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_______;处理100 m3这种污水,至少需要ClO2 _______ mol 。
我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。高炉内可能发生的反应:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol ①
C(s)+ CO2(g) 2CO(g) ΔH2="+172.5" kJ/mol ②
4CO(g)+Fe3O4(s)=4CO2(g)+3Fe(s) ΔH3="-13.7" kJ/mol ③
请回答下列问题:
(1) 计算3 Fe(s)+2 O2(g)= Fe3O4(s)的ΔH=__________________________。
(2) 800℃时,C(s)+ CO2(g) 2CO(g)的平衡常数K=1.64,相同条件下测得高炉内c(CO)=0.2mol/L、c(CO2)=0.05mol/L,此时反应向_______(填“正”或“逆”)方向进行。
(3) 某种矿石中铁元素以氧化物FemOn形式存在,现进行如下实验:将少量铁矿石样品粉碎,称取25.0g样品于烧杯中,加入稀硫酸充分溶解,并不断加热、搅拌,滤去不溶物。向所得滤液中加入10.0g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6 g。剩下滤液用浓度为2 mol/L的酸性KMnO4滴定,至终点时消耗KMnO4溶液体积25.0 mL。
提示:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 8H++MnO4-+5Fe2+=Mn2++5Fe3++4H2O
计算:①该铁矿石中铁元素的质量分数。
②计算氧化物FemOn的化学式( m、n为正整数)。