应总的ClO2- )ClO2-+ 4H++4I-=Cl-+ 2I2 +2H2O
2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+2NaI
0.25cV2 0.5cV2 cV2 0.5cV2
引用水样中的ClO2-的浓度等于总的ClO2-减去第一步滴定产生的ClO2- ,因此有:
C(ClO2-)=n总(ClO2-)—n(ClO2-)/V=0.25cV2—cV1 /V,要注意化成质量浓度,所以C(ClO2-)= ×103 mg·L-1 。
(4)①滴定过程中若有标准液溅出损失,则从滴定管上读出的标准液体积偏高,所以计算得到的浓度结果会偏大。
②若在滴定终点读取标准液体积时,俯视读数,则读出的标准液体积会偏小,所以计算得到的浓度会偏低。
氯气是一种重要的化工原料。某学习小组在实验室中利用下图所示装置制取氯气并探究其性质。
(1)实验室用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气,发生装置中除圆底烧瓶和导管外还需用到的玻璃仪器有__________________。
(2)装置A中盛有的试剂是________,作用是___________________________________。
(3)若D中品红溶液褪色,则B装置中发生反应的离子方程式是________________。
(4)证明FeBr2与Cl2发生了氧化还原反应的实验方法是__________(填操作方法)。
某研究性学习小组用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液吸收处理上述实验后的尾气。经分析吸收尾气一段时间后,吸收液(呈强碱性)中肯定存在Cl-、OH-、CO32—和SO42—,对于可能存在的其他阴离子,研究小组提出以下3种假设。假设1:只存在SO32—;假设2:只存在ClO-;假设3:既不存在SO32—,也不存在ClO-。
(5)学习小组判断同时存在SO32—和ClO-是不可能的理由是_____________________。
(6)现限选以下试剂,设计实验方案,进行实验,请写出实验步骤以及预期现象和结论。
a.3 mol·L-1 H2SO4 b.0.01 mol·L-1 KMnO4
c.1 mol·L-1 BaCl2溶液 d.淀粉碘化钾溶液
e.酚酞试液
步骤一:取少量吸收液于试管中,滴加3 mol·L-1 H2SO4至溶液呈中性,然后将所得溶液分装于A、B两试管中。
步骤二:向A试管中滴加少量__________(填序号),若溶液____________________(填现象),则假设1成立。
步骤三:向B试管中滴加少量__________(填序号),若溶液____________________(填现象),则假设2成立。
正确答案
(1)分液漏斗、酒精灯
(2)饱和食盐水 除去氯气中的氯化氢
(3)2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++6Cl-+2Br2
(4)实验后,取少量B中溶液,滴加KSCN溶液;另取少量B中溶液,加入CCl4溶液萃取
(5)SO32—和ClO-因发生氧化还原反应,故不能存在
(6)b 褪色 d 变蓝色
(1)实验室用MnO2和浓盐酸反应制Cl2,用到玻璃仪器除圆底烧瓶和导管外,还用到酒精灯和分液漏斗。
(2)装置A是除杂装置,应用饱和食盐水除去Cl2中的HCl。
(3)Cl2能把FeBr2氧化,离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-。
(4)因为Fe2+被氧化成Fe3+,可用KSCN检验是否存在Fe3+。
(5)因为SO32—和ClO-之间发生氧化还原反应而不能大量共存。
(6)利用SO32—的还原性检验其是否存在,可选用KMnO4溶液;观察是否褪色。检验
ClO-是否存在,可利用其强氧化性,可选用淀粉碘化钾溶液,观察是否变蓝。
(15分)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。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,饮用水中ClO2—的含量应不超过0.2mg·L-1。
饮用水中CIO2、CIO2—的含量可用连续碘量法进行测定。CIO2被I—还原为CIO2—、Cl—的转化率与溶液pH的关系如下图所示。当pH≤2.0时,CIO2—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,CIO2—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V mL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K I晶体。
