海水是巨大的化学资源宝库。
Ⅰ.从海水中可以提取氯、溴、碘等卤族元素。
(1)HClO的电子式是 。
(2)已知:X2 (g)+H2(g)2HX(g) (X2表示Cl2、Br2和I2)。
下图表示平衡常数K与温度t的关系。
①ΔH 表示X2与H2反应的焓变,则ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。
②曲线a表示的是 (填“Cl2”、“Br2”或“I2”)与H2反应时K与t的关系。
Ⅱ.海水淡化具有广泛的应用前景,淡化前需对海水进行预处理。`
(1)通常用明矾[K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O]作混凝剂,降低浊度。明矾水解的离子方程式是 。
(2)用下图所示NaClO的发生装置对海水进行消毒和灭藻处理。
①装置中由NaCl转化为NaClO的化学方程式是 , 。
②海水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等杂质离子,处理过程中装置的阴极易产生水垢,其主要成分是Mg(OH)2和CaCO3。生成CaCO3的离子方程式是 。
③若每隔5-10 min倒换一次电极电性,可有效地解决阴极的结垢问题。试用电极反应式并结合必要的文字进行解释 。
【化学——选修2:化学与技术】(15分)2014中国(海南)国际海洋产业博览会于2014年10月17日至19日在海南国际会展中心举办。海洋是一个丰富的资源宝库,通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。
(1)工业上从海水中提取的NaCl可用来制取纯碱,其简要过程如下:向饱和食盐水中先通入气体A,,后通入气体B,充分反应后得到晶体NaHCO3,再将其灼烧得到纯碱,气体A、B是CO2或NH3,则气体A应是(填化学式),原因是。
(2)电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图所示。
其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。请回答下面的问题:
①海水不能直接通入到阴极室中,理由是。
②A口排出的是(填“淡水”或“浓水”)。
(3)用苦卤(含Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等离子)可提取溴,其生产流程如下:
①若吸收塔中的溶液含BrO3-,则吸收塔中反应的离子方程式为。
②通过①氯化已获得含Br2的溶液,为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液。
③向蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在90 ℃左右进行蒸馏的原因是。
(12分)Mn(OH)2常用作油漆催干剂。向MnSO4溶液加入NaOH溶液,待沉淀完全后,过滤,洗涤,烘干即可制得Mn(OH)2。
(1)已知:常温下Mn(OH)2的Ksp=1.0×10-15。如果要使溶液中Mn2+沉淀完全,则应该保持溶液中c(OH—)≥mol·L—1[当c(Mn2+)≤10-5mol/L时,即可认为溶液中Mn2+沉淀完全]。
(2)Mn(OH)2还可以通过MnO2与二氧化硫气体充分接触,再与石灰乳反应制得,写出该反应的总的化学方程式。
(3)一种含Mn2+的结晶水合物组成为AxMnyBz·mH2O(A表示一种阳离子,B表示一种阴离子)。现称取39.10 g晶体配成100 mL溶液X,取20 mL溶液X,向其中加入足量的氢氧化钠溶液,加热,得到896 mL气体(标准状况);另取20 mL溶液X,向其中加入盐酸,无沉淀产生,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤,洗涤,烘干,得到固体9.32 g。
①A、B的离子符号分别为、。
②通过计算确定该结晶水合物的化学式(写出计算过程)。
铬是用途广泛的金属元素,但在生产过程中易产生有害的含铬工业废水。
(1)还原沉淀法是处理含Cr2O72—和CrO42—工业废水的一种常用方法,其工艺流程为:
其中第I步存在平衡:2CrO42—(黄色)+2H+Cr2O72— (橙色)+H2O
①若平衡体系的pH=2,该溶液显色。
②根据2CrO42—+2H+Cr2O72— +H2O,设计下图装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。Na2Cr2O7中铬元素的化合价为,图中右侧电极连接电源的极,其电极反应式为。
③第Ⅱ步反应的离子方程式:,向Ⅱ反应后的溶液加一定量NaOH,若溶液中c(Fe3+)=2.0×10—12mol·L—1,则溶液中c(Cr3+)=mol·L—1。(已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10—38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0x10—31)。
(2)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火。若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的Cr2(SO4)3。完成该反应的化学方程式:
(3)CrO3的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如图所示。B点时剩余固体的成分是(填化学式)。
【化学——选修2:化学与技术】(15分)煤是一种重要的化石能源。请回答:
(1)煤的加工包括干馏、_________和液化,煤的液化技术又分为_________和_________。
(2)干熄焦技术是将炼焦炉推出的约l000的赤热焦炭,在熄焦室中被与其逆流的冷惰性气体熄灭,逆流通人惰性气体的原因是_________。
(3)某工厂每天要烧掉含硫1.6%的烟煤200吨,排放出大量的SO2,如果将这些SO2回收利用,那么理论上每年(按365天计)可生产98%的浓硫酸_________吨。
(4)石膏法脱硫是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法,工艺如图,吸收、氧化过程的化学方程式为____。实际生产时采用石灰石浆液作SO2吸 收剂而不用熟石灰吸收SO2,主要原因是_________
(5)煤燃烧产生的CO2在光能和光催化剂存在的条件下可与H2O(g)转化为CH4和O2,反应的化学方程式为_________。紫外光照射时,等量的CO2和H2O(g)在不同催化剂(I、Ⅱ)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示,光照t小时后催化剂Ⅱ作用下CH4的产量开始高于催化剂I,其原因可能是_________
(14分)苯乙烯(C6H5CH=CH2)是合成橡胶和塑料的单体,用来生产丁苯橡胶、聚苯乙烯等。工业上以乙苯(C6H5CH2CH3)为原料,采用催化脱氢的方法制取苯乙烯,反应方程式为:
C6H5CH2CH3(g) C6H5CH=CH2(g)+H2(g)
H
(1)已知:H2和CO的燃烧热(H)分别为-285.8 kJ.mol
和-283.0 kJ.mol
;
C6H5CH2CH3(g)+CO2 (g) C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(l)
H=+114.8 kJ·mol-1
则制取苯乙烯反应的H为_________
(2)向密闭容器中加入1 mol乙苯,在恒温恒容条件下合成苯乙烯,达平衡时,反应的能量变化为QkJ。下列说法正确的是 _________。
A.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大 |
B.若继续加入1 mol乙苯,苯乙烯转化率增大 |
C.压缩体积,平衡逆向移动,反应物浓度增大,生成物浓度减小 |
D.相同条件下若起始加入1 mol苯乙烯和1 mol氢气, |
达平衡时反应能量变化为(H-Q)kJ
(3)向2 L密闭容器中加入1 mol乙苯发生反应,达到平衡状态时,平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如图所示。700时,乙苯的平衡转化率为_______,此温度下该反应的平衡常数为 ______;温度高于970
时,苯乙烯的产率不再增加,其原因可能是_________。
(4)含苯乙烯的废水排放会对环境造成严重污染,可采用电解法去除废水中的苯乙烯,基本原理是在阳极材料MOx上生成自由基MOx(OH),其进一步氧化有机物生成CO2,该阳极的电极反应式为_________,若去除0.5 mol苯乙烯,两极共收集气体_________mol。