11.(09年宁夏理综·37)[化学-选修化学与技术](15分)

请回答氯碱的如下问题:

(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k=    (要求计算表达式和结果);

(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,必须精制后才能供电解使用。精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是      (填序号)

(3)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下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。

①图中X、Y分别是     、    (填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小    ;

②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:    ;

③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)      、      。

答案:(1)k=M(Cl2)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89(2)③①② (3)①Cl2  H2  a%小于b%  ②O2+4e-+2H2O=4OH-   H2-2e-+2OH-=2H2O  ③燃料电池可以补充电解池消耗的电能;提高产出碱液的浓度;降低能耗(其他合理答案也给分)

解析:(1)只要了解电解饱和食盐水的化学方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑即可得到,k=M(Cl2)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89;(2)只要抓住除钡离子要放在除碳酸根离子前即可得到顺序关系:③①②;(3)本题突破口在于B燃料电池这边,通空气一边为正极(还原反应),那么左边必然通H2,这样Y即为H2 ;再转到左边依据电解饱和食盐水的化学方程式可知唯一未知的就是X,必然为Cl2了;A中的NaOH进入燃料电池正极再出来,依据O2+4e-+2H2O=4OH-  可知NaOH+浓度增大。

[点评]本题前半部基本就是课本内容的再现,但后半部很有创意,可以很好的综合考查考生的原电池和电解的相关知识

10.(09年江苏化学·16)(8分)以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:

(1)反应I前需在FeSO4溶液中加入     (填字母),以除去溶液中的Fe3+。

A.锌粉        B.铁屑          C.KI溶液        D.H2

(2)反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃,其目的是      。

(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是     。

(4)反应Ⅳ常被用于电解生产(NH4)2S2O8(二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极发生地电极反应可表示为      。

答案:(1)B

(2)防止NH4HCO3分解(或减少Fe2+的水解)

(3)降低K2SO4 的溶解度,有利于K2SO4 析出。

(4)2SO42- -2e-2S2O82-

解析:(1)在FeSO4溶液中除去溶液中的Fe3+,最好选用铁屑或铁粉,比较简单。(2)如果温度过高会导致NH4HCO3分解同样也会加快Fe2+的水解(温度越高水解速率越快)这样会使原料利用率降低。(3)由题目看出在III反应中生成的K2SO4 为固体,而K2SO4在无机溶剂中溶解度是比较大的,要想使K2SO4析出只能降低其溶解度所以加入醇类溶剂目的降低K2SO4的溶解度。

(4)根据阴阳极反应原理阳极失电子发生氧化反应,此题实质是电解硫酸铵溶液,在根据反应后的产物得出正确的答案。

[考点分析]此题为化工生产题型,主要考察了化合物性质,电极方程式书写。做此类题要分析清楚每一个环节目的和结果是什么。这样才能判断各反应后的产物分别是什么。

9.(16分)(08年山东理综·30)食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。

(1)粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:

提供的试剂:饱和Na2CO3溶液  饱和K2CO3溶液  NaOH溶液  BaCl2溶液  Ba(NO3)2溶液  75%乙醇  四氯化碳

①欲除去溶液I中的+Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次是        (只填化学式)。

②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为       。

(2)用提纯的NaCl配制500 mL 4.00 mol·L-1 NaCl溶液,所用仪器除药匙、玻璃棒外还有                             (填仪器名称)。

(3)电解饱和食盐水的装置如图所示,若收集的H2为2 L,则同样条件下收集的Cl2

     (填“>”、“=”或“<”)2 L,原因是          。装置改进后可用于制备NaOH溶液,若测定溶液中NaOH的浓度,常用的方法为          。

(4)实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应:

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O

据此,从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置     (填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置      (填代号)。

可选用制备气体的装置:

答案:

(1)①BaCl2、NaOH、Na2CO3(错选或多选本小题不得分。NaOH溶液的加入顺序及是否答Na0H不影响得分)

  ②75%乙醇

(2)天平、烧杯、500 mL容量瓶、胶头滴管

(3)<   电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应   酸碱中和滴定

(4)c   d

解析:(1)①要除去SO42-,只有选BaCl2溶液,若选用Ba(NO3)2,会引入新的离子NO3-,再选用NaOH溶液除去Mg2+和Fe3+溶液,最后选用Na2CO3溶液除去Ca2+,此处不能选用K2CO3溶液,否则会引入新的K+,再用HCl除去过量的CO32-。Na2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前,否则会引入Ba2+。②除去NaCl晶体表面的少量的KCl,应选用75%的乙醇,因为CCl4有毒,同时KCl也不会溶解在CCl4中。

 (3)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,在阴级区内产生的Cl2能与该区生成的NaOH反应NaCl、NaClO和H2O,使得部分的Cl2被消耗,所以同样条件下收集到的Cl2小于2L。

 0  289928  289936  289942  289946  289952  289954  289958  289964  289966  289972  289978  289982  289984  289988  289994  289996  290002  290006  290008  290012  290014  290018  290020  290022  290023  290024  290026  290027  290028  290030  290032  290036  290038  290042  290044  290048  290054  290056  290062  290066  290068  290072  290078  290084  290086  290092  290096  290098  290104  290108  290114  290122  447090 

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