亞氯酸鈉(NaClO2)常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白與殺菌。以下是用過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖:
已知:NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大,適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO2·3H2O。
(1)吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________(配平化學(xué)方程式)。該工藝流程中的NaClO3、ClO2、NaClO2都是強(qiáng)氧化劑,它們都能和濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2。若用二氧化氯和濃鹽酸制取Cl2,當(dāng)生成5 mol Cl2時(shí),通過還原反應(yīng)制得氯氣的質(zhì)量為________克。
(2)從濾液中得到的NaClO2·3H2O晶體的操作依次是__________(填寫序號(hào))。
a.蒸餾 b.灼燒 c.過濾 d.冷卻結(jié)晶
(3)印染工業(yè)常用亞氯酸鈉(NaClO2)漂白織物,漂白織物時(shí)真正起作用的是HClO2。下表是25℃時(shí)HClO2 及幾種常見弱酸的電離平衡常數(shù):
①常溫下,物質(zhì)的量濃度相等的NaClO2 、NaF、NaCN、Na2S四種溶液的pH由大到小的順序?yàn)開___________;體積相等,物質(zhì)的量濃度相同的NaF、NaCN兩溶液中所含陰陽離子總數(shù)的大小關(guān)系為:______________(填“前者大”“相等”或“后者大”)。
②Na2S是常用的沉淀劑。某工業(yè)污水中含有等濃度的Cu2+、Fe2+、Pb2+ 離子,滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是_______;當(dāng)最后一種離子沉淀完全時(shí)(該離子濃度為10-5mol·L-1)此時(shí)的S2-的濃度為____。
已知
(14分)(1)2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2↑ 71(每空2分,共4分)(2)dc(2分)
(3)①Na2S>NaCN>NaF>NaClO2 前者大(每空2分,共4分)
②CuS 6.3×10-13mol/L(每空2分,共4分)
【解析】
試題分析:(1)根據(jù)流程信息可知,吸收塔內(nèi)生成NaClO2,所以一定有ClO2→NaClO2,化合價(jià)降低,被還原;則H2O2必定被氧化,有氧氣產(chǎn)生,因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2↑;二氧化氯和濃鹽酸制取Cl2時(shí),二氧化氯中氯元素的化合價(jià)從+4價(jià)降低到0價(jià),得到4個(gè)電子。氯化氫中氯元素的化合價(jià)從-1價(jià)升高到0價(jià),失去1個(gè)電子,則根據(jù)電子的得失守恒可知,氧化劑和還原劑大的物質(zhì)的量之比是1:4,還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比也是1:4。因此當(dāng)生成5 mol Cl2時(shí),通過還原反應(yīng)制得氯氣的物質(zhì)的量是1mol,質(zhì)量為71g。
(2)從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體,只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法,通過過濾得到粗晶體,所以操作順序?yàn)閐c。
(3)①酸越弱,相應(yīng)的鈉鹽越容易水解,溶液的堿性越強(qiáng),pH越大。酸的電離平衡常數(shù)越小,酸越弱,所以根據(jù)電離平衡常數(shù)可知,酸性強(qiáng)弱順序是HClO2>HF>H2S>HCN>HS-,則常溫下,物質(zhì)的量濃度相等的NaClO2 、NaF、NaCN、Na2S四種溶液的pH由大到小的順序?yàn)镹a2S>NaCN>NaF>NaClO2;根據(jù)電荷守恒可知在NaF、NaCN兩溶液中存在c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(F-)、c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-),因此兩溶液中所含陰陽離子總數(shù)分別是n(Na+)+n(H+)+n(OH-)+n(F-)=2 n(Na+)+2n(H+)、n(Na+)+n(H+)+n(OH-)+n(CN-)=2 n(Na+)+2n(H+)。在物質(zhì)的量濃度相等的條件下,NaF溶液的堿性弱于NaCN溶液的堿性,則NaF溶液中氫離子的濃度大于NaCN溶液中氫離子的濃度,因此積相等,物質(zhì)的量濃度相同的NaF、NaCN兩溶液中所含陰陽離子總數(shù)的大小關(guān)系為前者大。
②根據(jù)溶度積常數(shù)可知,CuS的溶度積常數(shù)最小,所以向含有等濃度的Cu2+、Fe2+、Pb2+ 離子的溶液中,滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是CuS。最后析出的是FeS沉淀,當(dāng)溶液中c(Fe2+)=10-5mol/L時(shí),根據(jù)FeS的溶度積常數(shù)可知,溶液中c(S2-)==6.3×10-13mol/L。