步骤4:加少量淀粉溶液,用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V1mL。
步骤5: 。
步骤6:再用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL。
③根⑤据你现有的知识,写出步骤4滴定至终点的现象判断依据为
④根据上述分析数据,测得该饮用水样中CIO2—的浓度为 mol·L-1(用含字母的代数式表示。)
⑤若饮用水中ClO2— 的含量超标,可向其中加入适量的Fe2+将ClO2— 还原成Cl—-, 请猜测该反应的氧化产物是 (填化学式)。
正确答案
①ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2H2O+2I2。
②调节溶液的pH不大于2.0。
③锥形瓶溶液由蓝色变为无色,且半分钟不复原
④C(V2-4V1)/4V
⑤Fe(OH )3
试题分析:(1)根据图像可知,pH≤2.0时,CIO2—也能被I-完全还原成Cl—,那么I-要被氧化为碘单质,溶液是酸性溶液,则可正确写出离子方程式即反应的离子方程式是ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2H2O+2I2。
(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。
(3)由于碘遇淀粉显蓝色,所以终点时的现象判断依据为锥形瓶溶液由蓝色变为无色,且半分钟不复原。
(4)由2ClO2+2I-=2ClO2-+I2和Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI可知
2ClO2- ~ Na2S2O3
则n(ClO2-) c×V1/1000 n(ClO2-)=2 c×V1/1000
由ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O 和Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI可得
ClO2-~ 2 Na2S2O3
n(ClO2-)总 c×V2/1000
n(ClO2-)总=1/2 c×V2/1000
所以原水样中ClO2-浓度=[ 1/2 c×V2/1000-2 c×V1/1000]/V/1000
=c(V2-4V1)/4V
(5)根据反应4Fe2++ClO2-+2H2O4Fe3++Cl-+4OH-,Fe3++ OH-
Fe(OH)3可知,氧化产物为Fe(OH)3。
点评:该题是高考中的常见图像,难度较大,学生不易得分。该题既有定性的分析,也有定量的计算,另外还要结合图表和图像,增加了试题的难度。该类试题要求学生必须认真、细致的审题,联系所学过的知识和技能,进行知识的类比、迁移、重组,全面细致的思考才能得出正确的结论。
某课外活动小组拟用下列实验装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、B分别为氨气和氯气的发生装置;C为纯净、干燥的氯气与氨气反应的装置。表中的三个备选装置则是为完成实验必须的设备。各装置之间用橡胶管连接。请回答下列问题:
(1).若NH3从左向右流动,Cl2从右向左流动,则装置的正确连接顺序为:A、_____、_____、_____、_____、B(请将C、D、E、F填在相应的横线上)
(2)正确连接装置后,如何检验A装置的气密性____________________________________。
(3)装置A中的烧瓶内试剂可选用________(选填以下选项的代号)。
A.烧碱 B.浓硫酸 C.生石灰 D.五氧化二磷
(4)装置B中发生反应的离子方程式是______________________________________。
(5)反应开始后,C装置内产生白烟,试写出C内的化学反应方程式___________________。
(6)为使NH3与Cl2的混合更充分,Cl2应从C装置的______口进入(填“a”、“b”、“c”)
(7)该装置是否还存在着缺陷______(填“是”、“否”),如果有,其相应的改进措施是________________________________(如果没有,则不填该空)。
正确答案
(1)E﹑C﹑F﹑D(2分,作为一个整体评分)
