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题型:简答题
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简答题

(2014届河北省冀州中学高三3月摸底考试理综化学试卷)

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:

(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)右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        

(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           

正确答案

(1)氯化钠  氢氧化钠

(2)Ca2++ CO32 = CaCO3↓   Mg2+ + 2OH = Mg(OH)2↓ 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。

(3)H2 阳极   2Cl+2H2OCl2↑+H2↑+2 OH

(4)Na2SO3 + Cl2 + H2O = Na2SO4 + 2HCl

(5)93.46%

氯碱工业的电解原理是2Cl+2H2OCl2↑+H2↑+2OH。(1)从图上看未电解的NaCl和产物NaOH可以循环使用。(2)粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42等无机杂质,一次精制时加入纯碱和烧碱,其中CO32-使Ca2+沉淀,OH使Mg2+沉淀;用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+,若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽,碱性条件下会生成沉淀,损害离子交换膜。

(3)图中Na+由左侧通过离子交换膜进入右侧,说明F电极为H+放电,是阴极,B处产生的气体是H2

E电极是阳极。电解总反应的离子方程式即电解原理。

(4)溶解氯与亚硫酸钠溶液反应,Cl2变成Cl-,亚硫酸钠变成硫酸钠,注意水参与了反应。

(5)

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填空题

如下图所示,A、F为石墨电极,B、E为铁片电极。按要求回答下列问题。

(1)打开K2,合并K1。B为     极,A的电极反应为                          ,最终可观察到的现象是                            

涉及的化学反应方程式有:                                                 

(2)打开K1,合并K2。E为       极,F极的电极反应  为                          ,检验F极产生气体的方法是                             

(3)若往U型管中滴加酚酞,进行(1)(2)操作时,A、B、E、F电极周围能变红的是           ,原因是                                            

正确答案

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填空题

(8分)将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置:

(以下均假设反应过程中溶液体积不变)。

⑴铁片上的电极反应式为                           

⑵铜片周围溶液会出现                           的现象。

⑶若2 min后测得铁片和铜片之间的质量差为1.2g,计算:

①导线中流过的电子的物质的量为         mo1;

②该段时间内用硫酸铜表示的平均反应速率为             

正确答案

(1)Fe-2e-=Fe 2+;(2)溶液颜色变浅;(3)①0.02;② 0.01mol•L-1•min-1

试题分析:(1)铁片、铜片和硫酸铜溶液构成原电池,铁较活泼,作原电池的负极,电极反应式为Fe-2e-=Fe 2+;(2)铜电极作原电池的正极,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,铜离子浓度降低,则溶液颜色变浅;(3)①负极上铁溶解,正极上析出铜,铁片和铜片相差的质量为溶解铁和析出铜的质量之和,溶解铁的物质的量和析出铜的物质的量相等,设转移电子的物质的量为xmol,x/2×56+x/2×64=1.2,x=0.02;②硫酸铜的平均反应速率=0.01mol/(2min×0.5L)=0.01mol•L-1•min-1

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简答题

如下两个反应: A、NaOH+HCl=NaCl+H2O     B、2FeCl3+Fe=3FeCl2

(1)根据两反应本质,分别判断能否用于设计原电池____________________________。其理由_________________________________________________________。

(2)如果可以,请画出实验装置图,注明电解质溶液名称和正负极材料,标出电子的流动方向,写出电极反应式。

________是正极,正极反应式:___________________;

________是负极,负极反应式:__________________。

正确答案

(1)(A)不行(B)可以,(A)不是氧化还原反应,没有发生电子的转移

(2)实验装置图如右图所示:

Cu(或C)是正极,正极反应式:2Fe3+2e=2Fe2

Fe是负极,负极反应式:Fe-2e=Fe2

试题分析:判断能否设计原电池的原理是该反应能否发生氧化还原反应,有无电子转移,依题意可知A不行,B有电子转移,故可以。

依据不活泼物质如Cu或C做正极Cu(或C)是正极,正极反应式:2Fe3+2e=2Fe2

活泼的金属如Fe容易失去电子做负极,负极反应式:Fe-2e=Fe2

点评:原电池是高中化学的重点也是难点,考生要着重掌握原电池设计原理,从本质上去理解从而真正地掌握,培养发散思维能力。

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题型:填空题
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填空题

(6分)有反应K2S+2FeCl3 ===2FeCl2+2KCl+S试设计一原电池;画出示意图(仪器、溶液选择有烧杯、FeCl3溶液, FeCl3溶液,K2S溶液,导线,KCl盐桥,石墨电极,小灯泡,导线等材料)标明所选溶液,电极;写出电极反应;

负极;

正极;

画出示意图;

正确答案

下一知识点 : 原电池正、负极的判断方法
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