一空气燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,某实验小组用该燃料电池作电源探究氯碱工业和粗铜精炼的原理,装置示意图如下:
(1)a极的电极反应式为___________ ;Fe电极为___________ 极,其电极反应式为___________ 。
(2)甲装置每消耗,溶液中通过质子交换膜的为___________ mol,如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。该工艺的相关物质运输与转化关系如图所示(电极未标出)。
装置A发生反应的化学方程式为___________ ;图中X的化学式为___________ ;NaOH溶液的质量分数为a%、b%、c%,由大到小的顺序为___________ 。
(1)a极的电极反应式为
(2)甲装置每消耗,溶液中通过质子交换膜的为
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。该工艺的相关物质运输与转化关系如图所示(电极未标出)。
装置A发生反应的化学方程式为
更新时间:2023-04-25 23:31:28
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】人们从化学反应中获取物质和能量,回答下列问题。
(1)已知:C(s,石墨)=C(s,金刚石)△H=+1.5kJ•mol-1,则稳定性:石墨_______ 金刚石(填“>”或“<”)。
(2)0.5L0.2mol/LHCl溶液与0.5L.0.25mol/LNaOH溶液完全反应,放出5.7kJ热量,通过该反应测得中和△H=_______ kJ•mol-1。
(3)合成氨反应的能量变化如图所示,由图可知,N-H键的键能(1mol气态分子离解成气态原子所吸收量,其单位为kJ•mol-1)为_______ kJ•mol-1,反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(l)△H=_______ kJ•mol-1。
(4)电化学气敏传感器可用于监测空气中的HCHO,工作原理如图:
在该装置中Pt电极b为_______ (填“正极”或“负极”),OH-离子的移动方向为_______ (填“a→b”或“b→a”);Pt电极a发生的电极反应式为_______ 。反应一段时间后,该装置中KOH浓度会_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(1)已知:C(s,石墨)=C(s,金刚石)△H=+1.5kJ•mol-1,则稳定性:石墨
(2)0.5L0.2mol/LHCl溶液与0.5L.0.25mol/LNaOH溶液完全反应,放出5.7kJ热量,通过该反应测得中和△H=
(3)合成氨反应的能量变化如图所示,由图可知,N-H键的键能(1mol气态分子离解成气态原子所吸收量,其单位为kJ•mol-1)为
(4)电化学气敏传感器可用于监测空气中的HCHO,工作原理如图:
在该装置中Pt电极b为
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
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【推荐2】有A、B两位学生均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序,并探究产物的有关性质。分别设计如图所示的原电池,请完成以下问题:
(1)负极材料:A池___ ,B池___ 。
(2)电极反应式:A池正极____________________ ;
B池负极____________________ 。
由上述实验分析“利用金属活动性顺序表直接判断原电池的正负极”是________ (填“可靠”或“不可靠”)。
(1)负极材料:A池
(2)电极反应式:A池正极
B池负极
由上述实验分析“利用金属活动性顺序表直接判断原电池的正负极”是
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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【推荐3】小组探究Mg与溶液能快速反应产生的原因。
【查阅资料】与致密的相比是质地疏松的难溶物。
【实验过程】
如图所示,将打磨后的镁条分别加入试管①~③中,观察到:①中镁表面持续产生大量气泡,溶液显浑浊(经检验该浑浊物为),气体中检测到;②中镁表面有极微量气泡附着,滴加酚酞试液后,镁条附近至红色;③中镁表面无明显气泡。
(1)镁和水反应的化学方程式为___________ 。
(2)设计实验③的目的是___________ 。
(3)将②中镁条取出,加入到溶液中,观察到很快镁条表面开始产生大量气泡。综合上述实验,结合化学用语从化学反应平衡与速率的角度解释:Mg能与溶液能快速产生的原因是___________ 。
(4)综合上述实验可知,在水溶液中,镁表面产生的快慢取决于___________ 。
(5)某同学根据上述结论,设计了如图左下原电池,得到了电压表数值随时间的变化(电压数值为正值时,镁片为负极)。
①50s后,铝片表面的电极反应式为___________ 。
②50s前,原电池的负极为___________ 片(填“镁”或“铝”)。
③电压值最终变为负值的原因是___________ 。
【查阅资料】与致密的相比是质地疏松的难溶物。
【实验过程】
