【題目】某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室制取漂白粉,并探究氯氣與石灰乳反應(yīng)的條件和產(chǎn)物。
已知:①二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)可制備氯氣,同時(shí)生成MnCl2。
②氯氣和堿反應(yīng)放出熱量。溫度較高時(shí),氯氣和堿還能發(fā)生如下反應(yīng):3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O。該興趣小組設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)①甲裝置用于制備氯氣,乙裝置的作用是________。
②該興趣小組用100 mL12 mol·L-1鹽酸與8.7 g MnO2制備氯氣,并將所得氯氣與過(guò)量的石灰乳反應(yīng),則理論上最多可制得Ca(ClO)2______g。
(2)小組成員發(fā)現(xiàn),產(chǎn)物中Ca(ClO)2的質(zhì)量明顯小于理論值。他們討論后認(rèn)為,部分氯氣未與石灰乳反應(yīng)而逸出,以及溫度升高也是可能原因。為了探究反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物的影響,他們另取一定量的石灰乳,緩慢、勻速地通入足量氯氣,得出了ClO-、ClO3-兩種離子的物質(zhì)的量(n)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系曲線,粗略表示為如圖(不考慮氯氣和水的反應(yīng))。
①圖中曲線Ⅰ表示_______離子的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的關(guān)系。
②所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物質(zhì)的量為______mol。
③另取一份與②等物質(zhì)的量的石灰乳,以較大的速率通入足量氯氣,反應(yīng)后測(cè)得產(chǎn)物中Cl-的物質(zhì)的量為0.35 mol,則產(chǎn)物中=__。
(3)為了提高Ca(ClO)2的產(chǎn)率,可對(duì)丙裝置作適當(dāng)改進(jìn)。請(qǐng)你寫出一種改進(jìn)方法:________。
【答案】除去氯氣中的氯化氫氣體 7.15 ClO- 0.25 2:1 把丙裝置浸在盛有冰水的水槽中
【解析】
(1)①飽和食鹽水的主要作用是除去氯氣中的氯化氫氣體;
②依據(jù)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O;2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,結(jié)合定量關(guān)系計(jì)算理論值;
(2)①當(dāng)溫度低時(shí),氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣;當(dāng)溫度高時(shí),生成氯酸鈣和氯化鈣,根據(jù)溫度高低來(lái)判斷屬于哪種離子;
②根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等計(jì)算氯離子的物質(zhì)的量,然后根據(jù)含氯化合物中鈣離子和陰離子的個(gè)數(shù)比計(jì)算氫氧化鈣的物質(zhì)的量;
③另取一份與②等物質(zhì)的量的石灰乳,以較大的速率通入足量氯氣,反應(yīng)后測(cè)得產(chǎn)物中Cl-的物質(zhì)的量為0.35 mol,依據(jù)氯化鈣、次氯酸鈣、氯酸鈣中鈣離子和含氯元素的物質(zhì)的量比為1:2,結(jié)合b計(jì)算得到氫氧化鈣物質(zhì)的量計(jì)算氯元素物質(zhì)的量,依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒,生成產(chǎn)物中氯元素守恒列式計(jì)算。
(3)根據(jù)題中信息,在高溫度下發(fā)生副反應(yīng),可以把丙裝置放入冰水中。
(1)①濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)制取氯氣的方程式為:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O;濃鹽酸具有揮發(fā)性,在反應(yīng)制取氯氣的過(guò)程中揮發(fā)出HCl氣體,所以通過(guò)飽和食鹽水的作用是除去Cl2中混有的HCl氣體;
②n(HCl)=12 mol/L×0.1 L=1.2 mol,n(MnO2)= =0.1 mol,MnO2、HCl反應(yīng)的物質(zhì)的量的比是1:4,可見足量的濃鹽酸與8.7 gMnO2制備氯氣,以MnO2為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,n(Cl2)=n(MnO2)=0.1 mol,將所得氯氣與過(guò)量的石灰乳反應(yīng),反應(yīng)方程式為:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,根據(jù)方程式中物質(zhì)反應(yīng)關(guān)系可知:理論上最多可制得Ca(ClO)2的物質(zhì)的量為0.05 mol,其質(zhì)量m[Ca(ClO)2]=0.05mol×143 g/mol=7.15 g;
(2)①當(dāng)溫度低時(shí),氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣;當(dāng)溫度高時(shí),生成氯酸鈣和氯化鈣,剛開始反應(yīng)時(shí),溫度較低,氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣,所以圖2中曲線I表示離子ClO-的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的關(guān)系;
②根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等計(jì)算Cl-的物質(zhì)的量,設(shè)被還原的氯離子的物質(zhì)的量為n,則n×1=0.10 mol×1+0.05 mol×5=0.35 mol,則反應(yīng)的Cl2中含氯原子的物質(zhì)的量為:0.35 mol+0.1 mol+0.05 mol=0.5 mol,在CaCl2、Ca(ClO)2、Ca(ClO3)2中鈣離子和含氯離子的個(gè)數(shù)比為1:2,所以所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物質(zhì)的量為=0.25 mol;
