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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比,...

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:

方法一:2NaClO34HCl2ClO2Cl22NaCl2H2O

方法二2NaClO3H2O2H2SO42ClO2Na2SO4O22H2O

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(pH5.5~6.5)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·L1

饮用水中ClO2ClO2的含量可用连续碘量法进行测定。ClO2I还原为ClO2Cl的转化率与溶液pH的关系如图所示。

pH≤2.0时,ClO2也能被I还原成Cl

反应生成的I2用标准Na2S2O3溶液滴定: Na2S2O3I2Na2S4O62NaI

请写出pH≤2.0时,ClO2I反应的离子方程式______________________

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pH7.0~8.0

步骤3:加入足量的KI晶体。

步骤4:加入少量淀粉溶液,用cmol·L1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V1mL

步骤5______________________

步骤6:再用cmol·L1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL

根据上述分析数据,测得该饮用水样中ClO2浓度为_____________mol·L1用含字母的代数式表示)

若饮用水中ClO2的含量超标,可向其中加入适量的Fe2ClO2还原成Cl,该反应的氧化产物是___________(填化学式)。

 

方法二制备的ClO2中不含Cl2 ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O 调节溶液的pH≤2.0 Fe(OH)3 【解析】 (1)更适合用于饮用水的消毒从是否产生污染判断; (2)①根据题意ClO2-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; ②题目信息提示用的是连续碘量法进行测定,步骤6又用Na2S2O3溶液滴定至终点,说明步骤5中有碘生成,结合pH≤2.0时,ClO2-与I-反应的离子方程式可判断出调节溶液的pH≤2.0; ③求饮用水样中的ClO2-的浓度可以用关系式法以碘单质为桥梁正确的找准ClO2-与Na2S2O3的关系; ④Fe2+将ClO2-还原成Cl-,Fe2+ 被氧化为铁离子,结合反应物不难得出答案。 (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。 (2)①pH≤2.0时,溶液显酸性,所以ClO2-与I-反应的离子方程式为: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。 ③由 2ClO2+2I-→2ClO2-+I2和Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI得: 2ClO2- ~ Na2S2O3 n(ClO2-) = 2 c×; 由ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O 和Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI得: ClO2-~ 2Na2S2O3 n(ClO2-)总= ; 原水样中ClO2-浓度=mol/L= mol/L; ④根据反应:4Fe2++ClO2-+2H2O→4Fe3++Cl-+4OH-,Fe3++ OH-→Fe(OH)3所以氧化产物为Fe(OH)3。  
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单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500 ℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下:

a.四氯化硅遇水极易水解;

b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;

c.有关物质的物理常数见下表:

物质

SiCl4

BCl3

AlCl3

FeCl3

PCl5

沸点/℃

57.7

12.8

315

熔点/℃

-70.0

-107.2

升华温度/℃

180

300

162

 

 

请回答下列问题:

(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:____________________________

(2)装置A中g管的作用是______________;装置C中的试剂是____________;装置E中的h瓶需要冷却的理由是________________________________________

(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是____________(填写元素符号)。

(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式为5Fe2++MnO+8H===5Fe3++Mn2++4H2O。

①滴定前是否要滴加指示剂?________(填“是”或“否”),请说明理由:

____________________________________________________________

②某同学称取5.000 g残留物,经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL试样溶液,用1.000×10-2 mol· L-1 KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00 mL,则残留物中铁元素的质量分数是________

 

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某研究性小组借助AD的仪器装置完成有关实验。

(实验一)收集NO气体。

1)用装置A收集NO气体,正确的操作是________(填序号)

a.从口进气,用排水法集气        b.从口进气,用排气法集气

c.从口进气,用排水法集气         d.从口进气,用排气法集气

(实验二)为了探究镀锌薄铁板上的锌的质量分数ω(Zn)和镀层厚度,查询得知锌易溶于强碱:Zn2NaOHNa2ZnO2H2。据此,截取面积为S的双面镀锌薄铁板试样,剪碎、称得质量为m1g。用固体烧碱和水作试剂,拟出下列实验方案并进行相关实验。

方案甲:通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究目标。

2)选用B________(填仪器标号)两个装置进行实验。

3)测得充分反应后生成氢气的体积为VL(标准状况)ω(Zn)________

4)计算镀层厚度,还需要检索的一个物理量是________

5)若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗,测量结果将________(偏大偏小无影响”)

方案乙:通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标。选用仪器C做实验,试样经充分反应,滤出不溶物、洗涤、烘干,称得其质量为m2g

6ω(Zn)____________

方案丙:通过称量试样与碱反应前后仪器、试样和试剂总质量(其差值即为H2的质量)实现探究目标。实验同样使用仪器C

7)从实验误差角度分析,方案丙________方案乙(优于劣于等同于”)

 

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从铝土矿(主要成分是,含MgO等杂质)中提取两种工艺品的流程如下:

请回答下列问题:

1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为_________.

2)流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为________.

3)验证滤液B,可取少量滤液并加入________(填试剂名称)。

4)滤液EK中溶质的主要成份是________(填化学式),写出该溶液的一种用途________

5)已知298K时,的容度积常数=5.6×,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡,测得PH=13.00,则此温度下残留在溶液中的=_______.

 

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废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生,并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离,能得到非金属粉末和金属粉末。

1)下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中,不符合环境保护理念的是___(填字母)

A.热裂解形成燃油

B.露天焚烧

C.作为有机复合建筑材料的原料

D.直接填埋

 

2)用H2O2H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:

Cu(s)2H(aq)Cu2(aq)H2(g) △H64.39kJ·mol1

2H2O2(l)2H2O(l)O2(g) △H=-196.46kJ·mol1

H2(g)1/2O2(g)H2O(l) △H=-285.84kJ·mol1

H2SO4溶液中Cu H2O2反应生成Cu2H2O的热化学方程式为:__________

3)控制其它条件相同,印刷电路板的金属粉末用10%H2O2 3.0mol·L1

H2SO4溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)

温度(
 

20
 

30
 

40
 

50
 

60
 

70
 

80
 

铜的平均溶解速率
×103mol·L1·min1
 

7.34
 

8.01
 

9.25
 

7.98
 

7.24
 

6.73
 

5.76
 

 

 

当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降,

其主要原因是_________________________________________

4)在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3NaCl 溶液,加热,生成

CuCl 的离子方程式是___________________________________

 

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运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。

1)合成氨反应反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡_______移动(填向左”“向右);,使用催化剂_____反应的ΔH(填增大”“减小不改变)。

2O2(g)= O+2(g)+e- H1=1175.7kJ·mol-1

PtF6(g)+ e-1PtF6-(g)H2= -771.1 kJ·mol-1

O2+PtF6-(s)=O2+(g)+PtF6- H3=482.2 kJ·mol-1

则反应O2g+ PtF6 (g) = O2+PtF6- (s)H=_____________ kJ·mol-1

3)在25℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1MgCl2CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为____________。已知25℃Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20

4)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显_____________性(填”“);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=__________

 

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