如图所示,将打磨后的镁条分别加入试管①~③中,观察到:①中镁表面持续产生大量气泡,溶液显浑浊(经检验该浑浊物为),气体中检测到;②中镁表面有极微量气泡附着,滴加酚酞试液后,镁条附近至红色;③中镁表面无明显气泡。
(1)镁和水反应的化学方程式为
(2)设计实验③的目的是
(3)将②中镁条取出,加入到溶液中,观察到很快镁条表面开始产生大量气泡。综合上述实验,结合化学用语从化学反应平衡与速率的角度解释:Mg能与溶液能快速产生的原因是
(4)综合上述实验可知,在水溶液中,镁表面产生的快慢取决于
(5)某同学根据上述结论,设计了如图左下原电池,得到了电压表数值随时间的变化(电压数值为正值时,镁片为负极)。
①50s后,铝片表面的电极反应式为
②50s前,原电池的负极为
③电压值最终变为负值的原因是
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解答题-工业流程题
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(0.4)
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【推荐1】工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下:
已知:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O
(1)实验操作I的名称为_________ ;在空气中灼烧固体混合物D时,用到多种硅酸盐质的仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有_________ (填仪器名称)。
(2)检验滤液A中的阳离子,则铁元素的存在形式一定有_________ (填离子符号),生成该离子的离子方程式为_____________________________________________________________ ,检验滤液A中存在该离子的试剂为____________________________________ 。
(3)金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式为________________ 。
(4)关于工业生产冶炼金属铜和粗铜精炼的说法正确的是_____________
A.工业生产可用热还原法冶炼铜,也可用电解法炼铜。
B.电解法精炼铜时,阳极质量减少量与阴极质量增加量相等。
C.火法炼铜的方程式为:Cu2S+O22Cu+SO2
D.可用盐酸溶解粗铜来获得纯铜。
(5)某同学对上述流程提出改进意见,认为在滤液A中先加入足量酸化的H2O2溶液后再加入足量
NaOH溶液,然后进行操作Ⅱ,请你用离子方程式表示该同学加入酸化的H2O2溶液的目的_________ ,是否有必要_________ (填是或否)。
已知:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O
(1)实验操作I的名称为
(2)检验滤液A中的阳离子,则铁元素的存在形式一定有
(3)金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式为
(4)关于工业生产冶炼金属铜和粗铜精炼的说法正确的是
A.工业生产可用热还原法冶炼铜,也可用电解法炼铜。
B.电解法精炼铜时,阳极质量减少量与阴极质量增加量相等。
C.火法炼铜的方程式为:Cu2S+O22Cu+SO2
D.可用盐酸溶解粗铜来获得纯铜。
(5)某同学对上述流程提出改进意见,认为在滤液A中先加入足量酸化的H2O2溶液后再加入足量
NaOH溶液,然后进行操作Ⅱ,请你用离子方程式表示该同学加入酸化的H2O2溶液的目的
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【推荐2】Cu2O广泛用作颜料、光敏材料、能源行业催化剂。
(1)已知还原法制备Cu2O的原理为:
N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) ΔH=−a kJ· mol−1
Cu(OH)2(s)CuO(s)+ H2O(l) ΔH=+b kJ· mol−1
4CuO(s)2Cu2O (s) +O2(g) ΔH=+c kJ· mol−1
则由N2H4和Cu(OH)2反应制备Cu2O的热化学方程式为_______________ 。
(2)用铜作阳极,钛片作阴极,电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液可得到Cu2O,阳极及溶液中物质的有关转化如图所示,阳极的电极反应式为________________ ,每生成14.4 g Cu2O转移电子________ mol。
(3)将CuCl水解再热分解也可得到纳米Cu2O,CuCl水解的反应为CuCl(s)+H2O(l)CuOH(s)+ Cl−(aq)+H+(aq)。该反应的平衡常数K与此温度下Kw、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为________ 。
(4)我国科学家围绕Cu2O材料进行水相CO2光电还原反应合成甲醇,从而探究缓解能源危机和环境污染的方法,其模拟装置原理如图所示:
①在Cu/Cu2O/CuO电极薄膜表面进行CO2还原反应生成CH3OH的总反应是________ 。
②下图是Cu/Cu2O/CuO复合电极在0.1 mol·L−1 NaHCO3溶液中不同电压下的光电催化还原CO2生成甲醇的装置图,下图是产物甲醇的分析。
