利用下图所示装置模拟工业NaClO3与Na2SO3在浓H2SO4存在下制备ClO2,并以ClO2为原料制备NaClO2 (已知:高于60℃时,NaClO2分解生成NaClO3和NaCl)。
下列说法不正确的是( )
A. 逐滴加入浓硫酸可提高ClO2的利用率
B. 装置④中所得产物中可能含有Na2SO4杂质
C. 从装置④反应后的溶液中获得晶体,可采用常压蒸发结晶
D. 制备NaClO2结束时,应关闭分液漏斗活塞,打开K1 ,关闭K2
高三化学单选题中等难度题
利用下图所示装置模拟工业NaClO3与Na2SO3在浓H2SO4存在下制备ClO2,并以ClO2为原料制备NaClO2 (已知:高于60℃时,NaClO2分解生成NaClO3和NaCl)。
下列说法不正确的是( )
A. 逐滴加入浓硫酸可提高ClO2的利用率
B. 装置④中所得产物中可能含有Na2SO4杂质
C. 从装置④反应后的溶液中获得晶体,可采用常压蒸发结晶
D. 制备NaClO2结束时,应关闭分液漏斗活塞,打开K1 ,关闭K2
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
二氧化氯(ClO2)是国际公认高效、安全的杀菌、保鲜剂,是氯制剂的理想替代品。工业上制备ClO2的方法很多,NaClO3 和NaClO2是制取ClO2的常见原料。
完成下列填空:
(1)以下反应是制备ClO2的一种方法:H2C2O4 + 2 NaClO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2 CO2↑ + 2 ClO2↑ + 2 H2O,上述反应物中属于第三周期的元素的原子半径大小顺序是__________;其中原子半径最大元素的原子,其核外有 种不同能量的电子。
(2)ClO2的分子构型为“V”形,则ClO2是______________(选填“极性”、“非极性”)分子,其在水中的溶解度比氯气__________(选填“大”、“小”、“一样”)。
(3)ClO2具有强氧化性,若ClO2和Cl2在消毒时自身均被还原为Cl-,ClO2的消毒能力是等质量Cl2的___________倍(保留2位小数)。
(4)若以NaClO2为原料制取ClO2,需要加入具有________(填“氧化”、“还原”)性的物质。
(5)工业上将氯碱工业和制取NaClO3联合进行。研究发现,电解时,不同反应环境下的总反应分别为:
4 NaCl + 18 H2O → 4 NaClO3 + 3 O2↑+ 18 H2↑(中性环境)
NaCl + 3 H2O → NaClO3 + 3 H2↑(微酸性环境)
①电解时,氢气在__________极产生。
②更有利于工业生产NaClO3的反应环境是___________,理由__________________。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
二氧化氯(ClO2)是国际公认高效、安全的杀菌、保鲜剂,是氯制剂的理想替代品。工业上制备ClO2的方法很多,NaClO3 和NaClO2是制取ClO2的常见原料。完成下列填空:
(1)以下反应是制备ClO2的一种方法:H2C2O4+2NaClO3+H2SO4→Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O
上述反应物中属于第三周期元素的原子半径大小顺序是___;其中原子半径最大元素的原子,其核外电子排布式为___,其核外有___种不同能量的电子。
(2)ClO2的分子构型为“V”形,则ClO2是___(选填“极性”、“非极性”)分子,其在水中的溶解度比氯气___(选填“大”、“小”、“一样”)。
(3)ClO2具有强氧化性,若ClO2和Cl2在消毒时自身均被还原为Cl-,ClO2的消毒能力是等质量Cl2的___倍(保留2位小数)。
(4)若以NaClO2为原料制取ClO2,需要加入具有___(填“氧化”、“还原”)性的物质。
(5)工业上制取NaClO3通过电解法进行,电解时,不同反应环境下的总反应分别为:
4NaCl +18H2O→4NaClO3+3O2↑+18H2↑(中性环境)
NaCl +3H2O→NaClO3 +3H2↑(微酸性环境)
①电解时,氢气在___极产生。
②更有利于工业生产NaClO3的反应环境是___,理由__。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。
(1)亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为 。向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是 。
(2)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(3)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
①电源负极为 极(填A或B):
②写出阴极室发生反应依次为: 、
;
③控制电解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2﹣歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况,忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分),此时阳极室与阴极室c(H+)之差为 。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。
(1)亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为___________________________;向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是 。
(2)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(3)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
①电源负极为___________________极(填A或B)
②写出阴极室发生反应的电极反应式和离子方程式
_______________________ ___ ; 。
③控制电解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2—歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况,忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分),此时阳极室与阴极室c(H+)之差为_________________。
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实验室用NaClO3与Na2SO3制取ClO2气体,再由ClO2在强碱性条件下与过量的H2O2反应制得漂白剂NaClO2(装置如下图所示)。
已知:
(I)NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO3·3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2;
(Ⅱ)30 % H2O2超过40℃时会完全分解;
(Ⅲ)高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
(1)装置A发生的反应中,还原剂是________。
