Question

化學工業的發展極大地改變了人們的生活質量．
（1）下列有關化工生產的一些說法不正確的有

 

A．合成氨車間能實現人工固氮的目的
B．工業上生產硫酸時，將SO₂氧化成SO₃采用了催化劑和高溫、高壓的條件
C．電解飽和食鹽水制燒堿采用離子交換膜法，可防止陰極室產生的Cl₂進入陽極室
D．合成的洗滌劑烷基苯磺酸鈉，結構中的烷基應以帶有多個支鏈的為宜
E，聯合制堿法存在對設備腐蝕比較嚴重這樣的缺點
F．使用硫酸鐵凈化工業用水比使用硫酸亞鐵效果好
G．電滲析法是利用離子交換膜進行海水淡化的方法
H．海水提鎂的流程是：海水（或鹵水）→反應槽→加入石灰乳→Mg（OH）₂→加鹽酸→MgCl₂?6H₂O→MgCl₂→電解熔融MgCl₂→Mg和Cl₂．
I．以分子中只含一個碳原子的化合物為原料來合成化工原料和燃料的化學稱-碳化學
J．氣相沉積法被用來制造金剛石薄膜
K．在煉鋼，煉鐵、陶瓷、玻璃生產中都直接使用了石灰石
L．電解熔融的鋁鹽并使用冰晶石作催化劑制取金屬鋁
（2）聚丙烯酸鈉是一種離子交換樹脂，寫出聚丙烯酸鈉單體的結構簡式

 

．
（3）從發生的化學反應分析空氣吹出法提取溴，除環境保護外，在工業生產中應解決的主要問題是

 

．
（4）多晶硅主要采用SiHCl₃還原工藝生產，其副產物SiCl₄的綜合利用收到廣泛關注．
①SiCl₄可制氣相白炭黑（與光導纖維主要原料相同），方法為高溫下SiCl₄與H₂和O₂反應，產物有兩種，化學方程式為

 

．
②SiCl₄可轉化為SiHCl₃而循環使用．一定條件下，在2L恒容密閉容器中的反應：
3SiCl₄（g）+2H₂（g）+Si（g）?4SiHCl₃（g）
達平衡后，H₂與SiHCl₃物質的量濃度分別為0.140mol/L和0.020mol/L，若H₂全部來源于離子交換膜法的電解產物，理論上需消耗純NaCl的質量為

 

g．
（5）采用無膜電解槽電解飽和食鹽水，可制取氯酸鈉，同時生成氫氣，現制得氯酸鈉213.0g，生成氫氣

 

L（標準狀況）．

Answer 1

考點：化學的主要特點與意義,化學科學的主要研究對象,化學反應的基本原理,電解原理,硅和二氧化硅,聚合反應與酯化反應

專題：元素及其化合物,化學應用

分析：（1）A．游離態的氮氣和與氫氣在人為條件下發生反應生成化合態；
B．工業上生產硫酸時，采用的是常壓；
C．電解飽和食鹽陰極產生氫氣；
D．支鏈很難被細菌降解而使水體污染；
E．氯化銨屬于強酸弱堿鹽，水解顯酸性；
F．硫酸亞鐵具有強的還原性，容易被氧化；
G．電滲析法是指：利用電場的作用，強行將離子向電極處吸引，致使電極中間部位濃度大為下降，從而制得淡水的方法；
H．海水提鎂是將海水中的鎂離子轉化為氫氧化鎂沉淀分離，然后轉華為氯化鎂，電解熔融的氯化鎂得到鎂單質；
I．依據碳化學的概念判斷解答；
J．化學氣相沉積法制造金剛石薄膜的原理為：CH₄

