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專題一 氯及其化合物 1．無水MgBr2可用作催化劑．實驗室采用鎂屑與液溴為原料制備無水MgBr2，裝置如圖1。已知：Mg與Br2反應劇烈放熱；MgBr2具有強吸水性。下列說法錯誤的是（ ） A． 實驗必須要緩慢通入干燥的N2以免反應過于劇烈 B． 若用干燥的空氣代替干燥的N2，其主要的缺點是制得的MgBr2中含有雜質。 C． 裝有無水CaCl2固體A的作用是防止外界水蒸氣進入反應裝置 D． 冷凝管起冷凝回流作用，可防止乙醚、溴等的揮發(fā) 【答案】B 2．下列離子方程式書寫正確的是(　　) A． 200 mL 2 molL－1的FeBr2溶液中通入11.2 L標準狀況下的氯氣：4Fe2＋＋6Br－＋5Cl2===4Fe3＋＋3Br2＋10Cl－ B． 以石墨作電極電解氯化鋁溶液：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ C． 氫氧化鈉溶液吸收足量SO2氣體：SO2＋2OH－===SO＋H2O D． 向明礬溶液中加入氫氧化鋇溶液至沉淀的物質的量最大：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O 【答案】A 【解析】11.2 L標準狀況下的氯氣的物質的量為0.5mol，200 mL 2 molL－1的FeBr2溶液中含有的Fe2＋物質的量為0.4mol，Br－的物質的量為0.8mol，因為Fe2＋的還原性強于Br－的還原性，所以Cl2先與Fe2＋反應，然后與Br－反應，0.5mol Cl2變成Cl－轉移電子為1mol，所以共消耗0.4mol Fe2＋和0.6mol Br－，離子方程式為4Fe2＋＋6Br－＋5Cl2===4Fe3＋＋3Br2＋10Cl－，A正確；Al3＋會與OH－反應生成白色膠狀沉淀，正確的離子方程式為2Al3＋+6Cl－＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑＋3Cl2↑，B錯誤；氫氧化鈉溶液吸收足量SO2氣體生成亞硫酸氫鈉，C錯誤；要使沉淀的物質的量最大，需滿足Ba2＋完全轉化為BaSO4，Al3＋也完全轉化為Al(OH)3沉淀，D錯誤。 3．下列離子檢驗及結論一定正確的是 A． 加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，再加鹽酸，沉淀不消失，則原溶液中一定含SO42－ B． 在某溶液中滴加AgNO3溶液，若產生白色沉淀，則原溶液中一定有Cl－ C． 加稀鹽酸產生無色無味氣體，將氣體通入澄清石灰水中，溶液變渾濁，則原溶液中一定有CO32－ D． 通入氯氣后，溶液變?yōu)辄S色，加淀粉液后溶液變藍，則原溶液中一定有I－ 【答案】D 4．已知：一定溫度下，將Cl2通人適量KOH溶液，產物中可能有KC1、KClO、KClO3，且c(Cl－)/c(ClO－)的值與溫度高低有關。當n(KOH)=amol時，下列有關說法錯誤的是（ ） A． 若某溫度下，反應后c(Cl－)/c(ClO－)＝11，則溶液中c(ClO－)/c(ClO3－)＝ B． 參加反應的氯氣的物質的量等于amol C． 改變溫度，反應中轉移電子的物質的量ne的范圍： amol ≤ ne ≤amol D． 改變溫度，產物中KC1O3的最大理論產量為amol 【答案】D 【解析】設n(ClO－)=1mol，反應后c(Cl－)/c(ClO－)＝11，則n(Cl－)=11mol，電子轉移守恒，5n(ClO3－)+1n(ClO－)=1n(Cl－)，即5n+11=111，解得n(ClO3－)=2mol，則溶液中c(ClO－)/c(ClO3－)＝，A正確。由氯原子守恒可知，2n(Cl2)= n(KClO)+n(KCl)+n(KClO3),由鉀離子守恒可知n(KClO)+n(KCl)+n(KClO3)= n(KOH)，參加反應的氯氣的物質的量為n(Cl2)= n(KOH)= amol，正確；氧化產物只有氯酸鉀時，轉移電子最多，根據(jù)電子守恒n(KCl)=5 n(KClO3)分析，由鉀離子守恒n(KCl)+n(KClO3)= n(KOH)，故n(KClO3)= n(KOH)/6=a/6mol，轉移電子最大物質的量為a/65=5a/6mol，氧化產物只有次氯酸鉀時，轉移電子最少，根據(jù)電子轉移守恒n(KClO)=n(KCl)，根據(jù)鉀離子守恒n(KClO)+n(KCl)= n(KOH)，故n(KClO)= n(KOH)/2=a/2mol，轉移電子最小物質的量為a/2mol，則反應中轉移電子的物質的量的范圍為 amol ≤ ne ≤amol，C正確。氧化產物只有氯酸鉀時，其物質的量最大，有C中計算可知，產物中KC1O3的最大理論產量為a/6mol，D錯誤。 5．已知2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋、2Fe2＋＋Br2===2Br－＋2Fe3＋。現(xiàn)向含有FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯氣，再向反應后的溶液中滴加少量的KSCN溶液，結果溶液變?yōu)榧t色，則下列敘述中正確的是(　　) ①氧化性：Br2>Fe3＋>I2 ②原溶液中Br－一定被氧化 ③通入氯氣后，原溶液中的Fe2＋一定被氧化 ④不能確定通入氯氣后的溶液中是否還存在Fe2＋ ⑤若取少量所得溶液，加入CCl4后靜置，向上層溶液中加入足量的AgNO3溶液，只產生白色沉淀，說明原溶液中Fe2＋、Br－均被完全氧化 A． ①②③④ B． ①③④⑤ C． ②④⑤ D． ①②③④⑤ 【答案】B 6．