试题与答案

Ⅰ.某实验A小组设计生产亚氯酸钠(NaClO2)的主要流程如图, 已知NaCl

题型:填空题

题目:

Ⅰ.某实验A小组设计生产亚氯酸钠(NaClO2)的主要流程如图,

已知NaClO2是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染工业。它在碱性环境中稳定存在。

(1)双氧水的电子式为           ,装置Ⅰ中发生反应的还原剂是     (填化学式)。

(2)A的化学式是    ,装置Ⅲ电解池中A在   极区产生,若装置Ⅲ中生成气体a为 11.2 L(标准状况),则理论上通过电解池的电量为                (已知法拉第常数F="9.65×l" 04C· mol-1)。

(3)装置Ⅱ中反应的离子方程式是                                

Ⅱ.某实验B小组测定金属锡合金样品的纯度(仅含少量锌和铜,组成均匀),将样品溶于足量盐酸: Sn+ 2HCl=SnCl2+H2↑,过滤,洗涤。将滤液和洗涤液合并再加过量的FeCl3溶液。最后可用一定浓度的K2Cr2O7酸性溶液滴定生成的Fe2+,此时还原产物为Cr3+。现有锡合金试样1.23g,经上述反应、操作后,共用去0.200mol/L的K2Cr2O7的酸性溶液15.00mL。

(4) 列式计算样品中锡的质量分数。

(5)用上述样品模拟工业上电解精炼锡,如图:

b极发生电极反应式      ,当得到11.90g纯锡时,电解质溶液质量减轻0.54g,则锡合金质量减少_______ g(结果保留一位小数)。

答案:

(1)     Na2SO3   

(2)H2SO4   阳   1.93×l 05C  (3)2ClO2 + H2O2 + 2OH= 2ClO2+ O2↑+ 2H2O

(4)87.1%

由关系式6Fe2+ ~ 3Sn2+ ~ Cr2O72–    得出n(Sn)="0.009" mol

∴ W%=

(5)Sn -2e-=Sn2+  Zn-2e-=Zn2+       12.3g

题目分析:(1)在双氧水分子中每个O原子与一个H原子形成共用电子对,再与另一个O原子形成共用电子对。所以它的电子式为。在装置Ⅰ中发生反应NaClO3把Na2SO3氧化为Na2SO4,它本身被还原为ClO2.所以还原剂是Na2SO3。(2)在装置Ⅱ中中发生反应:ClO2+H2O2+NaOH=NaClO2+H2O+O2↑.Na2SO4溶液在装置Ⅲ电解池发生氧化还原反应:溶液中的阳离子的氧化性:H+>Na+,所以在阴极发生反应:2H++2e-=H2↑.由于破坏了附近的水的电离平衡,最终导致该区域的溶液显碱性,分离出NaOH溶液。溶液中的阴离子的还原性:OH->SO42-,所以在阳极发生反应为:4OH+4e-=O2↑+2H2O。消耗了水电离产生的OH-,破坏了水的电离平衡,水继续电离。最终导致该区域的溶液显酸性。因此该阳极区产生的是氧气产物A为硫酸。化学式是H2SO4。n(O2)=" 11.2L÷" 22.4L/mol =0.5mol.则n(e-)=4×0.5mol=2mol.则理论上通过电解池的电量为2mol×9.65×l 04C/ mol=" 1.93×l" 05C.(3)装置Ⅱ中反应的化学方程式为ClO2+ H2O2+NaOH=NaClO2+H2O+O2↑的离子方程式是2ClO2 + H2O2 + 2OH= 2ClO2+ O2↑+ 2H2O。(4)在反应过程中发生的反应为Sn2++ 2Fe3+= Sn4++ 2Fe2+, 6Fe2++Cr2O72- +14H+= 6Fe3++2Cr3++ 7H2O 。由方程式得关系式为:6Fe2+ ~ 3Sn2+ ~ Cr2O72–。n(Cr2O72-)= 0.200mol/L× 0.01500L=0.003mol.,所以n(Sn)="0.009" mol.m(Sn)=" 0.009" mol×119g/mol=1.071g.所以样品中锡的质量分数W%=。(5)电解精炼Sn时,用粗Sn作阳极,精Sn作阴极。含Sn2+离子的溶液作电解质溶液。所以b极为阳极。阳极电极反应式Sn -2e-=Sn2+;Zn-2e-=Zn2+。阴极电极反应式为:Sn2++2e-=Sn。即相当于一部分的Sn是Zn发生置换反应Zn+Sn2+=Zn2++Sn。阳极每有65gZn反应,阴极生成Sn119g,溶液减轻54g.现在溶液减轻0.54g,则发生反应的Zn为0.01mol,其质量为0.65g,由该Zn置换出来的Sn为0.01mol。其质量为1.19g.所以参加反应的锡质量为11.90-1.19= 10.71g,因为Sn的含量为87.1%,所以Sn合金的质量为10.71g÷87.1%=12.3g.

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