二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的***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
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二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的***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 。 |
答案
(1)5ClO2-+4H+=4ClO2↑+Cl-+2H2O;反应生成的Cl-对反应起催化作用; (2)H2O2做还原剂时氧化产物为O2,而盐酸则产生大量Cl2; (3)①A; ②ClO2+e-= ClO2-;ClO3-+ ClO2-+2 H+= 2ClO2↑+ H2O;③ 0.8mol/L |
解析
试题分析:(1)根据题意,结合原子守恒、电子守恒及电荷守恒的知识可得该反应的两种方程式为5ClO2-+4H+=4ClO2↑+Cl-+2H2O。在pH相同的盐酸的反应速率比硫酸中快,说明是溶液中的Cl-可能会影响化学反应速率;一段时间后在硫酸中的发生速率也加快,就是由于在5ClO2-+4H+=4ClO2↑+Cl-+2H2O中随着反应的进行,溶液中Cl-的浓度增大了。这就进一步证实了前面的推测的正确性。(2)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H2O2做还原剂时氧化产物为O2,而盐酸则产生大量Cl2;O2是大气的成分,而Cl2是大气污染物,会对环境造成危害。(3)①根据题图中物质所含元素的化合价的变化情况可以看出:A电极所连接的电极发生还原反应,是电解池的阴极。所以A为电源的负极,B为电源的正极。②写出阴极室发生反应依次为ClO2+e-= ClO2-;ClO3-+ ClO2-+2H+= 2ClO2↑+ H2O。③在整个闭合回路中电子转移数目相等。阴极室每产生4mol的ClO2电子转移4mol,同时在阳极室发生反应:4OH--4e-=2H2O+ O2↑。产生1mol的O2。因此转移4mold 电子,产生气体5mol.现在产生气体的物质的量为1mol,所以转移电子0.8mol.在阳极有0.8mol的OH-离子放电。因为溶液的体积为1L。所以此时阳极室与阴极室c(H+)之差为0.8mol/L。2)的各种制取方法及反应原理的知识。 |
举一反三
下列离子方程式正确的是A.NO2通入AgNO3溶液中:3NO2+H2O=2NO3-+NO+2H+ | B.过量的SO2通入NaOH溶液中:SO2+2OH-=SO32-+H2O | C.过量NaOH滴入NH4HCO3稀溶液中:NH4++OH-=NH3·H2O | D.铜片加入稀HNO3中:Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O |
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某同学为检验溶液中是否含有常见的几种无机离子,进行了如下图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是
A.原溶液中一定含有 | B.原溶液中一定含有 | C.原溶液中一定含有Cl- | D.原溶液中一定含有Fe3+ |
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下列有关物质检验的实验结论正确的是
| 实验操作
| 现象
| 实验结论
| A
| 向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液
| 有白色沉淀生成
| 溶液中一定含有
| B
| 将某气体通入澄清石灰水中
| 变浑浊
| 该气体一定是CO2
| C
| 向某溶液中加入2滴KSCN溶液
| 溶液不显红色
| 溶液中一定含有Fe2+
| 另取样,先滴入氯水,再滴入KSCN溶液
| 溶液变为红色
| D
| 将少量某物质的溶液滴加到新制的银氨溶液中,水浴加热
| 有银镜生成
| 该物质一定是葡萄糖
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下列说法正确的是( )A.根据反应5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知:用酸性KMnO4溶液可检验绿矾(FeSO4·7H2O)是否变质 | B.根据反应H3PO3+2NaOH(足量)===Na2HPO3+2H2O可知:H3PO3属于三元酸 | C.根据反应3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O可知:反应中HNO3表现酸性和氧化性 | D.根据反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4可知:H2S的酸性比H2SO4强 |
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已知X、M都是中学教材常见元素,下列对甲、乙两个离子反应通式的推断中,(甲)XO3n-+Xn-+H+→X单质+H2O(未配平);(乙)Mm++mOH-=M(OH)m↓,其中正确的是( ) ①若n=1,则XO3n-中X元素为+5价,X位于周期表第ⅤA族 ②若m=1,则M(NO3)m溶液和氨水互滴时的现象可能不同 ③若m=2,则在空气中蒸干MSO4溶液并灼烧一定能得到MSO4 ④若n=2,则X最高价氧化物的水化物可能与它的氢化物反应 ⑤若m=3,则MCl3与足量的碱溶液反应一定生成M(OH)m ⑥若n=2、m=3,则Xn-和Mm+发生的反应是水解反应 |
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