溴及其化合物广泛应用在有机合成、化学分析等领域。
(1)海水提溴过程中溴元素的变化如下:
①过程Ⅰ,海水显碱性,调其pH<3.5后,再通入氯气。
ⅰ.通入氯气后,反应的离子方程式是______。
ⅱ.调海水pH可提高Cl2的利用率,用平衡原理解释其原因是______。
②过程Ⅱ,用热空气将溴赶出,再用浓碳酸钠溶液吸收。完成并配平下列方程式。
Br2+Na2CO3=NaBrO3+CO2+______
③过程Ⅲ,用硫酸酸化可得Br2和Na2SO4的混合溶液。
相同条件下,若用盐酸酸化,则所得溴的质量减少,原因是______。
(2)NaBrO3是一种分析试剂。向硫酸酸化的NaI溶液中逐滴加入NaBrO3溶液,当加入2.6 mol NaBrO3时,测得反应后溶液中溴和碘的存在形式及物质的量分别为:
粒子 |
I2 |
Br2 |
IO3- |
物质的量/mol |
0.5 |
1.3 |
|
则原溶液中NaI的物质的量为______mol。
已知氮元素有许多化合价,其化合价有一3、0、+1、+2、+3、+4、+5
(1)下表是硝酸与某种金属M在某些条件下反应所得还原产物的关系:
金属锌与某浓度的硝酸反应时,无气体产生,则此化学反应中被还原的硝酸与参加反应的硝酸物质的量之比是____________。
(2)以氨作为燃料的固体氧化物(含有02-)燃料电池,具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点,另外氨气含氢量高,不含碳,易液化,方便运输和贮存,是很好的氢源载体。其工作原理如图所示,
①该电池工作时的总反应为_______________________
②固体氧化物作为电池工作的电解质,O2-移动方向为________(选填“由电极a向电极b”或“由电极b向电极a”)。
③该电池工作时,在接触面上发生的电极反应为________。
(3)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。如图所示装置可用于制备N2O5,写出在电解池中生成N2O5的电极反应式________________。
实验室里通常用MnO2与浓盐酸反应制取氯气,其反应的化学方程式为:
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+ 2H2O
(1)在该反应中,如有1 mol Cl2生成,被氧化的HCl的物质的量是 mol,转移电子的物质的量是 mol。
(2)某温度下,将Cl2通入NaOH溶液中,反应得到含有ClO-与ClO3-物质的量之比为1∶1的混合液,反应的化学方程式是 。
(3)报纸报道了多起卫生间清洗时,因混合使用“洁厕灵”(主要成分是盐酸)与“84消毒液”(主要成分是NaClO)发生氯气中毒的事件。试根据你的化学知识分析,原因是(用离子方程式表示) 。
铜是生物必需的微量元素,也是人类最早使用的金属之一。铜的生产和使用对国计民生各个方面都产生了深远的影响。
(1)写出铜与稀硝酸反应的化学方程式____________________________________________________。
(2)为了保护环境和节约资源,通常先用H2O2和稀硫酸的混合溶液溶出废旧印刷电路板中的铜,最终实现铜的回收利用。写出溶出铜的离子方程式__________________________________________________。
(3)工业上以黄铜矿为原料,采用火法溶炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应:2Cu2O+ Cu2S6Cu+SO2,该反应的氧化剂是___________________;当生成19.2gCu时,反应中转移的电子为____________mol。
(4)铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生锈,铜诱的主要成分为Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。试写出上述过程中负极的电极反应式__________________________。
(5)研究性学习小组用“间接碘量法”测定某试样中CuSO4·5H2O(不含能与I-反应的氧化性杂质)的含量。取ag试样配成100mL溶液,每次取25.00mL,滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成。写出该反应的离子方程式________________________________________。继续滴加KI溶液至沉淀不再产生,溶液中的I2用硫代硫酸钠标准溶液滴定,发生反应的化学方程式为:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,平均消耗cmol/L的Na2S2O3溶液VmL。则试样中CuSO4·5H2O的质量分数为____________。
二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂,而且与Cl2相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。制备ClO2有下列两种方法:
方法一:2 NaClO3 + 4 HCl=2 ClO2↑+ Cl2↑+ 2 NaCl + 2 H2O
方法二:2 NaClO3 + H2O2 + H2SO4=2 ClO2↑+ O2↑+Na2SO4 + 2 H2O
(1)方法一的离子方程式: ;
(2)方法二中被氧化的物质是 ,若反应中有0.1mol电子转移,则产生的ClO2气体在标准状况下的体积为 L;在下面的化学式上标出电子转移的方向和数目2 NaClO3 + H2O2 + H2SO4=2 ClO2↑+ O2↑+ Na2SO4 + 2 H2O
(1)在下列反应中:
A.2F2+2H2O=4HF+O2↑; | B.2Na+2H2O=2NaOH +H2↑; |
C.CaO+H2O=Ca(OH)2; | D.2H2O2H2↑+O2↑。其中(填序号): |
①水是氧化剂的是__________,②水是还原剂的是____________,③水既是氧化剂,又是还原剂的是_ __________,④水既不是氧化剂,又不是还原剂的是___________。
(2)瑞典化学家舍勒将软锰矿(主要成分MnO2)与浓盐酸混合加热,在世界上首先制得了氯气,写出该反应的离子方程式并用“单线桥法”表示出电子转移的方向和数目:___________________
当化学反应中电子转移的数目为3.01×1023个时,则生成的氯气在标准状况时的体积为 L。
在氧化还原反应中,电子转移的表示方法通常用单线桥法和双线桥法。试分析这两种表示方法的特征,并填空。
(1)标单线桥
KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O氧化产物与还原产物物质的量之比= 。
(2)配平化学方程式及标双线桥
Fe + HNO3(稀)= Fe(NO3)2+ NO↑+ H2O反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比 。
铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2,有3mol FeS2参加反应,转移 mol电子。
(2)FeCl3溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为 ;从腐蚀废液回收得到金属铜,还需要的试剂是 。
(3)与明矾相似,Fe2(SO4)3也可用作净水剂,在使用时发现Fe2(SO4)3并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是 。
(4)钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下,将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图,请在下图虚线框中作出修改,并用箭头标出电子流动的方向。
