【題目】五氯化磷(PCl5)常溫下是一種淡黃色固體,在潮濕空氣中水解產(chǎn)生兩種酸。PCl5在有機(jī)合成中被廣泛用作氯化劑、催化劑、脫水劑等,高純度PCl5主要用于醫(yī)藥中間體及鋰電池原材料的合成。工業(yè)生產(chǎn)PCl5的傳統(tǒng)方法是在攪拌式反應(yīng)釜中注入液體三氯化磷(PCl3),再通入氯氣在合適的溫度下發(fā)生反應(yīng):PCl3+Cl2PCl5。某工廠對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行了改進(jìn)以生產(chǎn)高純度PCl5,主要流程如下圖所示(循環(huán)水的作用是控制溫度)。

請(qǐng)回答下列相關(guān)問題。

(1)工業(yè)生產(chǎn)氯氣的主要方法的離子方程式是___________,利用該反應(yīng)所得產(chǎn)品可繼續(xù)生產(chǎn)_________(任寫一種)等化工產(chǎn)品。

(2)濃硫酸吸收罐和硫酸鎂吸收塔的作用是______________________,若去掉這兩個(gè)設(shè)備夾套反應(yīng)釜中發(fā)生的主要副反應(yīng)是______________________________。

(3)夾套反應(yīng)釜中的原料混合方式與攪拌式反應(yīng)釜相比主要優(yōu)點(diǎn)是____________________________。 (4)NaOH水池的作用是_______________________,從降低生產(chǎn)成本的角度考慮NaOH溶液可更換為______

(5)生產(chǎn)過程中PCl3的加料速率會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成明顯的影響,具體情況如下表。根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷最佳的加料速率范圍是_________________kg·h-1。

PCl3加料速率/kg·h-1

PCl5狀態(tài)

熱交換情況

生產(chǎn)500kg產(chǎn)品的周期/h

40

致密、堅(jiān)硬、造粒困難

快、溫度可控

11.5

50

致密、堅(jiān)硬、造粒困難

快、溫度可控

9.2

60

較松散、造粒容易

較快、溫度可控

7.2

70

松散、造粒容易

較快、溫度可控

6.5

80

松散、造粒容易

慢、溫度升高難以控制

5.3

【答案】 )2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2 鹽酸或漂白液或NaClO溶液 干燥氯氣 PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl 或 PCl5+3H2O=HPO3+5HCl 反應(yīng)物接觸更充分,反應(yīng)速率更快(合理即可) 吸收剩余的氯氣,防止污染空氣 石灰乳 60~70

【解析】 (1)工業(yè)生產(chǎn)氯氣的主要方法是電解飽和食鹽水,其離子方程式是2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2,利用該反應(yīng)所得氯氣、氫氣和氫氧化鈉,可繼續(xù)生產(chǎn)鹽酸漂白液或NaClO溶液等化工產(chǎn)品。

(2)濃硫酸吸收罐和硫酸鎂吸收塔的作用是干燥氯氣,若去掉這兩個(gè)設(shè)備,由題中信息可知,五氯化磷(PCl5)在潮濕空氣中水解產(chǎn)生兩種酸,所以夾套反應(yīng)釜中發(fā)生的主要副反應(yīng)是PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl PCl5+3H2O=HPO3+5HCl。

(3)夾套反應(yīng)釜中的原料通過霧化泵把三氧化磷霧化與氯氣混合,與攪拌式反應(yīng)釜相比這種混合方式的主要優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)物接觸更充分,反應(yīng)速率更快

(4)NaOH水池的作用是吸收剩余的氯氣,防止污染空氣,從降低生產(chǎn)成本的角度考慮NaOH溶液可更換為石灰乳。

(5)由表中數(shù)據(jù)可知,加料速率范圍在60~70kg·h-1時(shí),五氯化磷較松散、造粒容易,熱交接較快且溫度可控,生產(chǎn)效率較高,所以最佳的加料速率范圍是60~70kg·h-1

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用電解法可提純含有某種鉀的含氧酸鹽雜質(zhì)(如硫酸鉀、碳酸鉀等)的粗KOH容液,其工作原理如圖所示。

下列說法正確的是( )

A. 電極f為陽極,電極e上H+發(fā)生還原反應(yīng)

B. 電極e的電極反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O+O2

C. d處流進(jìn)粗KOH溶液,g處流出純KOH溶液

D. b處每產(chǎn)生11.2L氣體,必有1molK+穿過陽離子交換膜

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【題目】2015年斯坦福大學(xué)研究人員研制出一種可在一分鐘內(nèi)完成充放電的超常性能鋁離子電池,內(nèi)部用AlCl4-和有機(jī)陽離子構(gòu)成電解質(zhì)溶液,其放電工作原理如圖所示。下列說法不正確的是

