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14.NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:

回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为+3价.
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为NaOH溶液、Na2CO3溶液.“电解”中阴极反应的主要产物是ClO2-(或NaClO2).
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2.此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1,该反应中氧化产物是O2
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力.NaClO2的有效氯含量为1.57.(计算结果保留两位小数)
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分析 (1)在NaClO2中Na为+1价,O为-2价,根据正负化合价的代数和为0计算得到;
(2)NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下生成ClO2,其中NaClO2是氧化剂,还原产物为NaCl,回收产物为NaHSO4,说明生成硫酸氢钠,且产生ClO2,根据电子守恒和原子守恒配平书写化学方程式;
(3)食盐溶液中混有Mg2+ 和Ca2+,可以利用过量NaOH溶液除去Mg2+,利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+,ClO2氧化能力强,根据结晶干燥后的产物可知ClO2的还原产物为NaClO2
(4)依据图示可知,利用含过氧化氢的氢氧化钠溶液吸收ClO2,产物为ClO2-,则此反应中ClO2为氧化剂,还原产物为ClO2-,化合价从+4价降为+3价,H2O2为还原剂,氧化产物为O2,每摩尔H2O2得到2mol电子,依据电子守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比;
(5)每克NaClO2的物质的量$\frac{1g}{90.5g/mol}$=$\frac{1}{90.5}$mol,依据电子转移数目相等,可知氯气的物质的量为$\frac{1}{90.5}$mol×4×$\frac{1}{2}$=$\frac{2}{90.5}$mol,计算得到氯气的质量.

解答 解:(1)在NaClO2中Na为+1价,O为-2价,根据正负化合价的代数和为0,可得Cl的化合价为+3价,
故答案为:+3;
(2)NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下生成ClO2,其中NaClO2是氧化剂,还原产物为NaCl,回收产物为NaHSO4,说明生成硫酸氢钠,且产生ClO2,根据电子守恒可知,此反应的化学方程式为:2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2
故答案为:2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2
(3)食盐溶液中混有Mg2+ 和Ca2+,可以利用过量NaOH溶液除去Mg2+,利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+,ClO2氧化能力强,根据结晶干燥后的产物可知ClO2的还原产物为NaClO2,因此电解装置中阴极ClO2得电子生成ClO2-,阳极Cl-失电子生成Cl2
故答案为:NaOH溶液;Na2CO3溶液;ClO2-(或NaClO2);
(4)依据图示可知,利用含过氧化氢的氢氧化钠溶液吸收ClO2,产物为ClO2-,则此反应中ClO2为氧化剂,还原产物为ClO2-,化合价从+4价降为+3价,H2O2为还原剂,氧化产物为O2,每摩尔H2O2得到2mol电子,依据电子守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1,
故答案为:2:1;O2
(5)1gNaClO2的物质的量$\frac{1g}{90.5g/mol}$=$\frac{1}{90.5}$mol,依据电子转移数目相等,NaClO2~Cl-~4e-,Cl2~2Cl-~2e-,可知氯气的物质的量为$\frac{1}{90.5}$mol×4×$\frac{1}{2}$=$\frac{2}{90.5}$mol,则氯气的质量为$\frac{2}{90.5}$mol×71g/mol=1.57g,
故答案为:1.57g.

点评 本题考查了物质制备的实验方法分析、氧化还原反应概念分析和电子转移的计算、注意物质性质的理解应用,题目难度中等.

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    已知:①RCH2Br+Mg→RCH2MgBr(R可以是H或烃基)
    ②RCOOC2H5$→_{②H+/H_{2}O}^{①R'MgBr(足量)}$(R、R′为烃基)
    回答下列问题:
    (1)X的名称是乙酸,E中含有的官能团名称是羧基、碳碳双键.
    (2)B→C的反应类型是取代反应.
    (3)F的结构简式为,D的化学式为C8H11O2Na.
    (4)写出核磁共振氢谱有两组吸收锋,且锋面积之比为4:1的A的同分异构体(不考虑立体异构)的结构简式:
    (5)B与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式为
    (6)参照乙酸萜品酯的上述合成路线,设计一条以乙醇为起始原料制备2-丁烯的合成路线:

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    A.冷水浸泡B.加热煎制C.箅渣取液D.灌装保存
        
    A.AB.BC.CD.D

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    A.氧气比臭氧稳定
    B.所有吸热反应不一定都要加热反应才能进行
    C.断裂3mol氧气中的化学键吸收的能量大于形成2mol臭氧中的化学键放出的能量
    D.3mol氧气的总能量比2mol臭氧的总能量高

