12.(09重庆卷26)(14分)工业上电解饱和食盐能制取多种化工原料,其中部分原料可用于制备多晶硅。

(1)题26图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图,电解槽阳极产生的气体是   ;NaOH溶液的出口为    (填字母);精制饱和食盐水的进口为    (填字母);干燥塔中应使用的液体是   

(2)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4的综合利用收到广泛关注。

①SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同),方法为高温下SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,化学方程式为                  

②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。一定条件下,在20L恒容密闭容器中的反应:

  3 SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)

达平衡后,H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L,若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物,理论上需消耗纯NaCl的质量为  kg。

(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水,可制取氯酸钠,同时生成氢气,现制得氯酸钠213.0kg,则生成氢气    (标准状况)。

答案:

(1)①氯气;a;d;浓硫酸

(2)①SiCl4+2H2+O2SiO2+4HCl②0.35

(3)134.4

解析:

(1)电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电,Cl-的放电能力强于OH-,阳极发生的方程式为:2Cl--2e-===Cl2↑;阴极:2H++2e-===H2↑;总反应为:2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH。H2、2NaOH在阴极,NaOH溶液的出口为a,Cl2在阳极,精制饱和食盐水从阳极进入,选d;要干燥Cl2需要用酸性干燥剂H2SO4或P2O5等,中性干燥剂无水CaCl2

(2)①SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,光导纤维的主要成分是SiO2,H、Cl元素必在另一产物中,H、Cl元素结合成HCl,然后配平即可。发生的化学方程式为:SiCl4+2H2+O2SiO2+4HCl。

由3 SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)

起始量(mol)         n           0

变化量(mol)   3x     2x    x      4x

平衡量(mol)         n-2x         4x

4x=0.020mol/L×20L=0.4mol,n-2x=0.140mol/L20L=2.8mol,n=3.0mol,由2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH,(2×58.5)g:1mol=m(NaCl)g:3mol;m(NaCl)=351g=0.351kg。

(3)由NaCl转化为NaClO3,失去电子数为6,H2O转化为H2,得到的电子数为2,设产生的H2体积为V,由得失电子守恒有:

;V=134.4m3

11.(09浙江卷26)(14分)各物质之间的转换关系如下图,部分生成物省略。C、D是由X、Y、Z中两种元素组成的化合物,X、Y、Z的原子序数依次增大,在周期表中X的原子半径最小,Y、Z原子量外层电子数之和为10。D为无色非可燃性气体,G为黄绿色单质气体,J、M为金属,l有漂白作用,反应①常用于制作印刷电路板。

请回答下列问题:

(1)写出A的化学式      , C的电子式     

(2)比较Y与Z的原子半径大小     >     (填写元素符号)。

(3)写出反应②的化学方程式(有机物用结构简式表示)     ,举出该反应的一个应用实例     

(4)已知F溶于稀硝酸,溶液变成蓝色,并放出无色气体。请写出该反应的化学方程式         

(5)研究表明:气体D在一定条件下可被还原为晶莹透明的晶体N,其结构中原子的排列为正四面体,请写出N及其2种同素异形体的名称          

答案:

(1)Cu2(OH)2CO3 [Cu(OH)2·CuCO3]或CuCO3 

(2) C>O 

(3)CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O↓+ 2H2O

医学上可用这个反应检验尿液中的葡萄糖。

(4)3Cu2O + 14HNO3 6Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 7H2O

(5)金刚石、石墨、富勒烯(C60)或碳纳米管等。

解析:

从反应图中寻找突破口,E与葡葡糖生成红色沉淀F,则E应为Cu(OH)2,而B为Cu2+,反应①为印刷电路板,L为棕黄色溶液,由此可推出:M应为Cu,L为FeCl3 。G为黄绿色气体,则为Cl2,K为浅绿色,则为Fe2+溶液。X的原子半径最小,则为H,D为非可燃性气体,可推为CO2,C和O的最外层电子之和刚好为10。C为H、C、O中的两种组成的化合物,且可以与Cl2反应,故应为H2O,生成H为HCl,I为HClO(具有漂白性),HCl与J(Fe)可生成FeCl2溶液。

(1)A + HClCu2+ + H2O + CO2,由元素守恒可知,A可以CuCO3或碱式碳酸铜均可。

(2)Y为C,Z为N,两者位于同一周期,前者的半径大,即C>N。

(3)葡萄糖含有醛基,可以与Cu(OH)2生成砖红色沉淀。

(4)F为Cu2O,与HNO3反应,生成Cu(NO3)2,且生成无色气体,应为NO,然后根据得失电子守恒配平即可。

(5)CO2可以还原成正四面体结构的晶体N,即化合价降低,显然生成C,应为金刚石。它的同素异形体必须为含碳的单质。

10.(09天津卷9)(18分)海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下:

(1)请列举海水淡化的两种方法:    

(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2  、或H2 

(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br,其目的为        

(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为  ,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是         

(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59℃。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,了如下装置简图:

请你参与分析讨论:

①图中仪器B的名称:     

②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是     

③实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件:    

④C中液体产生颜色为  。为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是           

答案:

解析

本题考查海水中提取溴的实验。电解NaCl溶液的方程式为:2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑,其中Cl2有可能与NaOH会生成NaClO。步骤I中的Br2的浓度很小,多次用SO2反复吸收,最终用Cl2处理,则可获得大量的工业溴。溴具有强氧化性可以氧化SO2,生成H2SO4,因此要注意酸对设备的腐蚀问题。溴具有腐蚀性,可以腐蚀橡胶。蒸馏的目的,就是通过沸点不同而提纯Br2,所以要通过温度计控制好Br2沸腾的温度,尽可能使Br2纯净。

 0  438317  438325  438331  438335  438341  438343  438347  438353  438355  438361  438367  438371  438373  438377  438383  438385  438391  438395  438397  438401  438403  438407  438409  438411  438412  438413  438415  438416  438417  438419  438421  438425  438427  438431  438433  438437  438443  438445  438451  438455  438457  438461  438467  438473  438475  438481  438485  438487  438493  438497  438503  438511  447090 

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