化學(xué)反應(yīng)原理在工業(yè)上的應(yīng)用

化學(xué)反應(yīng)原理在工業(yè)上的應(yīng)用1.將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。下列說法正確的是

A．液滴中的Cl―由a區(qū)向b區(qū)遷移B．液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－4OH－C．液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe2＋由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH―形成Fe(OH)2，進一步氧化、脫水形成鐵銹D．若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu－2e－Cu2＋2.結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是A．Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護B.Ⅰ和Ⅱ中負極反應(yīng)均是Fe－2e－＝Fe2＋C.Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H2O＋4e－＝4OH－D.Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有藍色沉淀3.下列與含氯化合物有關(guān)的說法正確的是 A．HClO是弱酸，所以NaClO是弱電解質(zhì)B．向沸水中逐滴加入少量飽和FeCl3溶液，可制得Fe(OH)3膠體C．HCl溶液和NaCl溶液均通過離子導(dǎo)電，所以HCl和NaCl均是離子化合物 D．電解NaCl溶液得到22.4LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，理論上需要轉(zhuǎn)移NA個電子(NA表示阿伏加德羅常數(shù))4.熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為：PbSO4+2LiCl+Ca＝CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關(guān)說法正確的是鈣電極電池殼鈣電極電池殼硫酸鉛電極無水LiCl-KClA．正極反應(yīng)式：Ca+2Cl－－2e－＝CaCl2B．放電過程中，Li＋向負極移動C．每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成20.7gPbD．常溫時，在正負極間接上電流表或檢流計，指針不偏轉(zhuǎn)5.“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是A．電池反應(yīng)中有NaCl生成B．電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三個鋁離子C．正極反應(yīng)為：NiCl2+2e－＝Ni+2Cl－D．鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動6.NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式:。(2)汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化示意圖如下:①寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_。②隨溫度升高，該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)的變化趨勢是_。(3)在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOX的排放。①當(dāng)尾氣中空氣不足時，NOX在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式：。②當(dāng)尾氣中空氣過量時，催化轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NOX生成鹽。其吸收能力順序如下：12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是，元素的金屬性逐漸增強，金屬氧化物對NOX的吸收能力逐漸增強。通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量，其工作原理示意圖如下：①Pt電極上發(fā)生的是反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。②寫出NiO電極的電極反應(yīng)式。7.某課外小組分別用下圖所示裝置對原電池和電解原理進行實驗探究。圖2圖2圖1請回答：I．用圖1所示裝置進行第一組實驗。（1）在保證電極反應(yīng)不變的情況下，不能替代Cu做電極的是（填字母序號）。A．鋁B．石墨C．銀D．鉑（2）N極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為。（3）實驗過程中，SO42-（填“從左向右”、“從右向左”或“不”）移動；濾紙上能觀察到的現(xiàn)象有。II．用圖2所示裝置進行第二組實驗。實驗過程中，兩極均有氣體產(chǎn)生，Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色；停止實驗，鐵電極明顯變細，電解液仍然澄清。查閱資料發(fā)現(xiàn)，高鐵酸根（FeO42-）在溶液中呈紫紅色。（4）電解過程中，X極區(qū)溶液的pH（填“增大”、“減小”或“不變”）。（5）電解過程中，Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-6e-+8OH-==FeO42-+4H2O和。（6）若在X極收集到672mL氣體，在Y極收集到168mL氣體（均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時氣體體積），則Y電極（鐵電極）質(zhì)量減少g。（7）在堿性鋅電池中，用高鐵酸鉀作為正極材料，電池反應(yīng)為：2K2FeO4+3Zn==Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2該電池正極發(fā)生的反應(yīng)的電極反應(yīng)式為。8.電鍍含鉻廢水的處理方法較多。Ⅰ.某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+，同時還含有少量的Cu2+、Fe2+、Fe3+和Al3+等，且酸性較強。為回收利用，通常采用如下流程處理：Cl2NaOHNaOH酸化已知Cl2NaOHNaOH酸化（1）Cr(OH)3NaCrO2Na2CrO4Na2Cr2O7（2）Cu(OH)2能溶于氨水：Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O請回答：（1）操作I的名稱，上述操作I、II、III相同，進行該實驗操作所需要的主要玻璃儀器除燒杯、漏斗外，還有________________。（2）濾渣I的主要成分為________________(寫化學(xué)式)，試劑乙的名稱________。（3）加入試劑甲的目的____________。（4）廢水處理流程中生成濾渣III的離子方程式：________。II.酸性條件下，六價鉻主要以Cr2O72-形式存在。工業(yè)上用以下方法處理處理含Cr2O72-的廢水：①往廢水中加入適量的NaCl，攪拌均勻；②用Fe為電極進行電解，經(jīng)過一段時間，最后有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀產(chǎn)生；③過濾回收沉淀，廢水達到排放標(biāo)準(zhǔn)。（5）電解時能否用Cu電極來代替Fe電極?______________(填“能”或“不能”)，理由是。（6）已知某含Cr2O72-的酸性工業(yè)廢水中鉻元素的含量為104.5mg/L，處理后鉻元素最高允許排放濃度為0.5mg/L。處理該廢水1000m3并達到排放標(biāo)準(zhǔn)，至少消耗鐵的質(zhì)量為9.工業(yè)上，以鈦鐵礦為原料制備二氧化鈦的工藝流程如下圖所示。鈦鐵礦主要成分為鈦酸亞鐵（FeTiO3），其中一部分鐵元素在風(fēng)化過程中會轉(zhuǎn)化為+3價。鈦鐵礦鈦鐵礦硫酸353K①Fe3+Fe2+TiO2+H+SO42-殘渣鐵粉②濾渣Fe2+TiO2+H+SO42-冷卻結(jié)晶③FeSO4·7H2OFe2+TiO2+H+SO42-熱水④H2TiO3固體煅燒⑤廢液（主要含F(xiàn)e2+、H+、SO42-）TiO2已知：TiOSO4遇水會水解。（1）步驟②中，用鐵粉將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的反應(yīng)的離子方程式為。（2）步驟③中，實現(xiàn)混合物的分離是利用物質(zhì)的（填字母序號）。a.熔沸點差異b.溶解性差異c.氧化性、還原性差異（3）步驟②、③、④中，均需用到的操作是（填操作名稱）。（4）請結(jié)合化學(xué)用語用化學(xué)平衡理論解釋步驟④中將TiO2+轉(zhuǎn)化為H2TiO3的原理：。（5）可以利用生產(chǎn)過程中的廢液與軟錳礦（主要成分為MnO2）反應(yīng)生產(chǎn)硫酸錳（MnSO4，易溶于水），該反應(yīng)的離子方程式為。（6）研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質(zhì)，利用下圖所示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑，還原二氧化鈦制備金屬鈦。①寫出陽極所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：。②在制備金屬鈦前后，CaO的總量不變，其原因是（請結(jié)合化學(xué)用語解釋）。10.工業(yè)上以粗食鹽（含有少量Ca2+、Mg2+雜質(zhì)）、氨、石灰石等為原料，可以制備Na2CO3。其過程如下圖所示。請回答：（1）在處理粗鹽水的過程中，可加入石灰乳和純堿作為沉淀劑，則所得濾渣的成分除過量的沉淀劑外還有。（2）將CaO投入含有大量的NH4Cl的母液中，能生成可循環(huán)使用的NH3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（3）向飽和食鹽水中首先通入的氣體是，過程Ⅲ中生成