(2)用止水夹夹住AE之间橡胶管,打开A装置分液漏斗瓶塞与活塞,向其中注水。若过一段时间后,液面不再下降,说明气密性完好,反之,则气密性差。(2分)
(3)A﹑C(2分);只选A或C(1分)
(4)MnO2 + 4H+ + 2Cl-Cl2↑ + Mn2+ + 2H2O(2分)
(5)8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl
(6)a (1分)
(7)是(1分) 将导气管C伸入装有NaOH的洗气瓶中,将尾气洗涤后排空。(1分)
试题分析:(1)用碱石灰干燥氨气,用饱和食盐水除去氯化氢,然后用浓硫酸干燥氯气;
(2)用止水夹夹住AE之间橡胶管,打开A装置分液漏斗瓶塞与活塞,向其中注水。若过一段 时间后,液面不再下降,说明气密性完好,反之,则气密性差;
(3)装置A中的烧瓶内试剂的作用是吸水放热使氨气放出,而B会和氨水反应,D不溶于氨水, 溶于水生成剧毒的偏磷酸,所以选AC;
(4)由装置中药品可知B中发生浓盐酸与二氧化锰的反应生成氯气;
(5)氯气和氨气反应生成氯化铵;
(6)氯气的密度大;
(7)因氯气、氨气都污染环境,不能直接排放,则缺少尾气处理装置;
亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌,亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠(NaClO3)等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下:
(1)提高“反应1”反应速率的措施有 。(回答一点即可)
(2)“反应1” 的离子方程式是 。
(3)“反应2”的氧化剂是 ,该反应的化学方程式为 。
(4)采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是 。
(5)某学习小组用碘量法测定粗产品中亚氯酸钠的含量,实验如下:
a.准确称取所得亚氯酸钠样品mg于小烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应,将所得混合液配成250mL待测溶液。(已知:ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-)
b.移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加几滴淀粉溶液,用c mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点,重复2次,测得平均值为V mL 。
(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①达到滴定终点时的现象为 。
②该样品中NaClO2的质量分数为 (用含m、c、V的代数式表示,结果化成最简。)
正确答案
(1)适当升高反应温度,增大吸收液浓度,增大SO2与吸收液的接触面积
(2)2ClO3- + SO2 =2ClO2 + SO42-
(3)ClO2 H2O2 + 2ClO2 + 2NaOH=2NaClO2 + 2H2O + O2
(4)常压蒸发温度过高,亚氯酸钠容易分解
(5)①滴加最后一滴液体时溶液由蓝色变成无色且半分钟内不变色
②%
试题分析:(1)反应1是SO2气体与溶液的反应,根据反应速率增大的原理,可以是适当升高反应温度,增大吸收液浓度,增大SO2与吸收液的接触面积;气体加压会影响成本,一般不使用;反应较快不再使用催化剂。
(2)流程看出ClO3-→ClO2,Cl元素化合价降低,故氧化反应是SO2→SO42-。
(3)反应2是将ClO2→NaClO2,Cl元素化合价降低,故ClO2是氧化剂,H2O2是还原剂,其中H2O2中的-1价O变成O2。
(4)减压是为了降低物质的沸点,即降低蒸发温度,发展物质分解。
(5)①因为是用Na2S2O3标准液滴定至终点,反应是I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,I2与指示剂淀粉产生蓝色,故终点是滴加最后一滴液体时溶液由蓝色变成无色且半分钟内不变色。②由反应中的I元素守恒可知:
ClO2-~2I2~4 S2O32-,25.00mL待测溶液中n(NaClO2)= ×cV×10-3mol,m(NaClO2)=
×90.5cV×10-3g;样品mg配成250mL待测溶液中的NaClO2质量扩大10倍,故样品中NaClO2的质量分数为
×100%=
%。
某同学用下面的装置制备并收集纯净的氯化铁,硬质玻璃管E中装有细铁丝网。
试回答:
