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二氧化氯泡腾片是一种常用的含氯消毒剂,其主要成分是亚氯酸钠(NaClO2)。Na...

二氧化氯泡腾片是一种常用的含氯消毒剂,其主要成分是亚氯酸钠(NaClO2)NaClO2的制备原理为:用SO2NaClO3制取ClO2气体,再由ClO2在强碱性条件下与过量的H2O2反应制得(装置如图所示)

已知:①NaClO2碱性溶液稳定,酸性溶液会分解

②无水NaClO2常温稳定,有水存在时加热到130°C分解;

NaClO2饱和溶液在温度低于38°C时析出的晶体是NaClO2•3H2O,高于38°C时析出晶体是NaClO2

(1)装置C用于制备ClO2气体,同时生成NaHSO4,写出该反应的化学方程式:_______

(2)C中产生的ClO2通入装置D中制备NaClO2,反应温度需控制在3°C,写出该反应的离子方程式:____

(3)反应结束后,将D中混合物减压蒸发浓缩,冷却结晶可获得NaClO2晶体。结晶时温度需保持在40~55°C,原因是_______

(4)保持反应时间、反应物和溶剂的用量不变,实验中提高ClO2吸收率的措施有(写出一种即可)_____

(5)装置C所得溶液中主要溶质为Na2SO4NaHSO4,直接排放会污染环境且浪费资源,经处理后可获得芒硝(Na2SO4·10H2O)。请补充完整由装置C中所得溶液制取Na2SO4·10H2O的实验方案:_____________(实验中须使用的试剂和仪器有:NaOH溶液、冰水、pH)。已知:Na2SO4的溶解度曲线如图所示。

 

2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4 2ClO2+H2O2+2OH-=2+O2+2H2O 温度过高NaClO2会分解,温度过低晶体以NaClO2•3H2O析出 缓慢滴加硫酸(搅拌、冰水浴均可) 向装置C所得溶液中滴加NaOH溶液,边滴加边用pH计测溶液的pH至溶液pH=7时停止滴加NaOH溶液,将溶液蒸发浓缩,冷却至32.4°C以下结晶,过滤,用冰水洗涤晶体2~3次,低温烘干得到芒硝 【解析】 由实验装置图可知,装置A中75%硫酸与装置B中亚硫酸钠反应生成二氧化硫,二氧化硫与装置C中的硫酸和氯酸钠反应制得二氧化氯,二氧化氯进入装置D中,在温度为3°C的碱性条件下,二氧化氯与过氧化氢反应生成亚氯酸钠,装置E为空载仪器,起防止倒吸的作用,装置F为尾气吸收装置,吸收过量的二氧化硫和二氧化氯,防止污染环境。 (1)装置C中二氧化硫与硫酸和氯酸钠反应生成二氧化氯和硫酸氢钠,反应的化学方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4,故答案为:2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4; (2)在温度为3°C的碱性条件下,二氧化氯与过氧化氢反应生成亚氯酸钠、氧气和水,反应的离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-=2+O2+2H2O,故答案为:2ClO2+H2O2+2OH-=2+O2+2H2O; (3)由NaClO2饱和溶液在温度低于38°C时析出的晶体是NaClO2•3H2O,高于38°C时析出晶体是NaClO2可知,结晶时温度需保持在40~55°C,故答案为:温度过高NaClO2会分解,温度过低晶体以NaClO2•3H2O析出; (4)保持反应时间、反应物和溶剂的用量不变,实验中缓慢滴加硫酸或搅拌或冰水浴可提高ClO2吸收率,故答案为:缓慢滴加硫酸(搅拌、冰水浴均可); (5)装置C为硫酸氢钠溶液,由Na2SO4的溶解度曲线可知,若温度高于32.4°C,会析出硫酸钠固体,则由硫酸氢钠溶液制取芒硝的操作为向装置C所得的溶液中滴加NaOH溶液,边滴加边用pH计测溶液的pH至溶液pH=7时停止滴加NaOH溶液,将溶液蒸发浓缩,冷却至32.4°C以下结晶,过滤,用冰水洗涤晶体2~3次,低温烘干得到芒硝,故答案为:向装置C所得溶液中滴加NaOH溶液,边滴加边用pH计测溶液的pH至溶液pH=7时停止滴加NaOH溶液,将溶液蒸发浓缩,冷却至32.4°C以下结晶,过滤,用冰水洗涤晶体2~3次,低温烘干得到芒硝。
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考点分析:
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硫酸厂尾气中含有大量SO2,回收并综合利用SO2对环境保护有重要意义。

