题目内容
工业上电解饱和食盐水能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅．
（1）图1是离子交换膜法（允许钠离子通过，不允许氢氧根与氯离子通过）电解饱和食盐水，电解槽阳极产生的气体是 ，NaOH溶液的出口为 （填字母），精制饱和食盐水的进口为 （填字母），干燥塔中应使用的液体是 ．
（2）多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注．SiCl4可制气相白炭黑（与光导纤维主要原料相同），方法为高温下SiCl4、H2、O2反应，产物有两种，化学方程式为 ．SiCl4可转化为SiCl3而循环使用．一定条件下，在20L恒容密闭容器中反应3SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s）═
4SiHCl3（g）达平衡后，H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L，若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗NaCl的质量为 kg．
（3）如图2，实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O
据此，从下列所给仪器装置中（图2）选择制备并收集H2的装置 （填代号）和制备并收集干燥、纯净C12的装置 （填代号）．
（4）采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气．现制得氯酸钠213.0kg，则生成氢气 m3（标准状况）．（忽略可能存在的其他反应）
（1）图1是离子交换膜法（允许钠离子通过，不允许氢氧根与氯离子通过）电解饱和食盐水，电解槽阳极产生的气体是
（2）多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注．SiCl4可制气相白炭黑（与光导纤维主要原料相同），方法为高温下SiCl4、H2、O2反应，产物有两种，化学方程式为
4SiHCl3（g）达平衡后，H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L，若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗NaCl的质量为
（3）如图2，实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，MnO2+4HCl（浓）
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据此，从下列所给仪器装置中（图2）选择制备并收集H2的装置
（4）采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气．现制得氯酸钠213.0kg，则生成氢气
考点：制备实验方案的设计,电解原理
专题：实验设计题,电化学专题
分析：（1）电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电，Cl-的放电能力强于OH-，阳极发生的方程式为：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极：2H++2e-═H2↑；H2、2NaOH在阴极，NaOH溶液的出口为a，Cl2在阳极，精制饱和食盐水从阳极进入，要干燥Cl2需要用酸性干燥剂或中性干燥剂；
（2）SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，光导纤维的主要成分是SiO2，H、Cl元素必在另一产物中，H、Cl元素结合成HCl，然后配平即可；
利用三段分析法，根据平衡时H2与SiHCl3物质的量浓度，求出的起始物质的量，再根据2NaCl+2H2O
Cl2↑+H2↑+2NaOH，求出理论上消耗纯NaCl的质量；
（3）根据反应物状态和反应条件选取反应装置，根据气体的溶解性、密度选取收集装置；
（4）根据得失电子守恒，NaCl转化为NaClO3所失去的电子等于H2O转化为H2所得到的电子，由氯酸钠的质量求出氯酸钠的物质的量，进而求出NaCl转化为NaClO3所失去的电子的物质的量，最后求出生成氢气在标准状况下的体积．
（2）SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，光导纤维的主要成分是SiO2，H、Cl元素必在另一产物中，H、Cl元素结合成HCl，然后配平即可；
利用三段分析法，根据平衡时H2与SiHCl3物质的量浓度，求出的起始物质的量，再根据2NaCl+2H2O
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（3）根据反应物状态和反应条件选取反应装置，根据气体的溶解性、密度选取收集装置；
（4）根据得失电子守恒，NaCl转化为NaClO3所失去的电子等于H2O转化为H2所得到的电子，由氯酸钠的质量求出氯酸钠的物质的量，进而求出NaCl转化为NaClO3所失去的电子的物质的量，最后求出生成氢气在标准状况下的体积．
解答：
解：（1）电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电，Cl-的放电能力强于OH-，
阳极：2Cl--2e-═Cl2↑，
阴极：2H++2e-═H2↑；
总反应为：2NaCl+2H2O
Cl2↑+H2↑+2NaOH，
阴极：氢离子放电，产生氢气．致使氢氧根离子浓度增大，钠离子和氢氧根离子的增大都发生在阴极室，所以a出口导出的液体是氢氧化钠溶液；
阳极：氯离子放电，产生氯气，致使钠离子浓度升高，通过阳离子交换膜到达阴极室．所以d入口应加入精制饱和食盐水；
要干燥Cl2需要用酸性干燥剂浓硫酸或P2O5等，中性干燥剂无水CaCl2；
故答案为：氯气；a；d；浓硫酸；
（2）SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，光导纤维的主要成分是SiO2，H、Cl元素必在另一产物中，H、Cl元素结合成HCl，然后配平即可，发生的化学方程式为：SiCl4+2H2+O2
SiO2+4HCl；
3SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s）?4SiHCl3（g）
起始量（mol） n 0
变化量（mol） 2x 4x
平衡量（mol） n-2x 4x
4x=0.020mol/L×20L=0.4mol，x=0.1mol，
n-2x=0.140mol/L×20L=2.8mol，n=3.0mol，
由2NaCl+2H2O
Cl2↑+H2↑+2NaOH，
2mol 1mol
6mol 3mol
m（NaCl）=6mol×58.5g/mol=350g=0.35kg
故答案为：SiCl4+2H2+O2
SiO2+4HCl；0.35；
（3）实验室用锌和稀硫酸制取氢气，该反应是固液混合态且不需要加热，所以不需要酒精灯，氢气不易溶于水且密度小于空气密度，所以可以采用向下排空气法或排水法收集，故选e；实验室制取氯气是固液混合态且需要加热，所以需要酒精灯，氯气能溶于水且密度大于空气，所以采用向上排空气法收集，故选d；
故答案为：e、d；
（4）由NaCl转化为NaClO3，失去电子数为6，H2O转化为H2，得到的电子数为2，
设产生的H2体积为Vm3，
由得失电子守恒得：6×
mol=2×
mol/L，则V=134.4L；
故答案为：134.4．
阳极：2Cl--2e-═Cl2↑，
阴极：2H++2e-═H2↑；
总反应为：2NaCl+2H2O
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阴极：氢离子放电，产生氢气．致使氢氧根离子浓度增大，钠离子和氢氧根离子的增大都发生在阴极室，所以a出口导出的液体是氢氧化钠溶液；
阳极：氯离子放电，产生氯气，致使钠离子浓度升高，通过阳离子交换膜到达阴极室．所以d入口应加入精制饱和食盐水；
要干燥Cl2需要用酸性干燥剂浓硫酸或P2O5等，中性干燥剂无水CaCl2；
故答案为：氯气；a；d；浓硫酸；
（2）SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，光导纤维的主要成分是SiO2，H、Cl元素必在另一产物中，H、Cl元素结合成HCl，然后配平即可，发生的化学方程式为：SiCl4+2H2+O2
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3SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s）?4SiHCl3（g）
起始量（mol） n 0
变化量（mol） 2x 4x
平衡量（mol） n-2x 4x
4x=0.020mol/L×20L=0.4mol，x=0.1mol，
n-2x=0.140mol/L×20L=2.8mol，n=3.0mol，
由2NaCl+2H2O
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2mol 1mol
6mol 3mol
m（NaCl）=6mol×58.5g/mol=350g=0.35kg
故答案为：SiCl4+2H2+O2
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（3）实验室用锌和稀硫酸制取氢气，该反应是固液混合态且不需要加热，所以不需要酒精灯，氢气不易溶于水且密度小于空气密度，所以可以采用向下排空气法或排水法收集，故选e；实验室制取氯气是固液混合态且需要加热，所以需要酒精灯，氯气能溶于水且密度大于空气，所以采用向上排空气法收集，故选d；
故答案为：e、d；
（4）由NaCl转化为NaClO3，失去电子数为6，H2O转化为H2，得到的电子数为2，
设产生的H2体积为Vm3，
由得失电子守恒得：6×
| 213×103 |
| 116.5 |
| 103V |
| 22.4 |
故答案为：134.4．
点评：本题考查电解原理的应用、氯碱工业、化学平衡的计算、化学方程式书写、化学计算、仪器装置的选取等知识点，注意氧化还原反应中电子守恒法的运用，题目难度中等，侧重于考查学生的实验能力和对基础知识的综合应用能力．
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目前，人们正在研究开发一种高能电池---钠硫电池，它是以熔融的钠和硫为两极，以Na+导电的β′-Al2O3陶瓷作固体电解质，反应式如下：Na2Sx
2Na+xS，以下说法正确的是 （ ）
| 充电 |
| 放电 |
| A、放电时，Na 作正极，S极发生还原反应 |
| B、充电时，阳极发生的反应为：Sx2--2e-=xS |
| C、当用该电池电解AgNO3溶液时，阳极上产生标准状况下气体11.2L时，消耗金属钠23g |
| D、充电时钠极与外电源的正极相连 |
下列离子方程式书写正确的是（ ）
| A、标准状况下2.24LCO2通入1mol?L-1100mL氢氧化钠溶液中：CO2+OH-=HCO3- |
| B、硝酸铝溶液中加入过量氨水：Al3-+4NH3?H2O=AlO2-+4 NH4++2H2O |
| C、Na2S水解：S2-+2 H2O?H2S+2OH- |
| D、等物质的量的NH4HCO3与NaOH在溶液中反应：NH4++HCO3-+2OH-=CO32-+NH3↑+2H2O |
在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如表：下列说法错误的是（ ）
| 物质 | X | Y | Z |
| 初始浓度（mol/L） | 0.1 | 0.2 | 0 |
| 平衡浓度（mol/L） | 0.05 | 0.05 | 0.1 |
| A、反应达到平衡时，X的转化率为50% |
| B、反应可表示为X（g）+3Y（g）?2Z（g） |
| C、增大压强可使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 |
| D、改变温度可以改变此反应的平衡常数 |
）与足量有机物D反应的化学方程式
如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶（离子在琼胶内可以移动），下列叙述正确的是（ ）
| A、a中铁钉发生还原反应 |
| B、b中铁钉附近呈现红色 |
| C、a中铜丝附近呈现蓝色 |
| D、b中铝条附近有气泡产生 |