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【題目】Cl2常用作自來水消毒劑,Cl2作消毒劑時生成的有機氯化物可能對人體有害。ClO2被世界衛(wèi)生組織(WHO)列為A級高效、安全滅菌消毒劑,將逐漸取代Cl2成為自來水的消毒劑某小組探究地康法制氯氣的原理并驗證Cl2的性質,設計實驗如下(夾持裝置略去)。請回答下列問題

(1)A裝置中反應利用了濃硫酸的難揮發(fā)性,則該反應的化學方程式為______________

(2)B裝置中反應轉移0.08 mol電子時,則消耗的Na2O2固體的質量為______________。

(3)反應開始后,硫酸銅變藍,則裝置D中發(fā)生反應的化學方程式為 ______________ 。

(4)ClO2的制備方法比較實用的有數(shù)十種,下列方法是常見方法之一。

方法一:2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。當有0.4 mol電子發(fā)生轉移時,得到的還原產物為______________mol。

方法二:實驗室常用氯酸鉀(KClO3)、草酸(H2C2O4)和硫酸溶液共熱制備。

有同學設計如下裝置制備ClO2并用其處理含錳離子的工業(yè)廢水。

C裝置的作用為______________

B中反應產物有ClO2、CO2等,發(fā)生氧化反應的過程為:______________ → ______________ (用化學式表示)。______________

③寫出裝置D中除去Mn2(已知Mn2轉化為MnO2)的離子方程式______________ 。

【答案】H2SO4()+NaClNaHSO4+HCl↑[H2SO4()+2NaClNa2SO4+2HCl↑]6.24 g4HCl+O22H2O+2Cl20.4安全瓶防倒吸H2C2O4→CO22ClO2+5Mn2++6H2O═5MnO2↓+2Cl-+12H+

【解析】

1)濃硫酸與氯化鈉加熱反應生成硫酸鹽和氯化氫。

2)過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉和氧氣,轉移電子與過氧化鈉之間的關系為Na2O2—e-,據此進行計算。

(3)硫酸銅變藍,說明有水生成,根據氧化還原反應規(guī)律可知,氯化氫與氧氣在一定條件下反應生成氯氣和水。

4)方法一:根據2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O反應可知,2ClO2—2e-關系,據此進行計算。

方法二:①此裝置為安全瓶,防止倒吸。

②H2C204KC103氧化為二氧化碳,氯酸鉀被還原為ClO2。

二氧化氯具有強的氧化性,能夠氧化二價錳離子生成二氧化錳,本身被還原為氯離子,據此寫出離子反應方程式

1A裝置中反應利用了濃硫酸的難揮發(fā)性,濃硫酸與氯化鈉加熱反應生成硫酸鹽和氯化氫,反應的化學方程式為:H2SO4()+NaClNaHSO4+HCl↑[H2SO4()+2NaClNa2SO4+2HCl↑]正確答案H2SO4()+NaClNaHSO4+HCl↑[H2SO4()+2NaClNa2SO4+2HCl↑]。

2)過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉和氧氣,轉移電子與過氧化鈉之間的關系為Na2O2—e-,當反應轉移0.08 mol電子時,消耗的Na2O2固體的量為0.08mol,質量為0.08×78= 6.24 g;正確答案6.24 g。

3)反應開始后,硫酸銅變藍,說明有水生成,根據氧化還原反應規(guī)律可知,氯化氫與氧氣在一定條件下反應生成氯氣和水,裝置D中發(fā)生反應的化學方程式為:4HCl+O22H2O+2Cl2 ;正確答案4HCl+O22H2O+2Cl2 。

4)方法一:根據2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O反應可知,NaClO3+5價氯被還原到0價,NaClO3做氧化劑,HCl-1價氯氧化到0價,HCl為還原劑;因此還原產物為ClO2根據2ClO2—2e-關系,當有0.4 mol電子發(fā)生轉移時,得到的還原產物為0.4mol;正確答案:0.4。

方法二:根據C裝置進氣管、出氣管都較短可以知道為安全瓶,防止倒吸;正確答案安全瓶,防倒吸。

用H2C204溶液、稀硫酸和KC103制備ClO2反應產物為二氧化氯、二氧化碳可稀釋Cl02,草酸被氧化為二氧化碳,氯酸鉀被還原為ClO2;正確答案H2C2O4→CO2。

二氧化氯具有強的氧化性,能夠氧化二價錳離子生成二氧化錳,本身被還原為氯離子,離子方程式:2ClO2+5Mn2++6H2O═5MnO2↓+2Cl-+12H+;正確答案:2ClO2+5Mn2++6H2O═5MnO2↓+2Cl-+12H+。

練習冊系列答案
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1A裝置為CO2的發(fā)生裝置,反應的離子方程式為____________________。

2B裝置可除去A裝置中可能揮發(fā)出的___________,反應的離子方程式為_______________。

3C裝置為O2的發(fā)生裝置,反應的化學方程式為__________________、________________。

4D裝置可除去C裝置中未反應的__________,反應的離子方程式為____________________。

5E裝置為排水法收集O2的裝置,檢驗所收集的氣體為O2的方法為_____________________。

6C裝置中固體由淡黃色完全變?yōu)榘咨瑱z驗固體成分的實驗方案為取少量C裝置中反應后的固體溶于水,向溶液中滴入過量___溶液,若有白色沉淀生成,則證明固體中含有___;過濾,向濾液中滴入幾滴酚酞溶液,若__且不褪色,則證明固體中含有__。

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