③取一份與②等物質(zhì)的量的石灰乳,其物質(zhì)的量為0.25 mol,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等,生成氯離子得到電子和生成次氯酸根和氯酸根失去的電子守恒,設(shè)n(ClO-)=x,n(ClO3-)=y;則得到:0.35=x×1+y×5;依據(jù)氯化鈣、次氯酸鈣、氯酸鈣中鈣離子和含氯元素的物質(zhì)的量比為1:2,得到氯元素物質(zhì)的量為0.5mol;x+y+0.35=0.5,解得:x=0.1 mol,y=0.05 mol,則產(chǎn)物中=2:1;
(3)由于反應(yīng)在高溫度下發(fā)生副反應(yīng),所以改進(jìn)措施可以把丙裝置放入盛有冰水的水槽中,避免發(fā)生3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列敘述中正確的是
A. 聚乙烯、植物油都是混合物,都能使溴的四氯化碳溶液褪色
B. 向氯乙烷中加入硝酸銀溶液,可以鑒定其中的氯原子
C. 將等體積的苯、汽油和水在試管中充分振蕩后靜置,現(xiàn)象如圖所示:
D. 可用灼燒的方法鑒別蛋白質(zhì)和纖維素
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】向含有淀粉的 KIO3 酸性溶液滴加 NaHSO3 溶液,溶液先變藍(lán)后褪色。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.溶液先變藍(lán)的原因:2IO+5HSO=I2+5SO+H2O+3H+
B.溶液恰好褪色時(shí) n(KIO3):n(NaHSO3)=1:3
C.還原性 I-> HSO>I2
D.若向含有淀粉的 NaHSO3 溶液中滴加過(guò)量 KIO3 酸性溶液,則溶液變藍(lán)不褪色
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在一固定容積的密閉容器中,充入2 mol A和1 mol B發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g) xC(g),達(dá)到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)為w%;若維持容器體積和溫度不變,以0.6 mol A、0.3 mol B和1.4 mol C為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)也為w%,則x的值為
A.5 B.4 C.3 D.1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫,下列溶液中各濃度關(guān)系不正確的是
A. 等體積、等物質(zhì)的量濃度的NaX和弱酸HX混合后的溶液pH>7,則一定有:c(Na+)>c(HX)>c(X-)>c(H+)>c(OH-)
B. 1L0.1molL-1CuSO4·(NH4)2SO46H2O的溶液中:c(SO42-)>c(NH4+)>c(Cu2+)>c(H+)>c(OH-)
C. 0.1molL-1NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)+c(H2CO3)≠c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-)
D. 物質(zhì)的量濃度分別為c1和c2的兩種醋酸溶液,若其pH分別為a和a+1,則c1>10c2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】圖乙是根據(jù)圖甲的電解池進(jìn)行電解時(shí)某個(gè)量(縱坐標(biāo)x)隨時(shí)間變化的函數(shù)曲線(各電解池都用石墨作電極,不考慮電解過(guò)程中溶液濃度變化對(duì)電極反應(yīng)的影響),這個(gè)量x是表示( )
甲 乙
A. 各電池析出氣體體積總數(shù)的變化B. 各電解池陽(yáng)極質(zhì)量的增加
C. 各電解池陰極質(zhì)量的增加D. 各電極上放電的離子總數(shù)的變化
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】有五種短周期主族元素 X、 Y、 Z、 R、 Q, 它們的原子序數(shù)逐漸增大; 在周期表中的相對(duì)位置如圖所示,Z是組成葉綠素的金屬元素。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.工業(yè)上都用電解法制Z、R單質(zhì)
B.X和Y 的單質(zhì)熔點(diǎn): X<Y
C.Z、R、Y 的簡(jiǎn)單離子半徑: Y>Z>R
D.Y和Q的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性:Y>Q
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】反應(yīng)A(g)+2B(g)==C(g)的反應(yīng)過(guò)程中能量變化如下圖所示。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是 ( )
A. 正反應(yīng)活化能大于逆反應(yīng)活化能
B. 曲線b表示使用催化劑后的能量變化
C. 由圖可知該反應(yīng)的焓變△H=+91kJ/mol
D. 反應(yīng)中將氣體A換為固體反應(yīng),其他條件不變,反應(yīng)放出熱量大于91kJ
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】四種短周期元素在周期表中的位置如圖,其中只有M為金屬元素下列說(shuō)法不正確的是( )
A. Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比X的弱
B. Z位于元素周期表中第二周期,第ⅥA族
C. X的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比Z的弱
D. M的原子半徑比Y的原子半徑大
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