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(10分)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30...

(10分)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

回答下列有关问题:

(1)电解池的阴极反应式为___________________________。

(2)通入空气的电极的电极反应式为___________________________,燃料电池中阳离子的移动方向_________________________(“从左向右”或“从右向左”)。

(3)电解池中产生2 mol Cl2,理论上燃料电池中消耗O2的物质的量为_____________。

(4)a、b、c的大小关系为:_____________。

 

(1)2H2O + 2e-= H2↑ + 2OH-    (或2H++ 2e-=== H2↑) (2)O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-    从左向右    (3)1 mol        (4)c>a>b 【解析】(1)电解饱和氯化钠溶液时,阴极是氢离子放电,生成氢气。 (2)在原电池中负极失去电子,发生氧化反应。正极得到电子发生还原反应。通入空气,说明该电极是正极,氧气得到电子。在原电池中电子通过导线从负极传递到正极上,所以溶液中的阳离子向正极移动。 (3)电解池中产生2 mol Cl2,则反应中转移电子4mol,根据得失电子守恒可知,消耗氧气是1mol。 (4)因为在燃料电池的正极附近产生大量的OH-,而在负极附近,氢离子放电的同时需要消耗OH-,所以其浓度大小顺序为c>a>b。
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(10分)煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。

已知:CO(g) + H2O(g) 6ec8aac122bd4f6e CO2(g) + H2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:

温度/℃

400

500

830

1000

平衡常数K

10

9

1

0.6

试回答下列问题

(1)上述反应的正反应是           反应(填“放热”或“吸热”)。

(2)某温度下,上述反应达到平衡后,保持容器体积不变升高温度,正反应速率_______(填“增大”、“减小”或“不变”),容器内混合气体的压强_____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)830℃时,在恒容反应器中发生上述反应,按下表中的物质的量投入反应混合物,其中向正反应方向进行的有                   (选填A、B、C、D)。

 

A

B

C

D

n(CO)

1

2

3

0.5

n(H2O)

5

2

3

2

n(CO2)

3

1

0

1

n(H2)

2

1

0

1

(4)830℃时,在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时,CO的转化率是                          

 

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(6分)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成1 mol产物的数据)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

根据上图回答下列问题:

(1)PCl3分解成P(s)和Cl2(g)的热化学方程式是__________________________________。

(2)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的△H1=_______________,与P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的△H2的关系是:△H2__________△H1(填“大于”、“小于”或“等于”)。

 

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(6分)(1)某温度下,纯水中c(H+) = 5×10-7 mol·L1,则此时纯水中的c(OH) = ____ mol·L1;若温度不变,滴入稀硫酸使c(H+) = 5.0×10-3 mol·L1,则c(OH) = ____ mol·L1

(2)已知室温下pH=2的高碘酸(H5IO6)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,所得混合溶液呈酸性,则高碘酸的电离方程式是__________________________。

 

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在25 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1CH3COOH溶液,溶液pH变化曲线如图所示,下列有关离子浓度的比较正确的是   

说明: 6ec8aac122bd4f6e                 

A.对于曲线上AB间任一点,溶液中都有:c(Na+) >c(CH3COO) >c(OH) >c(H+)

B.在B点,a>12.5,且有c(Na+) = c(CH3COO) = c(OH) = c(H+)

C.在C点,c(CH3COO) - c(Na+) = c(H+) - c(OH)

D.在D点,c(CH3COO) + c(CH3COOH) = c(Na+)

 

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已知0.1 mol·L1的二元酸H2A溶液的pH=4,则下列说法中正确的是

A.在Na2A和NaHA溶液中,离子种类不相同

B.在NaHA溶液中一定有:c(Na+) + c(H+) = c(HA) + c(OH) + 2 c(A2)

C.在Na2A溶液中一定有:c(OH) = c(H+) + c(HA) + c(H2A)

D.在溶质物质的量浓度相等的Na2A和NaHA溶液中,阴离子总数相等

 

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