题目内容
【题目】氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业。下图是某氯碱工业生产原理示意图：
（1）写出装置A在通电条件下反应的化学方程式______________。
（2）A装置所用食盐水由粗盐水精制而成。精制时，为除去食盐水中的Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为___________、___________。
（3）氯碱工业是高耗能产业，按上图将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上，且相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中Y是______________（填化学式）；X与稀NaOH溶液反应的离子方程式是：______________。
②分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小___________。
③若用B装置作为A装置的辅助电源，每当消耗标准状况下氧气的体积为11.2 L时，则B装置可向A装置提供的电量约为______________（一个e-的电量为1.60×10-19C；计算结果精确到0.01）。
【答案】（1）2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
（2）NaOH溶液；Na2CO3溶液；
（3）①H2；2OH-＋Cl2＝ClO-＋Cl-＋H2O；②b％＞a％；③1.93×105C。
【解析】
试题分析：（1）根据生产流程示意图，装置A是电解池装置，电解饱和食盐水，因此化学反应方程式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；（2）除去杂质不能引入新的杂质，即除去Mg2＋用NaOH，除去Ca2＋用Na2CO3；（3）①装置A右端产生NaOH溶液，说明左端电极是阴极，发生2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，因此Y是氢气，装置A的左端是阳极，发生2Cl－－2e－=Cl2↑，X为Cl2，和NaOH溶液的反应式Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O；②装置B中通氧气的一极为正极，环境是NaOH，因此正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，产生NaOH，因此b%>a%；③两者装置通过的电量相等，即转移的电量是：11.2×4×6.02×1023×1.6×10－19/22.4C=1.93×105C。
【题目】 研究碳及其化合物的相互转化对能源的充分利用、低碳经济有着重要的作用。
⑴已知：①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1kJ·mol－1
②2H2(g)+CO(g)CH3OH(l) △H2=－128.3kJ·mol－1
③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=－483.6kJ·mol－1
25℃时，在合适的催化剂作用下，采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为 。
⑵利用反应①来制备氢气，为了探究温度、压强对反应①速率、转化率的影响，某同学设计了以下三组对比实验(温度为400℃或500℃，压强为101kPa或404kPa)。
实验序号 | 温度℃ | 压强/kPa | CH4初始浓度/ mol·L－1 | H2O初始浓度/ mol·L－1 |
1 | 400 | p | 3.0 | 7.0 |
2 | t | 101 | 3.0 | 7.0 |
3 | 400 | 101 | 3.0 | 7.0 |
①实验2和实验3相比，其平衡常数关系是K2 K3(填“＞”、“＜”或“=”)。
②将等物质的量的CH4和水蒸气充入1L恒容密闭容器中，发生上述反应，在400℃下达到平衡，平衡常数K=27，此时容器中CO物质的量为0.10mol，则CH4的转化率为 。
⑶ 科学家提出由CO2制 取 C的太阳能工艺如图1所示。
①“重整系统发生的反应中n(FeO):n(CO2)=6:1，则Fe xOy的化学式为______________。
②“热分解系统”中每分解l mol Fe xOy，转移电子的物质的量为___________。
图1 图2
⑷pC类似pH，是指极稀溶液中的溶质浓度的常用负对数值。若某溶液中溶质的浓度为1×10－3mol·L－1，则该溶液中溶质的pC＝－lg(1×10－3)＝3。如图2为25℃时H2CO3溶液的pC－pH图。请回答下列问题 (若离子浓度小于10－5mol/L，可认为该离子不存在)：
①在同一溶液中，H2CO3、HCO3－、CO32－____________(填“能”或“不能”)大量共存。
②求H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1=________________。
③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系
可以抵消少量酸或碱，维持pH=7.4。当过量的酸进入血液中时，血液缓冲体系中的
最终将_________。
A．变大 B．变小 C．基本不变 D．无法判断
