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(12分)某化工集团为了提高资源利用率减少环境污染,将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产...

(12分某化工集团为了提高资源利用率减少环境污染,将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链。其主要工艺如下:

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(1)写出工业上电解食盐水反应的化学方程式                          

(2)写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式:                     

(3)已知:①Mg(s) +Cl2(g)=MgCl2(s);ΔH=-641 kJ·mol-1

②Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s);ΔH=-770 kJ·mol-1

则2Mg(s)+TiCl4(g)=2MgCl2(s)+Ti(s);ΔH                     ,反应2Mg+TiCl4满分5 manfen5.com2MgCl4+Ti在Ar气氛中进行的理由是           

(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池中正极上的电极反应式是    ,负极区的pH     (填“增大”、“减小”、“不变”)。

 

(1)2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH (2)2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO; (3)-512 kJ/mol(2分,没单位给1分)防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)反应; (4)O2+2H2O+4e-=4OH-,减小 【解析】 试题分析:(1)工业上电解食盐水反应的化学方程式是2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH;(2)根据图示可知钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式是2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO;(3)①×2—②,整理可得:2Mg(s)+TiCl4(g)=2MgCl2(s)+Ti(s);ΔH=-512 kJ/mol;在高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)反应为了防止Mg及反应产生的Ti与空气中的成分反应,反应2Mg+TiCl42MgCl4+Ti在Ar气氛中进行;(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池中正极上发生还原反应,该电极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-,负极上发生反应: CH3OH-6e-+ 8OH-=CO32-+ 6H2O,由于不断消耗OH-,产生水,所以溶液中c(OH-)减小,因此该电极区的pH减小。 考点:考查反应方程式的书写、反应条件的控制、电极反应式的书写、溶液酸碱性的判断、原电池反应原理的应用的知识。  
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考点分析:
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(14分)PCl3可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下:

 

熔点/

沸点/

密度/g·mL-1

其他

黄磷

44.1

280.5

1.82

2P(过量)+3Cl2满分5 manfen5.com2PCl3;2P+5Cl2(过量) 满分5 manfen5.com2PCl5

PCl3

—112

75.5

1.574

遇水生成H3PO3和HCl,遇O2生成POCl3

POCl3

2

105.3

1.675

遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3

(一)制备:图是实验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)

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(1)仪器乙的名称             

(2)实验室以制备Cl2的离子方程式:         

(3)碱石灰的作用是                     

(4)向仪器甲中通入干燥Cl2之前,应先通入一段时间的CO2,其目的是            

(二)提纯:

(5)粗产品品中常含有POCl3、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后,通过        (填实验操作名称),即可得到PCl3的纯品。

(三)分析:

测定产品中PCl3纯度的方法如下:迅速称取m g产品,水解完全后配成500mL溶液,取出25.00mL加入过量的c1 mol/L V1  mL 碘溶液,充分反应后再用c2 mol/L Na2S2O3溶液滴定过量的碘,终点时消耗V2  mL Na2S2O3溶液。

已知:H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI;I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6假设测定过程中没有其他反应。

6)根据上述数据,该产品中PCl3的质量分数为     (用含字母的代数式表示、不必化简)。

 

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(16分)用32%~35%的FeCl3溶液腐蚀印刷线路板上的金属铜,腐蚀废液中主要含有CuCl2、FeCl2和HCl等溶质。

(1)用FeCl3溶液溶解印刷线路板上金属铜的化学方程式为       

(2)工业上用铁粉回收腐蚀废液中的,方法如下:

用铁粉回收铜的操作为:加入过量铁粉,充分搅拌,过滤、洗涤、  

科学家对铁置换铜的工艺有如下研究:

分别在a、b、c三种条件下回收腐蚀废液中的取充分反应后的粉末各3.000 g分别放入甲、乙、丙三个烧杯中,再加入100 mL 0.5 mol·L-1的硫酸,水浴加热(70 ),搅拌,进行除铁处理。分别在第10、20、30、40、50 min时,用吸管移取0.5 g左右的铜试样于试管内,测定铜粉中铁的含量(质量分数),其结果如下图所示。

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你认为除铁效果最好的是        (填abc),其原因是       

(3)工业上可用腐蚀废液制备CuCl2·2H2O,从而进行对废液的利用,其工艺流程如下:

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部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Cu(OH)2

开始沉淀

2.3

7.5

4.7

完全沉淀

4.1

9.7

6.7

试剂A最好应选用        (填写字母代号)理由是       

a.浓硫酸       b.Cl2      c.NaClO      d.NaOH溶液

 

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12氯气是重要的化工原料。

(1)氯气溶于水得到氯水氯水中存在下列反应:Cl2 + H2O满分5 manfen5.com H+Cl+ HClO,其平衡常数表达式为K                             

(2)工业上常用石灰和氯气反应制取漂白粉化学反应方程式是              。流程如所示主要设备是氯化塔,塔从上到下分四层。

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将含有3%~6%水分的熟石灰从塔顶喷洒而入,氯气从塔的最底层通入这样加料的目的是         处理从氯化塔中逸出气体的试剂为         

(3)某科研小组在实验室用较浓的KOH溶液直接吸收氯气,研究发现反应进行一段时间后开始出现KClO3并逐渐增多产生KClO3的离子方程式是           其原因可能是           

 

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NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.02mol•L1NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合,记录10~55间溶液变蓝时间,55时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。据图分析,下列判断不正确的是

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A.40之前与40之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反

B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等

C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0 ×105mol·L1·s—1

D.温度高于40时,淀粉不宜用作该验的指示剂

 

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某碱性溶液中只含有Na、CH3COO、H、OH四种离子。下列描述正确的是

A该溶液可能由等物质的量浓度、等体积的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合而成

B该溶液一定由pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合而成

C该溶液中离子浓度一定为c (Na)>c(CH3COO)>c (OH)>c(H)

D加入一定量冰醋酸,c(CH3COO)可能大于、等于或小于c(Na)

 

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