【题目】氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱,以及生产ClO2 和氯的含氧酸盐(NaClO、NaClO3)等系列化工产品。
(1)写出氯碱工业中电解饱和食盐水的离子方程式:________。
(2)①室温下,0.1 mol·L–1 NaClO溶液的pH___ 0.1 mol·L–1 Na2SO3溶液的pH。(填“大于”、“小于”或“等于”)已知:H2SO3的Ka1=1.54×10–2,Ka2=1.02×10–7;HClO的Ka=2.95×10–8
②写出一种可以证明NaHSO3溶液中HSO3–的电离程度大于HSO3–水解程度的方法:____
(3)氯气含量检测仪中,原电池工作原理示意图如图所示,则Cl2在Pt电极放电的电极反应为_____
(4)工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液,通过控制条件,使Fe3+水解产物聚合,形成可溶的多聚体,最终析出红棕色胶状沉淀Fe2O3·nH2O。其中水解形成羟桥配离子的离子方程式为:2Fe3++10H2O [Fe(H2O)4 (OH)2 Fe(H2O)4]4++2H+ 。欲使上述水解平衡正向移动,可采用的方法有________(填字母)。
A.加水稀释 B.加热 C.加入盐酸 D.加入NaHCO3
(5)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN– 氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl–。处理含CN–相同量的电镀废水,所需Cl2的质量是ClO2的______ 倍。(保留三位有效数字)
【答案】2Cl– +2H2O2OH–+H2↑+Cl2↑ 大于 用pH试纸(或pH计)测定NaHSO3溶液的酸碱性,测得溶液的pH<7 Cl2 +2Ag++2e– =2AgCl A、B、D 2.63
【解析】
(1)电解精制饱和食盐水生成氯气、氢气、烧碱;
(2)①酸的电离常数越大,酸的酸性越强,其阴离子结合氢离子能力越小,溶液的碱性越小;
②NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度,则NaHSO3溶液呈酸性,故只要证明检验溶液呈酸性即可,可用pH试纸、酸碱指示剂完成;
(3)Cl2在Pt电极放电,生成AgCl;
(4)控制条件使平衡正向移动,水解为吸热反应,所以加热平衡逆向移动;加水稀释,则水解平衡也正向移动;加入盐酸溶液为酸性,氢离子浓度增大,平衡逆向移动;加入碳酸氢钠,则消耗氢离子,平衡正向移动;
(5)作为消毒剂,还原产物都为-1价氯离子,每摩尔Cl2得到2mol电子,而每摩尔ClO2得到5mol电子,以单位质量的氧化剂所得到的电子数比值计算。
(1)电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱,反应的离子方程式为:2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑;
(2)①H2SO3的Ka1=1.54×10-2,Ka2=1.02×10-7;HClO的Ka=2.95×10-8,H2SO3的无论一级电离、二级电离都大于次氯酸的电离,所以NaClO溶液的水解程度大于亚硫酸钠,即碱性强于亚硫酸钠溶液;
②NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,测定溶液的pH,可以确定溶液酸碱性,用pH试纸(或pH计)测定NaHSO3溶液的酸碱性,测得溶液的pH<7;
(3)Cl2在Pt电极放电,生成AgCl,电极反应为:Cl2+2Ag++2e-=2AgCl;
(4)控制条件使平衡正向移动,使平衡正向移动,因为水解为吸热反应,所以加热,平衡正向移动;加水稀释,则水解平衡也正向移动;加入盐酸溶液为酸性,氢离子浓度增大,平衡逆向移动;加入碳酸氢钠,则消耗氢离子,所以氢离子浓度降低,平衡正向移动,故A、B、D符合条件,故答案为A、B、D;
(5)设质量都是71g,氯气得到的电子数为×2×1=2mol,ClO2得到的电子数为×1×5=mol,则处理含CN-相同量的电镀废水,所需Cl2的质量是ClO2的比为:2.63:1=2.63。
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【题目】25℃时,HCN溶液中CN-和HCN浓度所占分数(α)随pH变化的关系如图所示,下列表述正确的是( )
A.Ka(HCN)的数量级为10-9
B.0.1mol/LHCN溶液使甲基橙试液显红色
C.1L物质的量都是0.1mol的HCN和NaCN混合溶液中c(HCN)>c(CN-)
D.0.1mol/LNaCN溶液的pH=9.2
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【题目】已知:25℃时,Ksp[Zn(OH)2]= 1.0×10-18,Ka(HCOOH)=1.0×10-4。该温度下,下列说法错误的是
A. HCOO-的水解常数为1.0×10-10。
B. Zn(OH)2溶于水形成的饱和溶液中,c(Zn2+)>1.0×10-6mol·L-1
C. 向Zn(OH)2悬浊液中加入HCOOH,溶液中c(Zn2+)增大
D. Zn(OH)2(s)+2HCOOH(aq)Zn2+(aq) +2HCOO-(aq)+2H2O(1)的平衡常数K=100
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【题目】氢能作为高效清洁的二次能源,应用前景日益广泛。二甲醚制氢技术是实现小规模现场制氢的一种理想方案。其反应原理主要分两步:
二甲醚水解:CH3OCH3(g)+H2O(g) 2CH3OH(g) ΔH1=+23.53kJ/mol 反应Ⅰ
甲醇与水蒸汽重整:CH3OH(g)+H2O(g) 3H2(g)+CO2(g) ΔH2=+49.48kJ/mol 反应Ⅱ
回答下列问题。
(1)反应CH3OCH3(g)+3H2O(g) 6H2(g)+2CO2(g) ΔH3=_________。该反应自发进行的条件是___________(填“高温”、“低温”或“任意条件”)。
(2)实验室条件下,二甲醚与水蒸汽以物质的量之比1:3混合,以固定的高流速通过填充有催化剂HZSM-5(分子筛)反应器。测得如下关系图(图1和图2)。图2中的平衡值是指不同温度下的平衡转化率。
已知:二甲醛转化率=
①下列说法合理的是__________