(1)利用氨水吸收烟气中的SO2可转化为(NH4)2SO4。相关反应的主要热化学方程式如下:

SO2(g)+NH3•H2O(aq)=NH4HSO3(aq)                   ΔH1=akJ•mol-1

NH3•H2O(aq)+NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)        ΔH2=bkJ•mol-1

2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)                ΔH3=ckJ•mol-1

①反应2SO2(g)+4NH3•H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=________kJ•mol-1

②空气氧化NH4HSO3的速率随温度的变化如图1所示,当温度超过60℃时,(NH4)2SO3氧化速率下降的原因可能是________。研究发现,在500℃下硫酸铵分解过程中得到4种产物,其含氮物质随时间变化关系如图2所示。写出该条件下硫酸铵分解的化学方程式:____________

(2)工业上利用SO2尾气可制备亚硫酰氯(SOCl2)SOCl2是一种发烟液体,易水解,可用于农药、医药、染料、电池等生产,其制备原理为:S(s)+2Cl2(g)+SO2(g)2SOCl2(g)

①该反应的平衡常数表达式为____

②用SOCl2A1Cl3•6H2O混合共热,可得到无水A1Cl3,原因是________

(3)用电解法处理含有SO2尾气的装置如图所示(电极材料均为惰性电极)。该装置中的离子交换膜为___离子交换膜(”);阴极的电极反应式为__

 

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硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。由方铅矿(主要成分为PbS,含FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)制备PbSO4的工艺流程如下:

已知:①PbCl2难溶于冷水,易溶于热水

PbCl2(s)+2Cl-(aq)(aq)    ΔH>0

Ksp(PbSO4)=1.08×l0-8Ksp(PbCl2)=1.6×l0-5

(1)“浸取过程中盐酸与MnO2PbS发生反应生成PbCl2S的化学方程式为______浸取时加入饱和NaCl溶液的原因是________

(2)“pH”的目的是___________

(3)“沉降时加入冰水的作用是__________

(4)流程中可循环使用的物质是________

(5)20°C时,PbCl2(s)在不同浓度盐酸中的最大溶解量(g•L-1)如图所示。下列叙述正确的是(填序号)______

a.盐酸浓度越小,Ksp(PbCl2)越小

b.xy两点对应的溶液中c(Pb2+)不相等

c.当盐酸浓度为lmol•L-1时,溶液中c(Pb2+)一定最小

 

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25°C时,三种弱电解质的电离平衡常数如下表:

化学式

HCOOH

CH3COOH

NH3·H2O

电离平衡常数

1.77×10-4

1.75×10-5

1.76×10-5

 

 

(1)下列方法中,可以使0.l0mol•L-1CH3COOH溶液中CH3COOH电离程度增大的是_________   

a.通入少量HCl气体    b.加入少量冰醋酸  c.加入少量醋酸钠固体    d.加入少量水

(2)常温下,0.lmol•L-1NH3·H2O溶液加水稀释过程,下列表达式的数据一定变小的是________

a.c(OH-) b. c. c(H+c(OH-) d.

(3)同浓度的①HCOONaCH3COONaCH3COONH4NH4Cl溶液的pH由大到小的顺序为______

(4)用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3HCOOHCH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积分别为V1V2,则V1________V2(”)

 

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一定条件下,测得反应3CO(g)3H2(g)(CH3)2O(g)CO2(g)达平衡时CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示(假定过程中不发生其他反应)。温度为T时,向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol CO0.4 mol H2,反应达平衡时测得CO2物质的量为0.1 mol。下列说法正确的是(  )

A.该反应的ΔH<0,图中压强p1>p2

B.压强为p2时,图中Q点所示条件下v()<v()

C.温度为T时,若向体积为1 L的恒压容器中充入0.4 mol CO0.4 mol H2,达平衡时CO的转化率大于75%

D.温度为T时,若向原容器中充入0.1 mol CO0.2 mol(CH3)2O0.2 mol CO2,则该反应的平衡常数大于104

 

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已知邻苯二甲酸(H2A)Kal=1.1×10-3Ka2=3.9×10-6    常温下,用0.l0mol•L-1NaOH溶液滴定20.0mL0.l0mol•L-1的邻苯二甲酸氢钾(KHA)溶液,溶液pH的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是

A.a点的混合溶液中:c(K+)>c(HA-)>c(Na+)>c(A2-)

B.b点的混合溶液中:c(Na+)=c(A2-)+c(H2A)

C.c点的混合溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(HA-)+2c(H2A)

D.a点到c点水的电离程度逐渐增大

 

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