化學中常用類比的方法可預測許多物質的性質．如根據(jù)H2+Cl2=2HCl推測：H2+Br2=2HBr．但類比是相對的，如根據(jù)2Na2O2+2CO2=Na2CO3+O2，類推2Na2O2+2SO2=Na2SO3+O2是錯誤的，應該是Na2O2+SO2=Na2SO4．下列各組類比中正確的是（ ） A． 鈉與水反應生成NaOH和H2，推測：所有金屬與水反應都生成堿和H2 B． Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，推測：Na2SO3+2HCl=2NaCl+H2O+SO2↑ C． CO2+Ca(ClO)2+H2O=CaCO3↓+2HClO，推測：2SO2+Ca(ClO)2+H2O=CaSO3↓+2HClO D． 鋁和硫直接化合能得到Al2S3，推測：鐵和硫直接化合也能得到Fe2S3 【答案】B 【解析】活潑金屬鈉與水反應生成NaOH和H2，但是金屬活動順序表金屬鋁以后的金屬均和水不反應，A錯誤；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑和Na2SO3+2HCl=2NaCl+H2O+SO2↑都強酸制弱酸，所以類比合理，B正確；二氧化硫具有還原性，次氯酸鹽具有強氧化性，生成的亞硫酸鈣會被氧化為硫酸鈣，C錯誤；硫是弱氧化劑只能將鐵氧化成亞鐵，所以鐵和硫直接化合能得到FeS，不存在Fe2S3這種物質，D錯誤。 7．下列敘述正確的是 A． 明礬和ClO2常用于自來水的凈化和殺菌消毒，兩者的反應原理相同 B． 盛放KOH溶液的試劑瓶不能用橡膠塞，應該用玻璃塞 C． 北京時間2011年3月11日日本發(fā)生9.0級地震，引起核泄漏，產生的粉塵中含有較多的131I，這是一種質子數(shù)為131的有放射性的碘的一種核素 D． 6月3日危地馬拉的富埃戈火山噴發(fā)，火山灰在空氣中很多天都不能沉降，可能與膠體的性質有關 【答案】D 8．下列有關物質的性質與用途具有對應關系的是 A． FeCl3溶液具有酸性，可用于脫除燃氣中H2S B． 苯酚能使蛋白質變性，可用于制取酚醛樹脂 C． FeS固體呈黑色，可用于除去廢水中Cu2+、Hg2+等重金屬 D． NaHCO3能與Al2(SO4)3溶液反應，可用作泡沫滅火器原料 【答案】D 【解析】FeCl3用于脫除燃氣中的H2S，是因為H2S具有強還原性，F(xiàn)e3+具有較強的氧化性，可以將S2-氧化成S單質，本身被還原成Fe2+，而不是因為FeCl3溶液具有酸性，A錯誤；苯酚與甲醛發(fā)生縮聚反應用于制取酚醛樹脂和苯酚能使蛋白質變性沒有對應關系，B錯誤；FeS用于除去廢水中Cu2+、Hg2+等重金屬是因為轉化為更難溶的硫化物，而不是因為FeS固體呈黑色，C錯誤；NaHCO3能與Al2(SO4)3溶液反應發(fā)生雙水解產生二氧化碳和氫氧化鋁，可用作泡沫滅火器原料，D正確。 9．下列實驗中的顏色變化，與氧化還原反應無關的是 A B C D 實驗 NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水中 Na2S溶液滴入AgCl濁液中 熱銅絲插入稀硝酸中 現(xiàn)象 產生白色沉淀，隨后變?yōu)榧t褐色 溶液變紅，隨后迅速褪色 沉淀由白色逐漸變?yōu)楹谏? 產生無色氣體，隨后變?yōu)榧t棕色 【答案】C 10．根據(jù)下列實驗操作和現(xiàn)象所得到的結論正確的是 選項 實驗操作和現(xiàn)象 實驗結論 A 溴乙烷與氫氧化鈉乙醇溶液共熱，生成氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中，褪色 有乙烯生成 B 向試管中的濃硫酸加入銅片，蓋好膠塞，導管通氣入品紅溶液，無明顯現(xiàn)象 銅片未打磨 C 除去CuSO4溶液中Fe2+：先加足量H2O2，再加Cu(OH)2調溶液pH=4 Ksp[Cu(OH)2]>Ksp[Fe(OH)2] D 將有色紙條放入盛滿干燥氯氣的集氣瓶中，蓋上玻璃片，無明顯現(xiàn)象 氯氣漂白不是Cl2分子直接作用的結果 【答案】D 【解析】乙醇具有揮發(fā)性，溴乙烷與NaOH乙醇溶液共熱產生的氣體中一定含CH3CH2OH（g），CH3CH2OH也能使酸性KMnO4溶液褪色，氣體使酸性KMnO4溶液褪色不能說明有乙烯生成，A錯誤；Cu與濃H2SO4常溫下不反應，Cu與濃H2SO4加熱時才會反應產生SO2，B錯誤；加入足量H2O2將Fe2+氧化成Fe3+，再加Cu（OH）2調溶液pH=4時Fe3+轉化成Fe（OH）3沉淀而除去，說明Fe（OH）3比Cu（OH）2的溶解度更小，Ksp[Cu（OH）2]Ksp[Fe（OH）3]，C錯誤；將有色紙條放入盛滿干燥Cl2的集氣瓶中，蓋上玻璃片，無明顯現(xiàn)象，說明Cl2沒有漂白性，氯氣漂白不是Cl2分子直接作用的結果，D正確。 11．下列指定反應的離子方程式正確的是 A． 氯氣與水反應：Cl2+H2OH++Cl-+HClO B． 電解飽和CuCl2溶液：Cu2++2Cl-+2H2OCu(OH)2↓+H2↑+Cl2↑ C． 氫氧化鋇溶液中加入硫酸銨：Ba2++OH-+NH4++SO42-=BaSO4↓+NH3H2O D． 碳酸氫鈣溶液中加入足量石灰水：Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO32- 【答案】A 12．