二氧化氯(ClO2)作为一种高效强氧化剂已被联合国世界卫生组织(WHO)列为AI级安全消毒剂。常温下二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体,性质非常不稳定,温度过高或水溶液中ClO2的质量分数高于30%等均有可能引起爆炸,易与碱液反应生成盐和水。
(1)某研究小组设计如图所示实验制备ClO2溶液,其反应的化学方程式为
2KClO3+H2C2O4+2H2SO42KHSO4+2ClO2+2CO2+2H2O。
①在反应开始之前将烧杯中的水加热到80℃,然后停止加热,并使其温度保持在60~80℃之间。控制温度的目的是_____________ __________。
②装置A用于溶解产生的二氧化氯气体,其中最好盛放_______(填字母)。
a.20mL 60℃的温水 b.100mL冰水
c.100mL饱和食盐水 d.100mL沸水
③在烧瓶中加入12.25g KClO3和9g草酸(H2C2O4),然后再加入足量的稀硫酸,水浴加热,反应后生成ClO2的质量为______________________
(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(Cl)。饮用水中ClO2、Cl的含量可用连续碘量法进行测定,实验步骤如下:
步骤1:准确量取一定体积的水样加入锥形瓶中;
步骤2:调节水样的pH至7.0~8.0;
步骤3:加入足量的KI晶体;
步骤4:加入少量指示剂,用一定浓度的Na2S2O3溶液滴定至终点;
步骤5:再调节溶液的pH2.0;
步骤6:继续用相同浓度的Na2S2O3溶液滴定至终点。
步骤1中若要量取20.00mL水样,则应选用的仪器是____________________________。
②步骤1~4的目的是测定水样中ClO2的含量,其反应的化学方程式为: 2ClO2+2KI2KClO2+I2,2 Na2S2O3+I2 Na2S4O6+ 2NaI,则步骤4中加入的指示剂为_________,滴定达到终点时溶液的颜色变化为___________________________。
③步骤5的目的是用I-将溶液中的Cl还原为Cl-以测定其含量,该反应的离子方程式为___________。
(本题15分)卤族元素的单质和化合物很多,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们。
(1)溴的基态原子的价电子排布图为___________。
(2)在不太稀的溶液中,氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的。使氢氟酸分子缔合的作用力是____________。
(3)请根据下表提供的第一电离能数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是___________。
元素名称 | 氟 | 氧 | 溴 | 碘 | 铍 |
第一电离能(kJ/mol) | 1681 | 1251 | 1140 | 1008 | 900 |
(4)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“=”)
(5)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:I-+I2 。的中心原子周围的σ键电子对对数为__________,孤电子对对数为_________。
(6)写出一个ClO2-的等电子体:_________________。
(本题13分)Ⅰ. 在一定温度下,将2molA和2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中,发生如下反应3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),2min末反应达到平衡状态,生成了0.8molD,并测得C的浓度为0.4mol/L,请填写下列空白:
(1)x值等于________________。
(2)A的转化率为_________________。
(3)生成D的反应速率为_________________。
(4)如果增大反应体系的压强,则平衡体系中C的质量分数 _________。
(5)如果上述反应在相同条件下从逆反应开始进行,开始加入C和D各mol,要使平衡时各物质的质量分数与原平衡时完全相等,则还应加入________物质_________mol。
Ⅱ.恒温下,将amol N2与bmol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
(1)若反应进行到某时刻t时,nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,则a= 。
(2)反应达平衡时,混合气体的体积为716.8 L(标准状况下),其中NH3的体积分数为25%。则平衡时NH3的物质的量为 。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同),n(始):n(平)=____________________________。
(4)达到平衡时,N2和H2的转化率之比,α(N2)∶α(H2)=________。
构成A、B、C、D、E五种物质的元素中,只有一种不属于短周期元素。A、B、C、D、E五种物质之间的转化关系如图所示:
下列判断错误的是
A.若A是可溶性强碱,B是正盐,D不溶于稀硝酸,则B的化学式为(NH4)2SO4
B.若A和B都是盐,A难溶于水,而B易溶于水,D不溶于稀硝酸,C为无色无味气体,则B的化学式为NaHSO4
C.若A是2∶1 型的离子化合物,B是硫酸盐,D既可溶于稀盐酸又可溶于NaOH溶液,且A与B的物质的量之比为3∶1时恰好完全反应,则B的化学式为Al2(SO4)3
D.若A是1∶1型的离子化合物,A与过量的B溶液反应才有D生成;将C燃烧的产物通过装有碱石灰的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶,两者的质量都增加,则B的化学式一定为Al2(SO4)3
在给定条件下,下列画线物质在化学反应中能被完全消耗的是
A.用浓盐酸与二氧化锰共热制氯气
B.标准状况下,将1 g铝片投入20 mL 18 mol·L-1硫酸中
C.向100 mL 4 mol·L-1硝酸中加入5.6 g 铁
D.在5×107 Pa、500 ℃和铁触媒催化的条件下,用氮气和氢气合成氨
液流电池是一种新的蓄电池,是利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池,电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是
A.充电时阳极的电极反应式:Zn-2e- Zn2+
B.充电时电极a为外接电源的负极
C.放电时Br-向右侧电极移动
D.放电时左右两侧电解质储罐中的离子总浓度均增大