(12分)【化学——化学与技术】
海水占地球总储水量的97.2%。若把海水淡化和化工生产结合起来,既可以解决淡水资源缺乏的问题,又可以充分利用海洋资源。
(1)多级闪蒸法是目前“海水淡化”的主要技术。该法是在一定条件下将海水变成蒸汽,蒸汽经过冷却而得高纯度淡水。由此可判断多级闪蒸法是 (填“物理变化” 或“化学变化”)。
(2)利用海水晒盐的原理是 ;分离食盐晶体后的母液中含有KCl、MgCl2,经过分离、提纯后,可用于 。
(3)“氯碱工业”利用电解饱和食盐水制得重要化工产品。在氯碱工业中,隔膜法电解(如图甲所示)工艺逐渐被离子交换膜电解(如图乙所示)技术取代。
①写出两电极的反应式:阳极 ,阴极 。
②石棉隔膜的作用是 。离子交换膜电解槽中⑥、⑦分别是 、 。
(19分)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下:
(1)氧化过程中发生反应的离子方程式是 ,检验氧化生成的阳离子的试剂是 。
(2)尾气中主要含N2、O2、SO2和少量的CO2、H2O,取标准状况下的尾气V L测定SO2含量:
方案一:让尾气缓慢通过以下装置。
①C仪器的名称是 ,该装置的作用是 。
②实验时先通入尾气,再通入一定量氮气。若通过B装置的增重来测量SO2的体积分数。你认为该方案是否合理 ,请说明理由 (若方案合理该空不必填写)。
方案二:将尾气缓慢通过足量溴水,在所得的溶液中加入过量氯化钡溶液后,过滤,将沉淀洗涤、干燥,称得其质量为m g。
①加入过量氯化钡溶液的目的是 。
②进行沉淀洗涤的方法是 。
③SO2含量的表达式是 (用含m、V的代数式表示)。
(3)从FeCl3溶液中得到FeCl36H2O晶体的操作包括 、冷却结晶、过滤,该过程需保持盐酸过量,结合必要的离子方程式说明原因 .
(18分)能源的开发和利用是当前科学研究的重要课题。
(1)利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下前实现如下变废为宝的过程:
mCeO2 (m-x)CeO2xCe+xO2
(m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
上述过程的总反应是 ,该反应将太阳能转化为 。
(2)CO、O2和KOH溶液构成的燃料电池的负极电极反应式为 。该电池反应可获得K2CO3溶液,某温度下0.5molL-1 K2CO3溶液的pH=12,若忽略CO32-的第二级水解,则CO32- +H2OHCO3-+OH-的平衡常熟Kh= 。
(3)氯碱工业是高耗能产业,下列将电解池与燃料电池相组合的工艺可以节能30%以上。
①电解过程中发生反应的离子方程式是 ,阴极附近溶液PH (填“不变”、“升高”或“下降”)。
②如果粗盐中SO42-含量较高,精制过程需添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可选用下列试剂中的 。
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
现代工艺中更多使用BaCO3除SO42-,请写出发生反应的离子方程式 。
③图中氢氧化钠溶液的质量分数a% b%(填“>”、‘‘=”或“<”),,燃料电池中负极上发生的电极反应为 。
(16分)合成氨技术的发明使工业化人工固氮成为现实。
(1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.2kJ·mol-1。在一定条件下反应时,当生成标准状况下33.6LNH3时,放出的热量为 。
(2)合成氨混合体系在平衡状态时NH3的百分含量与温度的关系如下图所示。由图可知:
①温度T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1 K2 (填“>”或“<”)。若在恒温、恒压条件下,向平衡体系中通入氦气,平衡 移动、(填“向左”、“向右”或“不”)。
②T2温度时,在1L的密闭容器中加入2.1mol N2、l.5molH2,经10min达到平衡,则v(H2)= 。达到平衡后,如果再向该容器内通入N2、H2、NH3各0.4mol,则平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
(3)工业上用CO2和NH3反应生成尿素:CO2(g)+2NH3(g)H2O(1)+CO(NH2)2(1) △H,
在一定压强下测得如下数据:
①则该反应△H 0,表中数据a d,b f(均选填“>”、‘‘=”或“<”)。
②从尿素合成塔内出来的气体中仍含有一定量的CO2、NH3,应如何处理 。
25℃时,满足c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1的醋酸和醋酸钠混合溶液中,c(CH3COO-)与pH的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.该温度下醋酸的电离常数Ka为l0-4.75mol·L-l
B.M点所表示的溶液中: c(Na+)+c(H+)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1
C.N点所表示的溶液中:c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
D.Q点所表示的溶液中加入等体积的0.05mol·L-1NaOH溶液充分反应后pH>7
储氢合金表面镀铜过程发生反应Cu2++2HCHO+4OH-=Cu+H2+2H2O+2HCOO-,下列说法错误的是
A.电镀过程中氢气在镀件表面析出
B.电镀时溶液中Cu2+移向阴极,并在阴极上发生还原反应
C.阳极反应式为HCHO+3OH--2e-=2H2O+HCOO-
D.电镀时每生成6.4g铜镀层放出2.24L H2