碘化鈉用作甲狀腺腫瘤防治劑、祛痰劑和利尿劑等. 實驗室用NaOH、單質碘和水合肼(N2H4H2O)為原料可制備碘化鈉. 資料顯示:水合肼有還原性，能消除水中溶解的氧氣；NaIO3是一種氧化劑. 回答下列問題： (1)水合肼的制備有關反應原理為: NaClO+2NH3 ====== N2H4H2O+NaCl ①用下圖裝置制取水合肼，其連接順序為_________(按氣流方向，用小寫字母表示). A． B． C． D． ②開始實驗時，先向氧化鈣中滴加濃氨水，一段時間后再向B的三口燒瓶中滴加 NaClO溶液.滴加 NaClO溶液時不能過快的理由___________________________________________. (2)碘化鈉的制備 i.向三口燒瓶中加入8.4gNaOH及30mL水，攪拌、冷卻，加入25.4g碘單質，開動磁力攪拌器，保持60～70℃至反應充分； ii.繼續(xù)加入稍過量的N2H4H2O(水合肼)，還原NalO和NaIO3，得NaI溶液粗品，同時釋放一種空氣中的氣體； iii.向上述反應液中加入1.0g活性炭，煮沸半小時，然后將溶液與活性炭分離； iv.將步驟iii分離出的溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，得產品24.0g. ③步驟i反應完全的現(xiàn)象是_________. ④步驟ii中IO3-參與反應的離子方程式為__________________. ⑤步驟iii “將溶液與活性炭分離”的方法是___________. ⑥本次實驗產率為_________. 實驗發(fā)現(xiàn)，水合肼實際用量比理論值偏高，可能的原因是_______________. ⑦某同學檢驗產品NaI中是否混有NaIO3雜質. 取少量固體樣品于試管中，加水溶解，滴加少量淀粉液后再滴加適量稀硫酸，片刻后溶液變藍. 得出NaI中含有NaIO3雜質. 請評價該實驗結論的合理性:_________(填寫“合理”或“不合理”)，_________________ 【答案】 f a b c d e(ab順序可互換） 過快滴加NaClO溶液，過量的NaClO溶液氧化水合肼，降低產率 無固體殘留且溶液呈無色（答出溶液呈無色即給分） 2IO3-+3N2H4H2O=3N2↑+2I-+9H2O 趁熱過濾或過濾 80% 水合胼能與水中的溶解氧反應 不合理 可能是I- 在酸性環(huán)境中被O2氧化成I2而使淀粉變藍 (2)③步驟ii中碘單質生成NaI、NaIO3，反應完全時現(xiàn)象為無固體殘留且溶液接近無色；④步驟iiiN2H4?H2O還原NalO3的化學方程式為：3N2H4?H2O+2NaIO3=2NaI+3N2↑+9H2O，離子方程式為：3N2H4?H2O+2IO3-=2I-+3N2↑+9H2O；⑤活性炭具有吸附性，能脫色，通過趁熱過濾將活性炭與碘化鈉溶液分離；⑥8.2gNaOH與25.4g單質碘反應，氫氧化鈉過量，碘單質反應完全，碘和氫氧化鈉發(fā)生反應：3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O，則生成的NaI的質量為：5150g/mol=25g，生成的NaIO3與N2H4?H2O反應所得的NaI，反應為3N2H4?H2O+2NaIO3=2NaI+3N2↑+9H2O，則6I2～2NaIO3～2NaI，該步生成的NaI質量為：2150g/mol=5g，故理論上生成的NaI為25g+5g=30g，實驗成品率為100%=80%，實驗發(fā)現(xiàn)，水合肼實際用量比理論值偏高是因為水合肼能與水中的溶解氧反應； ⑦取少量固體樣品于試管中，加水溶解，滴加少量淀粉液后再滴加適量稀硫酸，片刻后溶液變藍，說明生成碘單質，可能是NaIO3氧化碘化鉀反應生成，也可能是空氣中氧氣氧化碘離子生成碘單質，不能得出NaI中含有NaIO3雜質。 13．四氯化錫（SnCl4）是一種重要的化工產品，可在加熱下直接氯化來制備。已知：四氯化錫是無色液體，熔點-33 ℃，沸點114 ℃。SnCl4 極易水解，在潮濕的空氣中發(fā)煙。實驗室可以通過下圖裝置制備少量SnCl4 (夾持裝置略)。 （1）裝置Ⅰ中發(fā)生反應的離子方程式為________； （2）裝置Ⅱ中的最佳試劑為_______，裝置Ⅶ的作用為_______； （3）該裝置存在的缺陷是：_______________； （4）如果沒有裝置Ⅲ，在Ⅳ中除生成SnCl4外，還會生成的含錫的化合物的化學式為_______________； （5）實驗用錫粒中含有雜質Cu．某同學設計下列實驗測定錫粒的純度． 第一步：稱取0.613g錫粒溶入足量鹽酸中，過濾； 第二步：向濾液中加入過量FeCl3溶液，將Sn2+氧化成Sn4+； 第三步：用0.100 mol?L-1 K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+，發(fā)生反應的表達式為（未配平）：Fe2+ + Cr2O72- + H+→Cr3+ + Fe3+ + H2O 第二步中發(fā)生反應的離子方程式是 _______________，若達到滴定終點時共消耗16.0 mLK2Cr2O7溶液，試寫出試樣中錫的質量分數(shù)的計算式____________（僅寫計算結果，錫的相對原子質量按119計算） 【答案】 MnO2 + 4H+ + 2Cl- Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O 