(1)检验装置A的气密性的方法是
(2)装置A中反应的化学方程式为
(3)装置C的作用是: ________________,装置D中的试剂是:____ _______。
(4)可检验装置E中生成的物质中阳离子的方法及现象是 。
(5)若把氯气通入石蕊溶液中,观察的现象是: 。
(6)装置 G中发生反应的离子方程式为:________________ _ ____________。
正确答案
(1)用酒精灯微热圆底烧瓶,一段时间后,C中导管冒气泡,停止加热后,导管中水柱回流一段,说明气密性好。(2分)
(2)4HCl(浓)+MnO2 = MnCl2+Cl2↑+2H2O( 加热条件)(3分)
(3)吸收HCl,浓硫酸 (各1分)
(4)硫氰化钾溶液(苯酚溶液、氢氧化钠溶液),显红色(紫色、产生红褐色沉淀)。(2分)
(5)先变红后褪色 (1分)
(6)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O (3分)
试题分析:该题是一道综合利用氯气的题,从制气到净化气到检验氯气的性质到最后的尾气处理。
由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下:
(注:NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华)
(1)工业上电解法获得金属铝的过程中,须在氧化铝中加入_________,其目的是__________________。
(2)精炼前,需清除坩埚内的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,铝与氧化铁反应的化学方程式为:__________________。
(3)将Cl2连续通入粗铝熔体中,杂质随气泡上浮除去。气泡的成分有_________;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中的物质有__________________。
(4)在用废碱液处理A时,写出主要反应的离子方程式_________。
(5)镀铝电解池中,以钢材镀件和铝为电极,熔融盐做电解液。则金属铝为_______极。电镀选择在170℃下进行的原因是__________________。采用的加热方式最好是_________。(填字母选项)
A、水浴 b、油浴 c、直接强热快速升温至170℃
(6)钢材表面镀铝之后,能有效防止钢材腐蚀,其原因是_________。
正确答案
(1)冰晶石或Na3AlF6;降低氧化铝熔融所需的温度
(2)2Al+Fe2O32Al2O3+2Fe
(3)Cl2、HCl和AlCl3;NaCl
(4)Cl2+2OH- == Cl- + ClO-+ H2O、 H+ + OH- ==H2O
(5)阳极;防止氯化铝升华损失; b
(6)铝在钢材表面形成致密的氧化铝膜,保护了内层金属
二氧化氯(ClO2)在常温下是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得。某学生拟用下图所示装置模拟工业制取并收集ClO2。
(1)A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等,请写出该反应的化学方程式: 。
(2)A必须添加温度控制装置,除酒精灯外,还需要的玻璃仪器有烧杯、 ;
B装置必须放在冰水浴中,其原因是 。
(3)反应后在装置C中可得NaClO2溶液。已知NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·3H2O,在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2。请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤:① ;② ;③洗涤;④干燥。
(4)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,进行了下列实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00 mL,稀释成100.00 mL试样;量取V1mL试样加入到锥形瓶中;
步骤2:用稀硫酸调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;
步骤3:加入淀粉指示剂,用cmol/LNa2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL。(已知2 Na2S2O3+ I2=Na2S4O6+ 2NaI)
