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题型:解答题-实验探究题 难度:0.65 引用次数:87 题号:22801827
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:

实验步骤:
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____________

(6)二氧化氯可氧化等金属离子,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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【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。

(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)_______
2021-11-08更新 | 41次组卷
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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)
步骤实验操作预测现象和结论
往不再产生氯气的装置中,加入_____继续加热若有黄绿色气体生成,则假设1成立
__________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2.0g2.0g2.0g
氢气的体积334.5mL336.0mL337.5mL
(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__________
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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:
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-94.911092
氯化苄微溶于水,易溶于苯、甲苯等有机溶剂-39178.8126.5
二氯化苄不溶于水,溶于乙醇、乙醚-16205161
三氯化苄不溶于水,溶于乙醇、乙醚和苯-7220195.5

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)。
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