题目内容

【化学—选修2：化学与技术】（15分）
工业上采用电解饱和食盐水的方法生产烧碱和氯气。
Ⅰ.电解饱和食盐水之前，需精制食盐水。为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-、及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：①过滤；②加过量NaOH溶液；③加适量盐酸；④加过量Na2CO3溶液；⑤加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是         。

A．④②①⑤③B．④①②⑤③C．②⑤④①③
D．②④⑤①③ E.⑤②④①③ F.⑤④②①③
Ⅱ.氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30％以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。

⑴图中X、Y分别是_____、______（填化学式）
⑵分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应
正极：___________    __; 负极：___________       ____;
⑶为什么必须将空气中的二氧化碳除去才能通入燃料电池？                 。
⑷分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％、b％和c%的大小                    。

Ⅰ.CEF（3分）
Ⅱ.⑴Cl2（2分）、H2（2分）⑵O2+2H2O+4e-=4OH-（2分）；H2-2e-+2OH-=2H2O（2分）⑶使燃料电池导出的NaOH溶液中混有Na2CO3（2分）⑷b%>a%>c%（2分）

解析

练习册系列答案
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（2011?江西）【化学--选修2：化学与技术】
普通纸张的主要成分是纤维素，在早期的纸张生产中，常采用纸张表面涂敷明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散．请回答下列问题：
（1）人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存．经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是
明矾水解产生酸性环境，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂
明矾水解产生酸性环境，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂
；为了防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的化学（离子）方程式为
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
．
（2）为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：
①喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等．这样操作产生的主要问题是
过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损
过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损
；
②喷洒Zn（C2H5）2．Zn（C2H5）2可以与水反应生成氧化锌和乙烷．用化学（离子）方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理
Zn（C2H5）2+H2O=ZnO+2C2H6↑
Zn（C2H5）2+H2O=ZnO+2C2H6↑
、
ZnO+H+=Zn2++H2O
ZnO+H+=Zn2++H2O
．
（3）现代造纸工艺常用钛白粉（TiO2）替代明矾．钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿（主要成分为FeTiO3）为原料按下列过程进行的，请完成下列化学方程式：
①
2
2
FeTiO3+
6
6
C+
7
7
Cl2
 900℃ 
.
 
2
2
TiCl4+
2
2
FeCl3+
6
6
CO
②
1
1
TiCl4+
1
1
O2
 1000-1400℃ 
.
 
1
1
TiO2+
2
2
Cl2．
【化学--选修2：化学与技术】自来水生产的流程示意图见下：

（1）混凝剂除去悬浮物质的过程
③
③
（填写序号）
①只是物理变化         ②只是化学变化      ③是物理和化学变化
FeSO4?7H2O是常用的混凝剂，它在水中最终生成
Fe（OH）3
Fe（OH）3
沉淀．
（2）若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱，试剂填加时先加
石灰
石灰
后加
纯碱
纯碱
，原因是
过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来
过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来
．
（3）氯气消毒，是因为它与水反应生成了HClO，次氯酸的强氧化性能杀死水中的病菌（不能直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解，且毒性较大）．
Cl2+H2O?HCl+HClO     K=4.5×10-4
使用氯气为自来水消毒可以有效地控制次氯酸的浓度，请结合平衡常数解释原因：
由氯气与水反应的平衡常数可知，该反应的限度很小，生成的HClO浓度很小，且随着HClO的消耗，平衡会不断向正反应移动，补充HClO
由氯气与水反应的平衡常数可知，该反应的限度很小，生成的HClO浓度很小，且随着HClO的消耗，平衡会不断向正反应移动，补充HClO
．下列物质中，
①③
①③
可以作为氯气的代用品（填写序号）．
①臭氧      ②NH3（液）      ③K2FeO4      ④SO2
（4）有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子．用离子交换树脂软化硬水时，先后把水通过分别装有
阳
阳
离子交换树脂和
阴
阴
离子交换树脂的离子交换柱（填“阴”或“阳”，阳离子交换树脂为HR型，阴离子交换树脂为R′OH型）．
（5）测定水中的溶解氧：量取40mL水样，迅速加入MnSO4和KOH混合溶液，再加入KI溶液，立即塞好塞子，振荡使完全反应．打开塞子，迅速加入适量硫酸溶液，此时有碘单质生成．用0.010mol/LNa2S2O3溶液滴定生成的碘，消耗了6.00mL Na2S2O3溶液．已知在碱性溶液中，氧气能迅速氧化Mn2+，生成物在酸性条件下可以将碘离子氧化为碘单质，本身重新还原为Mn2+．上述过程发生的反应可表示为：2Mn2++4OH-+O2=2MnO（OH）2      MnO（OH）2+2I-+4H+=I2+Mn2++3H2O     I2+2S2O32-=2I-+S4O62-    
则水中的溶解氧量为
12.0
12.0
mg?L-1．
【化学--选修2：化学与技术】“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义．请回答下列问题：
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（1）无机非金属材料．高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”．这种材料可以按下列方法制备：
①写出步骤I的化学方程式：
 
