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日志

 
 

高二化学上册第2单元单元考试题  

2012-04-07 09:45:07|  分类: 【高二试题】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 高二化学上册第2单元单元考试题

 

A卷
一、选择题
(本题包括12小题。每题4分,共48分)
1.(2010年天津卷)以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是(  )
A.发展氢能和太阳能 B.限制塑料制品的使用
C.提高原子利用率,发展绿色化学 D.尽量用纯液态有机物代替水作溶剂
【解析】 发展低碳经济是,一方面是积极承担环境保护责任,完成国家节能降耗指标的要求;另一方面是调整经济结构,提高能源利用效益,发展新兴工业建设生态文明。所以A、B、C正确,液态有机物为高碳物质,故D违背低碳经济。
【答案】 D
2.下列广告用语在科学上没有错误的是(  )
A.这种饮料中不含任何化学物质
B.这种蒸馏水绝对纯净,其中不含任何离子
C.这种口服液含有不少的氮、磷、锌等微量元素
D.没有水就没有生命
【解析】 A项中饮料是化学物质;水在常温时能发生微弱电离(H2OH++OH-),故水中一定含有H+和OH-;氮和磷不属于人体中的微量元素。
【答案】 D
3.下列不是按照污水处理技术分类的是(  )
A.化学法          B.一级处理法
C.物理法   D.生物法
【解析】 污水处理技术可分为物理法、生物法、化学法等,污水处理程度可分为一级、二级、三级。
【答案】 B
4.下列材料中能使海水淡化的高分子材料是(  )
A.生物高分子材料 B.高分子分离膜
C.液晶高分子材料 D.复合材料
【解析】 使海水淡化是把海水中过多的阴阳离子除去,特别是Na+、Mg2+、Cl-等,使用高分子分离膜可以选择性透过某些离子而阻止某些离子通过,从而达到淡化目的。
【答案】 B
5.在相同条件下,对环境污染程度最小的燃料是(  )
A.液化气   B.煤油
C.煤饼   D.木柴
【解析】 液化气、煤油主要成分是烷烃的混合物,但液化气中的烃分子含碳原子数少,含碳量少,故燃烧完全;而煤饼、木柴成分较复杂,除含C、H外还含有N、S等,燃烧易产生硫的氧化物和氮的氧化物而污染环境。
【答案】 A
6.长时煮沸的水不宜喝的原因是(  )
A.水中的氧气含量降低   B.水中的硝酸盐浓度增大
C.水中的钙、镁离子增多了   D.水中的二氧化碳增多了
【解析】 由于水分的蒸发,使水中的硝酸盐浓度增加,饮用后部分硝酸盐在人体内能被还原成亚硝酸盐,亚硝酸盐会干扰胃肠功能、增加消化道(食道、胃、肠)的致癌机会,另外,亚硝酸盐进入血液后与血红蛋白结合,使氧合血红蛋白变为高铁血红蛋白,从而失去携氧能力,导致组织缺氧,而出现一系列缺氧的中毒病症。
【答案】 B
7.硬水经磺化煤(NaR)软化后,其水中阳离子浓度最大的是(  )
A.Ca2+   B.Mg2+
C.Na+   D.H+
【解析】 硬水经磺化煤处理后,其水溶液中阳离子浓度最大的为Na+。
【答案】 C
8.从石油分馏得到的固体石蜡,用氯气漂白后,燃烧时会产生含氯元素的气体,这是由于石蜡在漂白时与氯气发生过(  )
A.加成反应   B.取代反应
C.聚合反应   D.催化裂化反应
【解析】 本题主要考查石油的分馏产品之一石蜡的成分及其所发生的化学反应等相关知识。由于分馏只是一个物理过程,所以石蜡只能含有石油所拥有的成分,主要为烷烃、环烷烃和芳香烃,因此与Cl2发生的反应主要为取代反应,所以选B。
【答案】 B
9.下列说法正确的是(多选)(  )
A.含有少量碳酸氢钙和氯化钙的水是永久硬水
B.明矾有净水作用,所以用明矾处理硬水,可以使硬水软化
C.用离子交换剂处理硬水,可使硬水软化
D.只具有暂时硬度的水经加热煮沸后,可变成软水
