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12.已知在电解槽中,每小时通过1A的直流电理论上可以产生1.492g的烧碱,某工厂用300个电解槽串联生产8h,制得32%的烧碱溶液(密度为1.342t/m3)113m3,电解槽的电流强度1.45×104A,该电解槽的电解效率为93.46%(保留两位小数).

分析 依据转移电子数计算生成NaOH的质量,根据理论耗电量和实际耗电量计算即可.

解答 解:烧碱溶液总含氢氧化钠的实际质量为:1.342×106×113×32%=48.53×106kg;理论上生成氢氧化钠的质量为:1.492×1.45×104×300×8=51.92×106kg;
该电解槽的电解效率η(NaOH)=$\frac{48.53×1{0}^{6}}{51.92×1{0}^{6}}$×100%=93.46%;
故答案为:93.46%.

点评 本题以氯碱工业为载体,考查了电解饱和食盐水的原理,明确电子守恒的计算是解题关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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3.含硫化合物在自然界中广泛存在,部分循环关系如下:

(1)已知:
2H2S(g)+3O2(g)═2SO2(g)+2H2O(g)△H=-1036.46kj.mol-1
S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-297.04kJ.mol-1
写出H2S(g)与O2(g)反应产生S(s)和H2O(g)的热化学方程式2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g)△H=-442.38kJ.mol-1
(2)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS,慢慢转变为铜蓝(CuS),用离子方程式,从沉淀溶解平衡的角度表示由ZnS转变为CuS的过程ZnS(S)+Cu2+(aq)?Zn2+(aq)+CuS(S)
(3)某酸性FeSO4溶液中含有少量的SnSO4,为得到纯净的硫酸亚铁晶体(FeSO4•xH2O),可向溶液中通入H2S气体至饱和,然后用硫酸酸化至Ph=2,过滤后,将所得滤液蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤,得到硫酸亚铁晶体.查阅资料,得到相关物质的有关数据如下表:
25℃饱和H2S溶液FeSSnS
pH3.93.0(开始沉淀5.5(沉淀完全)1.6(沉淀完全)
Ksp6.3×10-181.0×10-25
①通入H2S气体至饱和的目的是将溶液中的Sn2+转变为SnS而除去;用硫酸酸化至pH=2的目的是防止Fe2+转化为FeS沉淀.
②在SnS、FeS共存的溶液中,若c(Sn2+)=1.0×10-9mol•L-1,则c(Fe2+)=6.3×10-2mol•L-1
(4)SO2是大气污染物,若用KMnO4作脱硫剂,可使燃煤尾气中的SO2反应生成MnSO4,反应的离子方程式是2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+.SO2还可以按下列流程制备化工原料硫酸,反应器中发生反应的化学方程式是SO2+xI2+2H2O=H2SO4+2HIx
20.自从1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法以来,氮的固定的相关研究获得了不断的发展.
(1)下表列举了不同温度下大气固氮的部分平衡常数K值.
 反应 大气固氮N2(g)+O2(g)?2NO(g)
 温度/℃ 27 2260
 K 3.84×10-31 1
①分析数据可知:大气固氮反应属于吸热(填“吸热”或“放热”)反应.
②2260℃时,向2L密闭容器中充入0.3molN2和0.3molO2,模拟大气固氮反应,达到平衡时,N2的转化率是33.3%(结果保留三位有效数字).
(2)工业固氮的主要形式是:N2 (g)+3H2 (g)=2NH3 (g)△H<0,如图是当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3 投料后,在200℃、400℃、600℃下,反应达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线.

①曲线a对应的温度是200℃.
②关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是A(填字母).
A.图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)>K(N)
B.工业合成氨之后所以加入催化剂,是因为加入催化剂有利于提高反应的活化能
C.相同压强下,投料相同,达到平衡所需时间关系为c>b>a
③N点时c(NH3)=0.2mol/L,N点的化学平衡常数K=0.93(结果保留两位小数).
(3)合成氨原料气中的氢气可用天然气(主要成分为CH4)在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得,反应中每生成2mol CO2吸收316kJ热量,该反应的热化学方程式是CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+158kJ/mol,该方法制得的原料气中主要杂质是CO2,若用K2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式是CO32-+CO2+H2O=2HCO3-
(4)合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法,将含氨的碱性废水通入电解系统后,在阳极上氨被氧化成氮气而脱除,阳极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O.

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