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)下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的综合利用受到广泛关注。
① 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 SiCl4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)。
氮是一种重要的非金属元素,可以形成多种不同类型的化合物,请根据要求回答下列问题:
(1)表示阿伏加德罗常数的数值,69g
和
的混合气体中含有__________个氧原子;2L 0.6 mol/L
溶液中含_________个
离子。
(2)三氟化氮()是一种无色,无味的气体,它是微电子工业技术的关键原料之一,三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其反应的产物有:
、
和
,
① 写出该反应的化学方程式 .
若反应中生成0.15 mol ,转移的电子数目为________个.
②三氟化氮可由氨气和氟气反应得到:;据题意推测
,
,
三种气体中,氧化性由强到弱的顺序为____________________
③是一种无色、无臭的气体,一旦
泄漏,可以用
溶液喷淋的方法减少污染,其产物除
、
、
外,还肯定有_____________(填化学式).
(3)氨和联氨()是氮的两种常见化合物,制备联氨可用丙酮为催化剂,将次氯酸钠与氨气反应,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1,写出该反应的化学方程式 。
ClO2气体是一种常用的消毒剂,近几年我国用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒。
(1)消毒水时,ClO2还可将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe(OH)3和MnO2等难溶物除去,由此说明ClO2具有___________性。
(2)工业上可以通过下列方法制取ClO2,请完成该化学反应方程式:2KClO3+SO2==="=" 2ClO2+____________。
(3)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1~0.8 mg·L-1之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:
Ⅰ.取一定体积的水样,加入一定量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,并加入淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.加入一定量的Na2S2O3溶液。(已知:2S2O+I2===S4O+2I-)
Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1~3。
操作时,不同pH环境中粒子种类如图所示:
请回答:
①操作Ⅰ中反应的离子方程式是__________________。
②确定操作Ⅱ完全反应的现象是___________________。
③在操作Ⅲ过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式是_______________________。
④若水样的体积为1.0 L,在操作Ⅱ时消耗了1.0×10-3 mol·L-1的Na2S2O3溶液10 mL,则水样中ClO2的浓度是__________mg·L-1。
减少二氧化碳的排放以及资源化利用具有重要意义。
(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关热化学方程式如下:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H=-76.0 kJ·mol一1,
C(s) +2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g) △H="+113.4" kJ·mol一1;
则反应:3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
(2)目前 (NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在T1温度下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图2)。则:
①该反应的ΔH 0(填“>”、“=”或“<”)。
②在T1~T2及T4~T5两个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图2所示的变化趋势,其原因是 。
③该反应在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图1所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。
(3)利用该反应捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有 (写出两条)。
氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用,减少氮氧化物的排放是环境保护的重要内容之一,请回答下列氮及其化合物的相关问题:
(1)N4的分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1mol N-N键吸收167kJ热量,生成1mol N≡N键放出942kJ热量,请写出N4气体转变为N2反应的热化学方程式: 。
(2)NH3可直接用作车用燃料电池,产物无污染。写出碱性介质下该电池负极的电极反应式: 。
(3)在T1℃时,将5mol N2O5置于10L固定容积的密闭容器中发生下列反应:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g);△H>0;反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化,测得NO2的体积分数为50%。
①T1℃时该反应的平衡常数K的计算式为 。
②用O2表示从0~5min内该反应的平均速率υ(O2) = 。
③将上述平衡体系的温度降至T2℃,密闭容器内减小的物理量有 。
A.压强 B.密度 C.反应速率 D.N2O5的浓度
(4)在恒温恒容的密闭容器中充入NO2,建立如下平衡:2NO2(g) N2O4(g),平衡时N2O4与NO2的物质的量之比为a,其它条件不变的情况下,分别再充入NO2和再充入N2O4,平衡后引起的变化正确的是 。
A.都引起a减小
B.都引起a增大
C.充入NO2引起a减小,充入N2O4引起a增大
D.充入NO2引起a增大,充入N2O4引起a减小
(5)25℃时,NH3·H2O电离常数Kb=1.8×10-5,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=1.8×10-11,用pH计测得0.5 mol·L一1氨水溶液的pH约为 。在某氯化镁溶液中加入一定量某浓度的氨水后,测得混合液pH =11.0,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)= 。(已知lg2≈0.3、lg3≈0.5)。
NH4NO3主要用作肥料、军用炸药、冷冻剂、制造笑气等。
(1)铵态氮肥NH4NO3________(填“能”或“不能”)与草木灰混合施用,用盐类水解的知识简述原因__________。
(2)NH4NO3受热分解温度不同,分解产物也不同。在185~200°C时,NH4NO3分解生成笑气(N2O)和水,分解生成的氧化产物与还原产物的质量比为__________。超过400°C,NH4NO3剧烈分解生成N2、NO2和H2O,并发生爆炸,若32g NH4NO3爆炸放出12.3 kJ的热量,则NH4NO3分解爆炸的热化学方程式为______________。
(3)电解NO制备 NH4NO3,其工作原理如图所示,阴极反应式为___________________;电解反应的总方程式为___________________;为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是__________。