工业上电解制碱的技术是用阳离子交换膜法,主要原料是饱和食盐水。下图为阳离子交换膜法电解原理示意图:
请回答下列问题:![]()
(1)A极为电解槽的________极,B极的材料工业上常采用的是生活中常见的金属,但有大量损耗,其主要原因是 。(填“吸氧腐蚀”或“析氢腐蚀”)
(2)电解槽中部的阳离子交换膜把电解槽隔成了阴极室和阳极室,这种阳离子交换膜,只允许溶液中的__________通过(填写下列微粒的编号)。
①H2,②Cl2,③H+,④Cl-,⑤Na+,⑥OH-。
(3)若上述电解过程中用阴离子交换膜代替阳离子交换膜(已知:3Cl2 +6OH-==5Cl-+ClO3-+3H2O),下列说法正确的组合是 。
| A.电解结束时,右侧溶液中含有ClO3— |
| B.电解槽内发生反应的总化学方程式为:NaCl + 3H2O |
| C.用阴离子交换膜后,电解槽内两个电极发生的电极反应与原来一样 |
| D.用阴离子交换膜后,阳离子的定向移动方向与原来相反 |
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解析试题分析:由图可知,阳离子从左边流向右边,在电解池中,电解质溶液中的阳离子流向阴极,阴离子流向阳极。因此A做阳极,B做阴极。空气中会存在大量的氧气及水蒸气,因此该金属大量损耗的主要原因是发生了吸氧腐蚀。阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过因此(2)阳离子交换膜只允许③⑤通过。换成阴离子后,阴离子还是向阴极移动,所以ClO3—向右移动,再据电解池中阴阳离子的放电顺序,可知,在阳极中是氯离子失去电子生产氯气,在阴极中是氢离子得到电子生成氢气,因此电解槽内发生反应的总化学方程式为:NaCl + 3H2O
NaClO3 + 3H2↑。离子交换膜不能改变电极反应式,也不能改变阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动的事实,因此为(3)为ABC选项。(4)利用公式浓度等于1000乘以密度乘以质量分数再除以摩尔质量求得出来
考点:考查电解池及物质的量浓度的相关知识点
科目:高中化学 来源: 题型:单选题
下列叙述正确的是
| A.在电解池的阴极和原电池的负极上都发生氧化反应 |
| B.镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀 |
| C.用惰性电极电解KOH溶液,阴、阳两极产物的物质的量之比为1:2 |
| D.用惰性电极电解饱和NaCl溶液,若有1 mol电子转移,则生成1 molNaOH |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(8分)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应: ;银片上发生的电极反应: 。
(2)若该电池中两电极的总质量为60g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47g,试计算:产生氢气的体积(标准状况)。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(共10分)现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极,请用氯碱工业中的膜技术原理,回答下列问题。![]()
(1)写出氯碱工业中电解饱和食盐水的离子方程式 ;
(2)请利用交换膜技术,根据上图框架,设计一个电解硫酸钠溶液制氢氧化钠溶液和硫酸溶液的装置,标出进出物质的化学式:
A_________;C_________; E_________;膜b为 离子交换膜(填“阳”或“阴”)。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(16分) 以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如下图所示。![]()
除去粗盐中的
、
和
离子,加入下列沉淀剂的顺序是(填序号)_____________ 。
A.
B.
C. ![]()
(2)将滤液的
调至酸性除去的离子有___________________。
(3)人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。下图表示电解饱和NaCl溶液的装置,X、Y是石墨棒。实验开始时,在两边同时各滴入几滴酚酞溶液,请回答以下问题:X极上的电极反应式是_____,在X极附近观察到的现象是________________;Y电极上的电极反应式是______,检验该电极反应产物的方法是_______________ 。电解
溶液的离子方程式是_____________________。![]()
(4)若向分离出
晶体后的母液中加入过量生石灰,则可获得一种可以循环使用的气体,其化学式是 _____________________ 。
(5)某同学设计一个燃料电池(如下图所示),目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。![]()
根据要求回答相关问题:
①通入氢气的电极为 (填“正极”或“负极”),负极的电极反应式为 。
②石墨电极为 (填“阳极”或“阴极”),反应一段时间后,在乙装置中滴入酚酞溶液,_ 区(填“铁极”或“石墨极”)的溶液先变红。
③如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将 ,填“增大”“减 小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为______________。
④若在标准状况下,有224m L氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体在标况下体积为 ;丙装置中阴极析出铜的质量为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
如图甲、乙是电化学实验装置。![]()
(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液,则:
①甲中石墨棒上的电极反应式为 ;
②乙中总反应的离子方程式为 ;
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方,发现试纸先变蓝后褪色,这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2 。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5∶1,且 生成两种酸,该反应的化学方程式为 。
(2)若甲乙两烧杯中均盛有足量CuSO4溶液,则:
①甲中铁棒上的电极反应式为 ;
②如果起始时乙中盛有200mLpH=5的CuSO4溶液(25℃),一段时间后溶液的pH变为1,若要使溶液恢复到电解前的状态,可向溶液中加入的物质是 (写化学式),其质量为 g。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分)为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,主要流程如下:![]()
部分含钒物质在水中的溶解性如下:
| 物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
| 溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
如图所示,甲、乙两装置电极材料都是铁棒与碳棒,请回答下列问题:![]()
(1)若两装置中均为CuSO4溶液,反应一段时间后:
①有红色物质析出的是甲装置中的 棒,乙装置中的 棒。
②乙装置中阳极的电极反应式是: 。
(2)若两装置中均为饱和NaCl溶液:
①写出乙装置中总反应的离子方程式: 。
②甲装置中碳极的电极反应式是 ,乙装置碳极的电极反应属于 (填“氧化反应”或“还原反应”)。
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙装置碳极附近,发现试纸变蓝,解释其原因: 。
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