题目内容

15.在25℃时,将两个铂电极插入一定量饱和Na2SO4溶液中进行电解,通电一段时间后,在阳极上放出ɑ mol气体,同时有w g Na2SO4•10H2O晶体析出.若温度不变,此时剩余溶液中溶质的质量分数为(  )
A.$\frac{100w}{w+18a}$%B.$\frac{7100w}{161(w+18a)}$%C.$\frac{100w}{w+36a}$%D.$\frac{7100w}{161(w+36a)}$%

分析 电解饱和硫酸钠溶液时,阳极上氢氧根离子放电,阴极上氢离子放电生成氢气,发生反应2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$O2↑+2H2↑,电解水后,溶液中硫酸钠过饱和导致析出晶体,剩余的电解质溶液仍是饱和溶液,析出的硫酸钠晶体和电解的水组成的也是饱和溶液,根据质量分数公式计算即可.

解答 解:电解饱和硫酸钠溶液时,阳极上氢氧根离子放电,阴极上氢离子放电生成氢气,发生反应2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$O2↑+2H2↑,电解水后,溶液中硫酸钠过饱和导致析出晶体,剩余的电解质溶液仍是饱和溶液,析出的硫酸钠晶体和电解的水组成的也是饱和溶液,wg Na2SO4•10H2O硫酸钠的质量为:wg×$\frac{142}{322}$=$\frac{71w}{161}$g;设电解水的质量为x,则:
2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$O2↑+2H2↑,
36g          2mol
 x           amol  
x=18ag,
所以饱和溶液的质量分数为:$\frac{\frac{71w}{161}}{w+18a}$×100%=$\frac{7100w}{161(w+18a)}$%,
故选B.

点评 本题以电解原理为载体考查了质量分数的计算,题目难度中等,明确电解后析出的硫酸钠晶体和电解的水组成的是饱和溶液是解本题的关键.

练习册系列答案
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7.环己烯是一种重要的化工原料.
(1)实验室可由环己醇制备环己烯,反应的化学方程式是.
(2)实验装置如下图所示,将10mL环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品.环己醇和环己烯的部分物理性质如下:
密度
(g/cm3)
熔点
(℃)
沸点
(℃)
溶解性
环己醇0.9625161能溶于水
环己烯0.81-10383难溶于水
①A中碎瓷片的作用是防止暴沸;导管B除了导气外还具有的作用是冷凝.
②试管A置于水浴中的目的是受热均匀,便于控温;
试管C置于冰水浴中的目的是使环己烯液化,减少挥发.
(3)环己烯粗品中含有少量环己醇和酸性杂质.精制环己烯的方法是:
①向环己烯粗品中加入C(填入编号),充分振荡后,分液(填操作名称).
A.Br2的CCl4溶液    B.稀H2SO4    C.Na2CO3溶液
②再对初步除杂后的环己烯进行蒸馏,得到环己烯精品.蒸馏时,蒸馏烧瓶中要加入少量生石灰,目的是除去产品中少量的水.
③实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是C.
A.蒸馏时从70℃开始收集产品
B.环己醇实际用量多了
C.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
(4)以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是B.
A.加入水观察实验现象
B.加入金属钠观察实验现象
C.加入酸性高锰酸钾溶液,振荡后观察实验现象.
4.碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC),是一种无毒、用途广泛的化工原料,被誉为当今有机合成的“新基石”.
(1)浙江大学用甲醇、CO、O2在常压、70~120℃和催化剂的条件下合成DMC的研究开发.
已知:ⅰCO的标准燃烧热:-283.0kJ•mol-1,
ⅱ1mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44kJ的热量
ⅲ2CH3OH(g)+CO2 (g)?CH3OCOOCH3 (g)+H2O(g)△H=-15.5kJ•mol-1
则2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g)?CH3OCOOCH3 (g)+H2O(l)△H=-342.5kJ•mol-1.
该反应在常压和70~120℃条件下就能自发反应的原因是因为该反应△H<0,△S<0.
(2)甲醇和CO2可直接合成DMC:2CH3OH(g)+CO2 (g)?CH3OCOOCH3 (g)+H2O(g),但甲醇转化率通常不会超过1%,制约该反应走向工业化生产.
①写出该反应平衡常数表达式:K=$\frac{c(C{H}_{3}OCOOC{H}_{3})c({H}_{2}O)}{{c}^{2}(C{H}_{3}OH)c(C{O}_{2})}$.
②在恒容密闭容器中发生上述反应,能说明已达到平衡状态的是AD(选填编号).
A.v正(CH3OH)=2v逆(CO2)       B.CH3OCOOCH3与H2O的物质的量之比保持不变
C.容器内气体的密度不变       D.容器内压强不变
③某研究小组在某温度下,在100mL恒容密闭容器中投入2.5mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10-5 mol催化剂,研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响,其变化曲线如图1所示.计算公式为:TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量.

在该温度下,最佳反应时间是10;4~10h内DMC的平均反应速率是7.5×10-4mol•L-1•h-1.
④如果在其它条件不变的情况下,研究反应温度对甲醇转化数(TON)的影响,请在图2的坐标系中画出从投入反应物开始,随着反应温度不断升高(不考虑温度对催化剂活性的影响),TON变化的曲线示意图(假设起始温度为T0℃).
⑤假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高TON值的是B.
A.往反应体系中添加催化剂            B.往反应体系中添加吸水剂
C.从反应体系中分离出CO2           D.扩大容器的体积.

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