【題目】請(qǐng)回答氯堿工業(yè)中的如下問題:
(1)氯氣、燒堿是電解食鹽水時(shí)按照固定的比率k(質(zhì)量比)生成的產(chǎn)品。理論上k= (要求寫出計(jì)算表達(dá)式和結(jié)果);
(2)原料粗鹽中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等雜質(zhì),必須精制后才能供電解使用。精制時(shí),粗鹽溶于水過濾后,還要加入的試劑分別為①Na2CO3、②HCl(鹽酸)、③BaCl2,這3種試劑添加的合理順序是 (填序號(hào));
(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè),一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上。在這種工藝設(shè)計(jì)中,相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示,其中的電極未標(biāo)出,所用的離子膜都只允許陽離子通過。
①圖中X、Y分別是 、 (填化學(xué)式),分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%與b%的大小 ;
②分別寫出燃料電池B中正極、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng),正極: ;負(fù)極: ;
③這樣設(shè)計(jì)的主要節(jié)(電)能之處在于(寫出2處) 、 。
【答案】(1)k=Mr(Cl2)/2Mr(NaOH)=71/80=1∶1.13或0.89
(2)③①②
(3)①Cl2 H2 a%<b%
②O2+4e-+2H2O=4OH- H2-2e-+2OH-=2H2O
③燃料電池可以補(bǔ)充電解池消耗的電能 提高產(chǎn)出堿液的濃度,降低能耗(其他合理答案也可)
【解析】(1)據(jù)化學(xué)方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑即可計(jì)算出k值.
(2)把Na2CO3放在BaCl2之后,以除去過量的Ba2+;把鹽酸放在NO2CO3之后,以除去過量的CO32-。
(3)判斷出二極是解答二池問題的前提:燃料電池中通空氣(氧化劑)的一極應(yīng)為正極,所以:①Y(通入負(fù)極,還原劑)必為H2,繼而H2產(chǎn)生于電解池的陰極,可推出產(chǎn)生于電解池陽極的X必為Cl2;a% NaOH進(jìn)入燃料電池,出來后的濃度變化可用二種方法判斷:[方法一]從Na+的移動(dòng)方向來定:Na+向陰極(即正極)移動(dòng),所以正極b% NaOH濃度增大,負(fù)極流出的NaOH變稀;[方法二]從水、OH-的量變來定:負(fù)極H2-2e-+2OH-=2H2O,水增多、OH-減少,變;正極O2+4e-+2H2O=4OH-,水減少、OH-增多,所以正極增濃,即a<b。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列各組微粒中,質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)均相等的是( )
A.Na+和He
B.H2O和D2O
C.NH4+和NH3
D.H2SO4和H3PO4
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】電化學(xué)在日常生活中用途廣泛,下圖①是鎂、次氯酸鈉燃料電池的示意圖,電池總反應(yīng)式為:Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2↓,圖②是含Cr2O72-工業(yè)廢水的電化學(xué)處理示意圖。下列說法正確的是(己知6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O)
A. 圖②中Cr2O72-離子向惰性電極移動(dòng),與該極附近的OH-結(jié)合轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3除去
B. 圖②中陽極上的電極反應(yīng)式為:Fe-3e-=Fe3+
C. 圖①中發(fā)生的還原反應(yīng)是:ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-
D. 若圖①中7.2g鎂溶解產(chǎn)生的電量用以圖②廢水處理,理論可產(chǎn)生32.1g氫氧化鐵沉淀
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】向1 L的密閉容器中加入1 mol X、0.3 mol Z和一定量的Y三種氣體。一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化如圖一所示。圖二為t2時(shí)刻后改變反應(yīng)條件,平衡體系中反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況,且四個(gè)階段都各改變一種不同的條件。下列說法不正確的是
A.Y的起始物質(zhì)的量為0.5 mol
B.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2X(g)+Y(g) 3Z(g) H<0
C.若t0=0,t1=10 s,則t0~t1階段的平均反應(yīng)速率為v(Z)=0.03 mol/(L·s)
D.反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率t6點(diǎn)比t3點(diǎn)高
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硫代硫酸鈉(Na2S2O3)是一種重要的化工產(chǎn)品,易溶于水,遇酸易分解,Na2S2O3稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成。工業(yè)制備Na2S2O3的反應(yīng)為: S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq),產(chǎn)品中常含有少量Na2CO3 、 Na2SO3和Na2SO4。實(shí)驗(yàn)室擬用如下實(shí)驗(yàn)裝置在C中制備Na2S2O3。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________。裝置C中可觀察到溶液先變渾濁,后又澄清,生成的渾濁物質(zhì)化學(xué)式為___________。
(2)裝置B的作用為_________;為保證Na2S2O3的產(chǎn)量,實(shí)驗(yàn)中通入的SO2不能過量,原因是_________。
(3)為了驗(yàn)證固體硫代硫酸鈉工業(yè)產(chǎn)品中含有碳酸鈉,選用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
①實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序依次________________(填裝置的字母代號(hào)),裝置C中的試劑為____________。
②能證明固體中含有碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________。
(4)若要檢驗(yàn)固體硫代硫酸鈉工業(yè)產(chǎn)品中含有Na2SO3,需先加水配成稀溶液,再依次加入的試劑為_____________________和品紅溶液。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在酸性溶液中能大量共存而且為無色透明的溶液是( )
A.NH4+、Al3+、SO42﹣、NO3﹣
B.K+、Na+、NO3﹣、CO32﹣
C.K+、MnO4﹣、NH4+、NO3﹣
D.H+ , K+ , OH﹣ , NO3﹣
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)按酸、堿、鹽、有機(jī)物、混合物順序排列的是( )
A. 硝酸、苛性鈉、明礬、淀粉、氯水
B. 碳酸鈉、鹽酸、食鹽、酒精、合金
C. 醋酸、純堿、碳酸鈣、硝基苯、石油
D. 氫溴酸、消石灰、高錳酸鉀、福爾馬林、石油
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列判斷中一定正確的是( )
A. NaCl及Na2O2固體中陰、陽離子數(shù)之比均為1:1
B. 等質(zhì)量的O2與O3中,氧原子的個(gè)數(shù)比為3:2
C. 分別用H2O2、KMnO4分解制O2,當(dāng)制得等質(zhì)量O2時(shí),轉(zhuǎn)移電子數(shù)之比為1:2
D. 10 mL 0.3 mol·L-1 NaCl溶液與30 mL 0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中Cl -物質(zhì)的量濃度比為1:3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氨是氮循環(huán)過程中的重要物質(zhì),氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。
(1)根據(jù)如圖提供的信息,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 ,下圖的曲線中 (填“a” 或“b”)表示加入鐵觸媒(催化劑)的能量變化曲線。
(2)在恒容容器中,下列描述中能說明上述反應(yīng)已達(dá)
平衡的是 。
A.3υ(H2)正=2υ(NH3)逆
B.單位時(shí)間內(nèi)生成n mol N2的同時(shí)生成2n molNH3
C.容器內(nèi)氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化
D.容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化
(3)為了尋找合成NH3的適宜條件,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)(如下表),請(qǐng)?jiān)谙卤砜崭裉幪钊胂鄳?yīng)的實(shí)驗(yàn)條件及數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | T(℃) | n (N2)/n(H2) | P(MPa) |
ⅰ | 450 | 1/3 | 1 |
ⅱ | 1/3 | 10 | |
ⅲ | 480 | 10 |
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