题目内容
(12分)【化学——化学与技术】
海水占地球总储水量的97.2%。若把海水淡化和化工生产结合起来,既可以解决淡水资源缺乏的问题,又可以充分利用海洋资源。
(1)多级闪蒸法是目前“海水淡化”的主要技术。该法是在一定条件下将海水变成蒸汽,蒸汽经过冷却而得高纯度淡水。由此可判断多级闪蒸法是 (填“物理变化” 或“化学变化”)。
(2)利用海水晒盐的原理是 ;分离食盐晶体后的母液中含有KCl、MgCl2,经过分离、提纯后,可用于 。
(3)“氯碱工业”利用电解饱和食盐水制得重要化工产品。在氯碱工业中,隔膜法电解(如图甲所示)工艺逐渐被离子交换膜电解(如图乙所示)技术取代。
![]()
①写出两电极的反应式:阳极 ,阴极 。
②石棉隔膜的作用是 。离子交换膜电解槽中⑥、⑦分别是 、 。
(1)物理变化(1分)
(2)蒸发、结晶 (1分) 工业上冶炼金属钾和镁(2分)
(3)①2Cl--2e-=Cl2↑(2分) 2H++2e- =H2↑(2分)
② 分成阴、阳两极室,阻止气体通过(2分) NaOH溶液(1分) Na+ (1分)
【解析】
试题分析:(1)海水变成蒸汽,蒸汽经过冷却而得高纯度淡水为物质状态的变化,没有生成新物质,所以多级闪蒸法是物理变化。
(2)食盐的溶解度受温度的影响小,从食盐溶液中获得食盐主要利用阳光和风蒸发水分,使氯化钠成晶体析出;分离食盐晶体后的母液中含有KCl、MgCl2,经过分离、提纯后,可用电解法冶炼金属钾和镁。
(3)①用惰性电极电解饱和食盐水时, Cl-的放电能力强于OH-,阳极氯离子失去电子,发生氧化反应,电极方程式为:2Cl--2e-═Cl2↑,阴极是氢离子放电生成氢气,阴极发生反应的电极方程式为:2H++2e-═H2↑
②如果Cl2和NaOH溶液接触,发生反应2NaOH+Cl2═NaClO+NaCl+H2O,为了防止Cl2和NaOH反应,石棉隔膜的作用是分成阴、阳两极室,阻止气体通过;电解饱和食盐水时电解槽离子膜,允许阳离子和水分子通过,不允许阴离子通过;阴极是氢离子放电生成氢气,同时生成氢氧化钠,所以⑥为氢氧化钠,⑦为Na+。
考点:本题考查海水的淡化、海水的利用、氯碱工业。
(19分)钒有金属“维生素”之称,研究发现钒的某些化合物对治疗糖尿病有很好的疗效。
工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2、CuO杂质除去并回收得到V2O5的流程如下:
![]()
请回答下列问题:
(1)步骤②、③的变化过程可表示为(HM为有机萃取剂):
VOSO4 (水层)+ 2HM(有机层)
VOM2(有机层) + H2SO4 (水层)
步骤②中萃取时必须加入适量碱,其原因是 。
步骤③中X试剂为 。
(2)步骤④的离子方程式为
(3)该工艺流程中,可以循环利用的物质有 和 。
(4)操作Ⅰ得到的废渣,用 溶解,充分反应后, ,(填写系列操作名称)称量得到mg氧化铜。
(5)为了制得氨水,甲、乙两小组选择了不同方法制取氨气,请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表空格中。
![]()
| 实验装置 | 实验药品 | 制备原理 |
甲小组 | A | 氢氧化钙、氯化铵 | 反应的化学方程式为① |
乙小组 | ② | 浓氨水、氢氧化钠固体 | 分析产生氨气的原因③ |