飽和氯化鈉溶液 防止空氣中水蒸氣進入裝置，使SnCl4水解 缺少尾氣處理裝置 Sn(OH)4或SnO2 2Fe3+ + Sn2+ = Sn4+ + 2Fe2+ 93.18% (4)如果沒有裝置Ⅲ，則在氯氣中含有水蒸汽，所以在Ⅳ中除生成SnCl4外，還會生成SnCl4水解產生的含錫的化合物Sn(OH)4或SnO2；(5)滴定過程中的反應方程式為6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+=2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O，第二步中加入過量FeCl3溶液，將Sn2+氧化成Sn4+，反應的方程式為2Fe3+ + Sn2+ = Sn4+ + 2Fe2+，令錫粉中錫的質量分數(shù)為x，則： Sn～Sn2+～2Fe3+～2Fe2+～K2Cr2O7 119g mol 0.613xg 0.100 mol?L-10.016L 故=，解得x=93.18%。 14．鈉硝石又名智利硝石，主要成分為NaNO3。據(jù)最新勘探預測表明，我國吐魯番盆地鈉硝石資源量約2.2億噸，超過了原世界排名第一的智利。一種以鈉硝石為原料制備KNO3的流程如下圖所示（礦石中其他物質均忽略）： 相關化合物溶解度隨溫度變化曲線如下圖所示： 回答下列問題： (1) NaNO3是________________（填“電解質”或“非電解質”）。 (2) 一定溫度下，NaNO3可分解生成Na2O、NO和O2，該反應的化學方程式為__________________。 (3) 為提高鈉硝石的溶浸速率，可對礦石進行何種預處理________________（答出一種即可）。 (4) 為減少KNO3的損失，步驟a的操作應為：________________________________； 步驟b中控制溫度可為下列選項中的________。 A．10℃ B．40℃ C．60℃ D．90℃ (5) 如何驗證洗滌后的KNO3中沒有Cl-：_______________________________________。 (6) 若100噸鈉硝石可生產60.6噸KNO3，則KNO3的產率為________。 【答案】 電解質 4NaNO32Na2O+4NO↑+3O2↑ 粉碎 蒸發(fā)結晶，趁熱過濾 A 取最后一次洗滌的洗滌液少許于試管中，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若未出現(xiàn)白色沉淀，說明洗滌后的KNO3中沒有Cl- 51% 的變化明顯，而氯化鈉的溶解度隨溫度的變化不大，為減少KNO3的損失，步驟a應為蒸發(fā)結晶，趁熱過濾；步驟b中需要析出硝酸鉀晶體，為了盡可能多的析出硝酸鉀，應該控制溫度在10℃最好； (5) 要驗證洗滌后的KNO3中沒有Cl-，只需要取最后一次洗滌的洗滌液少許于試管中，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若未出現(xiàn)白色沉淀，即可說明洗滌后的KNO3中沒有Cl-，故答案為：取最后一次洗滌的洗滌液少許于試管中，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若未出現(xiàn)白色沉淀，說明洗滌后的KNO3中沒有Cl-；(6) 根據(jù)硝酸根守恒，存在NaNO3~ KNO3，理論上100噸鈉硝石可生產KNO3的質量為100噸=118.8噸，則KNO3的產率為100%=51%。 15．高鐵酸鉀(K2FeO4)為紫黑色粉末，是一種新型高效消毒劑。K2FeO4易溶于水，微溶于濃KOH溶液，在0 ℃~5 ℃的強堿性溶液中較穩(wěn)定。一般制備方法是先用Cl2與KOH溶液在20 ℃以下反應生成KClO（在較高溫度下則生成KClO3），KClO再與KOH、Fe(NO3)3溶液反應即可制得K2FeO4。實驗裝置如圖所示： 回答下列問題： (1)制備KClO。 ① 儀器a的名稱是________________；裝置B吸收的氣體是________。 ② 裝置C中三頸燒瓶置于冰水浴中的目的是________________________________；裝置D的作用是________________________________。 (2) 制備K2FeO4。 ① 裝置C中得到足量KClO后，將三頸燒瓶上的導管取下，加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液，水浴控制反應溫度，攪拌，當溶液變?yōu)樽霞t色，該反應的離子方程式為________________________________。 ② 向裝置C中加入飽和________溶液，析出紫黑色晶體，過濾。 (3) 測定K2FeO4純度。 測定制備的K2FeO4的純度可用滴定法，滴定時有關反應的離子方程式為： a. FeO42-+CrO2-+2H2O═CrO42-+Fe(OH)3↓+OH- b. 2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H2O c. Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O 稱取2.0 g制備的K2FeO4樣品溶于適量KOH溶液中，加入足量的KCrO2，充分反應后過濾，濾液在250 mL容量瓶中定容．