练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    （2013?潍坊模拟）工业上电解饱和食盐水能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅．下图1是离子交换膜法（允许钠离子通过，不允许氢氧根与氯离子通过）电解饱和食盐水，电解槽阳极产生的气体是
    氯气
    氯气
    ，NaOH溶液的出口为
    a
    a
    （填字母），精制饱和食盐水的进口为
    d
    d
    （填字母），干燥塔中应使用的液体是
    浓硫酸
    浓硫酸
    ．

    （1）多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注．SiCl4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、H2、O2反应，产物有两种，化学方程式为
    SiCl4+2H2+O2
     高温 
    .
     
    SiO2+4HCl
    SiCl4+2H2+O2
     高温 
    .
     
    SiO2+4HCl
    ．SiCl4可转化为SiCl3而循环使用．一定条件下，在20L恒容密闭容器中反应3SiCl4（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NaCl的质量为
    0.35
    0.35
    kg．
    （2）如图2，实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：
    Zn+H2SO4?ZnSO4+H2↑，MnO2+4HCl(浓)
    △
    .
    .
    MnCl2+Cl2↑+2H2O
    据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置
    e
    e
    （填代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置
    d
    d
    （填代号）．
    可选用制备气体的装置：
    （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
    134.4
    134.4
    m3（标准状况）．（忽略可能存在的其他反应）
    分析：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↑；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，要干燥Cl2需要用酸性干燥剂或中性干燥剂；
    （1）SiCl4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；
    利用三段分析法，根据平衡时H2与SiHCl3物质的量浓度，求出的起始物质的量，再根据2NaCl+2H2O
     电解 
    .
     
    Cl2↑+H2↑+2NaOH，求出理论上消耗纯NaCl的质量；
    （2）根据反应物状态和反应条件选取反应装置，根据气体的溶解性、密度选取收集装置；
    （3）根据得失电子守恒，NaCl转化为NaClO3所失去的电子等于H2O转化为H2所得到的电子，由氯酸钠的质量求出氯酸钠的物质的量，进而求出NaCl转化为NaClO3所失去的电子的物质的量，最后求出生成氢气在标准状况下的体积．
    解答：解：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：2Cl--2e-═Cl2↑，
    阴极：2H++2e-═H2↑；
    总反应为：2NaCl+2H2O
     电解 
    .
     
    Cl2↑+H2↑+2NaOH，
    阴极：氢离子放电，产生氢气．致使氢氧根离子浓度增大，钠离子和氢氧根离子的增大都发生在阴极室，所以a出口导出的液体是氢氧化钠溶液；
    阳极：氯离子放电，产生氯气，致使钠离子浓度升高，通过阳离子交换膜到达阴极室．所以d入口应加入精制饱和食盐水；
    要干燥Cl2需要用酸性干燥剂浓硫酸或P2O5等，中性干燥剂无水CaCl2．
    故答案为：氯气；a；d；浓硫酸；
    （1）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+O2
     高温 
    .
     
    SiO2+4HCl；
    ②由3SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s）?4SiHCl3（g）
    起始量（mol）    n                   0
    变化量（mol）    2x       x          4x
    平衡量（mol）   n-2x                 4x
    4x=0.020mol/L×20L=0.4mol，x=0.1mol，
    n-2x=0.140mol/L×20L=2.8mol，n=3.0mol，
    由2NaCl+2H2O
     电解 
    .
     
    Cl2↑+H2↑+2NaOH，
      2mol                 1mol
    (2×58.5)g
    1mol
    =
    m(NaCl)
    3mol
    ，m（NaCl）=350g=0.35kg
    故答案为：SiCl4+2H2+O2
     高温 
    .
     
    SiO2+4HCl；0.35；
    （2）实验室用锌和稀硫酸制取氢气，该反应是固液混合态且不需要加热，所以不需要酒精灯，氢气不易溶于水且密度小于空气密度，所以可以采用向下排空气法或排水法收集，故选e；
    实验室制取氯气是固液混合态且需要加热，所以需要酒精灯，氯气能溶于水且密度大于空气，所以采用向上排空气法收集，故选d；
    （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Vm3，
    由得失电子守恒得：6×
    213×103
    116.5
    mol=2×
    103V
    22.4
    mol    ，V=134.4m3，故答案为：134.4．
    点评：本题考查电解、氯碱工业、化学平衡的计算、化学方程式书写、化学计算、仪器装置的选取等知识点，注意氧化还原反应中电子守恒法的运用．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2013?潍坊模拟）下列说法中正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2013?潍坊模拟）如图，“低碳生活”是指生活作息时所耗用能量要减少，从而降低碳特别是二氧化碳的排放．下列行为不利于低碳生活的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2013?潍坊模拟）下列各组离子在指定条件下，一定能大量共存的是
    ①能使红色石蕊试纸变蓝的溶液中：K+、Na+、C
    O
    2-
    3
    、NO3-
    ②c（H+）=10-1mol/L的溶液中：Cu2+、Al3+、S
    O
    2-
    4

    ③能使碘化钾淀粉试纸变蓝的溶液中：Na+、NH4+、S2-、Br-
    ④水电离出的H+浓度为10-13mol/L的溶液中：Na+、Mg2+、Cl-、S
    O
    2-
    4

    ⑤在加入铝粉能产生H2的溶液中：NH4+、Fe2+、S
    O
    2-
    4
    、N
    O
    -
    3

    ⑥在含大量Fe3+的溶液中：NH4+、Na+、Cl-、SCN-（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2013?潍坊模拟）下列说法正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2013?潍坊模拟）如图，研究碳、氮、硫的氧化物的性质对化工生产和环境保护有重要意义．
    （1）下列措施中，有利于降低大气中的CO2、SO2、NO2浓度的有
    acd
    acd
    ．（填字母）
    a．减少化石燃料的使用，开发新能源        b．使用无氟冰箱，减少氟利昂排放
    c．多步行或乘公交车，少用专车或私家车    d．将工业废气用碱液吸收后再排放

    （2）为开发新能源，有关部门拟用甲醇（CH3OH）替代汽油作为公交车的燃料．一定条件下由CO和H2生产甲醇的化学方程式为
    CO+2H2=CH3OH
    CO+2H2=CH3OH
    ．该反应合成l molCH3OH（1）放出热量131.9kJ，又知2H2（g）+CO（g）+
    3
    2
    O2(g)    =CO2(g)+2
    H
     
    2
    O(g)     
    △H=594.1kJ/mol．请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式：
    2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1452kJ?mol-1
    2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1452kJ?mol-1
    ．
    （3）硫酸工业生产中，SO2催化氧化生成SO3反应为2SO2+O2?2SO3（g），平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图．
    根据图示回答下列问题：
    ①2SO2（g）+O2（g）+O2（g）?2SO3（g）的△H
    ＜
    ＜
    0 （填“＞”或“＜”）．
    ②若温度T1、T2时，反应的化学平衡常数分别为K1、K2，则K1
    ＞
    ＞
    K2；若反应进行到状态D时，v正
    ＞
    ＞
    v逆（填“＞”“＜”或“=”）．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案