装置中CuO/CuO/Cu复合电极是________ (填“阴极”或“阳极”),光电催化还原CO2生成甲醇最佳电压是________ ,电压增大甲醇含量的降低的原因是________ 。
(1)已知还原法制备Cu2O的原理为:
N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) ΔH=−a kJ· mol−1
Cu(OH)2(s)CuO(s)+ H2O(l) ΔH=+b kJ· mol−1
4CuO(s)2Cu2O (s) +O2(g) ΔH=+c kJ· mol−1
则由N2H4和Cu(OH)2反应制备Cu2O的热化学方程式为
(2)用铜作阳极,钛片作阴极,电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液可得到Cu2O,阳极及溶液中物质的有关转化如图所示,阳极的电极反应式为
(3)将CuCl水解再热分解也可得到纳米Cu2O,CuCl水解的反应为CuCl(s)+H2O(l)CuOH(s)+ Cl−(aq)+H+(aq)。该反应的平衡常数K与此温度下Kw、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为
(4)我国科学家围绕Cu2O材料进行水相CO2光电还原反应合成甲醇,从而探究缓解能源危机和环境污染的方法,其模拟装置原理如图所示:
①在Cu/Cu2O/CuO电极薄膜表面进行CO2还原反应生成CH3OH的总反应是
②下图是Cu/Cu2O/CuO复合电极在0.1 mol·L−1 NaHCO3溶液中不同电压下的光电催化还原CO2生成甲醇的装置图,下图是产物甲醇的分析。
装置中CuO/CuO/Cu复合电极是
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【推荐3】电解精炼铜的阳极泥主要成分为Cu2Te、Ag2Se,工业上从其中回收硒(Se)、碲(Te)的一种工艺流程如下:
已知:I.TeO2是两性氧化物、微溶于水;
Ⅱ.元素碲在溶液中主要以Te4+、TeO32-、HTeO3-等形式存在;
Ⅲ.25℃时,亚碲酸(H2TeO3)的Ka1=1×10-3,Ka2=2×10-8。
(1)NaHTeO3的溶液的pH____ 7(填“>”、“=”或“<”)。
(2)SeO2与SO2通入水中反应的化学方程式为________ 。操作①的名称为__________ 。
(3)焙砂中碲以TeO2形式存在。溶液①中的溶质主要成分为NaOH、_______ 。工业上通过电解溶液①也可得到单质碲。已知电极均为石墨,则阴极的电极反应式为____________ 。
(4)向溶液①中加入硫酸,控制溶液的pH为4.5~5.0,生成TeO2沉淀。如果H2SO4过量,将导致碲的回收率偏低,其原因是________________________ 。
(5)将纯净的TeO2先溶于盐酸得到四氯化碲溶液,然后将SO2通入到溶液中得到Te单质。由四氯化碲得到Te单质的离子方程式为__________________ 。
(6)上述流程中可循环利用的物质有__________________ (填化学式)。
已知:I.TeO2是两性氧化物、微溶于水;
Ⅱ.元素碲在溶液中主要以Te4+、TeO32-、HTeO3-等形式存在;
Ⅲ.25℃时,亚碲酸(H2TeO3)的Ka1=1×10-3,Ka2=2×10-8。
(1)NaHTeO3的溶液的pH
(2)SeO2与SO2通入水中反应的化学方程式为
(3)焙砂中碲以TeO2形式存在。溶液①中的溶质主要成分为NaOH、
(4)向溶液①中加入硫酸,控制溶液的pH为4.5~5.0,生成TeO2沉淀。如果H2SO4过量,将导致碲的回收率偏低,其原因是
(5)将纯净的TeO2先溶于盐酸得到四氯化碲溶液,然后将SO2通入到溶液中得到Te单质。由四氯化碲得到Te单质的离子方程式为
(6)上述流程中可循环利用的物质有
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【推荐1】为了实现“碳中和”,研发的利用技术成为热点。
反应I:
反应Ⅱ:
请回答:
(1)反应I能够自发进行的条件是__________ 。
(2)向的恒容密闭容器中充入和(起始压强为),在不同温度下同时发生上述反应I和反应Ⅱ,得到平衡时各含碳物质的物质的量与温度的关系如下图所示。
①写出曲线Y表示的含碳元素物质的化学式__________ 。
②时,反应Ⅱ的平衡常数__________ [对于气相反应,用某组分的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数,记作,如,为平衡总压强,为平衡系统中的物质的量分数]。
(3)可用与催化加氢制乙醇,反应原理为:。经实验测定在不同投料比、、时的平衡转化率与温度的关系如图所示:
①上述反应的活化能(正)__________ (逆)(填“”、“”或“”)。
②、、由大到小的顺序是__________ 。
③从平衡角度分析,随温度升高,不同投料比时的平衡转化率趋于相近的原因__________ 。
(4)科学家提出由制取的太阳能工艺如图。已知“重整系统”发生的反应中,则的化学式为__________ 。
(5)水系可逆电池可吸收利用,将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液充、放电时,复合膜间的解离成和,工作原理如图所示:
①放电时复合膜中向极移动的离子是__________ 。
②充电时多孔纳米片电极的电极反应式为__________ 。
反应I:
反应Ⅱ:
请回答:
(1)反应I能够自发进行的条件是
(2)向的恒容密闭容器中充入和(起始压强为),在不同温度下同时发生上述反应I和反应Ⅱ,得到平衡时各含碳物质的物质的量与温度的关系如下图所示。
