工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。
(1)若采用无隔膜法电解冷的食盐水时,Cl2会与NaOH充分接触,导致产物仅是NaClO和H2。无隔膜法电解冷的食盐水相应的离子方程式为 。
(2)氯碱工业耗能高,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)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,所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①经精制的饱和NaCl溶液应从图中电解池的 (填写“左” 或“右”)池注入。
②图中X是____ __(填化学式);乙中右室的电极反应式为: _ ,图示中氢氧化钠溶液质量分数a%与b%的关系是 (填字母)。
A. a%=b% B. a%﹥b% C. a%﹤b%
③甲中的离子交换膜为 (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。
(3)氯碱工业的产物NaOH与不同物质反应可以生成不同的盐。已知常温下,浓度均为0.1 mol/L的4种钠盐溶液pH如下表:
溶质 |
Na2CO3 |
NaHCO3 |
NaClO |
NaHSO3 |
pH |
11.6 |
9.7 |
10.3 |
5.2 |
下列说法中,不正确的是 (填字母)
a.向氯水中加入NaHCO3,可以增大氯水中次氯酸的浓度
b.四种溶液中,水的电离程度最大的是NaClO
c.常温下,相同物质的量浓度的H2SO3、H2CO3、HClO,pH最大的是H2SO3
d.NaHSO3溶液中离子浓度大小顺序为c(Na+)> c(H+)>c(HSO3-) >c(SO32-)>c(OH-)
氨气是重要化工产品之一。传统的工业合成氨技术的反应原理是:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol。在500 ℃、20 MPa时,将N2、H2置于一个固定容积的密闭容器中发生反应,反应过程中各种物质的量浓度变化如图所示,回答下列问题:
(1)计算反应在第一次平衡时的平衡常数K= 。(保留二位小数)
(2)产物NH3在5~10 min、25~30min和45~50 min时平均反应速率(平均反应速率分别以v1、v2、v3表示)从大到小排列次序为 。
(3)H2在三次平衡阶段的平衡转化率分别以α1、α2、α3表示,其中最小的是 。
(4)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是____________,采取的措施是____________
(5)请在下图中用实线表示25~60min 各阶段化学平衡常数K的变化图像。
为验证氧化性Cl2>Fe3+>SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和 A中加热装置已略,气密性已检验)。
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,夹紧弹簧夹K2。
Ⅳ.打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
Ⅴ.打开弹簧夹K3、活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后夹紧弹簧夹K3。
Ⅵ.更新试管D,重复过程Ⅳ,检验B溶液中的离子。
(1)A中发生反应的化学方程式为 。
(2)用70%的硫酸制取SO2,反应速率比用98%的硫酸快,原因是 。
(3)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,他们的检测结果一定能够证明氧化性
Cl2>Fe3+>SO2的是 (填“甲”“乙”“丙”)。
|
过程Ⅳ B溶液中含有的离子 |
过程Ⅵ B溶液中含有的离子 |
甲 |
有Fe3+无Fe2+ |
有SO42- |
乙 |
既有Fe3+又有Fe2+ |
有SO42- |
丙 |
有Fe3+无Fe2+ |
有Fe2+ |
(4)进行实验过程Ⅴ时,B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色,停止通气,放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。
查阅资料:Fe2+(aq)+SO32-(aq)FeSO3(s)(墨绿色)
提出假设:FeCl3与 SO2的反应经历了中间产物FeSO3,溶液的红棕色是FeSO3(墨绿色)与FeCl3(黄色)的混合色。某同学设计如下实验,证实该假设成立:
① 溶液E和F分别为 、 。
② 请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因
。
A、B、C、D、E、F、G七种元素均是短周期元素,且原子序数依次增大。A原子无中子, B、G原子的最外层电子数均为其电子层数的两倍,D、G元素原子的最外层电子数相等。X、Y、Z、W、甲、乙六种物质均由上述元素的两种或三种元素组成,元素B形成的单质M与甲、乙(甲、乙是高中常见的浓酸)均能反应(相对分子质量甲< 乙)转化关系如图(反应条件略去),原子E最外层电子数和其电子层数相等。元素F形成的单质是 “21世纪的能源”,是目前应用最多的半导体材料。请回答下列问题:
(1)A2D的熔沸点比A2G高的原因是 。B、D、G各一个原子构成每原子均满足8电子的分子,其电子式是 。
(2)E4B3和水反应的化学方程式 。
(3)写出M与甲的浓溶液加热时反应的化学方程式 。
(4)X、Y、Z、W属于同一类物质,这类化合物固态时的晶体类型为 ;X、Y、W都能与Z反应,则Z的结构式为 。
(5)已知CH4 (g)+ 2O2 (g)=CO2 (g)+2H2O (l) △H1=a kJ/mol
欲计算反应CH4 (g)+ 4NO (g)=2N2 (g)+CO2 (g)+2H2O (l)的焓变△H2 , 则还需要查找某化合反应的焓变△H3,当反应中各物质化学计量数之比为最简整数比时 △H3 = b kJ/mol,则该反应的热化学方程式为 。
据此计算出△H2 = kJ/mol(用含a和b的式子表示)。
在稀硫酸酸化的含6 mol KI溶液中逐滴加入KBrO3溶液,整个过程中含碘物质与所加入KBrO3物质的量的关系如图。
请回答下列问题:
(1)b点时,对应含碘物质的化学式为 。
(2)b→c过程中,仅有一种元素发生化合价变化, 写出该反应的化学方程式 。
(3)当n(KBrO3)=4mol时,体系中对应含碘物质的化学式为 。
(4)酸性条件下,Br2、IO3-、BrO3-、I2氧化性由强到弱的顺序为 。
(5)在稀硫酸酸化的KBrO3溶液中不断滴入淀粉KI溶液,边滴边振荡。则实验过程中的可能观察到的现象为 。
将51.2gCu完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含 NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8mol,这些气体恰好能被500mL2mol/LNaOH溶液完全吸收,生成的盐溶液中NaNO3的物质的量为(已知:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O;NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O)( )
A.0.2mol B.0.4mol C.0.6mol D.0.8mol