二氧化氯
是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂,是一种黄绿色气体,易溶于水,浓度过大时易发生分解爆炸。近来有学者发现使用复合法
发生器进行消毒的水中含有中等毒性的
,进一步研究表明
是由于
制备过程中未完全反应的
原料液进入水体引起的。实验室模拟复合法二氧化氯发生器反应工艺,探索反应温度对氯酸盐残留量的影响。实验原理:
溶液(质量分数33.3%)与盐酸溶液(HCl质量分数
)经计量泵按1∶1比例进入反应残液一同混合形成二氧化氯复合消毒液模拟实验装置:
ⅰ.将
溶液与盐酸溶液按1∶1比例加入烧瓶1中,产生黄绿色气体后通入高纯
;
ⅱ.反应90分钟,将5个口瓶内的液体和烧瓶内的反应残液一同倒入一个棕色广口瓶内,形成浓度均匀的复合二氧化氯消毒液;
ⅲ.分别在反应温度20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃重复上述过程;
ⅳ.测试复合二氧化氯消毒液中各组分浓度,收集整理数据。
(1)用来滴加反应液的仪器名称:______ ;为确保实验准确性,控制反应温度,发生装置选择的加热方式:______ 。
(2)烧瓶1中反应的化学方程式:____________ 。
(3)若已知所用盐酸的密度是
,则盐酸的浓度是:____________ 。
(4)通入高纯
的作用:____________ 。
(5)
转化率及
产率随温度的变化如图,据图可知,随反应温度的提高,氯酸盐残留量______ (填“升高”或“降低”);改变反应时间,重复实验,
产率随温度变化趋势均如图所示,不考虑有副反应发生,试分析90℃时
产率降低的可能原因____________ 。
等金属离子,还可杀菌消毒,下列与二氧化氯杀菌消毒原理一致的是______ 。
a.臭氧浴足盆 b.酒精消毒 c.明矾净水
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ⅰ.将
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ⅱ.反应90分钟,将5个口瓶内的液体和烧瓶内的反应残液一同倒入一个棕色广口瓶内,形成浓度均匀的复合二氧化氯消毒液;
ⅲ.分别在反应温度20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃重复上述过程;
ⅳ.测试复合二氧化氯消毒液中各组分浓度,收集整理数据。
(1)用来滴加反应液的仪器名称:
(2)烧瓶1中反应的化学方程式:
(3)若已知所用盐酸的密度是
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(4)通入高纯
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(5)
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a.臭氧浴足盆 b.酒精消毒 c.明矾净水
更新时间:2024-05-14 08:58:32
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【推荐1】如图为实验室制取纯净、干燥的氯气,并验证氯气性质的装置。其中E瓶放有干燥红色布条,F中为红色的铜网,其右端出气管口放有脱脂棉。
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(1)写出实验室制取氯气的化学方程式:_______ 。
(2)装置C中盛装的溶液是_______ ,D中试剂的作用是_______ 。
(3)E中红色布条是否褪色?_______ ,F中的反应产物为_______ 。
(4)新制氯水含有的分子有_______ (填化学式)。
(5)若H中选用NaOH溶液进行尾气处理,则发生的反应是(用离子方程式表示)_______ 。
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【推荐2】无水AlCl3是一种重要的化工原料。某课外活动小组尝试制取无水AlCl3并进行相关探究。
资料信息:无水AlCl3在178℃升华,极易潮解,遇到潮湿空气会产生白色烟雾。
【探究一】无水AlCl3的实验室制备
利用下图装置,用干燥、纯净的氯气在加热条件下与纯铝粉反应制取无水AlCl3。供选择的药品:①铝粉②浓硫酸③稀盐酸④饱和食盐水⑤二氧化锰粉末⑥无水氯化钙⑦稀硫酸⑧浓盐酸⑨氢氧化钠溶液。
(1)写出装置A发生的反应方程式__________ 。
(2)装置E需用到上述供选药品中的________ (填数字序号),装置F的作用是__________ 。
(3)写出无水AlCl3遇到潮湿空气发生反应的化学方程式__________ 。
【探究二】离子浓度对氯气制备的影响
探究二氧化锰粉末和浓盐酸的反应随着盐酸的浓度降低,反应会停止的原因:
(4)提出假设:假设1.Cl-浓度降低影响氯气的生成;假设2.__________ 。
(5)设计实验方案:(限选试剂:浓H2SO4、NaCl固体、MnO2固体、稀盐酸)
【探究三】无水AlCl3的含量测定及结果分析
取D中反应后所得固体2.0g,与足量氢氧化钠溶液反应,测定生成气体的体积(体积均换算成标准状况),重复测定三次,数据如下:
(6)根据表中数据,计算所得固体中无水AlCl3的质量分数_________ 。
(7)有人认为D中制得无水AlCl3的质量分数偏低,可能的一种原因是__________ 。
资料信息:无水AlCl3在178℃升华,极易潮解,遇到潮湿空气会产生白色烟雾。
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(1)写出装置A发生的反应方程式
(2)装置E需用到上述供选药品中的
(3)写出无水AlCl3遇到潮湿空气发生反应的化学方程式
【探究二】离子浓度对氯气制备的影响
探究二氧化锰粉末和浓盐酸的反应随着盐酸的浓度降低,反应会停止的原因:
(4)提出假设:假设1.Cl-浓度降低影响氯气的生成;假设2.
