题目内容

12.保持温度不变,用惰性电极电解足量饱和的Na2CO3溶液,一段时间后下列叙述正确的是(  )
A.Na2CO3溶液的碱性增强
B.阳极反应:CO32--2e-+H2O═CO2↑+2OH-
C.溶液中CO32-+H2O?HCO3-+OH-平衡不移动
D.向溶液中加入一定量HCOOH的能复原

分析 保持温度不变,用惰性电极电解足量饱和的Na2CO3溶液,阳极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O、阴极反应式为2H++2e-=H2↑,所以实质上是解水,电解过程中导致溶液为过饱和溶液,会析出Na2CO3.10H2O,溶液中溶质为Na2CO3且浓度不变,据此分析解答.

解答 解:保持温度不变,用惰性电极电解足量饱和的Na2CO3溶液,阳极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O、阴极反应式为2H++2e-=H2↑,所以实质上是解水,电解过程中导致溶液为过饱和溶液,会析出Na2CO3.10H2O,溶液浓度不变,且溶质仍然为Na2CO3
A.溶液中溶质为Na2CO3且浓度不变,所以溶液碱性不变,故A错误;
B.阳极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O,故B错误;
C.溶液中溶质为Na2CO3且浓度不变,所以不影响碳酸根离子水解程度,故C正确;
D.电解析出的物质是氢气和氧气且有部分Na2CO3.10H2O晶体析出,所以加入甲酸不能恢复原状,故D错误;
故选C.

点评 本题考查电解原理、盐类水解等知识点,为高频考点,明确离子放电顺序是解本题关键,注意电解过程中发生的反应,题目难度中等.

练习册系列答案
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2.工业生产硝酸铵的流程如图1所示

(1)硝酸铵的水溶液呈酸性(填“酸性”、“中性”或“碱性”);其水溶液中各离子的浓度大小顺序为:c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-).
(2)已知N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料,分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如2图.
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ACE
A.及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率
B.P点原料气的平衡转化率接近100%,是当前工业生产工艺中采用的温度、压强条件
C.图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)>K(N)
D.M点比N点的反应速率快
E.如果N点时c(NH3)=0.2mol•L-1,N点的化学平衡常数K≈0.93
(3)尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为二步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)═H2NCOONH4(s)△H=-272kJ•mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)═CO(NH22(s)+H2O(g)△H=+138kJ•mol-1
写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:2NH3(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(NH22 (s)△H=-134kJ/mol;
(4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5L密闭容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图3所示:
①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第二步反应决定,总反应进行到55min时到达平衡.
②在图4中画出第二步反应的平衡常数K随温度的变化的示意图.
20.CCUS是一种二氧化碳的捕获、利用与封存的技术,这种技术可将CO2资源化,产生经济效益.
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H1=-820kJ/mol
CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H2=-41.2kJ/mol
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H3=-566kJ/mol则反应的
CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=+229.6kJ/mol
(2)工业上,可利用太阳能以CO2为原料制取C,其原理如图1所示:整个过程中FeO(填“Fe3O4”或“FeO”)是反应的催化剂.重整系统中发生的反应为:6FeO+CO2$\frac{\underline{\;700K\;}}{\;}$2Fe3O4+C每生成1mol Fe3O4,转移电子的物质的量为2mol.

(3)CO2还可用于合成甲醇,反应方程式为:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H<0
①该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)•c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})•{c}^{3}({H}_{2})}$.
②在恒容的密闭容器中,加入H2和CO2的混合气体,不同温度条件,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数(CH3OH)如图2所示.图中A、B、C、D、E五个点对应的状态中,处于平衡状态的是C、D、E(填字母),B点和E点的反应速率大小关系为v(B)<v(E)(填“>”、“<”、“=”).
③一定温度下,在甲、乙两个容积相同的恒容密闭容器中,加入H2和CO2的混合气体.
容器
反应物投入量1molCO2、3molH2a molCO2、b molH2、c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
甲容器平衡后气体的压强为开始时的80%,要使乙容器达平衡时与甲容器达到相同的平衡状态,且起始时反应逆向进行,则c的取值范围为0.4<n(c)≤1mol.
7.氯碱工业是最基本的化学工业之一,离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法,其生产流程如图1所示:

(1)该流程中可以循环的物质是氯化钠、氢氧化钠.
(2)电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等无机杂质,所以在进入电解槽前需要进行两次精制,写出一次精制中发生的离子方程式Ca2++CO32-=CaCO3↓、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,若食盐水不经过二次精制,仍会有少量的Ca2+、Mg2+直接进入离子膜电解槽,这样产生什么后果是用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+,碱性条件下会生成沉淀,损害离子交换膜.
(3)图2是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图(阳极用金属钛网制成,阴极由碳钢网制成),则B处产生的气体是H2,E电极的名称是阳极,电解总反应的离子方程式为2Cl-+2H2$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2OH-
(4)从阳极槽出来的淡盐水中,往往含有少量的溶解氯,需要加入8%~9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去,该反应的化学方程式为Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl.
(5)已知在电解槽中,每小时通过1安培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8小时,制得32%的烧碱溶液(密度为1.342吨/m3)113m3,电解槽的电流强度1.45×104A,该电解槽的电解效率为93.45%.

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