考點(diǎn):考查氧化還原反應(yīng)方程式的配平、計(jì)算;物質(zhì)的分離與提純;弱電解質(zhì)的電離、鹽類水解以及溶液中離子濃度大小比較;溶度積常數(shù)的應(yīng)用和計(jì)算等
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
O | - 3 |
O | - 3 |
O | n- 4 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解
壓強(qiáng)MPa 轉(zhuǎn)化率% 溫度℃ |
0.1 | 0.5 | 1 | 10 |
400 | 99.2 | 99.6 | 99.7 | 99.9 |
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科目:高中化學(xué) 來源:2012屆福建省三明市普通高中高三上學(xué)期聯(lián)合命題考試化學(xué)試卷 題型:填空題
(10分)氯氣是氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品之一,它是一種常用的消毒劑,其消毒原理是與水反應(yīng)生成了次氯酸:
Cl2 + H2O HCl + HClO K=4.5×10-4
次氯酸的強(qiáng)氧化性能殺死水中的病菌(不直接用次氯酸為自來水消毒是因?yàn)榇温人嵋追纸,且毒性較大)。但是,由于氯氣貯運(yùn)不方便,且具有一定的危險(xiǎn)性,目前正逐漸被其它性能優(yōu)越的消毒產(chǎn)品所替代。請(qǐng)回答:
(1)氯堿工業(yè)生產(chǎn)氯氣的化學(xué)方程式為 。
(2)84消毒液(主要成分為NaClO)與氯氣相比具有貯運(yùn)方便等優(yōu)點(diǎn),用氯氣與燒堿溶液反應(yīng)制備84消毒液的離子方程式為 。
(3)二氧化氯是一種高效、廣譜、安全的殺菌、保鮮劑。我國科學(xué)家研發(fā)了用氯氣氧化亞氯酸鈉(NaClO2)固體制備二氧化氯的方法,其化學(xué)方程式為 。
(4)一位同學(xué)設(shè)計(jì)了一套用濃鹽酸和KMnO4固體制取少量氯氣并比較氯氣與碘單質(zhì)的氧
化性強(qiáng)弱的微型裝置(如圖)。
①下列溶液能吸收Cl2的是 (填字母序號(hào))。
A.飽和食鹽水 | B.飽和Na2SO3溶液 |
C.飽和NaOH溶液 | D.濃硫酸 |
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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014學(xué)年貴州省銅仁市高三第四次月考理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
已知向氯酸鈉的酸性水溶液中通入二氧化硫氣體,反應(yīng)中SO2氧化過程為:SO2+2H2O –2e- =SO42-+4H+;向亞氯酸鈉(NaClO2)固體中通入用空氣稀釋的氯氣,反應(yīng)中還原過程為:Cl2 + 2 e- =2Cl-。在上述兩個(gè)反應(yīng)中均會(huì)生成產(chǎn)物X,則X的化學(xué)式為( )
A.ClO2 B.NaClO4 C.HClO D. NaClO
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科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年福建省三明市高三上學(xué)期聯(lián)合命題考試化學(xué)試卷 題型:填空題
(10分)氯氣是氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品之一,它是一種常用的消毒劑,其消毒原理是與水反應(yīng)生成了次氯酸:
Cl2 + H2O HCl + HClO K=4.5×10-4
次氯酸的強(qiáng)氧化性能殺死水中的病菌(不直接用次氯酸為自來水消毒是因?yàn)榇温人嵋追纸,且毒性較大)。但是,由于氯氣貯運(yùn)不方便,且具有一定的危險(xiǎn)性,目前正逐漸被其它性能優(yōu)越的消毒產(chǎn)品所替代。請(qǐng)回答:
(1)氯堿工業(yè)生產(chǎn)氯氣的化學(xué)方程式為 。
(2)84消毒液(主要成分為NaClO)與氯氣相比具有貯運(yùn)方便等優(yōu)點(diǎn),用氯氣與燒堿溶液反應(yīng)制備84消毒液的離子方程式為 。
(3)二氧化氯是一種高效、廣譜、安全的殺菌、保鮮劑。我國科學(xué)家研發(fā)了用氯氣氧化亞氯酸鈉(NaClO2)固體制備二氧化氯的方法,其化學(xué)方程式為 。
(4)一位同學(xué)設(shè)計(jì)了一套用濃鹽酸和KMnO4固體制取少量氯氣并比較氯氣與碘單質(zhì)的氧
化性強(qiáng)弱的微型裝置(如圖)。
①下列溶液能吸收Cl2的是 (填字母序號(hào))。
A. 飽和食鹽水 B. 飽和Na2SO3溶液
C. 飽和NaOH溶液 D. 濃硫酸
②能說明Cl2的氧化性強(qiáng)于I2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。
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