①配制100 mL c mol/LNa2S2O3标准溶液时,用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有: 。
②滴定过程中至少需进行两次平行测定的原因是 。
③写出步骤2中发生反应的离子方程式 。
④原ClO2溶液的浓度为 g / L(用步骤中的字母代数式表示)。
⑤若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果 。
若滴定开始仰视读数,滴定终点时正确读数,则测定结果 。
(填“偏高”“偏低”或“不变” )
正确答案
(1)2KClO3+H2C2O4 K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O(3分)
(2)温度计(1分) 使ClO2充分冷凝,减少挥发(1分)
(3)①蒸发结晶(1分,写蒸发、浓缩、结晶均给分) ②趁热过滤(2分)
(4)①100ml 容量瓶、胶头滴管(各1分)
②减少误差(1分)
③2ClO2 + 10I- + 8H+ = 2Cl- + 5I2 + 4H2O(2分)
④(3分)⑤偏高 偏低(各1分)
试题分析:(1)根据题给信息知,A中反应为稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应生成K2CO3、ClO2、CO2和水,该反应的化学方程式为:2KClO3+H2C2O4 K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O;(2)A必须添加温度控制装置,要控制温度必须使用温度计测量温度,反应在60℃时进行,应用水浴加热,除酒精灯外,还需要的玻璃仪器有烧杯、温度计;B装置为二氧化氯的收集装置,二氧化氯(ClO2)的沸点为11.0℃,必须放在冰水浴中,其原因是使ClO2充分冷凝,减少挥发;(3)反应后在装置C中可得NaClO2溶液。已知NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·3H2O,在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2。从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤:①蒸发结晶;②趁热过滤;③洗涤;④干燥。(4)①配制100 mL c mol/LNa2S2O3标准溶液时,用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有:100 mL容量瓶、胶头滴管;②滴定过程中至少需进行两次平行测定的原因是减少误差;③步骤2中发生反应为二氧化氯与碘化钾在酸性条件下反应生成单质碘、氯化钾和水,离子方程式为2ClO2 + 10I- + 8H+ = 2Cl- + 5I2 + 4H2O;④根据题给反应得关系式:ClO2——5Na2S2O3,代入相关数据计算得ClO2溶液的浓度为g / L;⑤若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,代入计算的标准液体积偏大,则测定结果偏高;若滴定开始仰视读数,滴定终点时正确读数,代入计算的标准液体积偏小,则测定结果偏低。
某兴趣小组设计并进行了以下实验来制取氯水,并利新制用氯水完成实验。
(1)实验室拟用下列装置制备氯水,请按照气体从左向右流动的方向将仪器进行连接:
H→ _____________(填接口处的符号);广口瓶Ⅱ中的试剂为 。
(2)写出该实验中制取Cl2的化学方程式为:___________________________________
(3)某兴趣小组设计实验除去氯化钾中含有Fe3+、SO42-、Br-等杂质离子,步骤如下:
A.溶解,在所得溶液中加入试剂至Fe3+、SO42-沉淀完全,煮沸;
B.过滤,在滤液中加入盐酸调节pH;
C.加入_____(除Br-);蒸干灼烧。请回答问题:
(3)①步骤a中,依次加入的试剂是NH3.H2O、_________、_________。
②步骤c中加入的试剂是__________________。
(4)某研究性学习小组用KSCN检验FeSO4溶液中的Fe2+时,加入过量浓HNO3,溶液的颜色变红。但是将红色溶液放置一会则发现溶液由红色突然变为蓝色,并产生红棕色气体。对这一奇特现象同学们进行了以下探究。
[查阅资料]:
(SCN)2称为拟卤素,性质与卤素单质相似,(SCN)2、Cl2、Br2、I2四种物质的氧化性强弱为:Cl2>Br2>(SCN)2>I2。
