题目内容

12．利用食盐水制取ClO2的工业流程如图所示．
装置①中的反应：NaCl+3H2O$\stackrel{通直流电}{→}$NaClO3+3H2↑
装置②中的反应：2NaClO3+4HCl→2ClO2+Cl2↑+2NaCl+2H2O
下列关于该流程的说法正确的是（　　）
A．该流程中仅NaCl可循环利用
B．装置①中H2是阴极产物
C．装置②中Cl2是还原产物
D．为使H2完全转化为HCl，还应向装置③中再补充Cl2

分析 A．电解食盐水得到氢气、氯气和氢氧化钠溶液，氢气和氯气反应生成氯化氢得到浓盐酸，制得NaClO3和浓盐酸加热反应生成ClO2；
B．装置①是电解食盐水，溶液中氢离子在阴极得到电子生成氢气；
C．装置②发生的反应是NaClO3和浓盐酸加热反应生成氯气、氯化钠和二氧化氯，阴极元素化合价变化和氧化还原反应概念分析；
D．生成的氢气和氯气反应生成氯化氢．

解答 解：A．电解食盐水得到氢气、氯气和氢氧化钠溶液，氢气和氯气反应生成氯化氢得到浓盐酸，制得NaClO3和浓盐酸加热反应生成ClO2，2NaClO3+4HCl（浓）=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl，该流程中Cl2、NaCl都可以循环利用，故A错误；
B．装置①是电解食盐水，溶液中氢离子在阴极得到电子生成氢气，是阴极产物，故B正确；
C．电解食盐水得到氯酸钠（NaClO3）和H2，NaClO3和盐酸发生歧化反应，生成NaCl、2ClO2、Cl2、H2O，化学方程式为：2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O，氯气是氧化产物，故C错误；
D．电解饱和食盐水生成的氢气，为了使H2完全转化为HCl，需要向装置③中补充Cl2，故D正确；
故选BD．

点评 本题考查海水资源的综合利用，为高频考点，把握电解原理及应用、氧化还原反应及流程分析为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．我国拟大力推广使用氢氧燃料电池的公共汽车．某种以质量分数为30%的KOH溶液为电解质的氢氧燃料电池在使用时的电极反应如下：2H2+4OH--4e-═4H2O   O2+2H2O+4e-═4OH-，下列有关该氢氧燃料电池的说法中，正确的是（　　）
A．该电池工作一段时间后，KOH溶液的质量分数不变
B．供电时的总反应为：2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O
C．氢氧燃料电池中H2和O2燃烧放出的热量转变为电能
D．该燃料电池可以用两个活性相同的电极
3．由A、B两种金属和稀硫酸组成的原电池，A是正极，则下列推断正确的是（　　）
A．A电极上发生的电极反应是还原反应
B．A的金属性强于B
C．电子不断由A电极经外电路流向B电极
D．溶液中的阳离子移向负极
20．[实验一]过氧化钙（CaO2）常用作种子消毒剂、药物制造、油脂漂白及高温氧化剂，还可以作为鱼池增氧剂．
 将SO2通入过氧化钙固体粉末中有气体生成．有人提出：CO2、SO2与过氧化钙的反应原理相同；但也有人提出：SO2具有较强的还原性，CO2无强还原性，反应原理不相同．
 据此设计如下实验操作进行判断，实验装置如下：

（1）试剂A可以选用浓硫酸．
（2）装置E用于测定氧气的体积，请在框中画出装置图．
（3）实验测得装置C增重m1 g，装置D增重m2 g，装置E中收集到V L气体（已换算成标准状况下），用上述有关测量数据判断，当SO2未氧化、部分氧化时，V与m1的关系式：未氧化V=$\frac{7{m}_{1}}{30}$L，部分氧化0＜V＜$\frac{7{m}_{1}}{30}$，完全氧化，V=0L．
若SO2完全氧化，写出反应的化学方程式：CaO2+SO2=CaSO4．
[实验二]向一定量的过氧化钠固体中通入足量SO2，取反应后的固体进行实验探究，以证明过氧化物与SO2反应的特点．
【提出假设】：
假设1：反应后固体中只有Na2SO3，SO2未氧化；
假设2：反应后固体中只有Na2SO4，SO2完全氧化；
假设3：反应后固体中既有Na2SO3又有Na2SO4，SO2部分氧化．
【实验探究】：
（4）设计实验证明假设3是正确的，简要回答实验过程、现象和结论：取反应后的固体放入试管中，加少量的水溶解，加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，再加入稀盐酸沉淀部分溶解，证明原固体中即有亚硫酸钠也有硫酸钠，即过氧化钠部分氧化二氧化硫．
【实验评价】：
（5）实验过程中SO2的通入量不足直接影响探究实验结果的科学性，请简要说明原因：若Na2O2剩余，固体加水溶解，过氧化钠能将亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子．
7．硫是一种在自然界分布较广的元素，试根据所学知识回答下列问题．
（1）单质硫可以从它的天然矿床或硫化物中制得，从黄铁矿（主要成分为FeS2）中提取硫时，可将矿石和焦炭的混合物放在炼硫炉，在有限的空气中燃烧，即可分离出硫：
3FeS2+12C+8O2=1 Fe3O4+12CO+6S
①已知该反应中O2得电子总数有3/4来自于C，试配平上述化学方程式；
②若某黄铁矿矿石中FeS2的质量分数为a%，在炼焦炉中硫的损失率为b%，则m吨上述矿石可制得m×a%×$\frac{64}{120}$（1-b%）吨硫．
（2）通常情况下，硫单质常以S8分子形式存在，试写出S8在充足的空气中燃烧的化学方程式：S8+8O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$8SO2．
（3）硫代硫酸钠晶体（Na2S2O3•5H2O），又名大苏打、海波，是一种用途非常广泛的化学试剂，遇酸立即分解，生成淡黄色沉淀，放出的气体能使品红溶液褪色，试写出硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的离子方程式：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O；
（4）过二硫酸是一种具有极强氧化性的硫的含氧酸：
①电解硫酸和硫酸铵的混合溶液，可制得过二硫酸盐，总反应为：2H++2SO42-$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$S2O82-+H2↑，其阳极反应方程式为：2SO42--2e-=S2O82-；
②过硫酸盐在Ag+催化作用下能将Mn2+氧化成MnO4-，而S2O82-则被还原成SO42-，1mol S2O82-氧化Mn2+可制得0.4mol MnO4-．
17．下列有关实验的叙述对应关系不正确的是（　　）
选项ABCD
装
置
图
现
象		导管中液面上升KMnO4溶液褪色热水中的NO2球红棕色加深白色沉淀逐渐转化为黄色沉淀
结
论		该条件下，铁钉发生吸氧腐蚀电石和水反应生成乙炔2NO2（g）?N2O4（g）△H＜0Ksp：AgCl＞AgI
A．AB．BC．CD．D
4．下列叙述均正确且前后有因果关系的是（　　）
A．常温，NaHCO3溶解度比Na2CO3小，向饱和Na2CO3溶液中通入CO2产生沉淀
B．常温，SiO2与氢氟酸、NaOH溶液均可反应，SiO2是两性氧化物
C．BaSO3难溶于水，SO2气体通入Ba（NO3）2溶液中产生沉淀
D．非金属性：Cl＞S，酸性：HClO＞H2SO4
1．氨可用于制取氨水、液氮、氮肥（尿素、碳铵等）、硝酸、铵盐、纯碱等，因此被广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料等行业中，是重要的化工产品．
（1）以甲烷为原料可制得合成氨气用的氢气．有关化学反应的能量变化如图1所示．则CH4（g）与H2O（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=-（a+b-3C）kJ．mol-1．

