题目内容

20．ClO2是高效杀菌消毒剂．用惰性电极电解NaC1O3溶液制备高纯C1O2的原理如下图所示．下列说法正确的是（　　）
A．电解过程中，Na+向阴极区移动
B．电解产生的O2和ClO2在相同条件下的体积比为1：1
C．阴极的电极反应式是ClO3-+H2O+e-=ClO2↑+2OH-
D．电解总反应的化学方程式是4NaClO3+4H2SO4$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$O2↑+4ClO2↑+4NaHSO4+2H2O

分析 用惰性电极电解NaC1O3溶液制备高纯C1O2的原理：在阳极上是氢氧根离子失电子的氧化反应4OH--4e-═O2+2H2O，在阴极上是NaClO3得电子的还原反应，8H++4ClO3-+4e-═4ClO2↑+4H2O，电解池中，阳离子移向阴极，根据两极反应式来书写总反应方程式．

解答 解：A、电解过程中，阳离子移向阴极，即Na+向阴极区移动，是部分钠离子移向阴极区，故A错误；
B、在阳极上是氢氧根离子失电子的氧化反应4OH--4e-═O2+2H2O，在阴极上是NaClO3得电子的还原反应，8H++4ClO3-+4e-═4ClO2↑+4H2O，电解产生的O2和ClO2在相同条件下的体积比为1：4，故B错误；
C、阴极的电极反应式是8H++4ClO3-+4e-═4ClO2↑+4H2O，故C错误；
D、在阳极上是氢氧根离子失电子的氧化反应4OH--4e-═O2+2H2O，在阴极上是NaClO3得电子的还原反应，8H++4ClO3-+4e-═4ClO2↑+4H2O，电解总反应的化学方程式是4NaClO3+4H2SO4$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$O2↑+4ClO2↑+4NaHSO4+2H2O，故D正确．
故选D．

点评 本题考查电解原理，为高频考点，把握电极反应为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意电解原理的综合应用，题目难度不大．

练习册系列答案
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10．过氧化钡常温下缓慢分解，不溶于水，常用作氧化剂、漂白剂等．请回答：
（1）BaO2的电子式为．
（2）BaO2在有水存在下，通过与二氧化碳作用，分解生成过氧化氢，其化学反应方程式为BaO2+H2O+CO2=BaCO3+H2O2．
（3）BaCl2在氨水中与H2O2反应可得到BaO2沉淀，用一个离子反应方程式表示其原理Ba2++H2O2+2NH3•H2O=BaO2+2NH4++2H2O．
（4）配平下列反应方程式：
2MnO4-+5BaO2+=5Ba2++5O2+2Mn2++8H2O．
11．如图1是某课题组设计的合成聚酯类高分子材料的路线：

已知：①烃A的相对分子质量为106；
②同一碳原子上连两个羟基时结构不稳定，易脱水生成醛或酮（如图2）
③C可发生银镜反应．   请根据以上信息回答下列问题：
（1）A的名称对二甲苯．
（2）由A生成B的反应类型是取代反应；由C生成D的反应类型是氧化反应．
（3）由B生成C的化学方程式为，该反应过程中生成的不稳定中间体的结构简式应是．
（4）D的分子式为C8H8O3；D的同分异构体中，满足下列条件的有6种．
①仅含有苯环，无其他环状结构；       
②遇三氯化铁溶液显紫色；
③1mol能与3mol金属钠反应生成1.5mol氢气．
其中核磁共振氢谱表明分子中有五种氢，且其峰面积之比为2：2：2：1：1，请写出其结构简式：．
8．室温下，0.2mol•L-1的一元碱BOH与等浓度的盐酸等体积混合后，所得溶液中部分微粒的组分及浓度如图所示，下列对混合溶液的分析正确的是（　　）
A．溶液可能显中性或酸性B．升温，c（X）增大，c（Y）减小
C．c（B+）+c（Y）=c（Cl-）D．稀释溶液，c（X）增大，c（Z）增大
15．（1）下列关于工业生产说法正确的是BC．（填序号）
A．在侯氏制碱工业中，向饱和氯化钠溶液中先通二氧化碳，后通氨气
B．在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中，皆采用循环操作提高原料利用率
C．在氯碱工业，电解槽被离子交换膜隔成阴极室和阳极室
D．工业上采用电解熔融氯化铝的方法制取金属铝
E．石油裂化属于化学变化，主要目的是为了获得短链不饱和气态烃
（2）我国规定饮用水质量标准规定必须符合下表中要求：
pHCa2+、Mg2+总浓度细菌总数
6.5～8.5＜0.004 5mol•L-1?＜100个•mL-1?
以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图：

