(选考)【化学一一化学与技术】(15分)氯碱工业是最基本的化学工业之一,离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法,其生产流程如下图所示:
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(1)该流程中可以循环的物质是 。
(2)电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等无机杂质,所以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 ,若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽会产生什么后果 。
(3)下图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 ,E电极的名称是 。电解总反应的离子方程式为 。
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(4)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 。
(5)已知在电解槽中,每小时通过1安培的直流电可以产生1.492g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(密度为1.342吨/m3)113m3,电解槽的电流强度1.45 ×104A,该电解槽的电解效率为 。
(1)氯化钠 氢氧化钠(2分) (2)Ca2++ CO32- = CaCO3↓ Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓ (2分)用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+,碱性条件下会生成沉淀,损害离子交换膜(2分)。 (3)H2 阳极 2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2 OH-(4分)
(4)Na2SO3 + Cl2 + H2O = Na2SO4 + 2HCl(2分) (5)93.46%(3分)
【解析】
试题分析:(1)电解饱和食盐水可以得到氢氧化钠,因此氢氧化钠可以循环使用。食盐水通过两次精制后得到氯化钠,因此氯化钠也可以循环使用。
(2)一次精制时加入烧碱和碳酸钠,则发生的离子方程式为Ca2++ CO32- = CaCO3↓、Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓。由于用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+,碱性条件下会生成沉淀,损害离子交换膜,所以食盐水需要经过二次精制。
(3)钠离子向B侧移动,这说明该侧电极时阴极,溶液中的氢离子放电产生氢气。右侧是阳极,则E电极的名称是阳极。电解总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2 OH-。
(4)氯气具有氧化性能氧化亚硫酸钠,反应的化学方程式为Na2SO3 + Cl2 + H2O = Na2SO4 + 2HCl。
(5)制得32%的烧碱溶液(密度为1.342吨/m3)113m3,则溶液中氢氧化钠质量为1.342×103kg/m3×113m3×32%=4.85×104kg=4.85×107g,每小时通过1安培的直流电可以产生1.492g的烧碱,则理论上需要电流量为4.85×107g÷1.492g=3.252×107A,实际上耗电量为1.45×104A×8×300=3.48×107A,则该电解槽的电解效率为
。
考点:考查化学与技术模块的分析与应用
科目:高中化学 来源:2014-2015吉林省松原市高一上学期期中化学试卷(解析版) 题型:选择题
铝、钠混合物投入足量的水中,充分反应后,得到澄清溶液,并收集到4.48 L H2(标准状况),若钠的物质的量为0.1 mol,则铝的物质的量为
A. 0.1 mol B. 0.2 mol
C. 0.05 mol D. 0.025 mol
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科目:高中化学 来源:2014-2015湖南省长沙市望城区高一上学期期末化学试卷(解析版) 题型:填空题
(4分)用自来水配制的AgNO3溶液,会出现浑浊。过滤出沉淀,向其中加入稀HNO3沉淀不溶解。由此推测:该沉淀的成份是____________,自来水中含有_____________离子。
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科目:高中化学 来源:2014-2015湖南省长沙市望城区高一上学期期末化学试卷(解析版) 题型:选择题
钠与水反应的现象和钠的下列性质无关的是
A.钠的熔点较低 B.钠的密度小于水
C.钠的硬度较小 D.钠的还原性强
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年山东省滕州市高三1月月考理综化学试卷(解析版) 题型:选择题
已知:pAg=-lg{c(Ag+)},KspAgCl=1×10-12如图是向10mLAgNO3溶液中逐渐加入0.1 mol/L的NaCl溶液时,溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位mL)变化的图象(实线)。根据图象所得下列结论正确的是(提示:KspAgCl>KspAgI)
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A.原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L-1
B.图中x点的坐标为(10,6 )
C.图中x点表示溶液中Ag+ 与Cl— 浓度相同
D.把0.1 mol·L-1的NaCl换成0.1 mol·L-1NaI则图象在终点后变为虚线部分
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年山东省青岛市高三上学期期末考试化学试卷(解析版) 题型:实验题
(8分)下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的实验步骤。
第一步:连接好装置,检验气密性,在仪器内装入药品。
第二步:先让一装置发生反应,直到产生的气体不能再在C中溶解,再通入另一装置中产生的气体,片刻后,C中出现固体。继续向C中通入两种气体,直到不再有固体产生。
第三步:过滤C中所得的混合物,得到NaHCO3固体。
第四步:向滤液中加入适量的NaCl粉末,有NH4C1晶体析出。
(1)下图所示装置的连接顺序是:a接____;____接___;b接_____。
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(2)A中常选用的固体反应物为_____;D中应选用的液体为______
(3)第二步中必须先让_______装置先发生反应
(4)C中用球形干燥管而不用直导管,其作用是________
(5)第四步中分离出NH4Cl晶体的操作是_______;其所得的NH4C1晶体中常含有少量的NaCl和NaHCO3(约占5%~8%),请设计一个简单的实验,证明所得固体的成分大部分是NH4C1。简要写出操作和现象:_______。
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年山东省青岛市高三上学期期末考试化学试卷(解析版) 题型:选择题
有关“油”的说法正确的是
A.油脂包括矿物油、植物油与动物油
B.油脂的氢化与油脂的皂化都属于加成反应
C.植物油能使碘酒褪色
D.油脂属于高分子化合物,可以发生水解反应
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年山东省菏泽市高三1月月考化学试卷(解析版) 题型:选择题
如图所示的甲、乙、丙三种物质均含有相同的某种元素,箭头表示物质间的转化一步就能实现,则甲可能是
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①Fe;②HNO3;③Na;④C
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①②③④
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