高中化学鲁科版化学与技术主题二海水资源工业制碱单元测试学业分层测评5

学业分层测评(五)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于电解NaCl的水溶液，下列叙述正确的是()A．电解时阳极得到Cl2，阴极得到钠B．在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞，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】电解时阴极：2H＋＋2e－=H2↑(H＋由H2O提供后剩余OH－显碱性)，阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑(Cl2有一部分溶于水，呈强氧化性，滴入KI后生成I2)。【答案】B2．下列关于离子交换膜电解槽的叙述，错误的是()A．精制的饱和食盐水进入阳极室B．纯水(加少量NaOH)进入阴极室C．阴极产物为NaOH和氢气D．电解槽的阳极用金属铁网制成【解析】离子交换膜电解槽阳极产物为Cl2，阴极为NaOH和H2。阳极发生氧化反应：2Cl－－2e－=Cl2↑，若是铁做阳极，则Fe原子失去电子，阳极不会得到Cl2；阴极发生还原反应：2H＋＋2e－=H2↑，需补充H2O，Na＋自阳极室进入阴极室后，与OH－形成NaOH。【答案】D3．目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是()A．硬水的软化B．电解饱和食盐水制造NaOHC．电渗析淡化海水D．海水中提取金属Mg【解析】海水中提取金属Mg的基本过程为：海水eq\o(→,\s\up8(石灰乳))氢氧化镁eq\o(→,\s\up8(盐酸))氯化镁溶液eq\o(→,\s\up8(结晶))氯化镁晶体eq\o(→,\s\up8(脱水))无水氯化镁eq\o(→,\s\up8(电解))金属镁。【答案】D4．下列说法错误的是()A．电解饱和食盐水的工厂可以生产盐酸B．电解饱和食盐水在阴极区有NaOH生成C．用离子交换膜法制烧碱不会对环境造成污染D．氯碱工业产品可用于造纸、金属冶炼等行业【解析】氯碱工业会产生三废(废气、废水、废渣)，故必对环境造成污染。【答案】C5．氯碱工业的电解槽使用的交换膜是()A．阴离子交换膜 B．阳离子交换膜C．滤纸 D．塑料薄膜【解析】氯碱工业的电解槽中，使用阳离子交换膜，防止Cl2和H2混合。【答案】B6．在氯碱工业中，原料盐中的杂质离子危害很高，能破坏离子膜，以下对Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)除去顺序不合理的是()【导学号：28920233】A．BaCl2、NaOH、Na2CO3B．BaCl2、Na2CO3、NaOHC．NaOH、BaCl2、Na2CO3D．Na2CO3、BaCl2、NaOH【解析】除杂原则是每一种试剂必须过量，不能引入杂质离子，或者引入的杂质离子利用后加试剂能除去。而D选项加入BaCl2后，再加NaOH时不能将过多的钡离子除去，从而引入新的杂质。【答案】D7．用惰性电极电解未精制的食盐水，食盐水装在U形管内。结果很快在某一电极附近出现食盐水浑浊现象。造成浑浊的难溶物主要是()A．碳酸镁 B．硫酸钡C．氢氧化镁 D．碳酸钡【解析】未精制的食盐水中含Ca2＋、Mg2＋，电解时产生的NaOH与Mg2＋反应生成Mg(OH)2沉淀。【答案】C8．取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯做电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是()A．b电极是阴极B．a电极与电源的正极相连C．电解过程中，水是氧化剂D．b电极附近溶液的pH变小【解析】a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，说明a极产生了Cl2，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，b为阴极，2H＋＋2e－=H2↑，电解促进水的电离，所以b极附近的pH增大。【答案】D9．NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质(见下图)。下列说法正确的是()A．25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3B．石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂C．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应D．图中所示转化反应都是氧化还原反应【解析】A项Na2CO3比NaHCO3的溶解度大；C项不是二者不反应，而是类似钝化作用，反应产物的覆盖和隔离作用阻碍了反应的进一步进行；D项制取Na2CO3、NaHCO3的过程不涉及氧化还原反应。【答案】B10.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()A．a为正极，b为负极；NaClO和NaClB．a为负极，b为正极：NaClO和NaClC．a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl【解析】电解饱和食盐水生成Cl2、H2和NaOH，同时在电解池内制得消毒液，则该消毒液的有效成分是Cl2和NaOH反应生成的NaClO。在图示的电解池中，要使Cl2和NaOH充分反应，应使Cl2生成于下方、NaOH生成于上方。在饱和食盐水的电解池中，Cl2生成于阳极、NaOH生成于阴极。电解池的阳极连接电源的正极，阴极连接电源的负极。则a是负极，b是正极。【答案】B11．某兴趣小组设计如下图所示微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是()A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up8(电解))Cl2↑＋H2↑B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl2＋2e－=2Cl－D．断开K1，闭合K2时，石墨电极做正极【解析】断开K2，闭合K1时，构成电解池，反应的离子方程式为2H2O＋2Cl－eq\o(=,\s\up8(电解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－，石墨电极为阳极，发生反应：2Cl－－2e－=Cl2↑；铜电极为阴极，发生反应：2H＋＋2e－=H2↑，所以铜电极附近溶液变红。