2025人教版高中化学必修第一册同步练习题--第二章　海水中的重要元素——钠和氯拔高练（含解析）

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2025人教版高中化学必修第一册
综合拔高练
五年高考练
考点1　钠及其化合物
1.(2022广东,14改编)下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A.碱转化为酸式盐:OH-+2H++C+2H2O
B.碱转化为两种盐:2OH-+Cl2 ClO-+Cl-+H2O
C.过氧化物转化为碱:2+2H2O 4OH-+O2↑
D.盐转化为另一种盐:C+BaCl2 BaCO3↓+2Cl-
2.(2020课标Ⅱ,8改编)某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成,进行如下实验:
①混合物溶于水,得到澄清透明溶液;②做焰色试验,通过钴玻璃可观察到紫色;③向溶液中加碱,产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为 (　　)
A.KCl、NaCl　　　　　 B.KCl、MgSO4　　　　　
C.KCl、CaCO3　　　　　D.MgSO4、NaCl
3.(2021河北,14节选)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl。实验流程如图:
回答下列问题:
(1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是　　　　　　　(按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或　　　　　　　　。
A B
C D E
(2)B中使用雾化装置的优点是　　　　　　　　　　　　。
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为　　　　　　。
(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:
①对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为　　　　g。
②向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为　　、　　　　、洗涤、干燥。
考点2　氯及其化合物
4.(2023江苏,3)实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是 (　　)
　　　　
A.制取Cl2　　　B.除去Cl2中的HCl
　　　　
C.收集Cl2　　D.吸收尾气中的Cl2
5.(2021湖南,8)KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2O 6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是 (　　)
A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时,反应中转移10 mol e-
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6
C.可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中I的存在
6.(2021广东,17改编)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)实验室制取干燥Cl2时,净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为　　　　　。
(3)某氯水久置后不能使红布条褪色,可推测氯水中　　　　　已分解。检验此久置氯水中Cl-存在的操作及现象是　　　　　　　　　。
考点3　阿伏加德罗常数
7.(2023辽宁,5改编)我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为S+2KNO3+3C K2S+N2↑+3CO2↑。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)
A.11.2 L CO2含分子数目为NA
B.每生成2.8 g N2转移电子数目为NA
C.0.1 mol KNO3晶体中含离子数目为0.2NA
D.0.1 mol·L-1 K2S溶液中含K+数目为0.2NA
考点4　一定物质的量浓度溶液的配制
8.(2023全国甲,9)实验室将粗盐提纯并配制0.100 0 mol·L-1的NaCl溶液。下列仪器中,本实验必须用到的有 (　　)
①天平　②温度计　③坩埚　④分液漏斗　⑤容量瓶　⑥烧杯　
⑦滴定管　⑧酒精灯
A.①②④⑥　　　　　B.①④⑤⑥
C.②③⑦⑧　　　　　D.①⑤⑥⑧
9.Ⅰ.(2022广东,17节选)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用CH3COOH表示)。