【解析】 由钙、镁的硫酸盐或氯化物所引起硬度的水为永久硬水,因此A选项错误;明矾虽有净水作用,但明矾不能使硬水软化,因此B选项也错误;C和D说法均正确。
【答案】 CD
10.关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是(  )
A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI试液,溶液呈棕色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
【解析】 电解的两极是阴极与阳极,电解饱和食盐水时,阴极产生氢气和氢氧化钠,阳极产生氯气。
【答案】 B
11.二氧化氯、铁酸钠以及臭氧是饮用水的“三净客”,用铁酸钠(Na2FeO4)处理来自河流湖泊的水,以作为人们生活饮用水,是一项较新的技术。以下叙述中正确的是(  )
①二氧化氯对水具有消毒、净化双效功能 ②臭氧可消除水洗物中残留的农药残留,杀灭水中的细菌病毒 ③臭氧、明矾净水原理相同 ④用Na2FeO4净水具消毒和净化双效功能
A.②④   B.③④
C.①③   D.①②
【解析】 二氧化氯、臭氧只具有氧化消毒作用,无净化功能,Na2FeO4中Fe显+6价具强氧化性,能杀菌消毒,反应后产生的Fe3+水解后得到Fe(OH)3胶体,可吸附水中的悬浮物和土壤胶体颗粒,具净化功能。
【答案】 A
12.下列说法中正确的是(  )
A.煤油是石油加工所得的主要产品之一,对煤的加工不能得到煤油
B.利用“氢化法”可将煤加工成燃油,其过程中发生了化学变化
C.利用“气化—液化法”可将煤加工成燃油,其过程中只发生物理变化
D.用煤生成的燃油的化学式可表示为(CH2)n,它是一种高分子化合物
【解析】 将煤进行低温(约500~600 ℃)干馏所得到的煤焦油,再进行分馏,分馏产品中有煤油。利用“气化—液化法”可将煤加工成燃油,其过程可大概表示为:首先把煤转化为氢气、一氧化碳等气体,然后在催化剂的作用下,其中的一氧化碳和氢气转化为燃油。在该过程中发生了许多化学反应。(CH2)n是燃油的组成成分,属于烃,通常呈液态,液态烃是小分子化合物而不是高分子化合物。
【答案】 B
二、非选择题
(本题包括4小题,共52分)
13.(9分)三个瓶子里分别盛有蒸馏水、暂时硬水、永久硬水,用什么实验可以鉴别各个瓶子里分别盛的是哪种水?
鉴别方法:____________________________________________________ _________________________________________________。
【解析】 回答这种类型的题,要注意以下几点:
(1)选取试剂要最佳:选取的试剂对试剂组中的各物质反应现象要专一,使之一目了然;(2)不许原瓶操作:鉴别的目的是为了以后使用,若原瓶操作,试剂被污染,“别”而无用,要有“各取少许”的字样;(3)不许“指名道姓”:结论的得出来自实验现象,在加入试剂之前,该物质是未知的,叙述时不可出现“取某某物质”或“加入某某试剂”的字样;(4)一般回答顺序为“各取少许溶液→加入试剂→描述现象→得出结论”。
【答案】 用三支试管各取少许三种水,分别滴加饱和的碳酸钠溶液,无沉淀产生的为蒸馏水;再用两支试管另取未检出的两种水,分别将两支试管加热煮沸,有沉淀产生的为暂时硬水,无沉淀产生的为永久硬水
14.(12分)在我国实施的“南水北调”工程是为了解决北方地区长期缺水的状况。在调水工程中,沿途工业污水的任意排放是造成水质恶化的最大隐患。检测某工厂废液中含有大量Mg2+、A13+、Cu2+、Ag+。试分析回答下列问题:
(1)该废液中可能大量存在的一种阴离子是________(填序号);
A.SO42-   B.NO3-
C.Cl-   D.CO32-
(2)为检测废液中铝元素的含量需将其从废水样品中分离出来,所用的试剂是________,铝元素发生变化的离子方程式是______________________________________;
(3)为了回收废液中的金属银,某同学设计了如下方案:
 
