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元素交響曲
鹵素及其化合物(四)
發(fā)布時(shí)間:2024-10-21 10:25:26
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1.為抑制新冠病毒傳播,含氯消毒劑被廣泛使用。常見的含氯消毒劑有次氯酸鹽、ClO2有機(jī)氯化物等。用NaCl電解法生成ClO2的工藝原理示意圖如圖,發(fā)生器內(nèi)電解生成ClO2。

image.png

完成下列填空:

(1)Cl原子的最外層電子層上具有     種不同能量的電子;HClO的電子式是         ;

(2)Cl2性質(zhì)活潑,易形成多種化合物。請說明NaCl的熔沸點(diǎn)比HCl高的原因:                         

(3)根據(jù)示意圖,補(bǔ)充并配平ClO2發(fā)生器中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式:     。

_____NaClO3_____HCl =__________H2O

若反應(yīng)中有2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則生成ClO2      mol

(4)某興趣小組通過實(shí)驗(yàn)測定不同pH環(huán)境中,相同濃度NaClO溶液的細(xì)菌殺滅率(%),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表。

NaClO溶液濃度/ (mg·L1)

不同pH下的細(xì)菌殺滅率/%

pH4.0

pH6.5

pH9.0

250

98.90

77.90

53.90

①NaClO溶液呈堿性的原因是                         (用離子方程式表示)

調(diào)節(jié)NaClO溶液pH時(shí)不能選用鹽酸的原因?yàn)?/span>                。

由表中數(shù)據(jù)可推斷,該實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是                      

家用消毒常用84消毒液而不采用次氯酸,說明其理由。               



2.鋁氫化鈉(NaAlH4)是有機(jī)合成的重要還原劑,其合成路線如下:

image.png

(1)已知AlCl3的熔點(diǎn)為190℃,沸點(diǎn)為178℃,在潮濕的空氣中易水解。某實(shí)驗(yàn)小組利用下圖中裝置制備無水AlCl3(夾持裝置略去)

image.png

圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為           。

按氣流方向連接各儀器接口,順序?yàn)?/span>a→           →b→c→h→i→f→g(填接口字母)。

裝置A盛放濃鹽酸的儀器名稱為           ,裝置F中應(yīng)盛放的試劑是           ,裝置D的作用是           

(2)AlCl3NaH反應(yīng)時(shí),需先將AlCl3溶于有機(jī)溶劑,再將得到的溶液滴加到NaH粉末中,此反應(yīng)中NaH的轉(zhuǎn)化率較低,其原因可能是           。

(3)通過測定鋁氫化鈉與水反應(yīng)生成氫氣的體積來測定鋁氫化鈉樣品的純度。

鋁氫化鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為           。

設(shè)計(jì)如下四種裝置(夾持裝置略去)測定鋁氫化鈉樣品的純度(雜質(zhì)只有氫化鈉)。從簡約性、準(zhǔn)確性考慮,最恰當(dāng)?shù)难b置是           (填編號)

image.png


答案:

1(1)     2     image.png

(2)NaCl是離子晶體,而HCl是分子晶體

(3)     5NaClO36HCl =6ClO25NaCl+3H2O     2.4

(4)  image.png    NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O產(chǎn)生有毒氣體Cl2污染環(huán)境     等濃度的NaClO溶液pH越大,細(xì)菌殺滅率越小     HClO見光易分解,不易保存,而次氯酸鈉性質(zhì)較穩(wěn)定則易保存

 

【詳解】(1)已知Cl17號元素,則Cl原子的最外層電子排布式為:3s23p5,故Cl原子的最外層電子層上具有2種不同能量的電子,H、Cl原子能形成1對共用電子對,O需形成2對共用電子對,HClO的電子式是image.png,故答案為:2;image.png;

2)由于NaCl是離子化合物,形成離子晶體,而HCl為共價(jià)化合物,形成分子晶體,故NaCl的熔沸點(diǎn)比HCl高,故答案為:NaCl是離子晶體,而HCl是分子晶體;

3)根據(jù)示意圖,ClO2發(fā)生器中發(fā)生NaClO3HCl反應(yīng)生成NaClClO2的反應(yīng),根據(jù)氧化還原反應(yīng)配平可得,該學(xué)反應(yīng)方程式為:5NaClO36HCl =6ClO25NaCl+3H2O,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子為5e-,若反應(yīng)中有2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則生成ClO2 2.4mol,故答案為:5NaClO36HCl =6ClO25NaCl+3H2O;2.4;

4①NaClO是強(qiáng)堿弱酸鹽,故ClO-水解使溶液呈堿性,該水解的離子方程式為:image.png

由于NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O生成有毒氣體Cl2,故調(diào)節(jié)NaClO溶液pH時(shí)不能選用鹽酸,故答案為:NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O產(chǎn)生有毒氣體Cl2污染環(huán)境;

由表中數(shù)據(jù)可推斷,等濃度的NaClO溶液pH越大,細(xì)菌殺滅率越小,故答案為:等濃度的NaClO溶液pH越大,細(xì)菌殺滅率越??;

由于HClO見光易分解,不易保存,而次氯酸鈉性質(zhì)較穩(wěn)定則易保存,故家用消毒常用84消毒液而不采用次氯酸,故答案為:HClO見光易分解,不易保存,而次氯酸鈉性質(zhì)較穩(wěn)定則易保存。


2(1)     KClO36HCl=KCl3Cl23H2O     k→j→d→e     分液漏斗     飽和NaCl溶液     吸收未反應(yīng)的Cl2,并防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置E

(2)NaH是離子化合物,難溶于有機(jī)溶劑,生成的NaCl沉積在反應(yīng)物表面使反應(yīng)物難以接觸(或其他合理答案)

(3)    image.png     

 

【分析】首先通過C裝置A制備氯氣,通過裝置F除去其中混入的氯化氫后,再通過裝置

C干燥氯氣,在裝置B中和鋁發(fā)生反應(yīng)生成氯化鋁,最后要注意用堿石灰除去沒有反應(yīng)完的氯氣,以此解題。

【詳解】(1圓底燒瓶中,氯酸鉀和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鉀、氯氣和水,化學(xué)方程式為:KClO36HCl=KCl3Cl23H2O

制得的氯氣先通過F除去HCl,再通過C除去水,再進(jìn)入B發(fā)生反應(yīng),故接口順序?yàn)?/span>k→j→d→e;

③A中盛放濃硫酸的儀器為分液漏斗;F中盛放飽和食鹽水除去HCl,D的作用是吸收未反應(yīng)的氯氣,同時(shí)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置E

2NaH是離子化合物,難溶于有機(jī)溶劑,生成的氯化鈉沉積在反應(yīng)物表面使反應(yīng)物難以接觸從而使轉(zhuǎn)化率極低。

3鋁氫化鈉與水反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,反應(yīng)方程式為NaAlH4+2H2O ? NaAlO2+4H2

使用恒壓分液漏斗使操作更加簡便,利用注射器使裝置更加簡單且準(zhǔn)確性較高,故選擇丁。


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