C1O2是常用的自来水消毒剂。I.已知实验室可用亚***固体与*气反应制备ClO2:2NaClO2+C12=2...
问题详情:
C1O2是常用的自来水消毒剂。
I.已知实验室可用亚***固体与*气反应制备ClO2:2NaClO2+C12 =2C1O2+2NaCl,装置如下图所示:
(1)圆底烧瓶内发生反应的化学方程式是:__________。
(2)已知常温常压下,ClO2和Cl2是气体,在下列溶剂中溶解*如下表所示:
ClO2 | Cl2 | |
水 | 极易溶于水 | 溶 |
CCl4 | 难溶 | 溶 |
B、C、E装置中的试剂依次是_________(填序号)。
溶液 b.浓硫* c.饱和食盐水 4 e.饱和石灰水
II.使用C1O2在给自来水消毒的过程中会产生有害的副产物亚**根(ClO2-),可用Fe2+将其去除。已知ClO2-与Fe2+在pH=5~7的条件下能快速反应,最终形成红褐*沉淀,而ClO2-则被还原成Cl-。
(3)Fe2+消除ClO2-的离子方程式为_______。
(4)实际向自来水中加入Fe2+的量要高于理论值,原因是(结合离子方程式解释)___________。
【回答】
【*】 (1). MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O (2). cbd (3). ClO2-+4Fe2++10H2O=4Fe(OH)3↓+Cl-+8H+ (4). Fe2+易被水中溶解的氧气氧化,4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+
【解析】
分析】
由题目中所给信息和实验装置图可知:实验首先用浓盐*和MnO2在加热条件下反应制备Cl2,反应的方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2++Cl2↑+2H2O,经除杂、干燥后在D中亚***固体反应生成ClO2,B装置除去*气中的*化*,C装置用浓硫*进行干燥,由于Cl2易溶于CCl4液体,E用于除去ClO2中的未反应的Cl2,最后用向上排空法、或排水法收集,并注意气体的*质和装置来分析防止倒吸的装置。
(1)圆底烧瓶中浓盐*和MnO2在加热条件下反应制备Cl2,两者反应生成二*化锰、*气、水;
(2)*化*易挥发,浓盐*和MnO2在加热条件下反应制备Cl2,*气中混有*化*,可用饱和食盐水除去气体中混有的HCl杂质,因*气从溶液中制取,所以*气中混有水蒸气,浓硫*干燥除去水,E用于除去ClO2中的未反应的Cl2;
(3)ClO2-与Fe2+在pH=5~7的条件下能快速反应,最终形成红褐*沉淀,该沉淀为Fe(OH)3,而ClO2-则被还原成Cl-,据此结合化合价升降相等配平该反应的离子方程式;
(4)Fe2+具有较强换一下,易被水中溶解的氧气氧化,故实际向自来水中加入Fe2+的量要高于理论值。
【详解】(1)实验室用浓盐*和MnO2在加热条件下反应制备Cl2,浓盐*盛装在分液漏斗中,烧瓶内MnO2,浓盐*和MnO2在加热条件下反应生成二*化锰、*气、水,反应方程式为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2++Cl2↑+2H2O;
(2)由于浓盐*具有挥发*,所以在加热时制取的*气中混有杂质HCl和水蒸气,为制备纯净干燥的*气,根据*气不溶于饱和食盐水的*质,可用饱和食盐水除去气体中混有的HCl杂质,然后用浓硫*干燥除去水蒸气,由于Cl2易溶于CCl4液体,E用于除去ClO2中的未反应的Cl2,所以B、C、E装置中的试剂依次为:饱和食盐水、浓硫*、CCl4,故B、C、E装置中的试剂序号依次是cbd;
(3)ClO2-与Fe2+在pH=5~7的条件下能快速反应,最终形成红褐*沉淀,该沉淀为Fe(OH)3,铁元素化合价升高了1,而ClO2-则被还原成Cl-,化合价降低了4价,根据氧化还原反应中化合价升降总数相等,可知Fe2+和Fe(OH)3的系数为4,ClO2-、Cl-的系数为1,结合质量守恒,配平该反应的离子方程式为:ClO2-+4Fe2++10H2O=4Fe(OH)3↓+Cl-+8H+;
(4)由于Fe2+易被水中溶解的氧气氧化,发生反应为4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+,所以实际向自来水中加入Fe2+的量要高于理论值。
【点睛】本题以实验室制备ClO2为载体,考查了物质制备方案的设计的知识,明确实验目的、实验原理为解答关键,注意掌握常见元素化合物*质,试题有利于提高学生的分析能力及化学实验能力。
知识点:物质的分离 提纯和检验
题型:实验,探究题
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