【化学—选修2:化学与技术】请回答氯碱工业的如下问题:
(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k=_______(要求计算表达式和结果);
(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,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是______________(填序号)
(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。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,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X是__ ___(填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小_________;
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极:______; 负极:_____;
③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)____________、____________。
工厂中用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中,除了含有大量硫酸外.还含有少量NH4+、Fe3+、AsO43-、Cl-。为除去杂质离子,部分操作流程如下:
请回答问题:
(1)NH4+在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中以(NH4)2SO4和NH4Cl形式存在.现有一份(NH4)2SO4溶液,一份NH4Cl溶液,(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)恰好是NH4Cl溶液中c(NH4+)的2倍,则c[(NH4)2SO4]_____c(NH4Cl)(填:<、= 或 >) 。
(2)随着向废液中投入生石灰(忽略溶液温度的变化),溶液中______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)投入生石灰调节pH到2~3时,大量沉淀主要成分为CaSO4·2H2O[含有少量Fe(OH)3],提纯CaSO4·2H2O的主要步骤:向沉淀中加入过量_______,充分反应后,过滤、洗涤、______。
(4)25℃,H3AsO4电离常数为K1=5.6×10-3、K2=1.7×10-7、K3=4.0×10-12。当溶液中pH调节到8~9时,沉淀主要成分为Ca3(AsO4)2.
①pH调节到8左右Ca3(AsO4)2才开始沉淀的原因是________。
② Na3AsO4第一步水解的平衡常数数值为:________。
③已知:AsO43-+2I-+2H+= AsO43-+I2+H2O,SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+。上述两个反应中还原性最强的微粒是_______。
某NiO的废料中有FeO、CuO、Al2O3、MgO、SiO2等杂质,用此废料提取NiSO4和Ni的流程如下:
已知:有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:
(1)滤渣1的主要成分为 。
(2)从滤液2中获得NiSO4.6H2O的实验操作 、 、过滤、洗涤、干燥。
(3)用离子方程式解释加入H2O2的作用 。
(4)加NiO调节溶液的pH至5,则生成沉淀的离子方程式有 。
(5)电解浓缩后的滤液2可获得金属镍,其基本反应原理如图:
①A电极反应式为 和2H++2e- =H2↑。
②若一段时间后,在A、B两极均收集到11.2L气体(标准状况下),能得到Ni g。
(1)利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H="+180.5" kJ/mol
②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92.4 kJ/mol
③2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g)△H=-483.6 kJ/mol
氨催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为 。
(2)研究在其他条件不变时,改变起始物氢气的物质的量对N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应的影响实验结果如图所示(图中T表示温度,n表示物质的量):
①图像中T2和T1的关系是:T2 T1(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)。
②a、b、c三点中,N2转化率最高的是 (填字母)。
③若容器容积为1L,T2℃在起始体系中加入1 mol N2,n(H2)=3mol,经过5 min反应达到平衡时H2的转化率为60%,则v(NH3)= 。保持容器体积不变,若起始时向容器内放入2 mol N2和6 mol H2,达平衡后放出的热量为Q,则Q___110.88 kJ(填“>”、“<”或“=”)。
按要求回答下列问题:
(1)有下列六种物质:①碳60(C60)晶体②硼晶体③Na2O晶体④ CaF2晶体⑤P4O10晶体⑥碳化硅晶体。其中属于离子晶体的是 ,属于分子晶体的是 ,属于原子晶体的是________________。
(2)有下列分子:HCN、P4、SO2、PCl3、BF3,其中属于非极性分子的是 。
(3)有下列离子:SO32-、SO42-、CO32-,其中空间构型为正四面体形的是 ,中心原子的杂化轨道类型属于sp2杂化的是 。
(4)CaO晶胞如图所示,CaO晶体中Ca2+的配位数为___________;与每一个钙离子距离最近并且距离相等的钙离子有____________个 。
铅蓄电池是典型的可充型电池,它的正负极格板是惰性材料,电池总反应式为:
Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原):
(1)放电时:正极的电极反应式是________________;电解液中H2SO4的浓度将变________;当外电路通过1 mol电子时,理论上负极板的质量增加________g
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时,若按图连接
则电解一段时间后,在A电极上生成________、B电极上生成________,此时铅蓄电池的正负极的极性将________