若该方案获得Ag 108 g,为保证不污染环境和Cl2的循环利用,理论上应提供标准状况下的H2的体积是________L。
【解析】 (1)根据离子共存的要求只有NO3-能与废液中的四种离子大量共存。(2)要分离铝元素,可通过沉淀Al3+来实现,但沉淀Al3+时其他阳离子也易沉淀,故应反其道而行,可通过沉淀其他三种阳离子,等分离后再单独沉淀铝。

(3)由AgCl~Ag~HCl~12H2
           108 g     12mol
           108 g     12mol
即需标准状况下的H2为11.2 L。
【答案】 (1)B (2)NaOH Al3++4OH-===[Al(OH)4]- (3)11.2
15.(16分)(2009年宁夏理综)请回答氯碱工业中的如下问题:
(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结合的新工艺可以节(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)________、________。
【解析】 (1)电解饱和食盐水的化学方程式是:2NaCl+2H2O=====通电2NaOH+H2↑+Cl2↑,所以k=m?Cl2?2m?NaOH?=7180=1∶1.13。
(2)先加BaCl2溶液除去粗盐中的SO42-,此时粗盐中又引入Ba2+;再加Na2CO3溶液除去Ca2+、Mg2+、Ba2+、Fe3+等杂质离子,此时溶液中引入CO32-离子,最后加HCl除去CO32-。所以三种试剂的添加顺序是BaCl2、Na2CO3、HCl。
(3)①A是电解池,生成物为NaOH、Cl2和H2,所以X、Y一种是Cl2另一种为H2;B是原电池,则Y是H2,X是Cl2。
B中燃料电池反应是2H2+O2===2H2O,B中的右室反应是O2+4e-+2H2O=== 4OH-,Na+可以透过离子膜由B的左室进入右室,所以从B的右室中出来的NaOH溶液浓度变大,因此a%小于b%。
②B是H2、O2、NaOH燃料电池,因此,正极反应为O2+4e-+2H2O=== 4OH-,负极反应为2H2+4OH--4e-===2H2O
【答案】 (1)m?Cl2?2m?NaOH?=7180=1∶1.13或0.89 (2)③①②
(3)①Cl2 H2 a%小于b%
②12O2+H2O+2e-===2OH- H2+2OH--2e-===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)
16.(15分)气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径。煤的气化的主要反应是:C+H2O(g)=====高温CO+H2,CO和H2的混合气体是合成多种有机物的原料气,研究由CO、H2合成有机物的化学称为一碳化学。下图是合成某些物质的路线图:
 
其中,D易溶于水,且与CH3COOH互为同分异构体,F分子中的碳原子数是D中的3倍,H经催化氧化可得到G。请回答下列问题:
(1)写出下列物质的结构简式:A:________,H:________,指出A和H的关系________。
(2)利用合成气(H2+CO)生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化,合成气也可合成醛、酸、酯等多种产物,下列表述正确的是________。
①以合成气为原料的反应都是化合反应
②改变合成气中CO与H2的体积比,可得到不同的产物
③合成气的转化反应需在适当的温度和压强下通过催化完成
④从合成气出发生成气态烃或醇类有机物是实现“煤变油”的有效途径
⑤以合成气为原料的反应产物中不可能有烯烃或水
A.①②④        B.②③④
C.②④⑤   D.③④⑤
(3)写出下列反应的化学方程式:
①CH3COOH+E―→F:________________;
②D与新制氢氧化铜加热:________________。
【解析】 由D与CH3COOH互为同分异构体,故分子式为C2H4O2,D能和H2反应,E和CH3COOH发生酯化反应生成F,故D的结构简式为HO—CH2—CHO,E为CH2OHCH2OH。由A――→O2B――→O2C衍变关系,可知A为CH3OH,C为HCOOH,故H应为CH3CH2CH2CH2OH。因H可催化氧化生成G,故G为CH3CH2CH2CHO。
【答案】 (1)CH3OH CH3CH2CH2CH2OH 同系物
(2)B
(3)①2CH3COOH+HOCH2CH2OH浓硫酸△
CH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O
②HOCH2CHO+2Cu(OH)2――→△HOCH2COOH+Cu2O↓+2H2O

 