(1)配制250 mL 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液,需5 mol·L-1 CH3COOH溶液的体积为　　　　mL。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是　　　　。
Ⅱ.(2022全国乙,27节选)(3)由CuSO4·5H2O配制CuSO4溶液,下列仪器中不需要的是　　　　　　　　　(填仪器名称)。
(4)长期存放的CuSO4·5H2O中,会出现少量白色固体,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
三年模拟练
应用实践
1.(2024江苏宿迁沭阳期中)营养液是无土栽培的核心和关键,某营养液中含4种离子(忽略微量离子),对离子浓度的要求如表所示:
离子种类 R N N P
浓度(mol·L-1) 　　　 0.06 0.06 0.02
该营养液中R及其物质的量浓度可能是(　　)
A.H+、0.04 mol·L-1　　　　　　 B.Cl-、0.08 mol·L-1
C.Mg2+、0.06 mol·L-1　　　　　　 D.K+、0.06 mol·L-1
2.(2024山东泰安一中期中)下列实验操作正确或能达到实验目的的是 (　　)
　　　
甲　　　　　　乙
丙　　　　　　丁
A.装置甲:配制0.10 mol·L-1 NaOH溶液
B.装置乙:除去Cl2中的HCl
C.装置丙:验证热稳定性Na2CO3>NaHCO3
D.装置丁:可以用于实验室制备H2或CO2
3.(2024江苏苏州月考)工业上监测SO2含量是否达到排放标准的化学反应原理是SO2+H2O2+BaCl2 BaSO4↓+2HCl,用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)
A.0.2 mol/L的BaCl2溶液中含有的Cl-数目为0.4NA
B.生成2.33 g BaSO4沉淀时,吸收SO2的体积为0.224 L
C.常温常压下,17 g H2O2中所含分子总数为0.5NA
D.此反应中,每消耗1 mol H2O2,转移的电子数为NA
4.(2024北京师大附中期中)某小组探究金属钠与不同盐溶液的反应,进行如下实验。下列说法不正确的是 (　　)
实验 序号 盐溶液 现象
① 0.1 mol·L-1 KCl溶液 反应比与纯水反应剧烈,没有火花出现
② 2.0 mol·L-1 KCl溶液 反应比①剧烈,没有火花出现
③ 2.0 mol·L-1 K2CO3溶液 反应比②剧烈,没有火花出现
④ 2.0 mol·L-1 KNO3溶液 反应瞬间即有黄色火花出现,并立即发生剧烈燃烧
A.对比①②推测:溶液中离子浓度增加,钠与盐溶液的反应加快
B.对比②③推测:离子所带电荷数越多,钠与盐溶液的反应越快
C.对比②④推测:④中可能存在钠与水、硝酸根离子之间的氧化还原反应,并放出大量热
D.推测若采用2.0 mol·L-1 KMnO4溶液进行上述实验,也可能会出现钠的燃烧现象
5.(2024河北石家庄正定中学月考)有X、Y两密闭容器且X容积小于Y,X中充满CO气体,Y中充满CH4、O2、N2混合气体,同温同压下测得两容器中气体密度相同。下列叙述中错误的是 (　　)
A.两容器中所含气体质量一定不同
B.Y容器中所含气体原子数更多
C.Y容器中,CH4、O2和N2的质量之比为1∶3∶3
D.Y容器中所含CH4、O2和N2物质的量之比可能为1∶3∶6
6.(2024湖南郴州十校联盟期末)某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应,设计装置如下,下列说法正确的是 (　　)
A.装置A也可直接用于MnO2与浓盐酸反应制取Cl2
B.装置A气密性检查方法:直接向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管液面且高度不变说明气密性良好
C.装置B中盛放无水氯化钙,其作用是除去A中挥发出来的少量水蒸气
D.装置C加热前,用试管在D中管口末端处收集气体点燃,通过声音判断气体纯度
7.(2024福建厦门外国语学校月考)现有m g含有Na2O与Na2O2的混合物样品,某同学在实验室用如图装置(部分夹持仪器已省略)测定Na2O2的含量:
回答下列问题:
(1)Na2O2中阳离子与阴离子的个数之比为　　　　;CaCO3属于　　　　(填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)本实验装置图中有一处明显错误,请指出:　　　　　　　。
(3)装置D的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;若无装置D,测得样品中Na2O2的质量分数　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)实验结束后,装置F中水的体积为V mL,已知氧气的密度为ρ g·L-1,样品中Na2O2质量分数为　　　(用含ρ、m、V的代数式表示)。
(5)某学生设计了以下实验方案来测定该样品中Na2O的质量分数,其操作流程和实验数据如图:
