4.世界上绝大部分卤素都存在于海洋.海水呈微碱性,海水晒盐可以得到粗盐和卤水,对粗盐和卤水进一步加工可以得到氯气、溴以及其他一些重要的化工产品.
完成下列填空:
(1)工业上用电解饱和食盐水的方法获取氯气.写出阴极的电极反应式H2O+2e-=H2↑+2OH-(或2H++2e-=H2↑),该反应为还原(选填“氧化”、“还原”)反应.若转移5mol电子,生成氯气56L(标准状况下).
(2)工业上从卤水获取溴,涉及到“氧化”、“提取”等步骤.“氧化”时先在卤水中加入硫酸酸化,然后再通入氯气,硫酸酸化可以提高氯气的利用率,原因是海水呈弱碱性,氯气在海水中发生副反应Cl2+OH-→ClO-+Cl-+H2O,造成损耗.加入硫酸可中和海水的弱碱性避免副反应发生.在“提取”过程中,用空气把溴吹出,然后用碳酸钠溶液吸收,这时溴转化为Br-和BrO3-,同时有CO2生成,写出反应的化学方程式3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+5NaBr+3CO2↑.
(3)用上述方法制得的液溴常溶有少量氯气,除去氯气的方法是加入溴化钠溶液,搅拌,静置,分液.
(4)足量氯气与铁反应生成氯化铁,足量碘与铁反应生成碘化亚铁.运用原子结构和元素周期律简要说明导致产物中铁元素价态不同的原因氯和碘处于同一主族,原子最外层都有7个电子,由于碘原子电子层数比氯多,原子核对最外层电子吸引力弱,所以碘得电子能力弱,单质的氧化性比氯弱,无法将铁元素氧化到+3价.
3.航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理,可实现空间站中O2的循环利用,Sabatier反应:
CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)
水电解反应:2H2O(l) $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2(g)+O2(g)
(1)将原料气按n(CO2):nH2=1:4置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线).
①该反应的平衡常数K随温度升高而减小(填“增大”或“减小”).
②温度过高或过低均不利于该反应的进行,原因是温度过低,反应速率小;温度过高,反应向右进行的程度小.
③200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算式为$\frac{0.3P×(0.6P)^{2}}{0.02P×(0.08P)^{4}}$.(不必化简.用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(2)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化效率的是CE(填标号).
A.适当减压
B.增大催化剂的比表面积
C.反应器前段加热,后段冷却
D.提高原料气中CO2所占比例
E.合理控制反应器中气体的流速
(3)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)?C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应.
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为-394kJ•mol-1、-242kJ•mol-1,Bosch反应的△H=-90kJ•mol-1.(生成焓指一定条件下由对应单质生成1mol化合物时的反应热)
②一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是反应的活化能高.
③新方案的优点是氢原子利用率为100%.
 0  162774  162782  162788  162792  162798  162800  162804  162810  162812  162818  162824  162828  162830  162834  162840  162842  162848  162852  162854  162858  162860  162864  162866  162868  162869  162870  162872  162873  162874  162876  162878  162882  162884  162888  162890  162894  162900  162902  162908  162912  162914  162918  162924  162930  162932  162938  162942  162944  162950  162954  162960  162968  203614 

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