B卷
一、选择题(本题包括12小题。每题4分,共48分)
1.化学与生活、社会密切相关。下列说法不正确的是(  )
A.利用太阳能等清洁能源代替化石燃料,有利于节约资源、保护环境
B.凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害,不可食用
C.为防止电池中的重金属等污染土壤和水体,应积极开发废电池的综合利用技术
D.提倡人们购物时不用塑料袋,是为了防止白色污染
【解析】 A项化石燃料是不可再生能源,且这些燃料可产生大量的污染大气的气体,太阳能代替化石燃料,能节约能源,保护环境;B项食品添加剂,如苯甲酸钠等均可适量食用;C项废电池综合利用是防止重金属离子污染的重要课题,故正确;D项白色污染主要是指难降解的塑料的污染。
【答案】 B
2.下列说法中错误的是(  )
A.石油中含有C5~C11的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油
B.含C18以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
C.煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物
D.煤中含有苯和甲苯,可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来
【解析】 煤的干馏经过复杂的物理、化学变化后得到煤焦油等物质。煤焦油是含有多种芳香族化合物的复杂混合物。煤焦油在170 ℃以下蒸馏出来的馏出物里主要含有苯、甲苯、二甲苯和其他苯的同系物等。所以并不是煤中含有苯和甲苯。
【答案】 D
3.下列有关天然气的说法中不正确的是(  )
A.天然气和沼气的主要成分都是甲烷
B.用液化石油气主要成分为丙烷的炉具与用天然气的炉具不能通用,需要调整或更换
C.天然气是比燃油更清洁的燃料,产物污染少
D.用天然气替代汽油作为汽车燃料,是因为使用起来更方便
【解析】 液化石油气燃烧时比天然气耗氧量大,炉具需要调整。天然气体积过大,储运不方便,暂时还不能代替汽油。
【答案】 D
4.由海水淡化生产饮用水,下列方法从原理上分析完全不可行的是(  )
A.利用太阳能将海水蒸馏淡化
B.将海水通过离子交换树脂,以除去所含离子
C.加明矾使海水的盐分沉淀而淡化
D.将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水
【解析】 海水淡化,要么蒸馏为水蒸气再加以收集,要么除掉海水中的盐分。由于海水中的盐分的浓度很小,从理论上讲,盐分是不可能沉淀析出的,所以C不正确。
【答案】 C
5.以下方法不属于污水处理方法的是(  )
A.物理沉淀法   B.微生物降解法
C.酸碱中和法   D.电渗析法
【解析】 A项属于物理方法,B项属生物法,C项是化学方法的一种,D项是海水的淡化方法,故符合题意。
【答案】 D
6.“84消毒液”在日常生活中广泛使用。该消毒液为无色且pH大于7,对某些有色物质具有漂白作用。你认为它可能的有效成分是(  )
A.SO2   B.KMnO4
C.NaClO   D.Na2CO3
【解析】 SO2溶于水显酸性,KMnO4紫色,Na2CO3无漂白作用。
【答案】 C
7.2009年11月,国务院常务会议决定,到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%,作为约束性指标纳入国民经济和社会发展的中长期规划。将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多,如:
①6CO2+6H2O――→光合作用C6H12O6+6O2↑
②CO2+3H2――→催化剂△CH3OH+H2O
③CO2+CH4――→催化剂△CH3COOH
④2CO2+6H2――→催化剂△CH2===CH2+4H2O
对以上反应的叙述,正确的是(  )
A.最节能的是反应①
B.因为CH3OH有毒,故反应②无应用价值
C.反应③中的两种反应物都是可再生的天然物质
D.反应④是工业生产乙烯的一种主要方法
【解析】 本题考查有关反应的价值取向问题,有新意,较易。对于反应①,利用的是太阳能,故是最节能的,A项正确;对于反应②,有毒的物质并不是没有应用价值,故B项错误;对于反应③,CH4不是可再生的天然资源,故C错误;工业上主要通过石油裂解的方法制备乙烯,故D项错误。
【答案】 A
8.实验室制乙烯和石油分馏实验,相同之处是(  )
A.都需要加热 B.都需要加沸石或碎瓷片
C.都需要冷凝器 D.温度计水银球都要插入溶液中
【解析】 对两套实验装置需详细了解。制乙烯不需冷凝器,石油的分馏实验不能把温度计水银球插入反应混合物中,而是插在蒸馏烧瓶支管口附近。
【答案】 AB
9.观察下图,下列叙述错误的是(  )
 