该样品中Na2O的质量分数为　　　　。
迁移创新
8.(2024江西赣州月考)ClO2易溶于水,可用于水的净化和纸张、纺织品的漂白。用如图所示装置(部分夹持装置和加热装置省略)制备ClO2并探究ClO2的某些性质。装置A中发生反应的化学方程式为2NaClO3+H2C2O4+H2SO4 2ClO2↑+Na2SO4+2CO2↑+2H2O。
回答下列问题:
(1)关闭止水夹②,打开止水夹①③,通空气一段时间后,ClO2与装置C中物质反应生成了NaClO2、水和某种气体,写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　,该反应体现了H2O2的　　　　性。若关闭止水夹③,打开止水夹②,B中可观察到的现象为　　　　　　　　。
(2)装置D的作用是　　　　　　　　　　。
(3)ClO2可将废水中的Mn2+氧化成MnO2沉淀而除去,若反应的n(ClO2)∶n(Mn2+)=2∶5,则该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)城市饮用水处理,新技术用NaClO2替代Cl2,其中氯元素都被还原为Cl-,如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,那么消毒杀菌剂NaClO2的消毒效率是Cl2的　　　　倍(结果保留两位小数)。
答案与分层梯度式解析
五年高考练
1.B 2.B 4.C 5.A 7.C 8.D
1.B　A项,NaOH转化为NaHCO3,应通入CO2实现,且题给离子方程式原子不守恒,错误;B项,向NaOH溶液中通入Cl2,可将碱转化为NaCl和NaClO两种盐,离子方程式符合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,正确;C项,Na2O2在离子方程式中不能拆成离子形式,错误;D项,BaCl2可溶于水且易电离,应拆成离子形式,错误。
反思升华　本题以钠的化合物为载体,结合分类思想考查离子方程式的书写。利用离子方程式综合考查一类元素及其化合物的性质是高考的新趋势,命题形式可能会借助价类二维图、探究实验、文献资料等,情境的选择来源于教材,但更注重内容和形式的丰富性,具有较强的包容性、内容拓展性。具备扎实的基础知识、灵活的迁移能力是解答此类问题的关键。
2.B　①混合物溶于水,得到澄清透明溶液,则该混合物中不含CaCO3;②做焰色试验,通过钴玻璃可观察到紫色,说明该混合物中含有K+;③向溶液中加碱,产生白色沉淀,则发生反应Mg2++2OH- Mg(OH)2↓。综上所述,该白色固体混合物的组成为KCl、MgSO4。
归纳总结　常见离子的检验方法
离子 检验方法或试剂 实验现象
Na+ 焰色试验 火焰呈黄色
K+ 透过蓝色钴玻璃观察,火焰呈紫色
Cl- 稀硝酸、AgNO3溶液 产生白色沉淀
S 盐酸、BaCl2溶液 产生白色沉淀
C 盐酸、澄清石灰水 逐滴加入盐酸,刚开始无明显现象,后来产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体
Mg2+ NaOH溶液 产生白色沉淀,且NaOH溶液过量沉淀也不溶解
3.答案　(1)a-e-f-b-c-g-h　将玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗口上的小孔
(2)增大反应物的接触面积,提高吸收效率
(3)NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH4Cl
(4)①0.84　②冷却结晶　过滤
解析　(1)A中制得的CO2中混有HCl,经D中饱和碳酸氢钠溶液净化后通入B中,剩余CO2用NaOH溶液吸收,故顺序为a-e-f-b-c-g-h。
(2)雾化可使反应物接触面积更大,反应更充分,吸收效率更高。
(3)根据实验原理,可写出生成NaHCO3的化学方程式:NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH4Cl。
(4)①根据题意知,使Na2O2增重的是CO2,则:
2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2　Δm
2×44 56
m(CO2) 0.14 g
,m(CO2)=0.22 g。
根据NaHCO3分解的化学方程式可知:
2NaHCO3　~　CO2
2×84 44
m(NaHCO3) 0.22 g
,m(NaHCO3)=0.84 g。
②根据溶解度曲线可知,NH4Cl的溶解度随温度变化较大,温度越低,溶解度越小,因此应通过冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NH4Cl。
拓展延伸　联合制碱法(侯氏制碱法)
涉及反应:NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。
工艺流程:
原理分析:(1)向饱和食盐水中先通入NH3,再通入CO2的原因是NH3可使溶液呈碱性,有利于二氧化碳的吸收。(2)此工艺利用了碳酸氢钠在水中的溶解度较小;通过补充氨气、NaCl和二氧化碳可以提高母液中Na+和HC的浓度,便于生成碳酸氢钠。(3)侯氏制碱法利用氯化铵溶解度随温度变化大的特点,通过降温进行“冷析”,使氯化铵析出从而脱离体系。
4.C　制取装置中的试剂应选用浓盐酸和二氧化锰,需加热,A错误;用饱和食盐水除去HCl杂质和利用排空气法收集时,导气管均应“长进短出”,B错误、C正确;应利用NaOH溶液吸收Cl2,D错误。
5.A　A项,根据题给化学方程式,还原剂为I2,6 mol I2参加反应,转移60 mol电子,生成3 mol Cl2,则产生1 mol Cl2时转移20 mol电子,错误;B项,反应中氧化剂为KClO3,还原剂为I2,物质的量之比等于化学计量数之比,为11∶6,正确;C项,工业上将Cl2通入石灰乳中制漂白粉,正确;D项,I+6H+ 3I2+3H2O,淀粉遇碘变蓝,能检验I,正确。
6.答案　(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)cdbae
(3)HClO　取少量久置氯水于试管中,滴加稀硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀
解析　(1)根据得失电子守恒、原子守恒可知软锰矿与浓盐酸在加热条件下反应制氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)制备的氯气中含有杂质气体HCl、H2O,先用饱和食盐水除去HCl,后用浓H2SO4干燥,再利用向上排空气法收集Cl2,并利用NaOH溶液吸收多余的Cl2,故连接顺序是cdbae。(3)新制氯水中含有的HClO具有漂白性,久置氯水失去漂白性,说明HClO已分解;检验久置氯水中的Cl-的操作与现象是:取少量久置氯水于试管中,滴加稀硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀。
归纳总结　实验室制备Cl2等常见气体的一般流程:
7.C　未说明CO2所处的状况,无法计算CO2分子数目,A错误;2.8 g N2的物质的量为0.1 mol,由化合价变化可知该反应中生成1 mol N2时转移12 mol电子,则生成0.1 mol N2时转移电子数为1.2NA,B错误;0.1 mol KNO3晶体中含K+、N各0.1 mol,即晶体中离子总数为0.2NA,C正确;未给出溶液体积,无法计算K2S的物质的量与K+数目,D错误。
思维建模　解答阿伏加德罗常数问题的一般步骤:
8.D　实验室将粗盐提纯时,需将其溶于一定量水中,然后将其中的S、Mg2+、Ca2+依次用稍过量的BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液沉淀除去,需用到烧杯、漏斗和玻璃棒;向所得滤液中加适量盐酸酸化后蒸发结晶得到NaCl,需用到蒸发皿和酒精灯等;用得到的NaCl配制0.100 0 mol·L-1的NaCl溶液,基本步骤有称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等,需用到天平、容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。综上分析知D正确。
思维升华　物质的分离与提纯是高考中重要的考点,在选择题和非选择题中均有呈现,主要围绕过滤、结晶、蒸馏、萃取等操作进行考查,试题难度较小,需注意实验细节的把握。在做题时,一定要谨记实验目的,看清楚是分离还是提纯,实验目的直接决定物质分离、提纯方法的选择,还要关注题中给出的已知信息,如给出物质的沸点,可能要用到蒸馏操作。
9.答案　(1)5.0　(2)C　(3)分液漏斗、冷凝管
(4)CuSO4·5H2O风化失去结晶水生成无水硫酸铜
解析　(1)溶液稀释过程中,CH3COOH的物质的量不变,即0.25 L×0.1 mol·L-1=V浓×5 mol·L-1,解得V浓=0.005 L=5.0 mL。(2)使用容量瓶时,手不能触碰瓶口,以免污染试剂,A错误;定容时胶头滴管应悬于瓶口的正上方,且应该平视刻度线,B错误;向容量瓶中转移液体,需用玻璃棒引流,且玻璃棒下端位于刻度线以下,C正确;定容完成后,盖上瓶塞,将容量瓶来回颠倒,将溶液摇匀,颠倒过程中,一只手的食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,另一只手扶住瓶底,D错误。(3)由CuSO4·5H2O固体配制CuSO4溶液,需用天平称量固体的质量,将称量好的固体放入烧杯中,用量筒量取一定体积的水溶解CuSO4·5H2O,因此实验中用不到的仪器有分液漏斗和冷凝管。(4)CuSO4·5H2O含结晶水,长期放置会风化失去结晶水,生成白色的无水CuSO4。
知识拓展　配制溶液过程中,因不当操作可能引起实验误差,可按如下流程分析实验误差
三年模拟练
1.D 2.D 3.C 4.B 5.C 6.D
1.D　溶液呈电中性(破题关键),溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。c(N)+3c(P)=0.06 mol·L-1+0.02 mol·L-1×3=0.12 mol·L-1,c(N)=0.06 mol·L-1<0.12 mol·L-1,即R为阳离子,且电荷浓度为0.06 mol·L-1,D符合要求。
