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题型:填空题
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填空题

下图是两座工厂的主要生产流程以及它们之间的生产关系

回答下列问题:

(1)与上图中“设备A”的作用相当的实验装置是        

(2)“溶液B”也可以用下列物质中的什么物质代替?     

a.KAl(SO4)2·12H2O      b.ClO2        c.大量O3      d.K2Cr2O7       e.活性炭

(3)聚氯化铝在生产过程中作       剂,其作用是             ,可用离子方程式表示其化学原理如下(用Al3+代表聚氯化铝):                       

(4)上图中下方的工厂主要生产两种气体和一种常见强碱,通常称为         工业。

(5)加入“三种试剂”主要是为了除去粗食盐水中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,按加入的先后次序写出化学式                            。

(6)制取“溶液B”的方法现在已作了改进,其原理图,用离子方程式表示该装置中发生的反应:                      。

正确答案

(1)c

(2)b

(3)混凝剂(或化学沉降剂)   除去水中的悬浮物质   Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)

(4)氯碱  

(5)NaOH、BaCl2、Na2CO

(6)Cl- + H2O ClO- + H2

试题分析:(1)湖水中含有不溶性杂质,因此通过设备A可以过滤除去得到溶液,所以与上图中“设备A”的作用相当的实验装置是c,其中a是洗气,b是蒸馏,d是分液,答案选c。

(2)根据流程图可知,设备C是净水的,因此设备B是消毒的,其中能由于消毒的是二氧化氯,其中a是明矾,作为净水剂,臭氧和重铬酸钾具有氧化性,一般不能用于水的消毒,活性炭具有吸附性,答案选b。

(3)聚氯化铝在生产过程中作混凝剂(或化学沉降剂),其作用是除去水中的悬浮物质,其化学原理如下(用Al3+代表聚氯化铝)Al3++3H2OAl(OH)3(胶体),生成的氢氧化铝胶体具有吸附性。

(4)电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠,属于氯碱工业。

(5)Ca2用碳酸钠除去,Mg2用氢氧化钠除去,SO42用氯化钡除去,最后加入盐酸酸化。但由于过量的氯化钡要用碳酸钠来除,所以碳酸钠必需放在氯化钡的后面,而氢氧化钠可以随意调整,所以加入的先后次序的化学式可以是NaOH、BaCl2、Na2CO3

(6)电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠,生成的氯气溶解在氢氧化钠中生成次氯酸钠和水,所以反应的离子方程式可表示为Cl- + H2O ClO- + H2↑。

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填空题

近期因“召回门”而闹的沸沸扬扬的丰田Prius属第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低了汽油的消耗;在刹车和下坡时电动机处于充电状态。

(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料,汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应,每生成1mol水蒸气放热569.1kJ。则该反应的热化学方程式为_____________________________。

(2)混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池,镍氢电池采用镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解液。镍氢电池充放电原理示意如图,其总反应式是

根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH将

___________(填“增大”、“不变”或“减小”),该电极的电极反应式为_____________________。

(3)汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物,可通过如下反应降低其浓度:

CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)。

①某温度下,在两个容器中进行上述反应,容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中的空格。

②相同温度下,某汽车尾气中CO、CO2的浓度分别为1.0×10-5mol·L-1和1.0×10-4mol·L-1。若在汽车的排气管上增加一个补燃器,不断补充O2并使其浓度保持为1.0×10-4mol·L-1,则最终尾气中CO的浓度为_________mol·L-1

正确答案

(1)C8H18(l)+25/2O2(g) = 8CO2(g)+9H2O(g) △H=-5121.9 kJ·mol-1(2)增大;NiOOH+H2O+e-= Ni(OH)2+OH-

(3)①v(正)﹥v(逆);② 1.1×10-6

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填空题

工业上生产氯气常用电解槽中电解饱和食盐水,为了避免电解产物之间发生反应,常用阳离子交换膜将电解槽隔成两部分。下图(左图)为电解槽的示意图。

(1)这种阳离子交换膜,只允许溶液中的            通过。(填下列微粒的编号)

