(1)KIO3的化学名称是_______。
(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示:
“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是________。“滤液”中的溶质主要是_______。“调pH”中发生反应的化学方程式为__________。 (3)KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。 ①写出电解时阴极的电极反应式______。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________,其迁移方向是_____________。
③与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有______________(写出一点)。
【解析】(1)根据氯酸钾(KClO3)可以推测KIO3为碘酸钾。 (2)将溶解在溶液中的气体排出的一般方法是将溶液加热,原因是气体的溶解度是随温度上升而下减小。第一步反应得到的产品中氯气在“逐Cl2”时除去,根据图示,碘酸钾在最后得到,所以过滤时KH(IO3)2应该在滤渣中,所以滤液中主要为
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KCl。“调pH”的主要目的是将KH(IO3)2转化为KIO3,所以方程式为:KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O。
(3)①由图示,阴极为氢氧化钾溶液,所以反应为水电离的氢离子得电子,反应为2H2O + 2e- = 2OH- + H2↑。
②电解时,溶液中的阳离子应该向阴极迁移,明显是溶液中大量存在的钾离子迁移,方向为由左向右,即由a到b。 ③KClO3氧化法的最大不足之处在于,生产中会产生污染环境的氯气。
【答案】(1). 碘酸钾 (2). 加热 (3). KCl (4). KH(IO3)2+KOH(HIO3+KOH
2KIO3+H2O
KIO3+H2O) (5). 2H2O+2e
-
或2OH
-
+H2↑ (6). K+ (7). a到b (8). 产生Cl2易污染环境等 10. (2018年全国卷III)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:
(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式__________。
(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应: 2SiHCl3(g)3SiH2Cl2(g)kJ·mol?1。
(3)对于反应2SiHCl3(g)
SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol?1 SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2=?30 kJ·mol?1
SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH=__________
SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱
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则反应4SiHCl3(g)
碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343 K时反应的平衡转化率α=_________%。平衡常数K343
K=__________(保留
2位小数)。
②在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是___________;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有____________、___________。
③比较a、b处反应速率大小:υa________υb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率υ=υ正?υ逆==__________(保留1位小数)。
?
,k正、k逆分别
为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处
(3
)①由图示,温度越高反应越快,达到平衡用得时间就越少,所以曲线a代表343K的反应。从图中读出,平衡以后反应转化率为22%。设初始加入的三氯氢硅的浓度为1mol/L,得到:
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2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4
起始: 1 0 0
反应: 0.22 0.11 0.11 (转化率为22%) 平衡: 0.78 0.11 0.11 0.782=0.02。 所以平衡常数K=0.112÷
②温度不变,提高三氯氢硅转化率的方法可以是将产物从体系分离(两边物质的量相等,压强不影响平衡)。缩短达到平衡的时间,就是加快反应速率,所以可以采取的措施是增大压强(增大反应物浓度)、加入更高效的催化剂(改进催化剂)。 ③a、b两点的转化率相等,可以认为各物质的浓度对应相等,而a点的温度更高,所以速率更快,即Va>Vb。根据题目表述得到
,
,=
,当反应达平衡时,所以
,实际就是
平衡常数K值,所以计算出:
2SiHCl3
0.02。a点时,转化率为20%,所以
SiH2Cl2 + SiCl4
起始: 1 0 0
反应: 0.2 0.1 0.1 (转化率为20%) 平衡: 0.8 0.1 0.1 所以
=0.8;
=
=0.1;所以
【答案】(1). 2SiHCl3+3H2O
(HSiO)2O+6HCl (2). 114
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(3). ①22 (4). 0.02 (5). ②及时移去产物 (6). 改进催化剂 (7). 提高反应物压强(浓度) (8). ③大于 (9). 1.3
11. (2018年全国卷III)锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:
(1)Zn原子核外电子排布式为________________。
(2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能Ⅰ1(Zn)_______Ⅰ1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是________________。
(3)ZnF2具有较高的熔点(872 ℃),其化学键类型是_________;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是________________。 (4)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子空间构型为________________,C原子的杂化形式为________________。
(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为_______________。六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为cm(列出计算式)________________g·。
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