断开K1，闭合K2时，构成原电池，其中石墨电极为正极。【答案】D[能力提升]12．为除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)：称取粗盐eq\o(→,\s\up8(溶解),\s\do8(①))eq\o(→,\s\up8(BaCl2),\s\do8(②))eq\o(→,\s\up8(NaOH),\s\do8(③))eq\o(→,\s\up8(Na2CO3),\s\do8(④))eq\o(→,\s\up8(过滤),\s\do8(⑤))滤液eq\o(→,\s\up8(适量盐酸),\s\do8(⑥))eq\o(→,\s\up8(蒸发、结晶、烘干),\s\do8(⑦))精盐(1)判断BaCl2已过量的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)第④步中，相关的离子方程式是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若先用盐酸调pH再过滤，将对实验结果产生影响，其原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)为检测精盐纯度，需配制250mLmol·L－1NaCl(精盐)溶液，如右图是该同学转移溶液的示意图，图中的错误是_________________________________________________________________________________________________________________。【解析】加入BaCl2、NaOH、Na2CO3等沉淀剂后，产生BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3沉淀，还有过量Na2CO3和NaOH，需加入盐酸使它们转变成NaCl。但如果先加盐酸再过滤，Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3都可能溶解，造成产品纯度不高。【答案】(1)取第②步后的上层清液1～2滴于点滴板上，再滴入1～2滴BaCl2溶液，若溶液未变浑浊则表明BaCl2已过量(2)Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓；Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓(3)先加盐酸会有少量CaCO3、BaCO3等溶解，从而影响制得精盐的纯度(4)未用玻璃棒引流；未采用250mL容量瓶13．电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则①电解池中X极上的电极反应式为_________________________________，在X极附近观察到的现象是_______________________________________。②Y电极上的电极反应式为_______________________________________，检验该电极反应产物的方法是______________________________________。(2)如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则①X电极的材料是________________，电极反应式为___________________。②Y电极的材料是________________，电极反应式为___________________。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)【解析】(1)用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应：2Cl－－2e－=Cl2↑；阴极反应：2H＋＋2e－=H2↑。与电源正极相连的为阳极，反之为阴极。所以X为阴极，Y为阳极。X极在反应过程中消耗了H2O电离出的H＋，溶液呈碱性，加入酚酞试液变成红色；Y极产生Cl2，能使湿润的淀粉KI试纸变成蓝色。(2)电解精炼Cu时，用含杂质的Cu为阳极，纯Cu为阴极。反应过程中阳极上的Cu以及比Cu活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比Cu差的金属形成阳极泥；在阴极只有Cu2＋能得电子成为单质，其他较活泼金属对应的离子不能得电子。根据装置图，X为阴极，Y为阳极。所以，X电极的材料是纯铜，电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu；Y电极的材料是粗铜，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋。【答案】(1)①2H＋＋2e－=H2↑放出气体，溶液变红②2Cl－－2e－=Cl2↑把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色(2)①纯铜Cu2＋＋2e－=Cu②粗铜Cu－2e－=Cu2＋14．海水是取之不尽的化工原料资源库，从海水中可提取各种化工原料。下列是工业上对海水的几项综合利用的示意图：【导学号：28920234】试回答下列问题：(1)粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等杂质，精制时所用试剂为：A.盐酸；溶液；溶液；溶液。加入试剂的顺序是_____________________。(2)电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极上发生的反应为______________。与电源负极相连的电极附近溶液pH________(填“变大”、“不变”或“变小”)。若1mol电子的电量为96500C，则用电流强度为100A的稳恒电流持续电解3分13秒，则在两极上共可收集到气体______mL(STP)。若保证电解后饱和食盐水的浓度不变，则可采取的方法是___________________。(3)由MgCl2·6H2O晶体脱水制无水MgCl2时，MgCl2·6H2O晶体在________气氛中加热脱水，该气体的作用是_______________________________________________________________________________________________________________________________