题目内容

11．离子交换膜法为日前普遍使用的制碱技术，其生产流程如图l所示：

（l）氯碱工业中需用精制的食盐水，精制食盐水的目的是防止隔膜堵塞，提高产品的纯度．由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等无机杂质，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Ca2++CO32-=CaCO3↓、Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓
（2）该流程中可以循环的物质是氯化钠、氢氧化钠．（写物质名称）
（3）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Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl．
（4）图2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H2，c电极的名称是阳极．采用无隔膜电解食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为NaCl+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO+H2↑．
（5）已知在电解槽中，每小时通过I安培的直流电可以产生a克的烧碱．某工厂用300个电解槽串联生产8小时，制得32%的烧碱溶液b吨，电解槽的电流强度c安，该电解槽的电解效率为$\frac{400b}{3ac}$×100%（用含a、b、c的代数式表示）．

分析 （1）根据处理后的盐水中还含有少量杂质离子对装置的影响角度来回答；除去钙离子使用碳酸钠试剂，除去镁离子使用氢氧化钠试剂；
（2）根据工艺流程图结合电解工艺的原料以及产物知识来判断；
（3）氯气具有氧化性，能将亚硫酸钠氧化为硫酸钠；
（4）依据图装置分析，钠离子移向D极，说明D为阴极，C为阳极，D电极析出的是氢气；若氯气和氢氧化钠充分接触，产物仅是次氯酸钠和氢气；
（5）根据生成NaOH的质量计算理论耗电量，结合实际耗电量计算．

解答 解：（1）除去钙离子使用碳酸钠试剂，Ca2++CO32-=CaCO3↓除去镁离子使用氢氧化钠试剂，Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓，若食盐水不经过二次精制，处理后的盐水中还含有少量杂质离子Mg2+、Ca2+，碱性条件下会生成沉淀，对装置中的交换膜产生影响，所以精制食盐水的目的是防止隔膜堵塞，提高产品的纯度，
故答案为：防止隔膜堵塞，提高产品的纯度；Ca2++CO32-=CaCO3↓、Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓；
（2）根据工艺流程图结中用到的原料以及产物，可以知道从阳极槽出来的淡盐水中含有氯化钠可以循环使用，电解产生的氢氧化钠可作为在进入电解槽前需要进行两次精制的原料，也是可以循环使用的物质，
故答案为：氯化钠、氢氧化钠；
（3）氯气具有氧化性，能将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，即Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl，
故答案为：Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl；
（4）依据图装置分析，钠离子移向D极，说明D为阴极，C为阳极；D电极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气；采用无隔膜电解冷的食盐水时，2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+NaOH、若氯气和氢氧化钠充分接触，Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，产物仅是次氯酸钠和氢气，则发生的总反应为：NaCl+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO+H2↑，
故答案为：H2；阳极；NaCl+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO+H2↑；
（5）m（NaOH）=b×106g×32%=3.2b×104g，
则理论上需要电流量为 I=$\frac{3.2b×1{0}^{4}}{a}$A，
则实际上耗电量为300×8×C=2400CA，
该电解槽的电解效率为$\frac{3.2b×1{0}^{4}}{\frac{a}{2400C}}$×100%=$\frac{400b}{3ac}$×100%，
故答案为：$\frac{400b}{3ac}$×100%．

点评 本题综合考查海水资源的利用，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握电解的原理，结合反应的相关方程式计算，难度中等．

