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题文

近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:   

(1)Deacon发明的直接氧化法为: 4 H C l ( g ) + O 2 ( g ) = 2 C l 2 ( g ) + 2 H 2 O ( g ) 。下图为刚性容器中,进料浓度比 c(HCl) ∶ c ( O 2 ) 分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:

可知反应平衡常数 K(300℃)________ K(400℃)(填"大于"或"小于")。设HCl初始浓度为 c 0 , 根据进料浓度比 c(HCl)∶ c(O 2)=1∶1的数据计算 K(400℃)=________(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比 c(HCl)∶ c ( O 2 ) 过低、过高的不利影响分别是________。

(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:

C u C l 2 ( s ) = C u C l ( s ) + 1 2   C l 2 ( g )  Δ H 1 = 83 k J · m o l   - 1

C u C l ( s ) + 1 2 O 2 ( g ) = C u O ( s ) + 1 2 C l 2 ( g )  Δ H 2 = - 20 k J · m o l   - 1

C u O ( s ) + 2 H C l ( g ) = C u C l 2 ( s ) + H 2 O ( g )     Δ H 3 = - 121 k J · m o l   - 1

4 H C l ( g ) + O 2 ( g ) = 2 C l 2 ( g ) + 2 H 2 O ( g ) 的   Δ H=________ k J · m o l   - 1

(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是________。(写出2种)   

(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:

负极区发生的反应有________(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子,需消耗氧气________L(标准状况)

科目 化学   题型 实验题   难度 中等
知识点: 化学平衡常数的含义 用化学平衡常数进行计算 化学平衡的影响因素 用盖斯定律进行有关反应热的计算 化学平衡移动原理 化学电源新型电池 转化率随温度、压强的变化曲线 氧化还原反应的计算
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相关试题

实验室中有一未知浓度的稀盐酸,某学生测定盐酸的浓度在实验室中进行实验。请完成填空:
(1)配制100 mL 0.10 mol/L NaOH标准溶液。
①主要操作步骤:计算→称量→溶解→(冷却后)转移→洗涤(并将洗涤液移入容量瓶)→ _________________→将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴上标签。
②称量______g氢氧化钠固体所需仪器有:天平(带砝码、镊子)、_________、_________。
(2)取20.00 mL待测盐酸溶液放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的标准液NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下:

实验编号
NaOH溶液的浓度(mol/L)
滴定完成时, NaOH溶液滴入的体积(mL)
待测盐酸溶液的体积(mL)
1
0.10
22.62
20.00
2
0.10
22.72
20.00
3
0.10
22.80
20.00

①滴定达到终点的标志是
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约(保留两位有效数字)。
③ 排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的______(选择
甲、乙、丙之一),然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。

④ 在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果
偏高的有:__________。
A滴定终点读数时俯视读数
B酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸溶液润洗
C锥形瓶水洗后未干燥
D 滴定过程中,有少量标准液溅出锥形瓶外。
E.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失

)粗盐的提纯是生产生活中的重要工艺过程,某校研究小组查阅资料发现,粗盐中除了含有NaCl外,还含有CaCl2、MgCl2和一些硫酸盐及泥沙等杂质。他们要除去杂质得到精盐,设计了下列实验流程方案。(步骤②③④中的试剂均过量)。

(1)操作①中玻璃棒的作用是,第④步小括号中的试剂是,第⑤步小括号中操作的名称是。第⑦步小括号中操作的名称是
(2)第②步中加入过量BaCl2溶液的实验现象:,反应的离子方程式。(3)实验流程方案中“沉淀”的主要成分是。(填化学式)
(4)第⑹步中加入适量盐酸的目的是:

从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种流程如下:

请回答下列问题:
(1)给滤液E中通入过量的NH3,其反应的离子方程式是____________________。
(2)流程Ⅱ中加入烧碱溶液后,生成SiO的离子方程式是__________________。
(3)验证滤液A中含Fe3,可取少量滤液并加入______________(填写试剂名称)。
(4)滤液C中溶质的主要成分是___________(填化学式)。
(5)滤液F中离子电荷守恒的关系式为___________________________。
(6)滤液C和滤液F共同的溶质为G,用惰性电极电解500mL 0.1 mol·L-1的G溶液,若阳极得56 mL气体(标准状况),则所得溶液在常温下pH为_____________(忽略电解前后溶液体积的变化)。
(7)已知25 ℃时Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=1.8×10-11。取适量的滤液A,加入一定量的烧碱溶液至达到沉淀溶解平衡,测得该溶液的pH=13.00,则25℃时残留在溶液中的c(Mg2)=________ mol·L-1

分某化学活动小组设计如下图所示(部分夹持装置已略去)实验装置,以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到的固体物质。

(1)写出装置A中发生反应的化学方程式:
(2)写出试剂Y的名称:
(3)已知:通入一定量的氯气后,测得D中只有一种常温下为黄
红色的气体,其为含氯氧化物。可以确定的是C中含有的氯盐只有一种,且含有NaHCO3,现对C成分进行猜想和探究。
①提出合理假设。
假设一:存在两种成分: NaHCO3
假设二:存在三种成分: NaHCO3
②设计方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。
限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。






实验步骤

预期现象和结论
步骤1:取C中的少量固体样品于试管中,滴加足量蒸馏水至固体溶解,然后将所得溶液分别置于A、B试管中。

步骤2:

①若无明显现象,证明固体中不含Na2CO3
②若溶液变浑浊,证明固体中含 Na2CO3
步骤3:



(4)已知C中有0.1 mol Cl2参加反应。若假设一成立,可推知C中反应的化学方程式为

硫酸铜是一种用途广泛的化工原料。某学习小组把适量浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全.通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体(装置如图I、Ⅱ所示)

(1)图Ⅱ是图I的改进装置。其优点有
(2)为符合绿色化学的要求,该学习小组进行了如下探究:将氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现常温下几乎不反应,但向混合物中加入FeSO4后再通入氧气,反应则立即发生试用离子方程式表示反应发生的原理___________________________________;在该反应中FeSO4的作用是__________________。
(3)为寻找更加适宜的氧化剂,该小组又进行了如下探究:称量3.2 g铜丝放到45 mL 1.5 mol·L-1的稀硫酸中,控温在50℃,加入18 mL 10%的H2O2,反应30 min后升温到60℃,持续反应1小时后铜丝反应完全。蒸发、冷却、结晶,过滤时用少量95%的酒精淋洗晾干,得到10 g CuSO4·5H2O。
①该实验铜丝被氧化的原理是(用离子方程式表示)_____________________________。
②反应过程中温度不宜过高的原因是________________________________________,过滤时采用酒精淋洗的优点是
③该小组得到硫酸铜晶体的实际产率是_____________________。

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