．
②步骤II经过冷凝得到的SiHCl3（沸点为33.0℃）中含有少量的SiCl4（沸点为57.6℃）和HCl（沸点为-84.7℃），提纯SiHCl3的实验方法是
 
．
（2）磁性材料．这种材料一般含有铁元素，铁是用途最为广泛的金属，也较为活泼，所以从它的使用开始就不断实施着对它的使用开始就不断实施着对它的防护．最常见的铁制品腐蚀就是电化学腐蚀，请写出最为普遍的电化学腐蚀的负极反应式：
 
．
（3）激光材料．我国是激光技术先进的国家，红宝石（Al2O3）是最早用于产生激光的材料，它是一种两性氧化物，请用离子方程式加以说明：
 
_、
 
．
（4）高分子材料．它可以分成无机高分子材料和有机高分子材料．一种新型高效净水剂[AlFe（OH）nCl6-n]m就属于无机高分子材料，它广泛应用生活用水和工业污水的处理，其中铁元素的化合价为
 
；一种合成纤维腈纶，又称“人造羊毛”，由丙烯腈（CH2=CH-CN）为原料聚合生成，请写出生成该有机高分子材料的化学方程式：
 
．
（5）合金材料．14g铜银合金与一定量某浓度的硝酸完全反应后，将放出的气体与1.12L（标准状况下）O2混合通入水中，恰好全部被水吸收，则合金中铜的质量为
 
g．

【化学-选修2：化学与技术】（15分）
水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题：
（1）天然水中溶解的气体主要有__________、__________。
（2）天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是       ，其净水作用的原理是_____。
（3）水的净化和软化的区别是__________。
（4）硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7．1mgMgO）。若某天然
水中c（Ca2）＝1．2×10－3mol／L，c（Mg2＋）＝6×10－4mol／L，则此水的硬度为
_________。
（5）若（4）中的天然水还含有c(HCO3-)＝8×10－4mol／L，现要软化10m3这种天然水，则需先加入Ca（OH）2__________g，后加入Na2CO3___________g。

【化学——选修2：化学与技术】（15分）碳酸锂用途广泛，可用作陶瓷、药物、催化剂，也是常用的锂离子电池的原料。工业上以锂辉石（Li2O·Al2O3·4SiO2，含少量Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下： 

 

    已知：①Li2O·Al2O3·4SiO2+H2SO4（浓）Li2SO4+Al2O3·H2O↓

    ②某些物质的溶解度（S）如下表所示。

（1）从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得到的物质。

    则步骤I中反应的离子方程式是                             ，步骤Ⅱ应通入一种气体试剂为        ，步骤II反应完之后需要的操作是            。

（2）已知滤渣2的主要成分有Mg（OH）2和CaCO3。向滤液l中加入石灰乳的作用是（用离子方程式表示）                 。

（3）向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是           。

（4）工业上，将Li2CO3粗产品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下：

    a．将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。

    b．电解后向LiOH溶液中加入过 量NH4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3。

    ①a中，阳极的电极反应式是                 。

    ②b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是            。

 

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