取25.00 mL加入稀硫酸酸化，用0.10 mol?L-1的(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定至終點，重復操作2次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的體積為24.00 mL，則該K2FeO4樣品的純度為________。 【答案】 分液漏斗 HCl 防止Cl2與KOH反應生成KClO3 吸收多余的Cl2，防止污染空氣 3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42- +3Cl-+5H2O KOH 79.2% 置C中加入飽和KOH溶液，析出紫黑色晶體，過濾，；(3)根據(jù)反應FeO42-+CrO2-+2H2O═CrO42-+Fe(OH)3↓+OH-、2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H2O和 Cr2O72-+6Fe2++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，可得關系式2FeO42-～Cr2O72-～6Fe2+，根據(jù)題意可知，(NH4)2Fe(SO4)2的物質的量為0.024L0.1000mol/L=0.0024mol，所以高鐵酸鉀的質量為0.0024mol198g/mol=1.584g，所以K2FeO4樣品的純度為100%=79.2%。 16．以C12、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和SO2為原料可制備N2H4H2O（水合肼）和無水Na2SO3，其主要實驗流程如下： 已知：①C12+2OH-=C1O-+C1-+H2O是放熱反應。 ②N2H4H2O沸點約118℃，具有強還原性，能與NaC1O劇烈反應生成N2。 （1）步驟I制備NaC1O溶液時，若溫度超過40℃，Cl2與NaOH溶液反應生成NaClO3和NaCl，其離子方程式為_______________；實驗中控制溫度除用冰水浴外還需采取的措施是__________。 （2）步驟Ⅱ合成N2H4H2O的裝置如圖-1所示NaC1O堿性溶液與尿素水溶液在40℃以下反應一段時間后，再迅速升溫至110℃繼續(xù)反應。實驗中通過滴液漏斗滴加的溶液是_______________________；使用冷凝管的目的是_______________________。 （3）步驟Ⅳ用步驟Ⅲ得到的副產品Na2CO3制備無水Na2SO3（水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-隨pH的分布如圖-2所示，Na2SO3的溶解度曲線如圖-3所示） ①邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液。實驗中確定何時停止通SO2的實驗操作為____________________________。 ②請補充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實驗方案：____________________________，用少量無水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。 【答案】 3Cl2+6OH?5Cl?+ClO3?+3H2O 緩慢通入Cl2 NaClO堿性溶液 減少水合肼的揮發(fā) 測量溶液的pH，若pH約為4，停止通SO2 邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測量溶液pH，pH約為10時，停止滴加NaOH溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34℃條件下趁熱過濾 水Na2SO3，在Na2CO3溶液中通入過量的二氧化硫生成NaHSO3，然后在NaHSO3溶液中加入NaOH溶液可生成Na2SO3。 ①由圖像可知，如溶液pH約為4時，可完全反應生成NaHSO3，此時可停止通入二氧化硫，可通過測量溶液pH的方法控制；②由 NaHSO3溶液制備無水Na2SO3，可邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測量溶液pH，由圖象可知pH約為10時，可完全反應生成Na2SO3，此時停止滴加NaOH溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，由圖像3可知在高于34℃條件下趁熱過濾，可得到無水Na2SO3，故答案為：邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測量溶液pH，pH約為10時，停止滴加NaOH溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34℃條件下趁熱過濾。 17．實驗小組制備高鐵酸鉀（K2FeO4）并探究其性質。 資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強氧化性，在酸性或中性溶液中快速產生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。 （1）制備K2FeO4（夾持裝置略） ①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應方程式是________________（錳被還原為Mn2+）。 ②將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑。_______ ③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應有 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外還有________________。 （2）探究K2FeO4的性質 ①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產生黃綠色氣體，得溶液a，經檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl－而產生Cl2，設計以下方案： 方案Ⅰ 取少量a，滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色。 方案Ⅱ 用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產生。 i．由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有______離子，但該離子的產生不能判斷一定是K2FeO4將Cl－氧化，還可能由________________產生（用方程式表示）。 ii．方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗滌的目的是________________。 ②根據(jù)K2FeO4的制備實驗得出：氧化性Cl2________（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ實驗表明，Cl2和的氧化性強弱關系相反，原因是________________。 ③資料表明，酸性溶液中的氧化性＞，驗證實驗如下：將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫色，該現(xiàn)象能否證明氧化性＞。若能，請說明理由；若不能，進一步設計實驗方案。 理由或方案：________________。 【答案】 2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O Cl2+2OH?Cl?+ClO?+H2O Fe3+ 4FeO42?+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O 排除ClO?的干擾 > 溶液的酸堿性不同 若能，理由：FeO42?在過量酸的作用下完全轉化為Fe3+和O2，溶液淺紫色一定是MnO4?的顏色（若不能，方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色） 除去HCl，除雜裝置B為。 ③ C中Cl2發(fā)生的反應有3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，還有Cl2與KOH的反應，Cl2與KOH反應的化學方程式為Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O，反應的離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。 （2）①根據(jù)上述制備反應，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，還可能含有KClO等。 i.方案I加入KSCN溶液，溶液變紅說明a中含F(xiàn)e3+。但Fe3+的產生不能判斷K2FeO4與Cl-發(fā)生了反應，根據(jù)題意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產生O2，自身被還原成Fe3+，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，可能的反應為4FeO42-+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O。 ii.產生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，即KClO的存在干擾判斷；K2FeO4微溶于KOH溶液，用KOH溶液洗滌的目的是除去KClO、排除ClO-的干擾，同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在。 ②制備K2FeO4的原理為3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，在該反應中Cl元素的化合價由0價降至-1價，Cl2是氧化劑，F(xiàn)e元素的化合價由+3價升至+6價，F(xiàn)e（OH）3是還原劑，K2FeO4為氧化產物，根據(jù)同一反應中，氧化性：氧化劑氧化產物，得出氧化性Cl2FeO42-；方案II的反應為2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O，實驗表明，Cl2和FeO42-氧化性強弱關系相反；對比兩個反應的條件，制備K2FeO4在堿性條件下，方案II在酸性條件下；說明溶液的酸堿性的不同影響物質氧化性的強弱。 ③該小題為開放性試題。