[提出假设]:
①甲同学假设是FeSO4与HNO3作用;乙同学假设是______与HNO3作用。
[实验验证]:
②大家经过理性分析,认为甲同学的假设不成立。理由是________________________。
③根据乙同学的假设,设计了如下实验方案进行验证:向浓HNO3中逐滴加入KSCN溶液,实验开始时无明显现象,一段时间后溶液慢慢变红色至深色,突然剧烈反应产生大量气泡,放出红棕色气体。将产生的气体通入过量的Ba(OH)2溶液,产生浑浊,并剩余一种气体(是空气中的主要成分之一);向反应后的溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀。
则反应中产生的气体是:_______________________________
[实验结论]:乙同学假设正确。
[实验反思]:
④由实验可知:用SCN-间接检验Fe2+时,加入的氧化剂除用HNO3外还可以选择氯水等,通过该实验探究可知加入氧化剂的量必须要_______(填“少量”、“过量”)。
正确答案
(1)H→B、A→C、D→E (2分)饱和食盐水(2分)
(2)2NaCl + MnO2 +2 H2SO4 = MnSO4 + Na2SO4 + 2H2O + Cl2↑(加热) (2分)
(3)①BaCl2(1分) KOH (1分)
②足量的新制氯水 (2分)
(4)①SCN-(1分)
②HNO3过量,没有Fe2+剩余 (1分)
③NO2、CO2、N2(3分)
④少量(1分)
试题分析: (1)制备气体的仪器连接遵从发生装置→除杂装置→干燥装置→收集→尾气吸收的顺序,考虑制备氯气中含有HCl和水蒸气等杂质气体,所以先用排饱和食盐水法除去HCl,再用浓硫酸吸收水蒸气,再用向上排空气法收集,用碱吸收尾气,满足该顺序,连接应为H→B、A→C、D→E,所以根据顺序可以得知广口瓶Ⅱ中的试剂为饱和食盐水。
(2)根据图中的发生装置可知,该实验中采用了难挥发的硫酸制备挥发性的盐酸,再与二氧化锰制备氯气的方法,所以方程式为2NaCl + MnO2 +2 H2SO4 = MnSO4 + Na2SO4 + 2H2O + Cl2↑(加热)。
(3)①氯化钾中含有Fe3+、SO42-、Br-等杂质离子,其中加入的试剂是NH3.H2O可以使Fe3+ 沉淀除去,除去SO42- 需要加入Ba2+试剂,使之转化为BaSO4沉淀除去,为了不引入过多杂质,应选用阴离子相同的BaCl2 ;为了把NH4+除去,可以加入强碱KOH,所以步骤a中依次加入的试剂是NH3.H2O、 BaCl2 、KOH。②步骤c中除去的是杂质Br- ,所以加入新制氯水,把Br- 转化为单质Br2除去。
(4)①甲同学已经假设是FeSO4与HNO3作用 ,所以根据提供的资料可以猜测导致实验现象的可能是SCN-和硝酸作用的结果,所以乙同学假设是SCN-与HNO3作用。
②如果按照甲同学的假设分析,FeSO4与HNO3作用只会导致Fe2+被氧化为Fe3+最终和KSCN作用使溶液变红,且加入的浓HNO3过量,不会出现溶液显红色后又变成蓝色,所以甲同学假设不成立。
③根据乙同学的假设,造成实验现象的是浓HNO3和KSCN溶液作用的结果。根据物质中的元素组成分析,浓硝酸生成红棕色气体NO2,SCN-中产生的能使Ba(OH)2溶液产生浑浊现象的气体不可能是SO2,因为SO2容易被强氧化剂氧化,所以只可能是CO2,而S被氧化为SO42-在反应后的溶液中,所以加入BaCl2溶液能产生白色沉淀;剩余的空气主要成分的气体是N2,所以产生的气体依次是NO2、CO2、N2 。
④用SCN-间接检验Fe2+时,需要加入强氧化剂把Fe2+氧化才会出现无色变红色现象,但是根据上述中的实验经历,如果强氧化剂过量容易把用SCN-氧化,使溶液红色消失变成蓝色。根据资料提供显示氧化性Cl2 >(SCN)2 ,所以氯气过量同样能氧化SCN- ,造成红色消失变成蓝色的现象,所以加入氧化剂的量必须要少量。
S2C12是一种金黄色易挥发的液体,常用作橡胶硫化剂。某化学兴趣小组拟设计实验制备少量的S2C12,査阅资料知S2Cl2在水中易发生歧化反应(一部分硫元素化合价升高,另一部分化合价降低)。加热条件下硫单质和干燥、纯净的Cl2反应即可生成S2C12,反应的化学方程式为:2S+Cl2S2Cl2。
反应涉及的几种物质的熔沸点如下:
该小组设计的制备装置如下图(夹持仪器已略去)
回答下列问题:
(1)连接好实验装置后的第一步实验操作是______。
(2)实验中需要加热的仪器是 (填写字母)
(3)装置B、C中的试剂分别是 。
(4)装置D中仪器a的作用是 。
(5)反应结束后从锥形瓶内混合物中分离出产品的方法是____________。