A. 放電時(shí),鋁為負(fù)極,石墨為正極

B. 放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)為:Al-3e-+7AlCl4-===4Al2Cl7-

C. 充電時(shí)的陽極反應(yīng)為:Cx+ AlCl4--e-===CxAlCl4

D. 放電時(shí)有機(jī)陽離子向鋁電極方向移動(dòng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為保護(hù)加酶洗衣粉洗滌效果,應(yīng)注意

A. 使用沸水先沖泡洗衣粉 B. 用含氯較高的自來水作水源

C. 和其他洗滌劑混合使用 D. 室溫時(shí)用飲用水先溶解洗衣粉

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】二氧化碳的回收利用是環(huán)保領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)課題。

(1)在太陽能的作用下,以CO2為原料制取炭黑的流程如右圖所示,其總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。

(2)CO2經(jīng)過催化氫化合成低碳烯烴.其合成乙烯的反應(yīng)為2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H,已知幾種化學(xué)鍵鍵能如下表所示:(CO2的結(jié)構(gòu)式:O=C=O)

物質(zhì)

H-H

C=O

C=C

C-H

H-O

能量/kJmol-1

436

745

615

413

463

則△H=_________。

(3)在2L恒容密閉容器中充入2molCO2和n molH2,在一定條件下發(fā)生(2)中的反應(yīng),CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比[X= ]的關(guān)系如圖所示。

①X1_________X2(填“>”、“<”或“=”,下同),平衡常數(shù)KA_________KB

②若B點(diǎn)的投料比為3,且從反應(yīng)開始到B點(diǎn)需要10min,則v(H2)=_______ molL-1·min-1。

(4)以稀硫酸為電解質(zhì)溶液,利用太陽能將CO2轉(zhuǎn)化為低碳烯烴,工作原理圖如下圖。(丙烯的結(jié)構(gòu)簡式:CH3CH=CH2


①b電極的名稱是_________

②產(chǎn)生丙烯的電極反應(yīng)式為_______________。

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【題目】下列反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的是(

A.Ba(OH)2與稀硫酸反應(yīng)

B.甲烷與O2的燃燒反應(yīng)

C.炭與CO2反應(yīng)

D.鋁與稀鹽酸反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25 ℃時(shí),下列各組數(shù)據(jù)中比值為21的是(

A. 0.2 mol/LCH3COONa溶液與0.1 mol/LCH3COONa溶液中c(CH3COO-)之比

B. pH=7的氨水與(NH4)2SO4的混合溶液中c(NH4+)與c(SO42-)之比

C. 等質(zhì)量的Na2CO3固體和NaHCO3固體分別與足量鹽酸反應(yīng),消耗鹽酸的物質(zhì)的量之比

D. pH均為2的H2SO4溶液與鹽酸中c(H+)之比

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【題目】下列物質(zhì)中,屬于有機(jī)物但不屬于烴的是(
A.CO
B.CH3COOH
C.CaCO3
D.C2H6

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】

第四周期的過渡元素在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)以及人類生活等方面有重要作用。其中Ni-Cr-Fe合金是常用的電熱元件材料。請(qǐng)回答:

(1) 基態(tài)Ni原子核外電子排布式為________;第二周期中基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性大的元素為________ 。

(2) 金屬Ni粉在CO氣流中輕微加熱,生成無色揮發(fā)性液態(tài)Ni(CO)4,該分子呈正四面體構(gòu)型。試推斷Ni(CO)4的晶體類型為_____,Ni(CO)4 溶于下列_____ (填選項(xiàng)字母) 中。

A. B.四氯化碳 C. D.硫酸鎳溶液

(3) FeO、NiO 晶體中r(Ni2+)r(Fe2+)分別為69pm 78pm,則熔點(diǎn)NiO__FeO(“>"“<”),原因?yàn)?/span>_________ 。

(4) 黃血鹽是一種配合物,其化學(xué)式為K4[Fe(CN)6]·3H2O,該配合物中配體的化學(xué)式為_________黃血鹽溶液與稀硫酸加熱時(shí)發(fā)生非氧化還原反應(yīng),生成硫酸鹽和一種與該配體互為等電子體的氣態(tài)化合物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________ 。

(5) 酸性K2Cr2O7能氧化硝基苯酚,鄰硝基苯酚和對(duì)硝基苯酚在20℃水中的溶解度之比為0.39,其原因?yàn)?/span>________。

(6) 在鉻的硅酸鹽中,SiO44-四面體如下圖(a)通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大結(jié)構(gòu)型式。圖(b)為一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硅酸根,其中硅原子的雜化形式為_______,其化學(xué)式為________。

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