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    9.双氧水是一种重要的氧化剂、漂白剂和消毒剂.生产双氧水常采用蒽醌法,其反应原理和生产流程如图所示:

    生产过程中,把乙基蒽醌溶于有机溶剂配制成工作液,在一定温度、压力和催化剂作用下进行氢化,再经氧化、萃取、净化等工艺得到双氧水.回答下列问题:
    (1)蒽醌法制备H2O2理论上消耗的原料是氢气和氧气,循环使用的原料是乙基蒽醌,配制工作液时采用有机溶剂而不采用水的原因是乙基蒽醌不溶于水,易溶于有机溶剂.
    (2)氢化釜A中反应的化学方程式为.进入氧化塔C的反应混合液中的主要溶质为乙基氢蒽醌.
    (3)萃取塔D中的萃取剂是水,选择其作萃取剂的原因是过氧化氢易溶于水被水萃取,乙基蒽醌不溶于水.
    (4)工作液再生装置F中要除净残留的H2O2,原因是过氧化氢分解放出氧气,与氢气混合,易发生爆炸.
    (5)双氧水浓度可在酸性条件下用KMnO4溶液测定,该反应的离子方程式为5H2O2+6H++2MnO4-=2Mn2++5O2↑+8H2O,一种双氧水的质量分数为27.5%(密度为1.10g•cm-3),其浓度为8.90mol•L-1

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    19.用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一.

    (1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图1所示.
    ①作负极的物质是铁.
    ②正极的电极反应式是NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O.
    (2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO3-的去除率和pH,结果如下:
    初始pHpH=2.5pH=4.5
    NO3-的去除率接近100%<50%
    24小时pH接近中性接近中性
    铁的最终物质形态  
    pH=4.5时,NO3-的去除率低.其原因是FeO(OH)不导电,阻碍电子转移.
    (3)实验发现:在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3-的去除率.对Fe2+的作用提出两种假设:
    Ⅰ.Fe2+直接还原NO3-
    Ⅱ.Fe2+破坏FeO(OH)氧化层.
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    ②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4.结合该反应的离子方程式,解释加入Fe2+提高NO3-去除率的原因:Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+,Fe2+将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4,利于电子转移.
    (4)其他条件与(2)相同,经1小时测定NO3-的去除率和pH,结果如表:
    初始pHpH=2.5pH=4.5
    NO3-的去除率约10%约3%
    1小时pH接近中性接近中性
    与(2)中数据对比,解释(2)中初始pH不同时,NO3-去除率和铁的最终物质形态不同的原因:初始pH低时,产生的Fe2+充足;初始pH高时,产生的Fe2+不足.

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    科目:高中化学 来源: 题型:解答题

    6.砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等.回答下列问题:
    (1)写出基态As原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d104s24p3
    (2)根据元素周期律,原子半径Ga大于As,第一电离能Ga小于As.(填“大于”或“小于”)
    (3)AsCl3分子的立体构型为三角锥形,其中As的杂化轨道类型为sp3
    (4)GaF3的熔点高于1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体,离子晶体的熔点高.
    (5)GaAs的熔点为1238℃,密度为ρ g•cm-3,其晶胞结构如图所示.该晶体的类型为原子晶体,Ga与As以共价键键合.Ga和As的摩尔质量分别为MGa g•mol-1和MAs g•mol-1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏伽德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为$\frac{4π×1{0}^{-30}N{\;}_{A}ρ({r}_{Ga}^{3}+{r}_{As}^{3})}{3({M}_{Ga}+{M}_{As})}$×100%.

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    科目:高中化学 来源: 题型:解答题

    3.将一定量的铜片加入到100mL稀硫酸和硫酸铁的混合液中,若铜片完全溶解时(不考虑盐的水解及溶液体积的变化),溶液中的Fe3+、Cu2+、H+三种离子的物质的量浓度相等,且测得溶液的pH=1.
    (1)原混合液中硫酸铁的物质的量为0.015mol;
    (2)反应后溶液中SO${\;}_{4}^{2-}$的物质的量浓度为0.5mol•L-1

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    科目:高中化学 来源: 题型:选择题

    12.某恒定温度下,在一个2L的密闭容器中,加入4mol A和2mol B进行如下反应:3A(g)+2B(g)?4C(?)+2D(?),“?”代表状态不确定,5min后达到平衡,测得生成1.6mol C,且反应的前后压强之比为15:14,则下列说法正确的是(  )
    A.该反应的化学平衡常数表达式是K=[c4(C)•c2(D)]/[c3(A)•c2(B)]
    B.0~5min内A的反应速率为0.24mol•L-1•min-1
    C.此时B的平衡转化率是40%
    D.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大

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