(6)若实验过程中缺少C装置,发现产品浑浊不清,请用化学方程式表示其原因____________。
(7)实验完毕,小组中的一位同学把剩余浓盐酸倒入E烧杯中,发现有黄绿色剌激性气体产生。用离子方程式表示产生该现象的原因____________。
正确答案
(1)检查装置的气密性
(2)AD
(3)饱和食盐水 浓硫酸
(4)冷凝回流、导气
(5)蒸馏
(6)2S2Cl2+H2O=4HCl↑+2S↓+SO2↑
(7)ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑ +H2O
(1)实验前要检查气密性;
(2)制备氯气要加热,加热条件下硫单质与干燥、纯净的氯气反应就可以生成S2Cl2,即选AD;
(3)除去氯气中HCl和H2O,应选择饱和食盐水、浓硫酸;
(4)知道冷凝管的作用,冷凝回流、导气;
(5)根据S2Cl2的性质,应采用蒸馏;
(5)缺少C装置,H2O会进入D装置,S2Cl2会发生氧化还原反应;
(7)多余的氯气用NaOH溶液吸收;
PCl5是一种白色固体,加热到160℃不经过液态阶段就变成蒸气,测得180℃下的蒸气密度(折合成标准状况)为9.3g/L, 极性为零,P—Cl键长为204pm和211pm两种。继续加热到250℃时测得压力为计算值的两倍。PCl5在加压下于148℃液化,形成一种能导电的熔体,测得P—Cl的键长为198pm和206pm两种。(P、Cl相对原子质量为31.0、35.5)回答如下问题:(1)180℃下PCl5蒸气中存在什么分子?为什么?写出分子式,画出立体结构。(2)在250℃下PCl5蒸气中存在什么分子?为什么?写出分子式,画出立体结构。(3)PCl5熔体为什么能导电?用最简洁的方式作出解释。(4) PBr5气态分子结构与PCl5相似,它的熔体也能导电,但经测定其中只存在一种P-Br键长。PBr5熔体为什么导电?用最简洁的形式作出解释。
正确答案
(1)9.5×22.4="208.3g/mol " (1分)
PCl5相对分子质量31.0+35.5×5="208.5 " (1分)
蒸气组成为PCl5 (1分)
呈三角双锥体。
三角双锥分子无极性,有两种键长。
(2分)
(注:若答成四方锥体不给分,
因它有极性,与题面给的信息不符)
(2) PCl5 = PCl3 + Cl2
氯分子 Cl-Cl 三氯化磷分子 (本小题共3分)
(压力为计算值的两倍表明1mol PCl5完全
分解成1molPCl3和1mol Cl2, 共2mol。
气体由等摩PCl3和Cl2组成。)
(3) PCl5 = PCl4+ + PCl6–
(本小题共3分)
(注:含PCl4+和PCl6—两种离子,前者为四面体,后者为八面体,
因此前者只有一种键长,后者也只有一种键长,加起来有两种键长。)
(4) PBr5 = PBr4+ + Br – PBr4+结构同PCl4+ (本小题共2分)
(其他答案只要正确也可得分,但适当扣分。)
本题是四个虽相关却又相互独立的问题。问题(1)只涉及第一句话给出的信息。由折合成标准状态的蒸气密度和五氯化磷的化学式量,经过属于中学教学内容的简单的计算,就可以得出:180℃下的PCl5是单体,即PCl5就是它的分子式。PCl5分子有5个Cl原子围绕着P原子排列,信息表明其中有两种不同键长的P-Cl键,可见不可能是平面的五角形的分子(它的磷氧键是一种),一定具有三维立体结构;三维立体结构还可能有两种:三角双锥或者四角锥体,后者的极性不等于零,所以PCl5分子是三角双锥型分子。问题(2)的相关信息是第二句话给出的。该信息无疑表明,PCl5分子在加热到250℃时分解了,生成等量/摩尔的两种气态分子。这种分解反应从类型上说,有的学生可能是熟悉的,例如氧化铜分解生成氧化亚铜和氧气,二氧化锰分解生成四氧化三锰和氧气,三氧化硫分解生成二氧化硫和氧气等等。本题是将这种知识迁移到氯化物上来。所以,可以想见,五氯化磷的分解产物是三氯化磷和氯气。如果答不上来,也不会影响解答后面的问题,这叫做东方不亮西方亮,即便受点挫折,也要经受考验,本题在设计时有这种心理素质考验,因而对第二问的信息提供得较少。问题(3)涉及的是电解质的基本概念:电解质的定义之一是它的熔体能够导电。但是中学课本里对熔体的导电粒子的讨论很少。本问题首先给出PCl5熔体能导电的信息,由这个信息应当想见其中有正、负两种离子存在。那么,是哪两种离子呢?本题的信息是该熔体中有两种不同的P-Cl键长,这就排除了一种是Cl–另一种是PCl4+的可能,因为四配位的PCl4+无论如何不会有两种不同的键长(不管它是正四面体型还是平面四边形),所以两种离子可能是PCl4+和PCl6–。这个小题在表述中避免了画出结构式之类的用语,是为减少暗示。问题(4)是对问题(3)的一个反馈性的暗示。意思无非是说,若将氯改换成溴,与PCl6–相似的PBr6–是不能形成的,因而其中的阴离子只是氯离子。如果学生脑中浮现溴离子比氯离子大得多的图象,就会想象,6个溴离子包在半径很小的P5+外面可能实在太挤了,挤不下了,而较小的氯离子则是有可能的。学化学比起学物理需要有更多的想象力,而想象是创新所不可缺少的思维形式,这或许是化学吸引一大批有志为人类进步、社会发展、祖国昌盛作出一番贡献的人的缘故之一。本题有意进行这样的引导。