某研究小组用黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2气体,再用水吸收该气体可得ClO2溶液。在此过程中需要控制适宜的温度,若温度不当,副反应增加,影响生成ClO2气体的纯度,且会影响ClO2的吸收率,具体情况如图所示。
(1) 据图可知,反应时需要控制的适宜温度是________℃,要达到此要求需要采取的措施是______________。
(2) 已知:黄铁矿中的硫元素在酸性条件下可被ClO3-氧化成SO42-,请写出FeS2、氯酸钠和硫酸溶液混合反应生成二氧化氯(ClO2)的离子方程式:______________________。
(3) 该小组拟以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作为衡量ClO2产率的指标。若取NaClO3样品6.0 g,通过反应和吸收获得400 mL ClO2溶液,取此溶液20 mL与37.00 mL 0.500 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液充分反应后,过量的Fe2+再用0.050 0 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7标准溶液20.00 mL。反应原理为:
4H++ClO2+5Fe2+=Cl-+5Fe3++2H2O
14H++Cr2O72-+6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O
试计算ClO2的“产率”(写出计算过程)。
已知反应:3Cl2+8NH3==N2+6NH4Cl
(1)若有71gCl2参加反应,被氧化的物质是 ;转移电子的物质的量为 mol。
(2)反应后,若产生14g N2,则有 g NH3被氧化。
金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 。
a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3
(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2 H2O,该反应的还原剂是 ,当1mol O2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为 mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是 。
(3)如图为电解精炼银的示意图, (填a或b)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体成,则生成该气体的电极反应式为 。
(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用为 。
硫酸工厂尾气处理时用NaOH溶液吸收SO2生成NaHSO3,再用NaIO3按下列反应(配平)来制取单质I2。NaIO3来源于自然界的矿物。
① NaIO3 + NaHSO3— NaI + Na2SO4 + H2SO4 ② IO3-+I-+H+—I2+H2O
(1)配平上述反应
(2)在含5molNaHSO3的溶液中逐滴加入NaIO3溶液。请计算开始产生单质I2及产生单质I2最大值时所滴入的NaIO3的物质的量各是多少?
(3)25℃时,H2SO3 HSO3- + H+的电离常数Ka= 1×10-2 mol/L,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh= mol/L,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将 (填“增大”“减小”或“不变”,下同); 加入少量NaOH溶液,的值 ;加入少量水,水的电离程度将 。
肼(N2H4)是火箭发射常用的燃料。
(1)最新实验研究用肼还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时放出N2。请写出该制法的化学反应方程式____________________________,当反应中转移0.2 mol电子 时,可制得Cu2O的质量为__________。
(2)一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该燃料电池的电极材料采用多孔导电材料,以提高电极反应物在电极表面的吸附量,并使它们与电解质溶液充分接触,以空气中的氧气作为氧化剂,KOH溶液作为电解质。负极上发生的电极反应为_________________; ②电池工作时产生的电流从_______电极经过负载后流向________电极(填“左侧”或“右侧”)。
过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量,并探究了过氧化氢的性质。
Ⅰ.测定过氧化氢的含量
(1)取10.00 mL密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液稀释至250mL,移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,写出滴定过程中发生反应的离子方程式: _____________________________________________________
(2)重复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为____________。
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
(1)H2O2与铜的有关探究实验:将铜丝置于用硫酸酸化的H2O2溶液中,铜被迅速氧化,溶液变蓝;同时产生大量气体,经检测该气体能使余烬木条复燃,反应的离子方程式为:_________________________。
②将铜丝置于H2O2溶液中,没有气泡产生,加热溶液时,观察到铜丝表面产生大量气体,且气体能使余烬木条复燃,在该变化中铜丝所起的作用是__________,写出产生气体这一现象的反应的化学方程式__________________________。
(2)将氯气用导管通入较浓的NaOH和H2O2的混和液中,在导管口与混和液的接触处有闪烁的红光出现,这是因为通气后混和液中产生的ClO-被H2O2还原,发生激烈反应,产生能量较高的氧分子,它立即转变为普通氧分子,将多余的能量以红光放出,ClO-与H2O2反应的离子方程式是___________________________。
二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
(1)工业上制备ClO2的反应原理常采用:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。
①浓盐酸在反应中显示出来的性质是_______(填序号)。
A.只有还原性 | B.还原性和酸性 | C.只有氧化性 | D.氧化性和酸性 |
②若上述反应中产生0.1 mol ClO2,则转移电子的物质的量为_______mol。
(2)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
①上图示意用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。写出阳极产生ClO2的电极反应式: 。
②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时,停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_________mol;用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因 。
(3)ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果。某工厂污水中含
CN- a mg/L,现用ClO2将CN-氧化,只生成两种气体,其离子反应方程式为 。