题目内容

(2014届河北省冀州中学高三3月摸底考试理综化学试卷)
氯碱工业是最基本的化学工业之一,离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法,其生产流程如下图所示:

(1)该流程中可以循环的物质是           。
(2)电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等无机杂质,所以在进入电解槽前需要进行两次精制,写出一次精制中发生的离子方程式    ,若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽会产生什么后果   。
(3)右图是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图(阳极用金属钛网制成,阴极由碳钢网制成)。则B处产生的气体是         ,E电极的名称是    。电解总反应的离子方程式为        。

(4)从阳极槽出来的淡盐水中,往往含有少量的溶解氯,需要加入8%~9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去,该反应的化学方程式为           。
(5)已知在电解槽中,每小时通过1安培的直流电可以产生1.492g的烧碱,某工厂用300个电解槽串联生产8小时,制得32%的烧碱溶液(密度为1.342吨/m3)113m3,电解槽的电流强度1.45 ×104A,该电解槽的电解效率为           。
(1)氯化钠  氢氧化钠
(2)Ca2++ CO32- = CaCO3↓   Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓ 用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+,碱性条件下会生成沉淀,损害离子交换膜。
(3)H2 阳极   2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2 OH-
(4)Na2SO3 + Cl2 + H2O = Na2SO4 + 2HCl
(5)93.46%

氯碱工业的电解原理是2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。(1)从图上看未电解的NaCl和产物NaOH可以循环使用。(2)粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等无机杂质,一次精制时加入纯碱和烧碱,其中CO32-使Ca2+沉淀,OH-使Mg2+沉淀;用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+,若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽,碱性条件下会生成沉淀,损害离子交换膜。
(3)图中Na+由左侧通过离子交换膜进入右侧,说明F电极为H+放电,是阴极,B处产生的气体是H2;
E电极是阳极。电解总反应的离子方程式即电解原理。
(4)溶解氯与亚硫酸钠溶液反应,Cl2变成Cl-,亚硫酸钠变成硫酸钠,注意水参与了反应。
(5)
练习册系列答案
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(17分)化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升科学素养。
(1)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
①下列收集Cl2的正确装置是     。

②将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是                。
③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性,操作与现象是:取少量新制氯水和CCl4于试管中,                                                                      。
(2)能量之间可以相互转化:电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。
限选材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);铜片,铁片,锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图,并作相应标注。

要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。
②铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极                           。
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是      ,其原因是      。
(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在(2)的材料中应选  
       作阳极。

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