(5)设计实验方案:(限选试剂:浓H2SO4、NaCl固体、MnO2固体、稀盐酸)
步骤 | 实验操作 | 预测现象和结论 |
① | 往不再产生氯气的装置中,加入 | 若有黄绿色气体生成,则假设1成立 |
② | 若有黄绿色气体生成,则假设2成立 |
【探究三】无水AlCl3的含量测定及结果分析
取D中反应后所得固体2.0g,与足量氢氧化钠溶液反应,测定生成气体的体积(体积均换算成标准状况),重复测定三次,数据如下:
第一次实验 | 第二次实验 | 第三次实验 | |
D中固体用量 | 2.0g | 2.0g | 2.0g |
氢气的体积 | 334.5mL | 336.0mL | 337.5mL |
(7)有人认为D中制得无水AlCl3的质量分数偏低,可能的一种原因是
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【推荐3】氯化苄(C6H5CH2Cl)为无色液体,是一种重要的有机化工原料。现在实验室模拟工业上用甲苯与干燥氯气在光照条件下加热反应合成氯化苄、分离出氯化苄并检验样品的纯度,已知相关物质的部分物理性质如表所示,其装置(夹持装置略去)如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/26/2966573225140224/2967251834413056/STEM/114e6fd2-c523-4a4d-a7ff-acad9428ac0f.png?resizew=391)
回答下列问题:
(1)装置D的名称_______ ,装置C中试剂的名称为_______ 。
(2)装置A中,发生的离子反应方程式为:_______ ,装置F的作用是_______ 。
(3)装置D中,发生的主要反应为:_______ ,该反应类型是_______ 。
(4)实验结束时,为了得到纯净的氯化苄,简述其操作:_______ 。
(5)检测氯化苄样品的纯度:已知:卤代烃(R-X)在氢氧化钠水溶液中,在加热条件下能发生水解反应,R-X+NaOH→R-OH+NaX (R-表示烃基,X表示卤素)。
①称取16.00 g样品于烧杯中,加入足量NaOH水溶液,水浴加热1小时,冷却后加入过量稀HNO3溶液,再将全部溶液转移到容量瓶中配成100 mL溶液。取20.00 mL溶液于试管中,加入足量的AgNO3溶液,充分振荡,过滤、洗涤、干燥,称量固体质量为3.444 g,则该样品的纯度为_______ %(结果保留小数点后1位)。
②实际测量中,由于样品中混入二氯化苄、三氯化苄等杂质,会使结果_______ (填偏高、偏低、无影响)。
物质 | 溶解性 | 熔点(℃) | 沸点(℃) | 相对分子质量 |
甲苯 | 极微溶于水,能与乙醇、乙醚等混溶 | -94.9 | 110 | 92 |
氯化苄 | 微溶于水,易溶于苯、甲苯等有机溶剂 | -39 | 178.8 | 126.5 |
二氯化苄 | 不溶于水,溶于乙醇、乙醚 | -16 | 205 | 161 |
三氯化苄 | 不溶于水,溶于乙醇、乙醚和苯 | -7 | 220 | 195.5 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/26/2966573225140224/2967251834413056/STEM/114e6fd2-c523-4a4d-a7ff-acad9428ac0f.png?resizew=391)
回答下列问题:
(1)装置D的名称
(2)装置A中,发生的离子反应方程式为:
(3)装置D中,发生的主要反应为:
(4)实验结束时,为了得到纯净的氯化苄,简述其操作:
(5)检测氯化苄样品的纯度:已知:卤代烃(R-X)在氢氧化钠水溶液中,在加热条件下能发生水解反应,R-X+NaOH→R-OH+NaX (R-表示烃基,X表示卤素)。
①称取16.00 g样品于烧杯中,加入足量NaOH水溶液,水浴加热1小时,冷却后加入过量稀HNO3溶液,再将全部溶液转移到容量瓶中配成100 mL溶液。取20.00 mL溶液于试管中,加入足量的AgNO3溶液,充分振荡,过滤、洗涤、干燥,称量固体质量为3.444 g,则该样品的纯度为
②实际测量中,由于样品中混入二氯化苄、三氯化苄等杂质,会使结果
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解答题-实验探究题
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名校
解题方法
【推荐1】已知酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液可发生反应:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑。某化学小组研究发现,少量MnSO4可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)常温下,控制KMnO4溶液初始浓度相同,调节不同的初始pH和草酸溶液用量,做对比实验,请完成以下实验设计表。
表中a、b的值分别为a=_______ ,b=_______
(2)实验①和③探究的是_______ 对化学反应速率的影响。
(3)若t1<t2,则根据实验①和②得到的结论是_______ 。
(4)请你设计实验④验证MnSO4对该反应起催化作用,完成表中内容。
(1)常温下,控制KMnO4溶液初始浓度相同,调节不同的初始pH和草酸溶液用量,做对比实验,请完成以下实验设计表。
实验编号 | 温度 | 初始pH | 0.1mol•L-1草酸溶液的体积/mL | 0.01mol•L-1KMnO4溶液的体积/mL | 蒸馏水体积/mL | 反应混合液褪色时间/s |
① | 常温 | 1 | 20 | 50 | 30 | t1 |
② | 常温 | 2 | 20 | 50 | 30 | t2 |
③ | 常温 | 1 | 40 | a | b | t3 |
(2)实验①和③探究的是
(3)若t1<t2,则根据实验①和②得到的结论是
(4)请你设计实验④验证MnSO4对该反应起催化作用,完成表中内容。
实验方案(不要求写出具体操作过程) | 预期实验结果和结论 |
反应混合液褪色时间小于实验①中的,则MnSO4对该反应起催化作用(若褪色时间相同,则MnSO4对该反应无催化作用) |