2.D　氢氧化钠固体不能在容量瓶中溶解,应在烧杯中溶解,A错误;碳酸氢钠和HCl反应会生成二氧化碳,会引入新的杂质,B错误;碳酸氢钠应该放在内管,才能验证二者的热稳定性,C错误;制氢气可用锌粒和稀硫酸,制二氧化碳可用石灰石(或大理石)和稀盐酸,锌粒和石灰石(或大理石)都是块状固体,装置丁可用于实验室制备H2或CO2,D正确。
素养解读　本题通过四个实验装置考查学生实验设计和评价能力、分析问题和解决问题的能力,体现了科学探究与创新意识的化学学科核心素养。
3.C　未给出溶液体积,无法计算Cl-的数目,A错误;因未说明气体是否处于标准状况,所以无法计算吸收SO2的体积,B错误;17 g H2O2的物质的量为17 g÷34 g/mol=0.5 mol,所以所含分子总数为0.5NA,C正确;该反应中H2O2中氧元素的化合价由-1价降低为-2价,所以每消耗1 mol H2O2,转移的电子数为2NA,D错误。
素养解读　本题以工业上监测SO2含量是否达到排放标准的化学反应原理为情境素材考查阿伏加德罗常数的应用,是一种较新的命题形式,培养学生科学态度与社会责任、证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
4.B　②中KCl溶液浓度比①中大,且②中反应比①剧烈,即随KCl溶液浓度的增大,钠与KCl溶液的反应加快,A正确;③与②对比,K+浓度不同,无法证明离子所带电荷数越多,钠与盐溶液的反应越快,B错误;根据②、④中现象分析可知,④中出现燃烧现象,可能是钠与水、N发生了氧化还原反应,导致反应放出大量的热,达到了钠的着火点,C正确;KMnO4溶液具有强氧化性,结合④中现象可知,若采用2.0 mol·L-1 KMnO4溶液进行题述实验,也可能出现钠的燃烧现象,D正确。
素养解读　本题结合钠与不同盐溶液反应,考查钠与盐溶液的反应原理,结合实验现象分析原因,并能根据相关推理分析预测其他反应的实验现象,以此渗透科学探究与创新意识的化学学科核心素养。
5.C　容器体积:V(X)6.D
MnO2与浓盐酸需在加热条件下反应生成Cl2,A错误;装置A气密性检查时,应先关闭K1,再向长颈漏斗中加水,否则无法检验A的气密性,B错误;装置B中盛放无水氯化钙,不能吸收HCl,C错误;装置C加热前需确保装置内空气已排尽,即用试管在D中管口末端处收集气体点燃,通过声音判断气体纯度,若收集的气体不纯,加热时易发生爆炸,D正确。
素养解读　本题通过实验,考查H2的制备、除杂、干燥,装置气密性检查等,培养学生科学探究与创新意识、证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
7.答案　(1)2∶1　盐　(2)装置B中左边导管口应浸没在液面以下,右边导管口稍稍伸出橡胶塞即可　(3)吸收未反应的CO2　偏高　(4)%　(5)80%
解析　(1)Na2O2由Na+与构成,阳离子与阴离子的个数之比为2∶1;CaCO3属于盐。(3)装置D的作用是吸收未反应的CO2,若无装置D,测得的氧气体积偏大,则Na2O2的质量分数偏高。(4)实验结束后,装置F中水的体积为V mL,氧气的密度为ρ g·L-1,所以O2的物质的量为×10-3 mol,根据2Na2O2~O2可知,过氧化钠的物质的量为×10-3 mol,样品中过氧化钠的质量分数为%。(5)在氧气中灼烧氧化钠转化为过氧化钠:2Na2O+O2 2Na2O2,固体增加的质量是9.35 g-7.75 g=1.6 g,即参加反应的氧气的物质的量是0.05 mol,所以氧化钠的物质的量是0.1 mol,质量是6.2 g,该样品中Na2O的质量分数为×100%=80%。
8.答案　(1)2NaOH+H2O2+2ClO2 2NaClO2+O2+2H2O　还原　红色布条褪色
(2)吸收尾气并防止倒吸
(3)2ClO2+5Mn2++6H2O 2Cl-+5MnO2↓+12H+
(4)1.57
解析　(1)根据题图装置可知,A中制得ClO2,关闭止水夹②,打开止水夹①③,通空气一段时间后,装置C中反应生成的气体为O2,结合得失电子守恒和原子守恒可写出装置C中的化学方程式为2NaOH+H2O2+2ClO2 2NaClO2+O2+2H2O,H2O2中O元素的化合价由-1价升至0价,即反应中体现了H2O2的还原性。若关闭止水夹③,打开止水夹②,ClO2有强氧化性,能使B中红色布条褪色。(2)装置D中的NaOH溶液可用于吸收尾气,导管末端连接干燥管,还能防止倒吸。(3)ClO2可将废水中的Mn2+氧化成MnO2沉淀,结合反应中n(ClO2)∶n(Mn2+)=2∶5,根据得失电子守恒可知ClO2被还原为Cl-,其离子方程式为2ClO2+5Mn2++6H2O 2Cl-+5MnO2↓+12H+。(4)NaClO2中Cl元素的化合价由+3价降为-1价,则1 mol NaClO2转移4 mol电子,1 mol Cl2转移2 mol电子,则NaClO2的消毒效率是Cl2的≈1.57倍。
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