A.图示实验中发生了化学变化
B.液体X的pH>7,液体Y是一种黑色黏稠状液体
C.气体Z易燃,可还原氧化铜
D.试管A中产生浓的白烟
【解析】 此题考查有关煤的干馏及其干馏产物的知识。煤的干馏是煤在隔绝空气的条件下加强热的过程,它发生了复杂的物理、化学变化;煤的干馏有NH3生成,NH3易溶于水而呈碱性,故pH>7;同时煤干馏还生成了煤焦油,它的化学成分主要为苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘、沥青等的混合物,是难溶于水的黏稠状液体;干馏的气态产物中有H2、CO,具有还原性,可以还原氧化铜,因此选项A、B、C均正确,叙述错误的是D。
【答案】 D
10.某工厂排放的酸性废水中含较多的Cu2+,对农作物和人畜都有害,欲采用化学方法除去有害成分,最好加入下列物质中的(  )
A.食盐和硫酸   B.胆矾和石灰水
C.铁粉和生石灰   D.苏打和盐酸
【解析】 除Cu2+用铁粉,除酸用生石灰。
【答案】 C
11.为了降低锅炉用水或化工用水的硬度,许多单位都应用离子交换柱。在此之前曾经普遍应用过“药剂法”,如石灰纯碱法等,使Ca2+、Mg2+转化成沉淀物从水中除去,达到软化硬水的目的。与之相比,离子交换法软化水的优点很多。下列各项中,不符合事实的是(  )
A.操作简便,设备简单,占地面积小
B.离子交换剂(离子交换树脂或磺化煤)可再生,反复使用
C.能除去水中的所有离子
D.废水容易处理,不产生污染物
【解析】 离子交换剂只能使Ca2+、Mg2+浓度降低到合理水平,不能除去水中的所有离子。
【答案】 C
12.镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质
溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:
Cd+2NiOOH+2H2O放电充电Cd(OH)2+2Ni(OH)2
有关该电池的说法正确的是(  )
A.充电时阳极反应:Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O
B.充电过程是化学能转化为电能的过程
C.放电时负极附近溶液的碱性不变
D.放电时
电解质溶液中的OH-向正极移动
【解析】 充电时Ni(OH)2发生氧化反应,Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O,A正确;充电时电能转化为化学能,B错;放电时,发生反应Cd-2e-+2OH-===Cd(OH)2,c(OH-)浓度降低,碱性减弱,OH-移向负极,C、D错误。
【答案】 A
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(9分)宇航员在研究某星球的大气时,测知其主要成分是一种易溶于水的气体A;用酸化的KMnO4溶液与A的水溶液共热时,可获得一种棕红色气体产物B,B冷却至室温即凝结为液体;B与碱反应生成两种盐。据此推断该大气主要成分A是________;它与KMnO4,溶液反应的化学方程式是________________________________________;B与冷的KOH溶液作用的离子方程式是______________________。
【解析】 这是一道推断题,解答时应善于从已知的信息中寻找突破口:与酸性KMnO4溶液作用,可知A具有强还原性;得到一种棕红色气体B,冷凝至室温即为液态,可知B为溴蒸气(常温下为暗红色液体的非金属只有溴);溴与碱反应生成两种盐,进一步肯定B就是溴;A是易溶于水的气体,有强还原性,可推知A为HBr气体。
【答案】 溴化氢
2KMnO4+16HBr=====△2KBr+2MnBr2+5Br2↑+8H2O
Br2+2OH-===Br-+BrO-+H2O
14.(12分)某化工厂排放的污水中含有Al3+、Hg2+、Fe3+、Cu2+四种离子,甲、乙、丙三位同学设计从污水中回收铜的方案如下:
 
 
 
(1)以上实验方法能否得到铜(填“能”或“不能”)。
甲________,乙________,丙________。
(2)在制得铜的方案中会导致环境污染的一步操作是:
______________________________________,
其原因是______________________________________。
(3)在可制得铜的方案中,主要反应的离子方程式为:
______________________________________
______________________________________。
【解析】 (1)甲同学的方案中,加入NaOH所得沉淀至少含Hg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2三种沉淀,加热得到HgO、Fe2O3、CuO等,故通氢后不可能得纯铜。乙同学的方案,步骤①所得滤渣有Hg、Fe、Cu三种物质,②中除去Fe,③中加热可除去Hg,同时得CuO,最后可得Cu。丙同学的操作①所得滤渣为Fe、Cu、Hg,虽加热时可除去Hg,但Fe没除去,最后不可能得到纯铜。(2)由对乙同学的方案的分析知,在步骤③加热得CuO的同时,可生成汞蒸气会污染环境,可连接一个冷凝液化装置回收汞。(3)步骤①发生的反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+;Fe+Cu2+===Fe2+Cu;Fe+Hg2+===Hg+Fe2+。步骤②中的反应为Fe+2H+===Fe2++H2↑
【答案】 (1)不能 能 不能
(2)③ 加热时生成的汞蒸气会污染环境(应装一个“冷凝液化”回收装置)
(3)Fe+2Fe3+===3Fe2+
Fe+Cu2+===Fe2++Cu
Fe+Hg2+===Hg+Fe2+
Fe+2H+===Fe2++H2↑
15.(16分)自然环境提供的能够为人类利用的淡水资源并不丰富,而且淡水资源缺乏的形势日益严峻。地球的海水总量约为1.3×109亿吨,是人类最大的水资源库。电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图所示:
 