(2)①装置B中反应生成NaClO2的化学方程式为____________。
②实验中B装置需进行温度控制不超过40℃,在不改变NaOH溶液浓度和体积的条件下,可采取的措施有________、_______。
(3)请补充从装置B反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤。
①在55 ℃时蒸发结晶;②_______;③ ________;④________;得到成品。
(4)装置C的作用是______________。
(5)证明实验后装置B所得混合溶液中的NaClO2具有氧化性的实验方案是________。(可供选用的试剂:稀H2SO4、FeCl2溶液、KSCN溶液)
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亚氯酸钠(NaClO2)是二氧化氯(ClO2)泡腾片的主要成分。实验室以氯酸钠(NaClO3)为原料先制得ClO2,再制备NaClO2粗产品,其流程如图:
已知:①ClO2可被NaOH溶液吸收,反应为2ClO2+2NaOH=NaClO3+NaClO2+H2O。
②无水NaClO2性质稳定,有水存在时受热易分解。
(1)反应Ⅰ中若物质X为SO2,则该制备ClO2反应的离子方程式为___。
(2)实验在如图-1所示的装置中进行。
①若X为硫磺与浓硫酸,也可反应生成ClO2。该反应较剧烈。若该反应在装置A的三颈烧瓶中进行,则三种试剂(a.浓硫酸;b.硫黄;c.NaClO3溶液)添加入三颈烧瓶的顺序依次为___(填字母)。
②反应Ⅱ中双氧水的作用是___。保持反应时间、反应物和溶剂的用量不变,实验中提高ClO2吸收率的操作有:装置A中分批加入硫黄、___(写出一种即可)。
(3)将装置B中溶液蒸发可析出NaClO2,蒸发过程中宜控制的条件为___(填“减压”、“常压”或“加压”)。
(4)反应Ⅰ所得废液中主要溶质为Na2SO4和NaHSO4,直接排放会污染环境且浪费资源。为从中获得芒硝(Na2SO4·10H2O)和石膏(水合硫酸钙),请补充完整实验方案:___,将滤液进一步处理后排放(实验中须使用的试剂和设备有:CaO固体、酚酞、冰水和冰水浴)。已知:CaSO4不溶于Na2SO4水溶液;Na2SO4的溶解度曲线如图−2所示。
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亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂和优质漂白剂。一种以氯酸钠(NaClO3)为原料制备NaClO2 粗品的工艺流程如下图所示:
已知:
①纯ClO2 易分解爆炸,空气中ClO2 的体积分数在10%以下比较安全;
②NaClO2 在碱性溶液中稳定存在,在酸性溶液中迅速分解;
③含水NaClO2 受热易分解。
(1) 试剂A 可以选择___________(填字母序号)。
a. SO2 b. 浓硝酸 c. KMnO4
(2) 反应Ⅱ的离子方程式为_________。
(3) 下列关于上述流程的说法中,合理的是________(填字母序号)。
a. 反应Ⅰ进行过程中应持续鼓入空气
b. 反应Ⅰ后得到的母液中,溶质的主要成分是NaCl
c. 反应Ⅱ中NaOH 应过量
(4) 已知压强越大,物质的沸点越高。反应Ⅱ结束后采用“减压蒸发”操作的原因是____________。
(5) 中间产物二氧化氯(ClO2)在生产生活中也有广泛应用。用ClO2 处理泄漏的氰化钠(NaCN),得到无毒的NaCl、N2 和CO2。若处理含NaCN4×10-5mol ·L-1的废水 1000L,至少需要ClO2 的质量为___________g。
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亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的杀菌消毒剂,同时也是对烟气进行脱硫、脱硝的吸收剂。
Ⅰ.以氯酸钠(NaClO3)为原料制备NaClO2粗品的工艺流程如下图所示:
已知:
i.纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10%以下比较安全;
ii.NaClO2在碱性溶液中稳定存在,在酸性溶液中迅速分解;
iii.NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO2∙3H2O,等于或高于38℃时析出NaClO2晶体,高于60℃时分解成NaClO3和NaCl。
(1)试剂A应选择_________。(填字母)
a.SO2 b.浓硝酸 c.KMnO4
(2)反应②的离子方程式为_________。
(3)已知压强越大,物质的沸点越高。反应②结束后采用“减压蒸发”操作的原因是________。
(4)下列关于上述流程的说法中,合理的是_________。(填字母)
a.反应①进行过程中应持续鼓入空气
b.反应①后得到的母液中,溶质的主要成分是NaCl
c.反应②中NaOH溶液应过量
d.冷却结晶时温度选择38℃,过滤后进行温水洗涤,然后在低于60℃下进行干燥,得到粗产品NaClO2
Ⅱ.采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。
(5)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol/L。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:
离子 | SO42− | SO32− | NO3− | NO2− | Cl− |
c /(mol/L) | 8.35×10−4 | 6.87×10−6 | 1.5×10−4 | 1.2×10−5 | 3.4×10−3 |
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_________。
②由实验结果可知,脱硫反应速率_________(填“大于”或“小于”)脱硝反应速率。除SO2和NO在烟气中的初始浓度不同外,还可能存在的原因是_________。(答出两条即可)
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(12分)NaClO2用于棉、麻、粘胶纤维及织物的漂白。实验室制备NaClO2的装置如下图所示:
(1)装置I控制温度在35~55℃,通入SO2将NaClO3还原为ClO2(沸点:11℃),反应结束后通入适量的空气,其目的是________________ 。
(2)装置Ⅱ中反应生成NaClO2的化学方程式为________________ 。反应后的溶液中阴离子除了ClO2-、ClO3-、Cl-、ClO-、OH—外还可能含有的一种阴离子是________________,检验该离子的方法是________________
(3)已知在NaClO2饱和溶液中温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·3H2O,温度高于38℃时析出晶体是NaClO2,温度高于60℃时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。请补充从装置Ⅱ反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤。
①减压,55℃蒸发结晶;②________________;③________________;④ ________________;得到成品。
(4)装置Ⅲ中试剂X为________________。
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