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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,而且与Cl...

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,而且与Cl2相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。某课题组以惰性电极电解盐酸和NH4Cl的混合溶液获得NCl3溶液,再以NCl3溶液和NaClO2反应制得ClO2。回答下列问题:

1ClO2I-还原为ClO2-Cl-的转化率与溶液pH的关系如图所示:

pH≤2时,ClO2I-反应生成I2的离子方程式为_________________

②在用ClO2进行水处理时,除了杀菌消毒外,还能除去水中的Fe2+Mn2+ClO2氧化Mn2+生成MnO2的反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为________

2NCl3的水解产物有NHCl2NH2Cl等。

①NCl3的电子式为________,其中氯元素的化合价是________NH2Cl仍可缓慢发生水解,其化学方程式为_________________

②NCl3NaOH溶液中水解生成N2NaClONaCl,其化学方程式为______________

③NCl3NaClO2按物质的量之比1∶6混合,在溶液中恰好反应生成ClO2和氨,该反应的离子方程式为___________________

3)有下列两种方法制备ClO2

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

方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O

用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水消毒,其主要原因是_______________

4)电解获得NCl3溶液的化学方程式为__________________

 

2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O 2:1 +1 NH2Cl+2H2O NH3·H2O+HClO 2NCl3+6NaOH=N2↑+3NaCl+3NaClO+3H3O NCl3+6ClO-+3H2O=6ClO2↑+NH3↑+3Cl-+3OH- 制备的ClO2中不含Cl2,不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物 NH4Cl+2HCl 3H2↑+NCl3 【解析】 (1)①由图可知,pH≤2时,ClO2与I-反应生成I2、Cl-和H2O; ②由图可知,中性溶液中ClO2与Mn2+反应生成MnO2和ClO2-;NH2Cl在溶液中缓慢发生水解生成一水合氨和次氯酸; (2)①由NCl3的水解产物有NHCl2、NH2Cl可知,分子中氮元素呈-3价,氯元素呈+1价; ②NCl3在NaOH溶液中水解生成N2,NaClO和NaCl,反应中氮元素被氧化,氯元素部分被还原; ③由NCl3与NaClO2按物质的量之比1∶6混合,在溶液中恰好反应生成ClO2和氨可知,反应中+3价氯元素失电子被氧化生成ClO2,+1价氯元素得电子被还原生成Cl-; (4)由题给信息可知Cl2在水处理过程中会产生对人体有潜在危害的有机氯代物,用方法二制备的ClO2中不含Cl2; (5)以惰性电极电解盐酸和NH4Cl的混合溶液获得NCl3溶液时,氯离子在阳极失电子发生氧化反应生成NCl3,氢离子在阴极得电子发生还原反应生成氢气。 (1)①由图可知,pH≤2时,ClO2与I-反应生成I2、Cl-和H2O,反应的离子方程式为2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O,故答案为2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O; ②由图可知,中性溶液中ClO2与Mn2+反应生成MnO2和ClO2-,由得失电子数目守恒可知,ClO2氧化Mn2+生成MnO2的反应中有如下关系n(ClO2)=2n(Mn2+),则氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1,故答案为2:1; (2)①NCl3为共价化合物,由NCl3的水解产物有NHCl2、NH2Cl可知,分子中氮元素呈—3价,氯元素呈+1价,电子式为;NH2Cl在溶液中缓慢发生水解生成一水合氨和次氯酸,水解反应的化学方程式为NH2Cl+2H2O NH3·H2O+HClO,故答案为;+1;NH2Cl+2H2O NH3·H2O+HClO; ②NCl3在NaOH溶液中水解生成N2,NaClO和NaCl,反应中氮元素被氧化,氯元素部分被还原,反应的化学方程式为2NCl3+6NaOH=N2↑+3NaCl+3NaClO+3H3O,故答案为2NCl3+6NaOH=N2↑+3NaCl+3NaClO+3H3O; ③由NCl3与NaClO2按物质的量之比1∶6混合,在溶液中恰好反应生成ClO2和氨可知,反应中+3价氯元素失电子被氧化生成ClO2,+1价氯元素得电子被还原生成Cl-,反应的离子方程式为NCl3+6ClO2-+3H2O=6ClO2↑+NH3↑+3Cl-+3OH-,故答案为NCl3+6ClO-+3H2O=6ClO2↑+NH3↑+3Cl-+3OH-; (4)由题给信息可知Cl2在水处理过程中会产生对人体有潜在危害的有机氯代物,用方法二制备的ClO2中不含Cl2,不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物,故选择方法二,故答案为制备的ClO2中不含Cl2,不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物; (5)以惰性电极电解盐酸和NH4Cl的混合溶液获得NCl3溶液时,氯离子在阳极失电子发生氧化反应生成NCl3,氢离子在阴极得电子发生还原反应生成氢气,电解反应的化学方程式为NH4Cl+2HCl 3H2↑+NCl3,故答案为NH4Cl+2HCl 3H2↑+NCl3。
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三草酸合铁酸钾晶体{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}易溶于水,难溶于乙醇,可用于摄影和蓝色印刷.以铁屑为原料的制备流程如下:

回答下列问题:

1)流程中加入的稀硫酸需稍过量,其目的是________________;若要从所得溶液中得到绿矾FeSO4·7H2O,必须进行的实验操作是________(按顺序填写)。

a.过滤洗涤 b.蒸发浓缩 c.冷却结晶 d.灼烧 e.干燥

2)流程中需过滤分离,则加入H2C2O4发生反应的化学方程式为__________

3)流程中需控制溶液温度不高于40 ℃,理由是________________;该步反应的化学方程式为________________________;得到K3[Fe(C2O4)3]溶液后,加入乙醇,然后进行过滤,加入乙醇的理由是________________________________

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检查装置气密性后,先通一段时间的N2,其目的是____________________;结束实验时,先熄灭酒精灯再通入N2至常温。实验过程中观察到BF中澄清石灰水都变浑浊,E中有红色固体生成,则分解得到的气体产物是______________

②分解得到的固体产物含有K2CO3FeOFe,加水溶解、过滤、洗涤、干燥,得到含铁样品。现设计下列两种实验方案对该样品进行铁元素含量测定:

(甲)

(乙)   酸性KMnO4溶液V mL

你认为以上________(填)方案可确定样品的组成,测得铁元素的含量是________

 

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氨可用于制取氨水、氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等,因此被广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料等行业.

1)以甲烷为原料可制得合成氨用的氢气,有关反应的能量变化如下图所示:

 

写出CH4(g)H2O(g)反应生成CO(g)H2(g)的热化学方程式:_______________

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①前20minv(NH3)=________mol/(L·min),放出的热量为________

45min时采取的措施是________;时段III条件下反应的平衡常数为________(保留3位有效数字)。

3)一定温度下,将不同量的CO2NH3分别通入某恒容密闭容器中进行下列反应:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(l)+H2O(g);H0,得到如下数据:

实验组

起始量/mol

平衡时的转化率

平衡时气体平均相对分子质量

NH3(g)

CO2(g)

NH3(g)

CO2(g)

1

2

1

a1

a2

M1

2

4

2

a3

a4

M2

3

n1

n2

a5

a6

M3

 

a1________a4(填”、“);M1________ M2(填”、“)。

②若a5>a6,则n1n2必须满足的关系是________

4)室温时将氨通入500mL 0.1mol·L-1盐酸中至pH=6,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________________________________________

5)氨、空气、KOH溶液可构成燃料电池,反应原理为4NH3+3O2=2N2+6H2O,反应一段时间后,电解质溶液的pH________(填增大”“减小不变)。

 

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下列有关电解质溶液的说法中正确的是

A.pH均为5HClNH4Cl溶液中,两溶液中水的电离程度相同

B.常温下,在pH=12的氢氧化钠溶液中加入pH=2HA溶液至pH刚好等于7,所得溶液中一定存在c(A-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)

C.等体积、等浓度的NaX溶液和弱酸HX溶液混合后的溶液中一定存在:c(X-)>c(Na+)>c(HX)>c(H+)>c(OH-)

D.浅绿色的Fe(NO3)2溶液中存在着如下的平衡:Fe2+2H2OFe(OH)22H+,若在此溶液中加入盐酸, c(H+)增大,平衡左移,溶液的绿色变深

 

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已知XYZWQ是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。其中只有Z是金属,W的质子数是Y2倍,XYW在周期表中的相对位置关系如下图。下列说法正确的是

A.五种元素中原子半径最大的是X,离子半径最大的是Q离子

B.五种元素中Q的最高价氧化物所对应的水化物的酸性最强

C.YZ形成的化合物一定是碱性氧化物

D.ZQ形成的化合物水溶液一定显酸性

 

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下列实验中,所选用的装置、药品及对应原理都正确的是

选项

目的

装置

原理

A

分离乙酸乙酯和乙醇

乙酸乙酯和乙醇的密度不同

B

实验室制备氨气

C

证明非金属性N>C>Si

最高价含氧酸酸性:硝酸>碳酸>硅酸

D

除去丁醇中的乙醚

丁醇和乙醚的沸点不同

 

 

 

A.A B.B C.C D.D

 

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