若能，根據(jù)題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會轉化為Fe3+和O2，最后溶液中不存在FeO42-，溶液振蕩后呈淺紫色一定是MnO4-的顏色，說明FeO42-將Mn2+氧化成MnO4-，所以該實驗方案能證明氧化性FeO42-MnO4-。（或不能，因為溶液b呈紫色，溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中，c（FeO42-）變小，溶液的紫色也會變淺；則設計一個空白對比的實驗方案，方案為：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色）。 18．下圖表示從廢舊普通鋅錳電池內容物中回收制備KMnO4等物質的一種工藝(不考慮廢舊電池中實際存在的少量其他金屬)。 （1）KMnO4稀溶液是一種常用消毒劑，其消毒機理與下列物質相似的是__________(填序號)。 A．雙氧水 B．75%酒精 C．84消毒液(NaClO溶液) D．苯酚 （2）①黑色固體混合物水浸時為提高浸出速率，常采用的措施為___________________________（答出一條即可）。 ②濾渣水洗灼燒后固體是一種黑色的化合物，操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4和KCl，該過程中發(fā)生反應的化學方程式為_____________________________________。 ③圖中產物A是一種難溶于水的黑色固體，其化學式為_________________________。 （3）測定KMnO4產品的純度可用標準Na2S2O3溶液進行滴定。 ①配制250 mL0.100 0 molL-1標準Na2S2O3溶液，需要使用的玻璃儀器有燒杯、膠頭滴管、量筒和_________________________、_________________________； ②取KMnO4配成溶液（酸化）后，用0.100 0 molL-1標準Na2S2O3溶液進行滴定，判斷滴定至終點的現(xiàn)象為___________________。 【答案】 AC 加熱、將固體混合物粉碎、攪拌 3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O MnO2 玻璃棒 250 mL容量瓶 當?shù)稳胱詈笠坏螛藴室?，溶液的紫紅色恰好褪去，且半分鐘內不變色 Mn元素的化合價由+6價升至+7價，產物A是一種難溶于水的黑色固體，根據(jù)氧化還原反應的規(guī)律，化合物A的化學式為MnO2，K2MnO4與CO2反應生成KMnO4、MnO2和K2CO3。①黑色固體混合物水浸時為提高浸取速率，常采用的措施為：加熱、將固體混合物粉碎、攪拌。②MnO2與KClO3、KOH熔融反應生成K2MnO4、KCl和H2O，在該反應中Mn元素的化合價由+4價升至+6價，Cl元素的化合價由+5價降至-1價，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，該過程中發(fā)生反應的化學方程式為3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O。③向K2MnO4溶液中通入CO2生成KMnO4，Mn元素的化合價由+6價升至+7價，產物A是一種難溶于水的黑色固體，根據(jù)氧化還原反應的規(guī)律，化合物A的化學式為MnO2，K2MnO4與CO2反應生成KMnO4、MnO2和K2CO3，反應的化學方程式為3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3。 （3）①配制250mL0.1000mol/L標準Na2S2O3溶液的步驟為：計算→稱量→溶解→冷卻至室溫→轉移→洗滌→初步振蕩→定容→上下顛倒搖勻。需要使用的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、量筒、250mL容量瓶、膠頭滴管。②KMnO4溶液本身呈紫紅色，實驗中不需要其他指示劑，滴定終點的現(xiàn)象為：當?shù)稳胱詈笠坏螛藴室?，溶液的紫紅色恰好褪去，且半分鐘內不變色。 19．二氧化氯(ClO2)是一種在水處理等方面有廣泛應用的高效安全消毒劑，而且與Cl2相比不會產生對人體有潛在危害的有機氯代物。現(xiàn)有下列兩種制備ClO2的方法: （1）方法一：可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備，反應原理為5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O。 ①該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比是_______________________。 ②研究表明：若反應開始時鹽酸濃度較大，則氣體產物中有Cl2，用離子方程式解釋產生Cl2的原因____________________________________。 （2）方法二：氯化鈉電解法。 ①用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質。某次除雜操作時，往粗鹽水中先加入過量的________（填化學式），至沉淀不再產生后，再加入過量的Na2CO3和NaOH，充分反應后將沉淀一并濾去。 ②該法工藝原理示意圖如圖所示。