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(6分)
氯碱工业中,阳极的电极反应式为
,阴极产物为
;若用石墨电极电解CuSO
4
溶液,阴阳两极均产生2.24 L气体(标准状况),则析出Cu
g。
试题答案
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2Cl
—
2e
-
=Cl
2
↑(2分); H
2
、NaOH(2分);6.4g (2分)
略
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纯碱(
Na
2
CO
3
)在工业生产和生活中有重要应用,其实验室制法和工业制法如下:
【实验室制备纯碱】
(1)将饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度为30—35℃
(2)搅拌下分批加入研细的NH
4
HCO
3
固体,加料完毕,保温30分钟
(3)静置、过滤得NaHCO
3
晶体
(4)用少量蒸馏水洗涤、抽干
(5)将所得固体转入蒸发皿中灼烧得
Na
2
CO
3
固体
问题:
①反应将温度需控制在30—35℃,通常采取的加热方法为
;控制该温度的原因是
;
②静置后只析出NaHCO
3
晶体的原因是
。
【工业制备纯碱】
③沉淀池中反应的离子方程式为
;
④循环(I)、 循环(Ⅱ)中物质的化学式分别为
。
两种制备纯碱的方法中,共同涉及的化学反应方程式为
。
(11分)电解法制烧碱的原料是饱和食盐水,由于粗盐中含有泥沙和Ca
2+
、Mg
2+
、Fe
3+
、SO
4
2-
杂质,不符合电解要求,因此必须经过精制。某校实验小组精制粗盐水的实验过程如下:
请回答以下问题:
(1)操作a的名称是____________。
(2)在Ⅱ步中,加入过量试剂甲后,生成了两种大量的沉淀,则试剂甲为________溶液。试剂乙为
,固体F为
。
(3)在第Ⅴ步中,加入试剂丁直到溶液无明显变化时,写出此过程的化学方程式
、
_
。
【化学—化学与技术】(12分)硫酸工业流程如下所示:
(1)催化反应室发生反应的化学方程式是:
。该反应通常用
V
2
O
5
作催化剂,其催化机理可能是:V
2
O
5
氧化
SO
2
时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被
O
2
氧化。写出该催化循环机理的化学方程式:
。
(2)依据流程图判断下列说法正确的是
(填字母)。
a.过量空气能提高
SO
2
的转化率
b.使用催化剂能提高
SO
2
的反应速率和转化率
c.用
98%的硫酸吸收
SO
3
,可以避免形成酸雾并提高吸收率
(3)每160g SO
3
气体与
H
2
O
(l)
化合放出
260.6
kJ
的热量,该反应的热化学方程式是
。
(4)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理。这样做除了防止SO
2
污染环境并得到铵盐外,主要目的是:
。
(10分)工业纯碱中常常含有NaCl、Na
2
SO
4
等杂质。为测定某工业纯碱的纯度,设计了如下图实验装置。
依据实验设计,请回答:
(1)装置中盛装稀硫酸的仪器名称是
;
装置D的作用是
。
(2)为达到测定某工业纯碱的纯度实验目的,一次实验中至少应进行称量操作的次数为
。
(3)若不考虑操作、药品及其用量等方面
的影响,该实验测得结果会
(
填“偏高”、“偏低”、“无影响”);
原因是
(你若认为无影响,该空不用回答)。
(14分)硝酸
是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下:
(1)以N
2
和H
2
为原料合成氨气。反应N
2
(g)+3H
2
(g)
2NH
3
(g) △H<0
①下列措施可以提高H
2
的转化率是(填选项序号)
。
a.选择适当的催化剂 b.增大压强
c.及时分离生成的NH
3
d.升高温度
②一定温度下,在密闭容器中充入1molN
2
和3molH
2
发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的理是原来的
,则N
2
的转化率a
1
=
;
若容器压强恒定,达到平衡状态时,N
2
的转化率为a
2
,则a
2
a
1
(填“>”、“<”或“=”)。
(2)以氨气、空气为主要原料制硝酸。
①NH
3
被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是
。
②在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O
2
(g)
2NO
2
(g)△H>0
该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如右图所示。若t
2
、t
4
时刻只改变一个条件,下列说法正确的是(填选项序号)
。
a.在t
1
~t
2
时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b.在t
2
时,采取的措施可以是升高温度
c.在t
3
~ t
4
时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d.在t
5
时,容器内NO
2
的体积分数是整个过程中的最大值
(3)硝酸厂常用如下2种方法处理尾气。
①催化还原法:催化剂存在时用H
2
将NO
2
还原为N
2
。
已知:2H
2
(g)+O
2
(g)=2H
2
O(g) △H=-483.6kJ/mol
N
2
(g)+2O
2
(g)=2NO
2
(g) △H=+67.7kJ/mol
则H
2
还原NO
2
生成水蒸气反应的热化学方程式是
。
②碱液吸收法:用Na
2
CO
3
溶液吸收NO
2
生成CO
2
。
若每9.2gNO
2
和Na
2
FCO
3
溶液反应时转移电子数为0.1mol,则反应的离子方程式是
。
(共6分)瑞典皇家
科学院宣布,将2007年诺贝尔化学奖授予德国马普学会弗里茨-哈伯(Fritz-Haber)研究所的格哈德·埃特尔(Gerhard Ertl)教授,以表彰他在固体表面化学过程研究领域作出的开拓性成就。合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe
2
O
3
。
(1)某FeO、Fe
2
O
3
混合物中,铁、氧的物质的量之比为4:5,其中Fe
2+
与Fe
3+
物质的量之比为_________。
(2)当催化剂中Fe
2+
与Fe
3+
物质的量之比为1:2时,其催化活性最高,此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为_________(用小数表示)。
(3)以Fe
2
O
3
为原料制备上述催化剂,可向其中加入适量碳粉,发生如下反应:
2Fe
2
O
3
+C
=4FeO +CO
2
↑,为制得这种催化活性最高的催化剂,应向480g Fe
2
O
3
粉末中加入碳粉的质量为_________ g。
下列说法不正确的是
A.SO
2
在食品工业中可以用来防腐、抗氧化、漂白。
B.合成氨工业需要高温高压催化剂
C.硫酸工业中用水吸收SO
3
D.硫酸工业中沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
采用循环操作可提高原料的利用率,下列工业生产中,采用循环操作的是( )
①硫酸工业 ②合成氨工业 ③硝酸工业
A.②③
B.①②
C.①③
D.①②③
关 闭
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