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1、填空题 (共13分)氯碱工业是最基本的化学工业之一,其主要原理基于电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,它的产品烧碱和氯气以及氢气应用广泛。请回答下列问题:
(1)电解前,如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以是______________(填字母代号)。
A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.BaCl2
(2)“盐泥”是电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下:
成分
| NaCl
| Mg(OH)2
| CaCO3
| BaSO4
| 其他不溶物
|
质量分数(%)
| 15~20
| 15~20
| 5~10
| 30~40
| 10~15
|
利用盐泥生产MgSO4·7H2O晶体的工艺流程如下图所示。

回答下列问题:
①酸洗过程中加入适量硫酸控制pH为5左右,反应温度在50℃左右。持续搅拌使之充分反应,以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4,CaCO3在此过程中转化为CaSO4,请解释此转化得以发生的原因_________。
②过滤所得滤渣的主要成分为____________________________。
③根据下图分析,蒸发结晶过滤所得晶体A主要成分为____________________。

④真空干燥MgSO4·7H2O晶体的原因是______________________。
(3)已知NaCl在60 ℃的溶解度为37.1 g,现电解60 ℃精制饱和食盐水1371 g,经分析,电解后溶液密度为1.37 g·cm-3,其中含有20 g NaCl,则电解后NaOH的物质的量浓度为________________mol/L。
参考答案:(1)A、C
(2)①硫酸能与碳酸钙反应,搅拌过程中产生的CO2不断逸出,碳酸钙转化为硫酸钙
②BaSO4、CaSO4等不溶于酸的物质;③NaCl;
④减小压强,降低水的沸点,避免干燥温度过高而失去结晶水(答到防止加热温度过高失去结晶水给1分,答到真空或者减压降低水的沸点给1分)
(3)7.14.
本题解析:(1)电解前,如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,在除去杂质的时候,尽量不要引入新的杂质离子,所以该钡试剂可以是A.Ba(OH)2、C.BaCl2;(2)①酸洗过程中加入适量硫酸控制pH为5左右,反应温度在50℃左右。持续搅拌使之充分反应,以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4,CaCO3在此过程中转化为CaSO4,此转化得以发生的原因是硫酸能与碳酸钙反应,搅拌过程中产生的CO2不断逸出,碳酸钙转化为硫酸钙;②过滤所得滤渣的主要成分为BaSO4、CaSO4等不溶于酸的物质;③根据物质的溶解度与温度的关系可知:NaCl的溶解度受温度的影响变化较小,而MgSO的溶解度受温度的影响变化较大,所以不断蒸发溶剂,MgSO4就会变为饱和溶液,再蒸发,就会析出晶体,得到的滤液主要成分是NaCl.因此最后蒸发溶剂得到的晶体主要是NaCl;④真空干燥MgSO4·7H2O晶体的原因是减小压强,降低水的沸点,避免干燥温度过高而失去结晶水(3)由于NaCl在60 ℃的溶解度为37.1 g,所以电解60 ℃精制饱和食盐水1371 g,则其中含有NaCl371g,H2O是1000g。经分析,电解后溶液密度为1.37 g·cm-3,其中含有20 g NaCl,则电解的NaCl的质量是371g-20 g=351g,根据电解的方程式是:2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,可知每反应消耗117gNaCl就会产生2mol的NaOH,其质量是80g,放出氢气和氯气各1mol,现在反应了NaCl是351g,则产生的NaOH的物质的量是(351g÷117g)×2mol=6mol,放出氢气与氯气的物质的量都是3mol,所以反应后溶液的质量是1371 g-3mol×2g/mol-3mol×71g/mol=1152g,所以溶液的体积是:1152g÷1.37 g·cm-3=840.9ml=0.8409L,所以电解后NaOH的物质的量浓度为c=n÷V=6mol÷="0.8409L" =7.14mol/L。
考点:考查粗盐的除杂与提纯、混合物的分离、食盐水的电解一产物的物质的量浓度的计算的知识。
本题难度:一般
2、选择题 工业上常用Fe做电极电解处理含Cr2O72-的酸性废水,最终使铬元素以Cr(OH)3沉淀的形式除去。某科研小组用该原理处理污水,设计装置如下图所示。下列说法不正确的是

[? ]
A.燃料电池中若有1.6 g CH4参加反应,则甲中C电极理论上生成气体体积为8.96L。
B.实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,可加入适量的Na2SO4。
C.该燃料电池正极的电极反应式为:O2+4e-+2CO2 = 2CO32-
D.甲中阳极附近溶液中的离子反应方程式是:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 )如图装置所示,C、D、E、F都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。请回答:

(1) 一段时间后,甲中溶液颜色?,
写出甲中C的电极反应式?。
(2) 若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为?。
(3) 现用丙装置给铜件镀银,电镀液是?溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL),丙中镀件上析出银的质量为?。
(4) 若将F电极更换为铁,其他装置都不变,则乙中发生总反应的离子方程式是?。
参考答案:
(1) 逐渐变浅 4OH-—4e-=O2↑+2H2O
(2)? 1∶2∶2∶2?(3) AgNO3 ? 5.4 g ?
(4)? 2Cl- + 2H2O
?2OH-?+ H2↑ + Cl2↑
本题解析:这是一道有关电解的试题,甲、乙、丙三个电解池中,在讨论其中任何一个的时候,另外两个都当做导线来处理,将直流电源接通后,F极附近呈红色,说明F极是氢离子放电,那么F极就是乙电解池的阴极,对应的B就是电池的负极,A就是原电池的正极,连接A电极的C电极就是思解池甲的阳极,由于C、D、E、F都是惰性电极,电极本身不参与电极反应,因此在C极上应该是溶液中的阴离子放电,所发生的电极反应为:4OH-—4e-=O2↑+2H2O,在D极上电极反应为:Cu2++2e-=Cu,溶液的颜色变浅;若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,C上生成氧气,D上生成铜单质,E上生成氯气,F上生成氢气,因为它们彼此串联,在相同的时间内通过的电量相等,那么,在各个电极上对应单质的物质的量之比为1﹕2﹕2﹕2;用丙装置给铜件镀银,当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL),表明溶液中通过的电子为0.05mol,电镀液是含有银离子的溶液,这个时候所发生的总的反应的离子方程式是:Ag++e-=Ag,可以看出生成银单质的质量为:0.05mol×108g/mol=5.4 g。若将F电极更换为铁,其他装置都不变,因为铁是阴极,不参与电极反应,则乙中发生总反应的离子方程式和没换之前是一样的。
本题难度:一般
4、选择题 如图电解池中装有硫酸铜溶液,选用不同材料的电极进行电解。下列说法正确的是(? )
参考答案:B
本题解析:
正确答案:B
A、不正确,溶液pH变小;B、正确;C、阴极上析出铜,质量增加。D、阳极质量减小,阴极质量增加。
本题难度:一般
5、填空题 (16分)某粗铜含铁、银、金和铂等杂质,通过电解精炼铜后,为充分利用电解后的阳极泥和电解液,设计如下工艺流程:

回答下列问题:
(1)电解时,以粗铜作______极,______________为电解液,写出阴极的电极反应式______________。
(2)电解后溶液中含有的主要金属阳离子为________________;溶液A是一种绿色氧化剂,则反应①的离子方程式为___________________________________________。
(3)加入的试剂B最好选用___________(填序号)
A.Cu
B.CuO
C.NaOH
D.氨水