一定條件下

C（金剛石）+2H₂；
K．煉鋼使用的生石灰，生石灰是煉鋼的造渣劑之一；
L．電解熔融的氧化鋁制取鋁；
（2）聚丙烯酸鈉是丙烯酸鈉加聚反應的產物，單體為丙烯酸鈉；
（3）溴與二氧化硫反應生成具有腐蝕性的氫溴酸和硫酸；
（4）①SiCl₄與H₂和O₂反應，產物有兩種，光導纖維的主要成分是SiO₂，H、Cl元素必在另一產物中，H、Cl元素結合成HCl，然后配平即可；
②利用三段式，根據平衡時H₂與SiHCl₃物質的量濃度，求出的起始物質的量，再根據2NaCl+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，求出理論上消耗純NaCl的質量；
（5）根據得失電子守恒，NaCl轉化為NaClO₃所失去的電子等于H₂O轉化為H₂所得到的電子，由氯酸鈉的質量求出氯酸鈉的物質的量，進而求出NaCl轉化為NaClO₃所失去的電子的物質的量，最后求出生成氫氣在標準狀況下的體積．

解答： 解：（1）A．游離態的氮氣和與氫氣在人為條件下發生反應生成化合態，屬于人工固氮，故正確；
B．工業上生產硫酸時，采用的是常壓，常壓下轉化率已經很高，故B錯誤；
C．電解飽和食鹽水陰極產生的是氫氣，不是氯氣，故C錯誤；
D．支鏈很難被細菌降解而使水體污染，故D錯誤；
E．氯化銨屬于強酸弱堿鹽，水解顯酸性，容易腐蝕設備，故E正確；
F．硫酸亞鐵具有強的還原性，容易被氧化，故F正確；
G．電滲析法是指：利用電場的作用，強行將離子向電極處吸引，致使電極中間部位濃度大為下降，從而制得淡水的方法，故G正確；
H．海水提鎂的流程是：海水（或鹵水）→反應槽→加入石灰乳→Mg（OH）₂→加鹽酸→MgCl₂?6H₂O→MgCl₂→電解熔融MgCl₂→Mg和Cl₂，故H正確；
I．碳化學的概念：以分子中只含一個碳原子的化合物為原料來合成化工原料和燃料的化學稱-碳化學，故I正確；
J．化學氣相沉積法制造金剛石薄膜的原理為：CH₄

一定條件下

C（金剛石）+2H₂，故J正確；
K．煉鋼使用的生石灰，生石灰是煉鋼的造渣劑之一，故K錯誤；
L．電解熔融的氧化鋁制取鋁，故L錯誤；
錯誤的選項為：B、C、D、K、L；
故答案為：B、C、D、K、L；
（2）聚丙烯酸鈉是丙烯酸鈉加聚反應的產物，則單體為丙烯酸鈉，結構簡式為：CH₂=CHCOONa，
故答案為：CH₂=CHCOONa；
（3）溴與二氧化硫發生反應：Br₂+SO₂+2H₂O═H₂SO₄+2HBr，硫酸與氫溴酸都是強酸，所以工業生產中應解決的主要問題是反應生成了兩種強酸，易腐蝕設備，
故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-；強酸對設備的嚴重腐蝕；
（4））①SiCl₄與H₂和O₂反應，產物有兩種，光導纖維的主要成分是SiO₂，H、Cl元素必在另一產物中，H、Cl元素結合成HCl，然后配平即可．
發生的化學方程式為：SiCl₄+2H₂+O₂

高溫  .

SiO₂+4HCl；
故答案為：SiCl₄+2H₂+O₂

高溫  .

SiO₂+4HCl；
②設 起始時氫氣的物質的量為n，反應中消耗氫氣的物質的量為2x，則  
   由3SiCl₄（g）+2H₂（g）+Si（s）4SiHCl₃（g）
起始量（mol）     n                      0
變化量（mol）     2x                     4x
平衡量（mol）    n-2x                    4x
4x=0.020mol/L×20L=0.4mol，x=0.1mol，
n-2x=0.140mol/L×20L=2.8mol，n=3.0mol，
由2NaCl+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，
   2×58.5             1
     m（NaCl）         3.0mol
m（NaCl）=2×58.5×3.0=351g；
故答案為：351g；
（5）由NaCl轉化為NaClO₃，失去電子數為6，H₂O轉化為H₂，得到的電子數為2，設產生的H₂體積為VL，依據得失電子守恒可知：

213g

106.5g/mol

×6mol=

V

22.4L/mol

×2    
解得：V=134.4L，
故答案為：134.4．

點評：本題為綜合題，涉及知識點非常多，題目難度較大，易錯點為（4）（5）題，明確電解原理，結合氧化還原反應規律即可解答，注意相關知識的積累．