高锰酸钾是一种典型的强氧化剂,无论在实验室还是在化工生产中都有重要的应用。
下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。
(1)制备氯气选用的药品为:高锰酸钾和浓盐酸,相应的离子方程式为: 。
(2)装置B的作用是 ,监测实验进行时C中可能发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象 。
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中I、II、III依次放入 。(选a或b或c)
(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D中缓缓通入足量氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为红棕色,说明氯的非金属性大于溴。打开活塞,将D中的少量溶液加入E中,振荡E。观察到的现象是 。该现象 (填“能”或“不能”)说明溴的非金属性强于碘,原因是 。
正确答案
(1)2MnO4- + 16H++10Cl-= 2 Mn2+ + 5Cl2↑+ 8H2O(2分)
(2)除杂和安全瓶(2分)
锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升(2分)
(3)c (2分)
(4)E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色(2分) 不能(2分) 过量的Cl2也可将I-氧化为I2(2分)
试题分析:
(1)K+一定不参与反应,故,省略。Mn从+7价到+2价,得到5个电子,生成Cl2,2Cl-失去2个电子,2,5为互质数,故,Cl2乘五Mn乘二。
(2)所除的杂质为HCl,所谓安全瓶是防止气体冲开瓶塞的。
(3)经观察,中间都是除水的(固态,排除B)物质,故开头为含水的湿布条。
(4)苯比水轻,故在上层(事实上,所有的烴比水轻)。不能,Cl2不一定被除干净。
欲探究氯气与碘单质的氧化性强弱,某同学设计了如下装置(用浓盐酸和KMnO4固体反应制取氯气)。
请回答:
(1)实验中观察到湿润的淀粉KI试纸 ,写出其中发生的置换反应的离子方程式: 。
(2)实验结论:氯单质的非金属性比碘单质的 (填“强”或“弱”)。从原子结构角度解释:氯和碘位于周期表中 族,该族元素从上到下, ,得电子能力减弱。
(3)装置②的作用是 。
写出相应的化学方程式:
正确答案
(12分)(1)试纸 变蓝,Cl2 +2 I-=I2+ 2Cl-
(2) 强, ⅦA族,原子半径逐渐增大
(3)尾气吸收装置,吸收多余的氯气。Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
试题分析:(1)装置①中可以生成氯气,氯气具有强氧化性,能把碘化钾氧化生成单质碘,碘遇淀粉显蓝色,反应的离子方程式是Cl2 +2 I-=I2+ 2Cl-。
(2)根据强者可以置换弱者可知,氯单质的非金属性比碘单质的强。这是由于氯和碘位于周期表中的第ⅦA族,该族元素从上到下,原子半径逐渐增大,得电子能力减弱。
(3)氯气有毒,所以装置②的作用是尾气吸收装置,吸收多余的氯气,反应的化学方程式是Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O。
点评:该题是基础性实验题的考查,侧重对学生基础知识的巩固和训练,意在培养学生规范的实验设计能力,有利于调动学生的学习兴趣,激发学生的学习积极性。该类试题主要是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心,通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确及灵活运用知识解决实际问题的能力。
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