题目内容
最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应,转化为乙醇和乙酸,
总反应为:2CH3CHO+H2O
CH3CH2OH+CH3COOH
实验室中,以一定浓度的乙醛—Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置示意图如图所示。
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(1)若以甲烷燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入 (填化学式)气体。
(2)电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体。电极反应如下:
阳极:① 4OH--4e-=O2↑+2H2O② 。
阴极:① 。②CH3CHO+2e-+2H2O=CH3CH2OH+2OH-
(3)电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)电解过程中,某时刻测定了阳极区溶液中各组分的物质的量,其中Na2SO4与CH3COOH的物质的量相同。下列关于阳极区溶液中各微粒浓度关系的说法正确的是 (填字母序号)。
a.c(Na+)不一定是c(SO42-)的2倍
b.c(Na+)=2c(CH3COOH)+2c(CH3COO-)
c.c(Na+)+c(H+)=c(SO
42-)+c(CH3COO-)+c(OH-)
d.c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(OH-)
(5)高纯度氧化铝是用于制备隔膜的材料,某研究小组用以下流程制取高纯度氧化铝:
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①“除杂”操作是加入过氧化氢后,用氨水调节溶液的pH约为8.0,以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2+。请写出在除去Fe2+离子的过程中,发生的主要反应的离子方程式 。
②配制硫酸铝溶液时,需用硫酸酸化,酸化的目的是 。
③“结晶”这步操作中,母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体即停止加热,然后冷却结晶,得到铵明矾晶体(含结晶水)。母液不能蒸干的原因是 。
实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识,解决下列问题:
(1)煤化工通常通过研究不同温度下的平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g),该反应的平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
①若在500℃时进行反应,设CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为 。
②800℃时,在固定容积的密闭容器中放入混合物,起始浓度为:c(CO)
=0.01mol/L,c(H2O)=0.03mol/L,c(CO2)=0.01mol/L, c(H2)=0.05mol/L ,则
反应开始时,H2的消耗速率比生成速率 (填“大”、“小”或“不能确定”)。
(2)2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示:又已知1molSO2
(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH=-99 kJ·mol-1,请回答问题:
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该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点 (填“升高”或“降低” )△H (填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)已知某反应的平衡常数表达式为:
,它所对应反应的化学方程式为