①H2  ②Cl2  ③H+ ④Cl  ⑤Na+ ⑥OH

(2)写出在电解过程中发生的电极方程式阳极:                             

(3)已知某电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液10kg,每小时能收集到标况下的氢气896L,而且两边的水不能自由流通。则理论上计算,电解后流出的氢氧化钠溶液的质量分数为                             

(4)某化学课外兴趣小组设计了用电解法制取乙醇钠的工业方法,所用的电解槽如上右图所示,设计要求:①所用的交换膜不能让分子自由通过;②电解过程中消耗的原料是氢氧化钠和乙醇。回答下列问题:

①写出在电解过程中发生的电极方程式

阴极:                                      

②最后从乙醇钠的乙醇溶液中分离得到纯净乙醇钠固体的方法是:           

正确答案

(1)③⑤(3分)(2)阳极;2Cl-2e=Cl2(3分) (3)35.7%(3分)

(4)①阴极:2CH3CH2OH+2e=2CH3CH2O+H2(3分)②蒸发结晶 (3分)

试题分析:(1)阳离子交换膜只允许阳离子钠离子、氢离子通过,而阴离子和分子均不能通过,故答案为:③⑤。

(2)电解池中和电源的正极相连的是电解池的阳极,阳极上氯离子发生失电子的氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑,故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑。

(3)氢气的物质的量=896L÷22.4L/mol=40mol,质量为40mol×2g/mol=80g,根据电解方程式:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,可得生成的NaOH为:m(NaOH)=2×40mol×40g/mol=3200g,溶液增加的质量为增加的钠元素的质量减去生成氢气的质量,为:2×40mol×23g/mol-80g=1760g;溶液中溶质氢氧化钠的质量为10000g×10%+3200g=4200g,溶液的质量为10000g+1760g=11760g,电解后流出的氢氧化钠溶液的质量分数=4200g÷11760g×100%=35.7%。

(4)①电解池中和电源的负极相连的是电解池的阴极,阴极上乙醇得电子发生还原反应,即2CH3CH2OH+2e-=2CH3CH2O-+H2↑。

②从溶液中析出溶质的方法是蒸发结晶,故答案为:蒸发结晶.

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填空题

( 7分)X、Y、Z为三种常见短周期元素,它们位于同一周期,且原子序数依次增大,X的最高价氧化物对应的水化物为强碱,Y、Z的最高价氧化物对应的水化物均为强酸,W与Z同主族,且其原子序数相差18。请回答下列问题:

(1)Z的含氧酸中相对分子质量最小的是_____________________。(填化学式)

(2)X2Y与W2在水溶液中反应的离子方程式为_________________________________。

(3)下图装置(Ⅰ)是一种可充电电池的示意图,装置(Ⅱ)为电解池的示意图。装置(Ⅰ)的离子交换膜只允许X+通过。电池充电、放电的电池反应为:

 

当闭合K时,X及附近溶液变红色。下列说法正确的是____________________。

正确答案

(7分)(1)HClO(2分) ⑵S2-+Br2==S↓+2Br-(2分) ⑶D(3分)

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简答题

(18分)高铁酸盐(如K2FeO4)是一种高效绿色氧化剂,可用于饮用水和生活用水的处理。从环境保护的角度看,制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。

(1)电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极,NaOH溶液作为电解质溶液,其电流效率可达到40%。写出阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式:            

(2)铁丝网电极是更理想的阳极材料,相同条件下,可将电流效率提高至70%以上,原因是          。研究亦发现,铁电极在某一电压范围内会产生氧气使阳极表面生成Fe2O3膜而“钝化”。写出产生O2的电极反应方程式:          

(3)FeO42易与水4h生成絮状氢氧化铁,也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极,在中间环节(对应图中4h后)过滤掉氢氧化铁,反应过程中FeO42浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示(图中曲线是每隔1h测得的数据)。图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况。下列判断正确的是   (填编号)

①过滤:掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液

②过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大

③实验表明不过滤掉氢氧化铁,6h后电流效率几乎为0

(4)在相同的pH条件下,经过相同的反应时间,高铁酸盐的产率与温度关系如图2。

随温度升高,高铁酸盐产率先增大后减小的原因是          

(5)人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究,例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐,该研究方向的价值有          (至少答一点)。