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉（NaClO3）與鹽酸反應生成ClO2，二氧化氯發(fā)生器中生成ClO2的化學方程式為_________________________________。 【答案】 1:4 4H++ClO2-+3Cl-=2Cl2↑+2H2O BaCl2 2NaClO3+4HCl=2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O （2）①除去Ca2+、Mg2+、SO42-依次選用Na2CO3、NaOH、BaCl2，由于所加除雜試劑過量，BaCl2先于Na2CO3加入。除雜的操作是：往粗鹽水中先加入過量的BaCl2，至沉淀不再產生后，再加入過量的Na2CO3和NaOH，充分反應后將沉淀一并濾去。②在特定條件下電解NaCl溶液得到NaClO3和H2，合成塔中為H2與Cl2合成HCl，NaClO3與HCl反應制備ClO2，根據(jù)圖示二氧化氯發(fā)生器中有1種生成物加入電解槽中循環(huán)使用，1種生成物進入合成塔中合成HCl，則NaClO3被還原成ClO2，HCl被氧化成Cl2；NaClO3與HCl反應生成ClO2、Cl2、NaCl和H2O，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，二氧化氯發(fā)生器中生成ClO2的化學方程式為2NaClO3+4HCl=2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O。 20．在有機化學中，硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化劑和氯磺化劑，在染料、藥品、除草劑和農用殺蟲劑的生產過程中有重要作用。現(xiàn)在擬用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯。反應的化學方程式為：SO2(g)+ Cl2(g) =SO2Cl2(l) ΔH =?97.3 kJmol?1，實驗裝置如圖所示(部分夾持裝置未畫出)。 已知：硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點?54.1℃，沸點69.1℃。在潮濕空氣中“發(fā)煙”；100C以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置也會發(fā)生分解。 回答下列問題： （1）裝置丙中作為反應容器的儀器的名稱為_______，裝置丙中球形冷凝管的作用是________；如何控制兩種反應物體積相等：____________________________________。 （2）裝置戊上方分液漏斗中最好選用下列試劑：_________________(選填字母) A．蒸餾水 B．飽和食鹽水 C．濃氫氧化鈉溶液 D．6.0 mol?L-1鹽酸 （3）若缺少裝置己，硫酰氯(SO2Cl2)會和空氣中的水反應而變質，其化學方程式是__________________。 （4）氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯：2ClSO3HSO2Cl2 + H2SO4，分離兩種產物的方法是_____________(選填字母)。 A．重結晶 B．過濾 C．蒸餾 D．萃取 （5）長期儲存的硫酰氯會發(fā)黃，可能的原因是_________________________________(用化學方程式和必要的文字加以解釋)。 （6）若反應中消耗的氯氣體積為896 mL(標準狀況下)，最后經過分離提純得到4.05 g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產率為___________。 （7）請設計實驗方案檢驗產品中有硫酸（可選試劑：稀鹽酸、稀硝酸、BaCl2溶液、蒸餾水、石蕊溶液）：___________________________。 【答案】 三頸燒瓶 冷凝回流導氣 觀察乙、丁導管口產生氣泡的速度相等 B SO2Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl C SO2Cl2=SO2+Cl2，分解產生少量的氯氣溶解在其中 75% 取產物在干燥的環(huán)境中加熱至100℃，待產物的質量不在改變時，冷卻后將剩余物質加入到水中；取少量溶液加入石蕊試液，溶液變紅；再取少量試液加入氯化鋇溶液，產生白色沉淀，則說明產品中有硫酸 且沸點差別較大，采用蒸餾方法進行分離，正確選項C。（5）SO2Cl2=SO2+Cl2，分解產生少量的氯氣溶解在其中，會導致硫酰氯會發(fā)黃；（6）若反應中消耗的氯氣體積為896 mL(標準狀況下)，氯氣的物質的量為0.04mol，根據(jù)反應SO2(g)+ Cl2(g) =SO2Cl2(l)可知，制備出的SO2Cl2的量為0.04mol，質量為0.04135=5.4g，則硫酰氯的產率為4.05/5.4100%=75%；（7）由于SO2Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl發(fā)生，所以要檢驗SO2Cl2中混有硫酸，就要先除去SO2Cl2，根據(jù)題給信息，進行如下操作：取產物在干燥的環(huán)境中加熱至100℃，待產物的質量不在改變時，冷卻后將剩余物質加入到水中；取少量溶液加入石蕊試液，溶液變紅；再取少量試液加入氯化鋇溶液，產生白色沉淀，則說明產品中有硫酸。