1、(一)化学实验方案设计与评价1NCl 3既可用于漂白，又可用于柠檬等水果的熏蒸处理。已知：NCl 3熔点为40 ，沸点为 70 ，95 以上易爆炸，有刺激性气味，在热水中易水解。实验室可用 Cl2和NH4Cl 溶液反应制取 NCl3。某小组利用如图所示的装置制备 NCl3，并探究 NCl3的漂白性。回答下列问题：(1)仪器 M 中盛放的试剂为_。(2)各装置接口连接的顺序为_(用小写字母表示)。(3)当装置 B 的蒸馏烧瓶中出现较多油状液体后，关闭 b 处的活塞，应控制水浴加热的温度为_，装置 C 的作用为_。(4)当装置 D 的锥形瓶内有较多黄色油状液体出现时，用干燥、洁净的玻璃棒蘸取该液体
2、滴到干燥的红色石蕊试纸上，试纸不褪色；若取该液体滴入 5060 的热水中，片刻后取该热水再滴到干燥的红色石蕊试纸上，则试纸先变蓝后褪色。结合化学方程式解释该现象：_。(5)在 pH4 时电解 NH4Cl 溶液也可以制得 NCl3，然后利用空气流将产物带出电解槽。电解池中产生 NCl3的电极为_(填“阴极”或“阳极”)，该电极的电极反应式为_。(6)NCl3可与 NaClO2溶液反应制取 ClO2气体，同时产生一种无污染的气体，该反应的化学方程式为_。解析：(1)A 装置制备氯气，因此仪器 M 中盛放的试剂为浓盐酸。(2)B 装置中 Cl2与NH4Cl 水溶液在低温下反应得到 NCl3，加热蒸馏
3、，再冷凝收集 NCl3，最后用氢氧化钠溶液吸收尾气，防止污染空气，故仪器接口连接的顺序为 a、b、c、e、f、d。(3)由于 NCl3熔点为40 ，沸点为 70 ，95 以上易爆炸，有刺激性气味，在热水中易水解，所以应控制水浴加热的温度为 7095 ，氯气、氯化氢都能引起空气污染，不能直接排放，可以用氢氧化钠溶液吸收，所以装置 C 的作用为吸收尾气并防止倒吸。(4)NCl 3本身无漂白性，与水反应生成次氯酸和氨气，化学方程式：NCl33H 2O 3HClONH 3，氨气与水反应生成一水合氨，一水合氨电离出= = = = = 氢氧根离子，溶液显碱性，使红色石蕊试纸变蓝，生成的 HClO 又使其漂
4、白褪色。(5)在pH4 时电解 NH4Cl 溶液也可以制得 NCl3，氮元素化合价从3 价升高到3 价，发生失去电子的氧化反应，则电解池中产生 NCl3的电极为阳极，该电极的电极反应式为 3Cl NH6e =NCl34H 。(6)NCl 3可与 NaClO2溶液反应制取 ClO2气体，同时产生一种无污染 4的气体，根据原子守恒可知该气体是氮气，反应的方程式为2NCl36NaClO 2=6ClO26NaClN 2。答案：(1)浓盐酸 (2)a、b、c、e、f、d (3)7095 吸收尾气并防止倒吸 (4)在热水中发生的反应为 NCl33H 2O 3HClONH 3，NCl 3本身无漂白性，但=
5、= = = = 在热水中会水解生成 NH3H2O 使红色石蕊试纸变蓝，而生成的 HClO 又使其褪色 (5)阳极 3Cl NH 6e =NCl34H (6)2NCl 36NaClO 2=6ClO26NaClN 2 42SO 2虽是大气污染物之一，但也是重要的工业原料，某同学在实验室设计如下实验，对 SO2的部分性质进行了探究。(1)二氧化硫的水溶性。SO 2易溶于水，常温常压下溶解度为 140，其中有 H2SO3生成。向 SO2的饱和溶液中加入 NaHSO3固体，有气体冒出，原因是_(结合有关平衡方程式简要说明)。欲验证酸性 H2SO3HClO，选用下面的装置，其连接顺序为A _(按气流方向用
6、大写字母表示即可)。能证明 H2SO3的酸性强于HClO 的实验现象为_。(2)二氧化硫的还原性。已知 SO2具有还原性，可以还原 I2，可以与 Na2O2发生反应，按图示装置进行实验。(部分固定装置未画出)操作步骤 实验现象 解释原因若将带火星的木条放在 D 试管口处，木条不复燃SO2与 Na2O2反应无 O2生成，可能发生的化学反应方程式为_关闭弹簧夹 2，打开弹簧夹 1，注入硫酸至浸没三颈烧瓶中固体若将带火星的木条放在 D 试管口处，木条复燃SO2与 Na2O2反应有 O2生成，发生的化学反应为2SO22Na 2O2=2Na2SO3O 2E 中_E 中反应的离子方程式_关闭弹簧夹 1，打