正确答案

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简答题

在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相容的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极,圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒,可以上下搅动液体,装置如右图。接通电源,阳极周围的液体呈现棕色,且颜色由浅变深,阴极上有气泡生成。停止通电,取出电极,用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层,下层液体呈紫红色,上层液体几乎无色。根据上述实验回答:

(1)阳极上的电极反应式为                       

(2)阴极上的电极反应式为                       

(3)原上层液体是                           

(4)原下层液体是                           

(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是                     

(6)要检验上层液体中含有的金属离子                 ,现象是                                                              

正确答案

(1)2I-—2e=I 。(2)2H++2e  = H2↑。(3)NaI或KI。(4)四氯化碳。(5)I2易溶于四氯化碳,难溶于水。(6)焰色反应。若焰色为亮黄色为NaI,通过蓝色钴玻璃观察,若焰色为紫色为KI。

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填空题

某课外活动小组设计了如图所示的装置,调节滑动变阻器控制电流强度适中的情况下用其进行缓慢电解NaCl溶液及相关实验(此时,打开止水夹a,关闭止水夹b)。由于粗心,实验并未达到预期目的,但也看到了很令人高兴的现象。(阳离子交换膜只允许阳离子和水通过)

请帮助他们分析并回答下列问题:

(1)写出B装置中的电极反应:

阴极:________;阳极:________。

(2)观察到A装置中的现象是:①________;②________;③________。

(3)当观察到A装置中的现象后,他们关闭止水夹a,打开止水夹b。再观察C装置,若无现象,请说明理由;若有现象,请写出有关反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式):____________________________________。

(4)若想达到电解NaCl溶液的目的,应如何改进装置,请提出你的意见:

__________________________________________________________________。

正确答案

(1)2H+2e=H2↑;Fe-2e=Fe2 (2)①A烧杯中的水倒吸进入烧瓶产生红色喷泉 ②烧瓶中液面上升到高于左侧尖嘴一定程度后又逐渐下落至与左侧尖嘴相平 ③最后A烧杯中溶液呈红色,导管口有气泡冒出 (3)Fe2+2OH=Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 (4)把Fe电极换成C、Pt等惰性电极或将装置中的两电极互换位置等

(1)阴极H放电,电极反应为2H+2e=H2↑;阳极Fe为活泼电极,故Fe先失去电子,电极反应为:Fe-2e=Fe2。(2)由于氢气通入烧瓶后,使氨气与水接触,故现象有:①A烧杯中的水倒吸进入烧瓶产生红色喷泉;②烧瓶中液面上升到高于左侧尖嘴一定程度后又逐渐下落至与左侧尖嘴相平;③最后A烧杯中溶液呈红色,导管口有气泡冒出。(3)关闭止水夹a,U形管左边气体不断生成,压强增大,打开止水夹b后,U形管右边的FeCl2溶液被压入NaOH溶液中,生成Fe(OH)2沉淀:Fe2+2OH=Fe(OH)2↓,Fe(OH)2不稳定,在空气中立即变成灰绿色,最后变成红褐色:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3。(4)若想达到电解NaCl溶液的目的,则阳极应为惰性电极,可把Fe电极换成C、Pt等惰性电极或将装置中的两电极互换位置等。

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(12分)最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应,转化为乙醇和乙酸,总反应为:2CH3CHO + H2OCH3CH2OH + CH3COOH

实验室中,以一定浓度的乙醛—Na2SO4溶液为电解质溶液,

模拟乙醛废水的处理过程,其装置示意图如右图所示。

(1)若以甲烷燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入          (填化学式)气体。

(2)电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体。电极反应如下:   

阳极:① 4OH- - 4e- ="=" O2↑+ 2H2O

                                      

阴极:①                                      

② CH3CHO + 2e- + 2H2O ="=" CH3CH2OH + 2OH-

(3)电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量      (填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)已知:乙醛、乙醇的沸点分别为20.8℃、78.4℃。从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是                     