①原水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等，加入石灰生成Ca（OH）2，进而发生若干复分解反应，写出其中的离子方程式（只要求写出两个）：HCO3-+OH-═CO32-+H2O；Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓．
②FeSO4•7H2O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成胶状Fe（OH）3沉淀；通入二氧化碳的目的是除去Ca2+和调节pH．
③气体A的作用是杀菌消毒，通常可以用Ca（ClO）2 替代A，下列物质中ac同样可以作为气体A的代用品（填编号，多选倒扣）．
a．ClO2     b．浓氨水       c．K2FeO4        d．SO2．
5．化学与人类关系密切．下列说法不正确的是（　　）
A．SO2可用于加工食品，使食品增白
B．NaOH可用于清洗抽油烟机
C．葡萄糖可用于合成保健药物维生素C
D．聚丙烯塑料可用作食品保鲜膜
12．绿矾（FeSO4•7H2O）在医药上用作补血剂．某兴趣小组拟制备绿矾晶体，并探究其受热分解的产物．
Ⅰ．【查阅资料】
（1）FeSO4•7H2O为绿色晶体，易溶于水，易被空气中的氧气氧化．
（2）FeSO4的溶解度随温度升高而增大．
（3）FeSO4•7H2O在较高温度下分解成水及金属氧化物、非金属氧化物．
Ⅱ．【制备产品】
实验步骤：
（l）称取5.2g铁粉放入烧杯中，并加入25mL 3mol/L稀硫酸，将烧杯放到热水浴（控制温度60℃左右）中加热30min，直到有少量气泡冒出，此时烧杯底部有少量铁粉剩余．铁粉需要过量的原因是防止Fe2+被氧化．
（2）用少量热水预热过滤器，然后将上述反应混合物趁热过滤，将盛装滤液的烧杯放入盛有冷水的烧杯中冷却结晶，过滤得到晶体．用热水预热过滤器及趁热过滤的目的是防止晶体在滤纸上析出，影响产量．
Ⅲ．【探究分解产物】
实验装置：

实验步骤：
（1）检验装置的气密性，按如图所示加入试剂．
（2）打开活塞a，通入N2，排尽空气，关闭活塞a，点燃A处酒精灯．
（3）观察实验现象，探究分解产物：
①充分分解后，A处试管中固体物质完全变为红棕色．
②C处品红溶液褪色，说明有SO2生成（填化学式）．
③兴趣小组推测，除上述两种氧化物及水生成外，还有一种氧化物生成．他们推测的理由是FeSO4中铁元素与硫元素物质的量之比为1：1，根据得失电子守恒及元素守恒，有+6价的硫剩余；检验该氧化物时，B中盛装的试剂是c（填编号）．
a．紫色石蕊试液  b．NaHCO3溶液  c．BaC12溶液    d．Ba（NO3）2溶液
④FeSO4•7H2O分解的化学方程式是2FeSO4•7H2O═Fe2O3+SO2↑+SO3+14H2O．
9．锰是一种银白色的脆性金属，强度不如铁，但把锰加到钢铁中，竟然能使钢铁的强度提高4～8倍，而且还提高了钢的耐磨性，所以锰钢在工农业生产及国防建设中有着广泛的用途．
用阴离子膜电解法的新技术从含有MnCO3、MnO2、FeCO3、SiO2、Al2O3等成分的锰矿石中提取金属锰，其工艺流程如图1：

已知FeCO3、MnCO3难溶于水．
（1）设备1中反应后，滤液1里锰元素只以Mn2+的形式存在，且滤渣1中也无MnO2．则滤渣1的主要成分是SiO2（填化学式）．
（2）设备1中发生氧化还原反应的离子方程式是2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O或2FeCO3+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++CO2↑+4H2O．
（3）设备2中加足量双氧水的作用是将Fe2+完全氧化为Fe3+．
设计实验方案检验滤液2中是否存在Fe2+：取滤液2，加入铁氰化钾溶液，如果有蓝色沉淀产生，则有Fe2+，否则没有Fe2+；．
（4）设备4中加入过量氢氧化钠溶液，沉淀部分溶解．用化学平衡移动原理解释原因：滤渣2中存在Al（OH）3，存在电离平衡：Al3++3OH-?Al（OH）3?AlO2-+H++H2O，加入NaOH溶液，H+被中和，浓度减低，Al（OH）3不断溶解．
（5）设备3中用阴离子膜法提取金属锰的电解装置如图2：
①电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向，则A电极是直流电源的负极．实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液，其电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑；．
②该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn2+进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资源浪费，写出该副反应的电极反应式Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+．
10．a、b、c、d、e均为短周期主族元素，原子序数依次增大，且原子核外L电子层的电子数分别为0、1、5、8、8，d的最高正价与最低负价的绝对值相等，e的最高价氧化物对应的水化物的化学式为HneO2n+2．下列说法正确的是（　　）
A．单质的沸点：e＞d
B．原子半径：r（e）＞r（d）
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：c＜d
D．a、b可以形成离子化合物

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