①写出曲线Y表示的含碳元素物质的化学式
②时,反应Ⅱ的平衡常数
(3)可用与催化加氢制乙醇,反应原理为:。经实验测定在不同投料比、、时的平衡转化率与温度的关系如图所示:
①上述反应的活化能(正)
②、、由大到小的顺序是
③从平衡角度分析,随温度升高,不同投料比时的平衡转化率趋于相近的原因
(4)科学家提出由制取的太阳能工艺如图。已知“重整系统”发生的反应中,则的化学式为
(5)水系可逆电池可吸收利用,将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液充、放电时,复合膜间的解离成和,工作原理如图所示:
①放电时复合膜中向极移动的离子是
②充电时多孔纳米片电极的电极反应式为
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解答题-原理综合题
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【推荐2】人们应用原电池原理制作多种电池,以满足不同的需要。请根据题中提供的信息,填写空格。
(1)如图利用氧化还原反应设计而成的原电池:
①左边烧杯内发生___________ (填“氧化”或“还原”)反应。
②右边烧杯内的电极反应式是___________ 。
③外电路中电子的流向是___________ 。
④电池总反应离子方程式是_______ 。盐桥M中装有溶液和琼脂,其作用是_______ 。
(2)HCOOH燃料电池。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图-2所示,两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。
①电池负极电极反应式为_______ ;放电过程中需补充的物质A为______ (填化学式)。
②图-2所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应,将化学能转化为电能,其反应的离子方程式为_____ 。
(3)CO无色无味有毒,世界各国每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一种CO分析仪的工作原理如图所示,该装置中电解质为氧化钇—氧化钠(NASICON),其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大,充入气体中CO的含量越高,请回答:
①a极电极反应式为_______ 。
②工作时,O2-由电极_______ (填“a”或“b”,下同)向电极_______ 移动。
(4)利用电化学原理,将CO、O2和熔融K2CO3制成燃料电池,模拟工业电解法处理含的废水,如图。电解过程中溶液中发生如下反应:+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
①如图,CO在石墨Ⅰ电极放电生成Y,Y可循环使用。甲池工作时,石墨II附近发生的电极反应式为_______ 。
②甲中消耗0.12molCO,最多可以处理含_______ mol的废水。
(1)如图利用氧化还原反应设计而成的原电池:
①左边烧杯内发生
②右边烧杯内的电极反应式是
③外电路中电子的流向是
④电池总反应离子方程式是
(2)HCOOH燃料电池。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图-2所示,两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。
①电池负极电极反应式为
②图-2所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应,将化学能转化为电能,其反应的离子方程式为
(3)CO无色无味有毒,世界各国每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一种CO分析仪的工作原理如图所示,该装置中电解质为氧化钇—氧化钠(NASICON),其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大,充入气体中CO的含量越高,请回答:
①a极电极反应式为
②工作时,O2-由电极
(4)利用电化学原理,将CO、O2和熔融K2CO3制成燃料电池,模拟工业电解法处理含的废水,如图。电解过程中溶液中发生如下反应:+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
①如图,CO在石墨Ⅰ电极放电生成Y,Y可循环使用。甲池工作时,石墨II附近发生的电极反应式为
②甲中消耗0.12molCO,最多可以处理含
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解题方法
【推荐3】镍镉电池是应用广泛的二次电池,其总反应为:Cd+2NiOOH+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2制造密封式镍镉电池的部分工艺如图:
I.Ni(OH)2的制备:以硫酸镍(NiSO4)为原料制备Ni(OH)2的主要过程如图所示。制备过程中,降低Ni(OH)2沉淀速率,可以避免沉淀团聚,提升电池性能。
已知:Ni2++6NH3•H2O[Ni(NH3)6]2++6H2O
(1)操作a是________ 。
(2)制备过程中,需先加氨水,再加过量NaOH,请分析:
①先加氨水的目的是________ 。