7、开弹簧夹 2，残余气体进入 E，F 中 F 中_F 中反应为2OH SO 2_=SO H 2O23解析：(1)在 SO2的饱和水溶液中存在 SO2H 2OH 2SO3H HSO 的平衡，当 3加入 NaHSO3固体增加了 c(HSO )，平衡左移，降低了 SO2的溶解度，故可以看到有气体 3SO2逸出。次氯酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性，不能利用二氧化硫与次氯酸钙直接反应判断亚硫酸与次氯酸的酸性强弱，先验证亚硫酸酸性比碳酸强，再结合碳酸酸性比HClO 强进行判断。A 装置制备二氧化硫，由于盐酸易挥发，制备的二氧化硫中混有 HCl，用饱和的亚硫酸氢钠除去 HCl，再通过碳酸氢钠溶液，可以验证
8、亚硫酸酸性比碳酸强，用酸性高锰酸钾溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品红溶液检验二氧化碳中二氧化硫是否除尽，再通入 F 中，则装置连接顺序为 ACBEDF，其中装置 C 的作用是除去HCl 气体，D 中品红不褪色，F 中出现白色沉淀，可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。(2)A 中制备二氧化硫，X 干燥二氧化硫，C 中 SO2与 Na2O2反应，D 中氢氧化钠溶液吸收剩余的二氧化硫，防止污染空气；E 装置检验 I 还原性弱于 SO2，F 装置验证二氧化硫为酸性气体，并吸收二氧化硫，防止污染空气。SO 2与 Na2O2反应无 O2生成，可能发生的化学反应方程式为 Na2O2SO 2=Na2SO4。E
9、 中溶液蓝色褪去，说明 SO2有还原性，被 I2氧化，发生反应的离子方程式为 SO2I 22H 2O=2I SO 4H 。因 SO2是酸性氧化物，能发生242OH SO 2=SO H 2O，则 F 中含酚酞的 NaOH 溶液显红色，通入 SO2后红色变浅或褪去。23答案：(1)SO 2的水溶液中存在如下平衡 SO2H 2OH 2SO3H HSO ，加入 3NaHSO3固体增加了 c(HSO )，平衡左移，降低了 SO2的溶解度 CBEDF D 中品 3红不褪色，F 中产生白色沉淀(2)Na 2O2SO 2=Na2SO4 溶液蓝色褪去SO 2I 22H 2O=2I SO 4H 红色变浅或褪去24
10、3四溴化碳是一种灰白色粉末，熔点为 9495 ，广泛用于有机化合物的溴代、农药的制备等。某合作学习小组的同学拟用丙酮和液溴制备四溴化碳，其原理为CH3COCH34Br 25NaOHCBr 4CH 3COONa4NaBr4H 2O回答下列问题：.制取 Br2(1)甲组同学拟用溴化钠、二氧化锰及浓硫酸制备液溴，其实验装置如图 1 所示：该装置不用橡皮塞及橡皮管，其原因是_；冰水的作用是_。生成 Br2的化学方程式为_。.制取 CBr4(2)乙组同学拟利用甲组同学制得的液溴与 CH3COCH3(沸点 56.5 )等试剂制取四溴化碳。实验步骤如下：步骤 1：向图 2 中三颈烧瓶中加入 11.4 g N
11、aOH 和 46 mL 水，搅拌。步骤 2：冰水浴冷却至 2 时，开始不断滴加液溴 20 g，滴加完毕后在 5 下保持20 min。步骤 3：加入少量相转移试剂，在不断搅拌下滴入 1.6 g 丙酮，维持温度在 510 ，连续搅拌 4 h。步骤 4：过滤、冷水洗涤、减压烘干，得产品 8.3 g。图 2 中仪器 A 的名称为_。步骤 2 滴入 Br2之前，冷却至 2 的目的是_；步骤 2 中加入液溴可能发生反应的离子方程式为_。步骤 4 洗涤时，如何证明已洗涤干净：_。本次实验中产品的产率为_。解析：(1)Br 2能腐蚀橡皮塞及橡皮管，所以该装置不用橡皮塞及橡皮管；溴沸点低，易挥发，冰水的作用是冷