A.图1中表明,催化剂HZSM-5的活性只受温度影响,与反应持续时间无关
B.图1中使用不同的催化剂可以改变二甲醚水解的平衡转化率
C.图2中曲线①数值高于平衡值,是因为催化剂可能会吸附部分未反应的二甲醚
D.图2中曲线①和曲线②在275℃前二甲醚的转化率与平衡转化率的趋势一致,这与反应I和反应II是吸热反应有关
E.图2中曲线②在在较低温度时二甲醚的转化率与平衡值保持一致,主要是反应持续280min后已达到平衡状态
②图2曲线②数值在280℃之后明显下降,解释可能原因___________
(3)在固定体积容器内,二甲醚与水蒸汽以物质的量之比1:3投料,温度恒定为150℃,二甲醚的平衡转化率约为15%,平衡时容器内总压为P0,升温到280℃并保持恒定,再次达到平衡,此时二甲醚平衡转化率接近22%,而容器内总压约为1.5P0,请解释升温二甲醚平衡转化率增大的原因。__________________
(4)研究表明,在相同条件下,反应Ⅰ的活化能远小于反应Ⅱ的活化能,在固定体积容器内,二甲醚与水蒸汽以物质的量之比1:3投料,温度恒定为250℃,反应在t1时刻达到平衡,在图中作出甲醇含量随时间变化的关系图____________________。
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【题目】化学家合成了一种新化合物(如图所示),其中A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期主族元素,B与C在同一主族,C与D在同一周期。下列有关说法正确的是
A.熔点:B的氧化物>C的氧化物
B.工业上由单质B可以制得单质C
C.氧化物对应水化物的酸性:D>B>C
D.A与B形成的化合物中只含有极性键
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【题目】制造一次性医用口罩的原料之一丙烯是三大合成材料的基本原料,丙烷脱氢作为一条增产丙烯的非化石燃料路线具有极其重要的现实意义。丙烷脱氢技术主要分为直接脱氢和氧化脱氢两种。
(1)根据下表提供的数据,计算丙烷直接脱氢制丙烯的反应C3H8(g)C3H6(g) +H2(g)的H=___。
共价键 | C-C | C=C | C-H | H-H |
键能/(kJmol-1) | 348 | 615 | 413 | 436 |
(2)下图为丙烷直接脱氢制丙烯反应中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中压强分别为1×104Pa和1×105Pa)
①在恒容密闭容器中,下列情况能说明该反应达到平衡状态的是__(填字母)。
A.H保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内生成1molH-H键,同时生成1molC=C键
②欲使丙烯的平衡产率提高,下列措施可行的是____(填字母)
A.增大压强 B.升高温度 C.保持容积不变充入氩气
工业生产中为提高丙烯的产率,还常在恒压时向原料气中掺入水蒸气,其目的是_____。
③1×104Pa时,图中表示丙烷和丙烯体积分数的曲线分别是___、____(填标号)
④1×104Pa、500℃时,该反应的平衡常数Kp=____Pa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,计算结果保留两位有效数字)
(3)利用CO2的弱氧化性,科学家开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺,该工艺可采用铬的氧化物作催化剂,已知C3H8+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(l),该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂的活性,其原因是____,相对于丙烷直接裂解脱氢制丙烯的缺点是_____。
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【题目】已知:烃的衍生物A的摩尔质量为32g·molˉ1,且能与金属钠反应。E的分子式为C3H6O2。有关物质的转化关系如图:
请回答:
(1)D中含有的官能团名称是__。
(2)写出有机物E与NaOH溶液反应的化学方程式__。
(3)下列说法正确的是_。
A.有机物C的水溶液常用于标本的防腐
B.有机物B、D都能与金属钠发生反应
C.有机物E中混有D,可用饱和碳酸钠溶液进行分离
D.有机物M为高分子化合物
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【题目】A+、B+、C-、D、E五种粒子(分子或离子)中,每个粒子均有10个电子,已知:
①A++C-D+E↑;②B++C-===2D。
请回答:
(1)C-离子的电子式是________________。
(2)A+离子中的键角为______________。
(3)分别写出A+和D反应、B+和E反应的离子方程式____________、____________。
(4)除D、E外,请再写出两种含10个电子的分子的分子式____________。
(5)除A+、B+外,请再写出两种含10个电子的阳离子________。
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【题目】按要求回答下列问题:
(1)苯、四氯化碳、乙醇、汽油是常见的有机溶剂,能与水互溶的是________;不溶于水,且密度比水小的是________。
(2)一瓶无色气体,可能含有CH4和CH2=CH2或其中的一种,与一瓶Cl2混合后光照,观察到黄绿色逐渐退去,瓶壁有少量无色油状小液滴。
①由上述实验现象推断出该瓶气体中一定含有CH4,你认为是否正确?________(填“正确”或“不正确”),理由是______________________。
②上述实验可能涉及的反应类型有_________________________。
(3)含有的化合物与CH2=CH2一样,在一定条件下可聚合成高分子化合物。
①广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料,是由聚合而成的,其化学方程式是________________________。
②电器包装中大量使用的泡沫塑料的主要成分是聚苯乙烯,它是由________(写结构简式)聚合而成的。
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