高三化学解答题中等难度题
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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。
(1) 右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);干燥塔中使用的液体干燥剂是____(每空2分)。
(2) 原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,必须精制后才能供电解使用。精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加人的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)、③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是 (2分)(填序号)。
(3) 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与H2和O2反应,产物有两种,化学方程式为 ________(2分)。也可转化为
而循环使用。一定条件下,在200C恒容密闭容器中发生反应:
,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的物质的量为_______ (2分)mol。
(4)已知1 g阴极产生的气体在阳极产生的气体中完全燃烧时放出92. 3 kj的热量,则该反应的热化学方程式为: ________________(2分)。
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工业上主要采用电解饱和食盐水的方法来制取Cl2、H2、NaOH。请回答下列问题:
(1)在电解过程中,所发生反应的离子反应方程式为:________;
(2)电解之前食盐水需要精制,目的是除去粗盐的中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子,使用的试剂有:a、Na2CO3溶液 b、Ba(OH)2溶液 c、稀盐酸。其中合理的加入顺序为________(填写序号) ;
(3)如果在容积为10L的电解池内,一段时间后共收集到11.2L(标准状况)气体。这时溶液中NaOH的物质的量浓度为________(设电解时溶液的体积不变)。
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一定温度和电压下,电解精制食盐水可制取NaClO3。电解装置如图。已知:3Cl2 + 6OH- = ClO3- + 5Cl- + 3H2O。下列说法正确的是
A.铁为阳极,电极反应式为2H2O + 2e- = H2↑+ 2OH-
B.若阴极产生3.36L(标况)气体,则溶液中的反应转移电子0.30mol
C.电解槽内总反应方程式为:NaCl + 3H2O NaClO3 + 3H2↑
D.用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,也一样可以制得NaClO3
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氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业。下图是某氯碱工业生产原理示意图:
(1)写出装置A在通电条件下反应的化学方程式______________。
(2)A装置所用食盐水由粗盐水精制而成。精制时,为除去食盐水中的Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为___________、___________。
(3)氯碱工业是高耗能产业,按上图将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上,且相关物料的传输与转化关系如图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中Y是______________(填化学式);X与稀NaOH溶液反应的离子方程式是:______________。
②分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小___________。
③若用B装置作为A装置的辅助电源,每当消耗标准状况下氧气的体积为11.2 L时,则B装置可向A装置提供的电量约为______________(一个e-的电量为1.60×10-19C;计算结果精确到0.01)。
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(本题共14分)氨碱法制纯碱包括石灰石分解、粗盐水精制、氨盐水碳酸化等基本步骤。
完成下列计算:
51.CaCO3质量分数为0.90的石灰石100 kg完成分解产生CO2 L(标准状况)。石灰窑中,该石灰石100 kg与焦炭混合焙烧,产生CO2 29120 L(标准状况),如果石灰石中碳酸钙完全分解,且焦炭完全燃烧,不产生CO,则焦炭的物质的量为 mol。
52.已知粗盐水含MgCl2 6.80 mol/m3,含CaCl2 3.00mol/m3。
向粗盐水中加入Ca(OH)2除镁离子:MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + CaCl2
然后加入Na2CO3除钙离子。
处理上述粗盐水10 m3,至少需要加Na2CO3 g。
如果用碳酸化尾气(含NH3体积分数为0.100、CO2体积分数0.040)代替碳酸钠,发生如下反应:Ca2+ + 2NH3 + CO2 + H2O → CaCO3↓ + 2NH4+
处理上述10 m3粗盐水至少需要通入多少L(标准状况)碳酸化尾气?列式计算。
53.某氨盐水含氯化钠1521 kg,通入二氧化碳后析出碳酸氢钠晶体,过滤后溶液中含氯化铵1070 kg。列式计算:
(1)过滤后溶液中氯化钠的质量。
(2)析出的碳酸氢钠晶体的质量。
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