②用化学平衡移动原理分析加入NaOH需过量的原因是________ 。
II.镍镉电池的组装
主要步骤:①将Ni(OH)2和Cd(OH)2固定,中间以隔膜隔开(如图所示);②将多组上述结构串联;③向电池中注入KOH溶液;④密封。
(3)下列对镍镉电池组装和使用的分析正确的是_______ (填字母序号)。
a.密封镍镉电池可以避免KOH变质
b.镍电极为电池的负极,镉电极为电池的正极
c.电池组装后,应先充电,再使用
III.过度充电的保护
电池充电时,若Cd(OH)2和Ni(OH)2耗尽后继续充电,会造成安全隐患,称为过度充电。制造电池时,在镉电极加入过量的Cd(OH)2可对电池进行过度充电保护,该方法称为镉氧循环法。
(4)Cd(OH)2耗尽后继续充电,镉电极上生成的物质为________ 。
(5)已知:①隔膜可以透过阴离子和分子;②O2可以与Cd发生反应生成Cd(OH)2。请结合两个电极上的电极反应式说明用镉氧循环法实现过度充电保护的原理:________ 。
I.Ni(OH)2的制备:以硫酸镍(NiSO4)为原料制备Ni(OH)2的主要过程如图所示。制备过程中,降低Ni(OH)2沉淀速率,可以避免沉淀团聚,提升电池性能。
已知:Ni2++6NH3•H2O[Ni(NH3)6]2++6H2O
(1)操作a是
(2)制备过程中,需先加氨水,再加过量NaOH,请分析:
①先加氨水的目的是
②用化学平衡移动原理分析加入NaOH需过量的原因是
II.镍镉电池的组装
主要步骤:①将Ni(OH)2和Cd(OH)2固定,中间以隔膜隔开(如图所示);②将多组上述结构串联;③向电池中注入KOH溶液;④密封。
(3)下列对镍镉电池组装和使用的分析正确的是
a.密封镍镉电池可以避免KOH变质
b.镍电极为电池的负极,镉电极为电池的正极
c.电池组装后,应先充电,再使用
III.过度充电的保护
电池充电时,若Cd(OH)2和Ni(OH)2耗尽后继续充电,会造成安全隐患,称为过度充电。制造电池时,在镉电极加入过量的Cd(OH)2可对电池进行过度充电保护,该方法称为镉氧循环法。
(4)Cd(OH)2耗尽后继续充电,镉电极上生成的物质为
(5)已知:①隔膜可以透过阴离子和分子;②O2可以与Cd发生反应生成Cd(OH)2。请结合两个电极上的电极反应式说明用镉氧循环法实现过度充电保护的原理:
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【推荐1】氯气是重要的化工原料,大量用于制造盐酸、有机溶剂、农药、染料和医药等。回答下列问题:
I.工业上常利用电解饱和食盐水的方法来制取氯气,其制取装置示意图如图所示:
(1)装置中的离子膜为_______ (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”),该电解原理的总反应的离子方程式为_______ 。
Ⅱ.近年来,随着氯气用量的日益增大,研究将涉氯行业产生的氯化氢转化为氯气具有重要的现实意义。据文献报道,在催化剂CuO作用下可将HCl催化氧化为和,其反应过程如图所示:
(2)则该总反应热化学方程式:_______ (用含、、式子表示)。
(3)研究HCl催化氧化反应中温度T、和等因素对HCl转化率的影响,得到如图所示实验结果:
①表示催化剂的质量与HCl(g)流速之比,是衡量反应气体与催化剂接触情况的物理量。当、时,每分钟流经1g催化剂的气体体积为_______ L(折算为标准状况下)。
②在420℃、、条件下,的反应速率为,则HCl的转化率为_______ 。
③比较在下列两种反应条件下的反应速率:_______ (填“>”“=”或“<”)。
i.410℃、、;
ii.390℃、、。
(4)在一定温度下,向某恒容密闭容器中充入4molHCl和5mol空气(和的体积比为1∶4)发生反应:,经过10min达到平衡时体系的压强为原来压强180kPa的倍。该温度下,反应平衡常数为_______ 。反应开始到恰好平衡时分压变化速率为_______ 。(已知:平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
I.工业上常利用电解饱和食盐水的方法来制取氯气,其制取装置示意图如图所示:
(1)装置中的离子膜为
Ⅱ.近年来,随着氯气用量的日益增大,研究将涉氯行业产生的氯化氢转化为氯气具有重要的现实意义。据文献报道,在催化剂CuO作用下可将HCl催化氧化为和,其反应过程如图所示:
(2)则该总反应热化学方程式:
(3)研究HCl催化氧化反应中温度T、和等因素对HCl转化率的影响,得到如图所示实验结果:
①表示催化剂的质量与HCl(g)流速之比,是衡量反应气体与催化剂接触情况的物理量。当、时,每分钟流经1g催化剂的气体体积为
②在420℃、、条件下,的反应速率为,则HCl的转化率为
③比较在下列两种反应条件下的反应速率:
i.410℃、、;
ii.390℃、、。
(4)在一定温度下,向某恒容密闭容器中充入4molHCl和5mol空气(和的体积比为1∶4)发生反应:,经过10min达到平衡时体系的压强为原来压强180kPa的倍。该温度下,反应平衡常数为
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解答题-实验探究题
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【推荐2】现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水,并测量电解产生的氢气的体积(约6 mL)和检验氯气的氧化性(不应将多余的氯气排入空气中)。