练习册系列答案
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1．下表为各物质中所含有的少量杂质以及除去这些杂质应选用的试剂或操作方法．正确的一组为（　　）
序号物质杂质除杂质应选用的试剂或操作方法
ACCl4Br2用NaOH溶液洗涤、分液
BFeCl3CaCO3溶解、过滤、蒸发结晶
CAl2（SO4）3溶液MgSO4加入过量烧碱后过滤，再用硫酸酸化滤液
DCO2SO2通过盛有品红溶液的洗气瓶，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶
A．AB．BC．CD．D
2．按要求完成下列小题．
（1）0.5molNH3的质量为8.5g，共有0.5NA个分子，5NA个电子．
（2）在标准状况下，224mL某气体的质量为0.64g，该气体的摩尔质量为64g/mol．
（3）配制100mL0.1mol/L的Na2CO3溶液，需要Na2CO3•10H2O的质量为2.86g 或2.9g．
（4）标准状况下，4.8g CH4气体的体积为6.72L，它与同状况下13.44L H2S气体含有相同数目的氢原子．
（5）如图是某化学实验室从化学试剂商店买回的盐酸试剂标签上的部分内容．
①该浓盐酸的物质的量浓度为11.9mol/L．
②用该浓盐酸与200mL1mol/L的NaOH溶液恰好反应所需该浓盐酸的体积是16.8mL．
19．分子式为C4H10O的醇与苯甲酸（）在一定条件下反应生成酯的种类有（　　）
A．2种B．3种C．4种D．5种
6．烃A的产量可以衡量一个国家石油化工发展水平，A还是一种植物生长调节剂，如图是由A为原料制取高分子化合物F（）的合成路线：

已知：（R为烃基）
请回答：（1）A的名称是乙烯，E含有的官能团名称是羧基、碳碳双键．
（2）Ⅰ的反应类型是加成反应，Ⅳ的反应类型是消去反应．
（3）C的结构简式为CH3CHO．
（4）一定条件下，D可发生聚合反应，聚合产物在医疗上可做手术缝合线，其反应化学方程式是n+nH2O．
（5）D有多种同分异构体，其中能发生银镜反应且核磁共振氢谱有5个峰的有机物的结构简式为HOCH2CH（OH）CHO．
（6）参照上述合成路线，结合所学知识，设计一条由合成的合成路线．
16．在电解冶炼铝的过程中加入冰晶石，可起到降低Al2O3熔点的作用．冰晶石的生产原理为2Al（OH）3+12HF+3Na2CO3═2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O．根据题意完成下列填空：
（1）冰晶石的晶体不导电，但熔融时能导电，则在冰晶石晶体中存在abc（填序号）．
a．离子键　　　　b．极性键    c．配位键    d．范德华力
（2）CO2分子的空间构型为直线形，中心原子的杂化方式为sp，和CO2 互为等电子体的氧化物是N2O．
（3）反应物中电负性最大的元素为F（填元素符号），写出其原子最外层的电子排布图：．
（4）冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图甲所示，●位于大立方体的顶点和面心，○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处所代表的微粒是Na+（填具体的微粒符号）．

（5）Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示：
若已知Al的原子半径为d cm，NA代表阿伏伽德罗常数，Al的相对原子质量为M，则一个晶胞中Al原子的数目为4个；Al晶体的密度为$\frac{M}{4\sqrt{2}{a}^{3}{N}_{A}}$g．cm-3（用字母表示）．
3．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A．冰镇的啤酒打开后泛起泡沫
B．对N2+3H2?2NH3的反应，使用铁触媒可加快合成氨反应的速率
C．工业制取金属钾Na（l）+KCl（l）?NaCl（l）+K（g）选取适宜的温度，使K成蒸汽从反应混合物中分离出来
D．工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
20．下列说法不正确的是（　　）
A．某芳香烃的分子式为C10H14，它不能使溴水褪色，但可使酸性KMnO4溶液褪色，且分子结构中只有一个烷基，符合条件的烃有3种
B．2，3-二羟基丙醛是最简单的醛糖
C．甲烷、甲醛、尿素都不存在同分异构体
D．某有机物含有C、H、O、N四种元素，其球棍模型为，该有机物的结构简式为
1．下列反应属于吸热反应的是（　　）
A．石灰石在高温下的分解反应B．铝热法炼铁
C．实验室制氢气D．木炭在氧气中燃烧

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