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】绿矾(FeSO4·7H2O)可作还原剂、着色剂、制药等,在不同温度下易分解得到各种铁的氧化物和硫的氧化物。已知SO3是一种无色晶体,熔点16.8℃,沸点44.8℃,氧化性及脱水性强于浓硫酸,能漂白某些有机染料,如品红等。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/12/13/2095830942048256/2097187912663040/STEM/eb0f69fd28034330aaf65470a6b87b60.png?resizew=269)
(1)甲组同学按照上图所示的装置,通过实验检验绿矾的分解产物。装置C的作用是_______________ 。装置B中可观察到的现象是__________________________ ,甲组同学由此得出绿矾的分解产物中含有SO2。
(2)乙组同学认为甲组同学的实验结论不严谨,认为需要补做实验。对甲组同学做完实验的B装置的试管加热,发现褪色的品红溶液未恢复红色,则可证明绿矾分解的产物中______ (填字母)。
A.不含SO2 B.可能含SO2 C.一定含有SO3
(3)丙组同学查阅资料发现绿矾受热分解还可能有O2放出,为此,丙组同学选用甲组同学的部分装置和下图部分装置设计出了一套检验绿矾分解所得气态产物的装置:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/12/13/2095830942048256/2097187912663040/STEM/0396702cab664e8893aadbf767e51441.png?resizew=502)
①丙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A→_________________ →H。
②能证明绿矾分解产物中有O2的检验方法是________________________ 。
(4)为证明绿矾分解产物中含有三价铁的操作及现象__________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/12/13/2095830942048256/2097187912663040/STEM/eb0f69fd28034330aaf65470a6b87b60.png?resizew=269)
(1)甲组同学按照上图所示的装置,通过实验检验绿矾的分解产物。装置C的作用是
(2)乙组同学认为甲组同学的实验结论不严谨,认为需要补做实验。对甲组同学做完实验的B装置的试管加热,发现褪色的品红溶液未恢复红色,则可证明绿矾分解的产物中
A.不含SO2 B.可能含SO2 C.一定含有SO3
(3)丙组同学查阅资料发现绿矾受热分解还可能有O2放出,为此,丙组同学选用甲组同学的部分装置和下图部分装置设计出了一套检验绿矾分解所得气态产物的装置:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/12/13/2095830942048256/2097187912663040/STEM/0396702cab664e8893aadbf767e51441.png?resizew=502)
①丙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A→
②能证明绿矾分解产物中有O2的检验方法是
(4)为证明绿矾分解产物中含有三价铁的操作及现象
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
【推荐3】下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。
(1)装置A是氯气的发生装置,其中盛放浓盐酸的仪器名称是____________ ,请写出该反应相应的化学方程式:_______________________ 。
(2)装置B中饱和食盐水的作用是______________ ;同时装置B也是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象:________________________ 。
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入物质的组合应是_________ (填序号)。
(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性。反应一段时间后,打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡,观察到的现象是___________ 。
(5)装置F的作用是______________ ,其烧杯中的溶液不能选用下列中的_________ (填字母编号)。
a.饱和NaOH溶液
b.饱和Ca(OH)2溶液
c.饱和Na2SO3溶液
d.饱和Na2CO3溶液
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/1/402064c9-110a-46be-885d-97c3c30448a0.png?resizew=359)
(1)装置A是氯气的发生装置,其中盛放浓盐酸的仪器名称是
(2)装置B中饱和食盐水的作用是
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入物质的组合应是
编号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
a | 干燥的有色布条 | 碱石灰 | 湿润的有色布条 |
b | 干燥的有色布条 | 无水硫酸铜 | 湿润的有色布条 |
c | 湿润的有色布条 | 浓硫酸 | 干燥的有色布条 |
d | 湿润的有色布条 | 无水氯化钙 | 干燥的有色布条 |
(5)装置F的作用是
a.饱和NaOH溶液
b.饱和Ca(OH)2溶液
c.饱和Na2SO3溶液
d.饱和Na2CO3溶液
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