(1)试从下图中选用几种必要的仪器,连成一整套装置,各种仪器接口的连接顺序(填编号)是A接__________ ,B接__________ 。
(2)铁棒接直流电源的________ 极;碳棒上发生的电极反应为_______ 。
(3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是_______________________ 。
(4)假定装入的食盐水为50 mL,一段时间后,产生5.6 mL(标准状况)H2时,所得溶液在25 ℃时的pH=________ 。
(5)若将B电极换成铁电极,写出在电解过程中U形管底部出现的现象:__________ 。
(1)试从下图中选用几种必要的仪器,连成一整套装置,各种仪器接口的连接顺序(填编号)是A接
(2)铁棒接直流电源的
(3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是
(4)假定装入的食盐水为50 mL,一段时间后,产生5.6 mL(标准状况)H2时,所得溶液在25 ℃时的pH=
(5)若将B电极换成铁电极,写出在电解过程中U形管底部出现的现象:
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解答题-原理综合题
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【推荐3】“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品,氯气是实验室和工业上的常用气体。
请回答:
(1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是___________ 。
(2)下列说法不正确 的是___________。
(3)工业上,常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产TiCl4,相应的化学方程式为:
Ⅰ TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g) ΔHⅠ=181 kJ・mol-1, KⅠ=3.4×10-29
Ⅱ 2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔHⅡ= -221 kJ・mol-1,KⅡ=1.1×1048
Ⅲ TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g)+2CO(g) ΔHⅢ ,KⅢ
反应Ⅲ的KⅢ为___________ 。(保留3位有效数字)
结合数据说明反应Ⅲ___________ 自发进行。
A.高温下能够自发进行 B.低温下能够自发进行
C.任何温度都能自发进行 D.任何温度都不能自发进行
(4)在一定温度下,氯气溶于水的过程及其平衡常数为:
Cl2 (g) Cl2(aq) K1=c(Cl2)/p
Cl 2(aq)+H2O(l) H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq) K2
其中p为Cl2(g)的平衡压强,c(Cl2)为Cl2在水溶液中的平衡浓度。
①Cl2(g) Cl2(aq)的焓变△H1___________ 0。(填“>”、“=”或“<”)
②平衡常数K2的表达式为K2___________ 。
③氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c,则c___________ 。(用平衡压强和上述平衡常数表示,忽略HClO的电离)
请回答:
(1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是
(2)下列说法
A.可采用碱石灰干燥氯气 |
B.可通过排饱和食盐水法收集氯气 |
C.常温下,可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中 |
D.工业上,常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸 |
Ⅰ TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g) ΔHⅠ=181 kJ・mol-1, KⅠ=3.4×10-29
Ⅱ 2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔHⅡ= -221 kJ・mol-1,KⅡ=1.1×1048
Ⅲ TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g)+2CO(g) ΔHⅢ ,KⅢ
反应Ⅲ的KⅢ为
结合数据说明反应Ⅲ
A.高温下能够自发进行 B.低温下能够自发进行
C.任何温度都能自发进行 D.任何温度都不能自发进行
(4)在一定温度下,氯气溶于水的过程及其平衡常数为:
Cl2 (g) Cl2(aq) K1=c(Cl2)/p
Cl 2(aq)+H2O(l) H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq) K2
其中p为Cl2(g)的平衡压强,c(Cl2)为Cl2在水溶液中的平衡浓度。
①Cl2(g) Cl2(aq)的焓变△H1
②平衡常数K2的表达式为K2
③氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c,则c
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