12、凝溴蒸气。由用 NaCl 和浓硫酸制备 HCl，联想到用 NaBr 和浓硫酸制备 HBr，由用浓 HCl 溶液和 MnO2制备 Cl2，联想到用浓 HBr 溶液和 MnO2制备 Br2。(2)题图 2 中仪器 A 的名称为恒压滴液漏斗。步骤 2 滴入 Br2之前，冷却至 2 的目的是防止液溴挥发；步骤 2 中加入液溴可能发生 Br2与 NaOH 的反应。步骤 4 洗涤时，欲证明已洗涤干净，只需证明最后一次洗涤液中没有 Br 即可。 n(NaOH) 0.285 11.4 g40 gmol 1mol， n(Br2) 0.125 mol， n(CH3COCH3) 0.027 6 mol，20 g16
13、0 gmol 1 1.6 g58 gmol 1根据 CBr4的制备原理知，NaOH 和 Br2过量，故产品的产率100%90.6%。8.3 g1.6 g58 gmol 1332 gmol 1答案：(1)Br 2能腐蚀橡皮塞及橡皮管 冷凝溴蒸气 2NaBrMnO 23H 2SO4(浓)2NaHSO4MnSO 4Br 22H 2O或 2NaBrMnO 22H 2SO4(浓)= = = = = Na2SO4MnSO 4Br 22H 2O= = = = = (2)恒压滴液漏斗 防止液溴挥发 Br 22OH =BrO Br H 2O 取少许最后一次洗涤液于试管中，滴入硝酸酸化的 AgNO3溶液，若无沉淀
14、生成，则说明已洗涤干净 90.6%4二氯化二硫(S 2Cl2)是一种常用于橡胶硫化、有机物氯化的试剂，甲同学查阅资料：将干燥的氯气在 110140 间与硫反应，即可得 S2Cl2粗品；有关物质的部分性质如表所示：物质 熔点/ 沸点/ 化学性质S 112.8 444.6 略S2Cl2 77 137一种橙黄色的液体，遇水易水解，有淡黄色固体出现，同时产生能使品红溶液褪色的气体；300 以上完全分解；S2Cl2Cl 2 2SCl2。= = = = = 设计如图所示实验装置在实验室合成 S2Cl2：回答以下问题：(1)仪器 A 的名称是_。(2)B 中所发生反应的离子方程式为_。(3)C 装置的作用是
15、_。(4)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是_。(5)乙同学发现，该装置中除了 E 处的温度不能过高外，还有一处重大缺陷需改进，否则会导致 S2Cl2的产率大大降低，原因是_(用化学方程式表示)；请简要提出改进方案_。(6)H 中的溶液可以选择下列试剂中的_(填序号)。碳酸钠溶液 氯化铁溶液 亚硫酸钠溶液 高锰酸钾溶液解析：(1)由装置图可知 A 为分液漏斗。(2)在装置 B 中制取氯气，离子反应方程式为MnO24H 2Cl Mn2 Cl 22H 2O。(3)在 E 中干燥纯净的 Cl2与 S 发= = = = = 生反应，而 B 中制取的 Cl2中含有 HCl 杂质，除杂后气体还需要干燥，故
16、C 中盛有饱和食盐水以除去 HCl，D 中盛有浓硫酸以干燥氯气。(4)结合题给信息，S 2Cl2能与 Cl2反应生成SCl2，知 S2Cl2粗品中可能混有的杂质有 S、SCl 2、Cl 2。(5)观察装置图可知，H 中水蒸气可进入 G 中，发生反应：2S 2Cl22H 2O=3SSO 24HCl，导致 S2Cl2产率降低，可在G 和 H 之间增加干燥装置。(6)H 是除氯气装置，氯化铁和高锰酸钾都不与氯气反应，符合题意。答案：(1)分液漏斗(2)MnO24H 2Cl Mn2 Cl 22H 2O= = = = = (3)除去 Cl2中的 HCl 杂质(4)S、SCl 2、Cl 2(5)2S2Cl22H 2O=3SSO 24HCl 在 G 和 H 之间增加干燥装置(如盛有浓硫酸的洗气瓶)(6)