回答下列问题:
(1)大海中的海水________(填“能”或“不能”)直接通入到装置中,理由是_______ _________________________________________________。
(2)a是电源的________极,b是电源的________极。
(3)①是________室(填“淡水”或“浓水”),Ⅱ口排出的是________(填“淡水”或“浓水”)。
(4)电渗析法的主要原理是_______________________________________ ___________________________。
(5)该装置产生的浓水________(填“能”或“不能”)直接排放,理由为_____ __________________________________________________________。
【解析】 海水中有些悬浮杂质不能用离子交换除去,必须经过沉降、过滤后才能进入淡化装置;从电源连接电极名称可判断电源电极名称,阴极接电源负极,阳极接电源正极;利用电场作用,使海水中阴、阳离子分别向阳、阴极定向移动,但在阳膜和阴膜的离子选择性透过作用下,使有的间隔内离子浓度变大(如②间隔),有的间隔内离子浓度变小(如①间隔),这样就可以分别得到浓水和淡水;排出的浓水中含大量盐分,直接排放会改变水质,排到土壤中会导致土壤盐碱化,故不能直接排放。
【答案】 (1)不能 海水中往往有一些悬浮杂质,需要把海水经过沉降、过滤后才能通入该装置中
(2)负 正
(3)淡水 浓水
(4)在电场作用下,海水中的阳离子趋向阴极,阴离子趋向于阳极,但在阴膜和阳膜的选择性透过作用下,使有的间隔内离子浓度变小,从而使海水淡化
(5)不能 产生的浓水中含大量盐分,直接排放可能会改变水质、导致土壤盐碱化
16.(15分)(2009年重庆理综)工业上电解饱和食盐水能够制取多种化工原料,其中部分原料可用于制备多晶硅。
 
(1)上图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图,电解槽阳极产生的气体是________;NaOH溶液的出口为________(填字母);精制饱和食盐水的进口为________(填字母);干燥塔中应使用的液体是________。
(2)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注。
①SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同),方法为高温下SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,化学方程式为________________________________。
②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用,一定条件下,在20 L恒容密闭容器中的反应:
3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)
达到平衡后,H2和SiHCl3物质的量浓度分别为0.140 mol/L和0.020 mol/L,若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物,理论上需消耗纯NaCl的质量为________kg。
(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水,可制取氯酸钠,同时生成氢气,现制得氯酸钠213.0 kg,则生成氢气________m3(标准状况)。
【解析】 (1)电解饱和食盐水的电极反应分别为:阴极:2H++2e-===H2↑;阳极:2Cl--2e-===Cl2↑。所以阳极产物为氯气,H+在阴极放电,水中的c(OH-)增大,即NaOH在阴极(a处)产生。电解饱和食盐水所用的阳离子交换膜只允许阳离子(Na+)通过,阻止阴离子和气体通过,电解过程中,Cl-在阳极大量消耗,因此应在阳极区(d处)补充NaCl。干燥塔干燥的气体为Cl2,应用浓硫酸。
(2)①光导纤维主要原料为SiO2,产物有两种,另一种物质只能为HCl。
②n(H2)=0.140 mol/L+0.020 mol/L2×20 L=3 mol,由
2NaCl+2H2O=====通电2NaOH+H2↑+Cl2↑
2×58.5         2
m(NaCl)         6 g
m(NaCl)=351g≈0.35 kg。
(3)由题意,可写出反应的化学方程式为:
NaCl+3H2O=====通电NaClO3+3H2↑
          106.5  6
          213 kg m(H2)
m(H2)=12 kg,n(H2)=6 000 mol,V(H2)=134.4 m3。
【答案】 (1)氯气(或Cl2) a d 浓硫酸
(2)①SiCl4+2H2+O2=====高温SiO2+4HCl ② 0.35 (3)134.4

 

 

 

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