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用浓盐酸和氯酸钾固体反应制备氯气时,发现所得的气体颜色偏深,经分析该气体主要含有...

用浓盐酸和氯酸钾固体反应制备氯气时,发现所得的气体颜色偏深,经分析该气体主要含有Cl2ClO2两种气体,某研究性学习小组拟用如图所示装置分离制得的混合气体,并测定两种气体的物质的量之比。

[资料信息]

常温下二氧化氯是黄绿色气体,熔点-59.5℃,沸点11.0℃,能溶于水,不溶于浓硫酸、四氯化碳,有强氧化性,能与NaOH溶液反应生成等物质的量的两种盐,其中一种为氯酸钠。

[制备与分离]

(1)实验过程中加药品前应进行的操作是______________

(2)装置CE的作用分别是:______________________________________________

(3)根据信息写出ClO2NaOH溶液的离子方程式为_________________________________

[测量与计算]

反应结束后,打开止水夹鼓入过量氮气,再测得BC装置分别增重2.0g14.2g,将D中的液体溶于水,配成2.5L溶液,取25.00mL该溶液,调节试样的pH<2.0,加入足量的KI晶体,振荡后,静置片刻;加入指示剂X,用0.2000mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液25.00mL。(已知:2ClO2 + 8H+ + 10I- = 5I2 + 2Cl- + 4H2O;2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 +2NaI

(4)鼓入氮气的目的是 ______________________________。指示剂X_________,滴定终点时溶液的颜色变化是________________________

(5)D装置收集到的ClO2的物质的量为________

[结论] 由实验测量可知,浓盐酸和氯酸钾固体反应的化学方程式为________________

 

检查装置的气密性 吸收Cl2 安全瓶,防倒吸 ClO2 + 2OH- = ClO2- + ClO3- + H2O 赶出装置A中产生的气体,使测量准确 淀粉溶液 蓝色变无色 0.1mol 3KClO3 + 10HCl (浓) = 3KCl + 2ClO2↑ + 4Cl2↑ + 5H2O 【解析】 实验目的有二个:①分离Cl2和ClO2混合气体,②测定Cl2和ClO2的物质的量之比,结合图中装置可知,实验时先检验装置的气密性,A中浓盐酸与氯酸钾反应,B中浓硫酸干燥,C可除去混合气体中的氯气,D冷凝分离出二氧化氯,E作为安全瓶防止F中溶液倒吸进入D中,F中NaOH溶液可吸收尾气;测定含量时结合2ClO2+8H++10I-═5I2+2Cl-+4H2O、2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI,可知存在ClO2~5Na2S2O3,以此来解答。 (1)制备气体的实验步骤通常是:连接仪器组成装置,检查装置气密性,加入试剂等等,故加药品前应检查装置气密性, 故答案为:检查装置的气密性; (2)根据相似相溶原理和题中信息,氯气易溶于四氯化碳,二氧化氯不溶于四氯化碳、较易液化,从而可实现它们的分离;装置C的作用是溶解吸收混合气体中的氯气,装置D可使二氧化氯冷凝成液体,装置E作为安全瓶能防止F中溶液倒吸至D中, 故答案为:吸收Cl2;安全瓶,防倒吸; (3)F中NaOH溶液能吸收氯气、二氧化氯,防止污染空气。因氧化还原反应中化合价升降数相等,ClO2与NaOH 溶液反应生成等物质的量的两种盐,其中一种为NaClO3,另一种只能是NaClO2,其离子方程式为2ClO2+2OH-=ClO3-+ClO2-+2H2O, 故答案为:; (4)反应结束后,装置中有少量残留气体,为使测量数据准确,可通入氮气将装置中气体赶入吸收装置;测定试验的原理是利用ClO2与I-反应生成I2,然后利用Na2S2O3测定生成的I2的量,从而计算ClO2的量,因此可选用淀粉溶液作滴定指示剂,当I2反应完全后,溶液蓝色变为无色,且半分钟内不恢复至蓝色, 故答案为:赶出装置A中产生的气体,使测量准确;淀粉溶液;蓝色变为无色; (5)由2ClO2+8H++10I-═5I2+2Cl-+4H2O、2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI,可知列出关系式:ClO2~5Na2S2O3,25mL溶液中,ClO2的含量为: , 则2.5L溶液中ClO2的物质的量为×10-3mol=0.1mol;装置C的增重量为氯气的质量,氯气的物质的量为=0.2mol,故装置A中生成ClO2、Cl2的物质的量之比为1:2,根据原子守恒和化合价升降守恒可知,其反应化学方程式为:3KClO3 + 10HCl (浓) = 3KCl + 2ClO2↑ + 4Cl2↑ + 5H2O, 故答案为:0.1mol;3KClO3 + 10HCl (浓) = 3KCl + 2ClO2↑ + 4Cl2↑ + 5H2O。  
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考点分析:
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XYZ均是中学化学中常见的物质,某同学用XY两种单质及Z的溶液进行实验,部分实验内容如下表所示:

步骤

现象

X表面产生大量无色气泡

X表面只能产生少量气泡,然后就无明显变化

XY接触后,X表面持续产生气泡

 

(1)I中反应物与生成物总能量的大小:E(反应物)_______E(生应物)(填“>”“<”或“=)

(2)X是铝,在温度不变时向I中分别加入(适量)等物质的量的NaClKClCsCl后,产生无色气泡的速率明显加快,导致这种变化最可能的原因是_______________________

(3)X是铝,II反应中只能产生少量气泡且有特殊颜色,然后就无明显变化,则该反应的离子方程式为_______________Y不可能是_________(填字母)

A.     B. 石墨   C.      D.  

(4)III中溶液最终变蓝色,写出负极上电极反应式:_____________________,变化过程中参与正极上放电的离子是_____________

 

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已知可逆反应X(g)+2Y(g) Z(g) H0,一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol Y和一定量的X后,X的浓度随时间的变化情况如图所示,则下列说法正确的是

A.a点逆反应速率大于c点正反应速率

B.反应达到平衡时,再加入一定量X,平衡正移,平衡常数K增大

C.该条件下,反应达到平衡时,平衡常数K3

D.若初始时向该容器中加入1mol X2mol Y,达到平衡时,X的平衡浓度大于0.125 mol·L-1

 

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新型可控电池――锂水电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是

A.有机电解质中可加入乙醇

B.该电池工作时,阳离子向锂电极移动

C.该电池为二次电池。

D.碳电极上发生的反应是2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-

 

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[n]-轴烯含有n个以中心碳环为轴心延伸出去的碳碳双键,故称轴烯。[3]-轴烯的结构简式如图所示。下列说法不正确的是

A.[3]-轴烯与甲苯互为同系物

B.[3]-轴烯能发生加成、氧化反应

C.[3]-轴烯与足量H2反应所得产物的二氯代物有5

D.[3]-轴烯分子中所有原子可能共平面

 

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常温下,已知电离常数Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5 Ka1(H2C2O4)=5.9×10-2 Ka2(H2C2O4)=6.4×10-5。下列说法正确的是

A.NH4HC2O4溶液中,c(NH4+)= c(HC2O4-)

B.H2C2O4溶液中和氨水至中性时,溶液中c(NH4+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42)

C.(NH4)2 C2O4溶液呈酸性,属于酸式盐

D.等物质的量浓度的氨水和H2C2O4溶液等体积混合,所得溶液呈碱性。

 

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