1.為抑制新冠病毒傳播,含氯消毒劑被廣泛使用。常見(jiàn)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。
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(qǐng)說(shuō)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(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)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·L-1) | 不同pH下的細(xì)菌殺滅率/% | ||
pH=4.0 | pH=6.5 | pH=9.0 | |
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)。
②調(diào)節(jié)NaClO溶液pH時(shí)不能選用鹽酸的原因?yàn)?/span> 。
③由表中數(shù)據(jù)可推斷,該實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是
④家用消毒常用84消毒液而不采用次氯酸,說(shuō)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:
(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(wú)水AlCl3(夾持裝置略去)。
①圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
②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)。
③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)AlCl3與NaH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(guò)測(cè)定鋁氫化鈉與水反應(yīng)生成氫氣的體積來(lái)測(cè)定鋁氫化鈉樣品的純度。
①鋁氫化鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
②設(shè)計(jì)如下四種裝置(夾持裝置略去)測(cè)定鋁氫化鈉樣品的純度(雜質(zhì)只有氫化鈉)。從簡(jiǎn)約性、準(zhǔn)確性考慮,最恰當(dāng)?shù)难b置是 (填編號(hào))。
答案:
1.(1) 2
(2)NaCl是離子晶體,而HCl是分子晶體
(3) 5NaClO3+6HCl =6ClO2↑+5NaCl+3H2O 2.4
(4) 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(jiàn)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Cl是17號(hào)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(duì)共用電子對(duì),O需形成2對(duì)共用電子對(duì),HClO的電子式是,故答案為:2;;
(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NaClO3和HCl反應(yīng)生成NaCl和ClO2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:5NaClO3+6HCl =6ClO2↑+5NaCl+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:5NaClO3+6HCl =6ClO2↑+5NaCl+3H2O;2.4;
(4)①NaClO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:
②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;
③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??;
④由于HClO見(jiàn)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(jiàn)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) KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O 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) 丁
【分析】首先通過(guò)C裝置A制備氯氣,通過(guò)裝置F除去其中混入的氯化氫后,再通過(guò)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(méi)有反應(yīng)完的氯氣,以此解題。
【詳解】(1)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:KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O
②制得的氯氣先通過(guò)F除去HCl,再通過(guò)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
(2)NaH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)①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↑
②使用恒壓分液漏斗使操作更加簡(jiǎn)便,利用注射器使裝置更加簡(jiǎn)單且準(zhǔn)確性較高,故選擇丁。