(5)在实际工艺处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛的含量为3000 mg/L的废水,可得到乙醇            kg(计算结果保留小数点后1位)。

正确答案

(1)CH4(2)CH3CHO -2e- + H2O ="=" CH3COOH + 2H+  4H++ 4e- ="=" 2H2↑或4H2O + 4e- ="=" 2H2↑+ 4OH-(写成“2H++ 2e- ="=" H2↑”不扣分)(3)不变

(4)蒸馏(5)1.9

(1)电解池中和电源负极相连的是阴极,所以b是负极,a是正极。原电池中负极失去电子,所以甲烷在负极通入。

(2)电解池中阳极失去电子,所以阳极除OH放电以外,乙醛也失去电子,被氧化生成乙酸,方程式为CH3CHO -2e- + H2O ="=" CH3COOH + 2H+;阴极得到电子,所以阴极除乙醛也得到电子,被还原生成乙醇外,氢离子得到电子,方程式为4H++ 4e- ="=" 2H2↑。

(3)根据(2)可知,硫酸钠不参与反应,所以硫酸钠的物质的量不变。

(4)根据乙醇和乙醛的沸点相差较大可知,要分离二者,应该采用蒸馏。

(5)根据电极反应式可知,阴极区生成的乙醇是

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填空题

南海某小岛上,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示水的硬度为28°(属于硬水),主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题:

(1)该泉水属于    硬水(填写“暂时”或“永久”)。 

(2)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,试剂添加时先加    后加    ,原因是                            

(3)目前常用阳离子交换树脂如NaR、HR来进行水的软化,若使用HR作为阳离子交换树脂则水中的Ca2+、Mg2+与交换树脂的    起离子交换作用。若使用NaR作为阳离子交换树脂失效后可放入5%-8%    溶液中再生。

(4)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42等离子,电极为惰性电极。请分析下列问题:

①阳离子交换膜是指    (填A或B)。

②写出通电后阳极区的电极反应式:                       ;阴极区的现象是:                          

正确答案

(1)永久

(2)石灰 纯碱 过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来

(3)H+ NaCl

(4)①B ②2Cl-+2e-Cl2↑ 电极上产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀。

考点二化学与工农业生产

(1)由较多钙离子和镁离子以及硫酸根离子引起的硬度,叫永久硬度。

(2)纯碱除了除去原溶液中的Ca2+还要除去加入的Ca2+,因此一定把纯碱放在石灰的后面加入。

(3)再利用阳离子交换原理,将失效后的NaR放入NaCl的溶液中,使其获得再生。

(4)通电后,阳离子Na+向着阴极移动,故B为阳离子交换膜,电解时,阴离子Cl-在阳极得电子生成Cl2,阴极区H+得电子,生成H2同时产生OH-,与Mg2+和Ca2+反应生成氢氧化镁和氢氧化钙沉淀。

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填空题

(20分)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图,如图所示:

(1)溶液A的溶质是                   

(2)电解饱和食盐水的离子方程式是                              

(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用              

(4)电解所用的盐水需精制。

去除有影响的Ca2、Mg2、NH4、SO42[c(SO42)>c(Ca2)]。

精致流程如下(淡盐水和溶液A来电解池):

①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是    

②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是   

③BaSO4的溶解度比BaCO3的小,过程Ⅱ中除去的离子有      

④经过程Ⅲ处理,要求盐水中c 中剩余Na2SO3的含量小于5mg /L,若盐水b中NaClO的含量是7.45 mg /L ,则处理10m3盐水b ,至多添加10% Na2SO3溶液       kg(溶液体积变化忽略不计)。

正确答案

(1)NaOH(2分)

(2)2Cl+2H2O2OH+H2↑+Cl2↑(2分)

(3)氯气与水反应:Cl2+H2OHCl+HClO,增大HCl的浓度可使平衡逆向移动,减少氯气在水中的溶解,有利于氯气的溢出。(4分)

(4)①Mg(OH)2(2分)

②2NH4+3Cl2+8OH=8H2O+6Cl+N2↑(4分)

③SO42、(2分)Ca2(2分)(写对一个的2分,有一个错得0分)

④1.76(2分)

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