题目内容

(13分)
Cl2是一种重要的化工原料。
(1)电解饱和NaCl溶液获得Cl2的化学方程式是_______。
(2)为便于储存,要将氯气液化[ Cl2(g)  Cl2(l) ],应采取的措施是_______(写出一条即可)。
(3)液氯储存区贴有的说明卡如下(部分):

危险性

储运要求
远离金属粉末、氨、烃类、醇更物质;设置氯气检测仪
泄漏处理
NaOH、NaHSO3溶液吸收
包装
钢瓶
   ① 用离子方程式表示“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用_______。
② 若液氯泄漏后遇到苯,在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快,原因是       
③ 氯气含量检测仪工作原理示意图如下:
 
Cl2在Pt电极放电的电极反应式是_______。
(4)质量标准要求液氯含水量(以1 g氯气含水的质量计)<0. 4 mg,含水量超标会严重腐蚀钢瓶。液氯含水量的测定装置如下图所示:

(已知:P2O5 + 3H2O = 2H3PO4;Cl2与P2O5不反应。)
① 用离子方程式说明c装置的作用_______。
② 检测液氯的含水量,根据上图,需要测定的数据是_______。

(13分)
(1)2NaCl + 2H2O  电解  2NaOH + H2↑+ Cl2
(2)降温 (或加压)
(3)① HSO3- + Cl2 +H2O ="=" SO42- + 2Cl- + 3H+
② 铁与氯气反应生成的氯化铁,对氯与苯的反应有催化作用
③ Cl2 + 2e- + 2Ag+ ="=" 2AgCl
(4)① Cl2 + 2OH- ="=" Cl- + ClO- + H2O
② 分别测定通液氯样品前后a、c 的质量

解析试题分析:(1)电解饱和NaCl溶液生成氢氧化钠、氢气、氯气,化学方程式为2NaCl + 2H2O  电解  2NaOH + H2↑+ Cl2
(2)将氯气液化,使Cl2(g)  Cl2(l)平衡正向移动,可以加压;气体液化是放热过程,所以还可以降低温度;
(3)①NaHSO3溶液与氯气发生氧化还原反应生成硫酸钠和氯化氢,离子方程式为HSO3- + Cl2 +H2O ="=" SO42- + 2Cl- + 3H+
②钢瓶中含有铁,与氯气反应生成氯化铁,对苯和氯气的反应起催化作用;
③Cl2在Pt电极放电生成氯离子,与银离子结合成氯化银沉淀,从而检测氯气,电极反应式为Cl2 + 2e- + 2Ag+ ="=" 2AgCl
(4)①c装置用于吸收氯气,测定氯气的质量,离子方程式为Cl2 + 2OH- ="=" Cl- + ClO- + H2O
②该装置是检测液氯的含水量,所以需要知道氯气和水的质量,a装置吸收水,c装置吸收氯气,因此需要分别测定通液氯样品前后a、c 的质量。
考点:考查电解饱和食盐水的化学方程式,平衡的移动,离子方程式的书写,装置作用的判断,电化学原理的应用

练习册系列答案
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[15分]甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:

反应过程
化学方程式
焓变△H
(kJ/mol)
活化能Ea
(kJ/mol)
甲烷氧化
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)
-802.6
125.6
CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)
-322.0
172.5
蒸汽重整
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
206.2
240.1
CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)
165.0
243.9
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的△H=        kJ/mol。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率    甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的KP                         
随着温度的升高,该平衡常数           (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)从能量阶段分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于                           
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:

①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是  
A.600℃,0.9Mpa    B.700℃,0.9MPa    C.800℃,1.5Mpa    D.1000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始即时)
的变化趋势示意图:

(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是              

(14分)近年来雾霾天气多次肆虐我国部分地区。其中燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。在密闭容器
中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图1所示。据此判断:
①该反应的△H        0(填“<”或“>”)。
②在T2温度下,0~2s内的平均反应速率v (N2)为          
③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列图2中正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是         (填字母编号)。
             
图1                                图2
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气中含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=-867 kJ/mol         ①
2NO2(g)N2O4(g)   △H=-56.9 kJ/mol          ②
H2O(g)=H2O(l)    △H=-44.0 kJ/mol             ③
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式               
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL 1 mol/L食盐
水的装置,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变)。

①该燃料电池的负极反应式为        
②电解后溶液的pH约为             (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)。
③阳极产生气体的体积在标准状况下约为           L。

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