Question

實驗室以空氣（O₂體積分數20%)為原料，在無碳、無水的環境下，用下圖A裝置制備臭氧（3O₂2O₃）。

（1）空氣通入A裝置之前，應先后通過上述裝置中的       、       （填裝置序號）。
（2）臭氧與碘化鉀溶液反應為：2KI+O₃+H₂O=2KOH+I₂+O₂。將a處氣體通入裝置B，溶液中的現象為               。
（3）為測定O₂轉化為O₃的轉化率，將裝置B中的溶液全部轉入另一容器中，加入CC1₄，經萃取、分液、蒸餾、冷卻、稱重，得I₂固體0.254g。
①萃取操作所用玻璃儀器的名稱       。
②若實驗時通入空氣1.12L（標準狀況），O₂的轉化率為       。
③測定時需在A、B裝置間連接裝置D，原因是       。
（4）工業上分離O₃和O₂，可將混合氣體液化后再分離，下列分離方法合理的是       （填序號）。
A．過濾　B．分餾　C．分液　D．萃取
（5）臭氧可用于含CN^一堿性電鍍廢水的處理。第i步：CN^一轉化為OCN^－；第ii步：OCN^一繼續轉化為CO₃^2一及兩種單質氣體。若第ii步轉化時，O₃與OCN^－物質的質量之比為3∶2，該步反應的離子方程式為       。

Answer 1

（15分）（1）D、C（各1分，2分）  
（2）溶液變黃色（其他合理答案給分，2分） 
（3）①分液漏斗（1分） 
②15%（3分）
③除去混合氣體中的氮氧化物（其他合理答案給分，2分）  
（4）B（2分）  
（5）2OCN^—+2OH^—+3O₃=2CO₃^2一+N₂+3O₂+H₂O（3分）

解析試題分析：（1）根據無碳無水環境條件，則空氣通入A裝置前應先后通過NaOH溶液、濃H₂SO₄的洗氣瓶；（2）a處氣體通入B，臭氧能氧化KI，溶液中因生成的I₂變黃；（3）①萃取使用分液漏斗、燒杯；②由m/M可知n(I₂)=0.254g÷254g/mol=0.001mol，由2KI+O₃+H₂O=2KOH+I₂+O₂可知，n(O₃)=0.001mol，由3O₂2O₃可知，n(O₂)=0.0015mol，由V/V_m可知n(空氣)=0.05mol，由空氣的組成可知，n(O₂)=0.01mol，因此O₂得轉化率為0.0015÷0.01×100%=15%；③NaOH溶液能除去空氣中氮氣和氧氣在放電時產生的氮氧化物，防止NO₂與KI溶液反應；（4）臭氧和氧氣先液化，二者沸點不同，可用分餾的方法分離，故B正確；（5）第一步反應中碳元素由+2價升為+4價，第二步反應中氮元素由—3價升為0價，部分氧元素由0價將為—2價，則兩步反應分別為O₃+CN^—=OCN^—+O₂、2OCN^—+2OH^—+3O₃=2CO₃^2一+N₂+3O₂+H₂O。
考點：考查物質的制備、KI的主要性質、萃取、氧氣轉化率的計算、氮氧化物的產生和處理、分餾、氧化還原反應、離子方程式的書寫等相關知識。