7.斯坦福大学B.M.Trost教授提出了绿色化学的核心概念--原子经济性.我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性,其计算公式为:
原子利用率=$\frac{目标生成物的量}{参加该反应所有反应物的总质量}$×100%
下面是新型自来水消毒剂ClO2的四种生产方法.
(1)氯酸钠和盐酸法:本方法的化学方程式为2NaClO3+4HCl→2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
现有浓度为32%的盐酸(ρ=1.1593g/cm3),求该盐酸的物质的量浓度10.16mol/L,若要制取1mol ClO2,至少需要该浓度的盐酸196.85mL.(保留两位小数,下同)
(2)电解亚氯酸钠法:本方法是用惰性电极电解亚氯酸钠溶液,原子利用率为62.2%,其阳极电极反应式为:ClO2--e→ClO2↑,阴极电极反应式为:2H2O+2e→H2↑+2OH-
①求该反应的化学方程式:2NaClO2+2H2$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2ClO2↑+2NaOH+H2↑;
②在标准状况下,用该方法电解500mL亚氯酸钠溶液,反应一段时间后,测得溶液的pH为13(体积变化忽略不计),求得到的ClO2的体积?(写出计算过程)氢氧根离子的物质的量为:0.1mol/L×0.5L=0.05mol,即氢氧化钠和物质的量为:0.05mol,而n(ClO2)=n(NaOH),所以体积为:0.05mol×22.4L/mol=1.12L
(3)亚氯酸钠和氯气法:本方法的化学方程式为2NaClO2+Cl2→2NaCl+2ClO2,求该反应的原子利用率.(写出计算过程)m(ClO2)=2mol×67.5g/mol=135g,m(NaClO2)=2mol×90.5g/mol=181g,m(Cl2)=1mol×71g/mol=
71g,原子利用率=$\frac{135g}{181g+71g}$×100%=53.57%
(4)联合工艺法:此方法的反应原理由三步组成:
①电解氯化钠NaCl+3H2O$\stackrel{电解}{→}$NaClO3+3H2
②氢气和氯气合成氯化氢
③生成二氧化氯2NaClO3+4HCl→2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
此方法的原子利用率最大为94.4%.
 0  157084  157092  157098  157102  157108  157110  157114  157120  157122  157128  157134  157138  157140  157144  157150  157152  157158  157162  157164  157168  157170  157174  157176  157178  157179  157180  157182  157183  157184  157186  157188  157192  157194  157198  157200  157204  157210  157212  157218  157222  157224  157228  157234  157240  157242  157248  157252  157254  157260  157264  157270  157278  203614 

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