（2）已知N2（g）+3H2?2NH3（g）△H=-94.4kJ•mol-1，恒容时，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图2所示．

①25min时采取的措施是将NH3从反应体系中分离出去．
②在实际制氨气工业生产中和该措施的目的相同的其它措施还有高压、原料气循环利用等．
（3）①CO可使合成氨的催化剂中毒而失去活性，因此工业上常用乙酸二氨合铜（I）溶液来吸收原料气体中的CO，反应原理：[Cu（NH3）2CH3COO]（l）+CO（g）+NH3（g）?[Cu（NH3）3]CH3COO•CO（l）△H＜0，吸收后的乙酸铜氨溶液经过适当处理后可再生而恢复其吸收CO的能力，则再生的适宜条件是B．（填字母序号）．
A．高温、高压       B．高温、低压        C．低温、低压        D．低温、高压
②在一恒温恒容的密闭容器中，按照1：1充入一定物质的量的CO和NH3气体与足量的乙酸二氨合铜（I）溶液反应，容器中氨气的物质的量浓度随时间的变化如图3所示．若在35s时再充入原物质的量的CO和NH3气体后，请在图3中画出氨气的物质的量浓度随时间变化图．
（4）①用氨气制取尿素[CO（NH2）]的反应为2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（l）+H2O（g）△H＜0．某温度下，向容器为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2，该反应进行到40s时，达到平衡，此时CO2的转化率为50%．则该反应的平衡常数K=2500．
②在实际工业生产中，原料气带有水蒸气，图4表示CO2的转化率与氨碳比$\frac{n（N{H}_{3}）}{n（C{O}_{2}）}$、水碳比$\frac{n（{H}_{2}O）}{n（C{O}_{2}）}$的变化关系．
a、曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比（n（H2O）/n（CO2））最大的是Ⅲ．
b、测得B点氨的转化率为40%，则x1=3．
5．面对日益严重的环境问题，“变废为宝”是化学发展的一个重要方向．例如用废旧酸性锌锰干电池经破碎后的锌粉[含MnO2、MnO（OH）、Zn（NH3）2Cl2、Fe、NH4Cl和炭黑等]制取MnO2及高性能磁性材料碳酸锰（MnCO3），工艺流程如图所示：

沉淀物Fe（OH）2Fe（OH）3Mn（OH）2Zn（OH）2
沉淀开始时pH7.52.28.86.5
沉淀完全时pH9.53.710.88.5
根据以上信息回答问题：
（1）过滤I得到的滤渣主要成分是碳黑．
（2）流程中氧化后加入NaOH溶液调节pH的范围为8.5＜pH＜8.8，其作用是除去溶液中的Fe3+、Zn2+．
（3）过滤II后滤液中阳离子主要是Mn2+．
（4）过程①中，滤液B含NH4Cl，则生成的气体A是CO2．
（5）请写出酸性锌锰干电池生成锰粉中给出产物的总反应式Zn+2MnO2+2NH4Cl=Zn（NH3）2Cl2+2MnOOH．
（6）将4.00g锰粉完全按照上述工艺流程②生产MnO2，并以此测定其中锰元素的含量．
首先向制取的MnO2中加入过量酸化的0.50mol/L H2C2O4 50.00mLMnO2完全溶解，并产生A气体，写出该反应的离子反应方程式：MnO2+H2C2O4+2H+=Mn2++2CO2 ↑+2H2O．
然后用0.10mol/LKMnO4溶液滴定过量的H2C2O4溶液（产物与上反应一致），滴定终点时消耗KMnO4溶液30.00mL，求锰粉中的锰元素质量分数是24.1%（保留2位有效数字）．

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