2019-2020年高中化學(xué) 主題2 海水資源、工業(yè)制堿 課題2 氯堿生產(chǎn)教案 魯科版選修2.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 主題2 海水資源、工業(yè)制堿 課題2 氯堿生產(chǎn)教案 魯科版選修2 ●課標(biāo)要求 了解海水的綜合利用，認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)發(fā)展對(duì)自然資源利用的作用。 ●課標(biāo)解讀 1.了解海水資源的利用。如海水淡化，海水提溴、提鎂，氯堿生產(chǎn)。 2．理解以海水作為原料的化工生產(chǎn)的原理，了解化工生產(chǎn)中的產(chǎn)品。 ●教學(xué)地位 氯堿生產(chǎn)是我國(guó)重要化學(xué)工業(yè)，電解原理在氯堿生產(chǎn)中的應(yīng)用是高考中的高頻考點(diǎn)，尤其是電極反應(yīng)式的書(shū)寫、電極產(chǎn)物的判斷、有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，工藝流程中的實(shí)驗(yàn)操作是高考的熱點(diǎn)。 ●新課導(dǎo)入建議 發(fā)明氯氣、芥子氣等毒氣的弗里茨哈伯，也曾是諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的得主。他在一戰(zhàn)時(shí)曾為德國(guó)政府研發(fā)生化武器，生產(chǎn)出的毒氣造成了近百萬(wàn)人傷亡。盡管當(dāng)時(shí)表彰的是他關(guān)于合成氨的發(fā)現(xiàn)，不涉及毒氣的研制，但對(duì)于一個(gè)揚(yáng)言制造殺人毒氣是為了盡早結(jié)束戰(zhàn)爭(zhēng)的人來(lái)說(shuō)，他是否有資格接受這一神圣的獎(jiǎng)項(xiàng)，引起了許多專家的激烈爭(zhēng)論。你知道工業(yè)上如何生產(chǎn)氯氣嗎？ ●教學(xué)流程設(shè)計(jì) 課前預(yù)習(xí)安排：看教材P26－33，填寫[課前自主導(dǎo)學(xué)]，并完成[思考交流]。?步驟1：導(dǎo)入新課， 本課時(shí)教學(xué)地位分析。?步驟2：建議對(duì)[思考交流]進(jìn)行提問(wèn)，反饋學(xué)生預(yù)習(xí)效果。?步驟3：師生互動(dòng)完成探究1，可利用[問(wèn)題導(dǎo)思]的設(shè)問(wèn)作為主線。 ? 步驟7：通過(guò)[例2]的講解研析，對(duì)“探究2，粗鹽的精制”中注意的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)。?步驟6：師生互動(dòng)完成“探究2”。?步驟5：指導(dǎo)學(xué)生自主完成[變式訓(xùn)練1]和[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]1、4、5題。?步驟4：通過(guò)[例1]和教材P26－27“氯堿生產(chǎn)的核心技術(shù)——電解”講解研析，對(duì)“探究1，電解產(chǎn)物的判斷”中注意的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)。 ? 步驟8：指導(dǎo)學(xué)生自主完成[變式訓(xùn)練2]和[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]中的2、3題。?步驟9：引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)本課時(shí)知識(shí)框架，然后對(duì)照[課堂小結(jié)]。安排課下作業(yè)完成[課后知能檢測(cè)]。 課　標(biāo)　解　讀 重　點(diǎn)　難　點(diǎn) 1.了解電解的概念和電解食鹽水的原理，并能寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的化學(xué)方程式。 2.知道電解槽的基本結(jié)構(gòu)、作用及其主要類型，能說(shuō)明離子膜電解槽的工作原理，知道離子膜法電解制燒堿的主要工藝流程，了解精制鹽水的原理和方法。 3.能舉例說(shuō)明氯堿工業(yè)產(chǎn)品的主要用途。 1.電解原理及電解裝置特點(diǎn)，明確氯堿生產(chǎn)是電解原理的重要應(yīng)用。(重點(diǎn)) 2.氯堿生產(chǎn)的工藝流程，知道基本裝置——電解槽以及電極材料。(重難點(diǎn)) 3.氯堿生產(chǎn)的產(chǎn)品及重要應(yīng)用。(難點(diǎn)) 氯堿生產(chǎn)的核心技術(shù)——電解 1.電解 (1)定義：使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)的電解質(zhì)，在陰、陽(yáng)兩極分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)的過(guò)程。 (2)電解裝置——電解槽 電解槽 (3)電解原理 陰極：陽(yáng)離子移向陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。 陽(yáng)極：陰離子移向陽(yáng)極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。 2．電解飽和食鹽水 (1)離子移動(dòng)方向 Na＋、H＋移向陰極，Cl－、OH－移向陽(yáng)極。 (2)電極反應(yīng)及總反應(yīng) 陰極：2H＋＋2e－===H2↑ 陽(yáng)極：2Cl－－2e－===Cl2↑ 總反應(yīng)：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ (3)現(xiàn)象 向溶液中滴入酚酞時(shí)，陰極變紅色；陽(yáng)極出現(xiàn)黃綠色氣體，能使?jié)櫇竦腒I淀粉試紙變藍(lán)色。 1．電解飽和食鹽水時(shí)，如何檢驗(yàn)陰極氣體成分？ 【提示】　收集一小試管陰極產(chǎn)生的氣體，靠近酒精燈火焰，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，并發(fā)出“噗噗”響聲，證明有H2生成。 氯堿生產(chǎn)的基本裝置——電解槽 1.如何有效地隔開(kāi)電解產(chǎn)物 電解槽的陰極室和陽(yáng)極室用陽(yáng)離子膜隔開(kāi)，精制飽和食鹽水進(jìn)入陽(yáng)極室，去離子水進(jìn)入陰極室。陽(yáng)離子膜具有選擇透過(guò)性，它只允許陽(yáng)離子Na＋透過(guò)膜進(jìn)入陰極室，而陰離子Cl－、OH－和氣體則不能透過(guò)。 2．選擇什么樣的電極材料 陽(yáng)極材料：以鈦為基體、其表面涂有釕和鈦氧化物涂層的金屬。 陰極材料：低碳鋼。 2．陽(yáng)離子膜和陰離子膜的作用有什么不同？ 【提示】　陽(yáng)離子膜只允許陽(yáng)離子透過(guò)，陰離子和分子不能透過(guò)；陰離子膜只允許陰離子透過(guò)，陽(yáng)離子和分子不能透過(guò)。 氯堿工業(yè)產(chǎn)品 電解產(chǎn)物的判斷 【問(wèn)題導(dǎo)思】　 ①電解時(shí)，陰離子一定在陽(yáng)極放電嗎？ 【提示】　不一定。陽(yáng)極材料為活性電極時(shí)，材料本身失電子而放電，溶液中陰離子不放電。 ②電解飽和食鹽水時(shí)，向溶液中滴入酚酞試液，為什么陰極區(qū)溶液變紅色？ 【提示】　陰極：2H＋＋2e－===H2↑，使陰極區(qū)溶液堿性增強(qiáng)。 ③你知道陽(yáng)極、陰極上離子的放電順序嗎？ 【提示】　見(jiàn)要點(diǎn)1、2。 1．陽(yáng)極產(chǎn)物判斷 首先看電極，如果是活性電極(金屬活動(dòng)性順序中Ag以前的金屬)，則電極材料失電子，電極被溶解，溶液中的陰離子不能失電子。如果是惰性電極(Pt、Au、石墨)，則要再看溶液中的離子的失電子能力。此時(shí)根據(jù)陰離子放電順序加以判斷。 陰離子放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根。 2．陰極產(chǎn)物的判斷 直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序進(jìn)行判斷，陽(yáng)離子放電順序： Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。　下圖中能驗(yàn)證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是(　　) 【解析】　電解食鹽水時(shí)，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，H2在陰極產(chǎn)生，Cl2在陽(yáng)極產(chǎn)生。由圖可知每一裝置左側(cè)都是用來(lái)收集H2的，而右側(cè)是用來(lái)檢驗(yàn)Cl2(使淀粉KI溶液變藍(lán))。 【答案】　D 電解槽中電子流向和電流方向：電子流向：陽(yáng)極→正極→負(fù)極→陰極(直流電源相當(dāng)于“電子泵”) 電流方向 1．下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．X是正極，Y是負(fù)極 B．X是負(fù)極，Y是正極 C．CuSO4溶液的pH逐漸變大 D．CuSO4溶液的pH不變 【解析】　由裝置圖可知為串聯(lián)的電解槽，右裝置b極附近呈紅色，說(shuō)明b為陰極，則Y為負(fù)極、X為正極；進(jìn)而推知Pt為陽(yáng)極、Cu為陰極，電解CuSO4溶液的反應(yīng)為： 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，溶液中c(H＋)增大，pH逐漸變小。 【答案】　A 粗鹽的精制 【問(wèn)題導(dǎo)思】　 ①氯堿生產(chǎn)中，能否用粗鹽水代替精制鹽水？ 【提示】　不能，粗鹽水中的泥沙，以及電解時(shí)生成的Ca(OH)2、Mg(OH)2沉淀堵塞離子交換膜。 ②除去粗鹽中的SO、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋分別用什么試劑？ 【提示】　SO——BaCl2、Mg2＋、Fe3＋——NaOH、Ca2＋——Na2CO3。 ③粗鹽提純時(shí)，加入試劑的順序中，Na2CO3能否排在BaCl2之前？ 【提示】　不能。過(guò)量的Ba2＋須用CO除去，故加入順序中，Na2CO3一定排在BaCl2之后。 1．粗鹽的成分 粗鹽中含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO等雜質(zhì)，不符合電解要求，因此必須經(jīng)過(guò)精制。 2．雜質(zhì)的危害 Ca2＋、Mg2＋等金屬離子在堿性環(huán)境中會(huì)生成沉淀，損壞離子交換膜；此外，雜質(zhì)的存在會(huì)使得到的產(chǎn)品不純。 3．除雜質(zhì)的過(guò)程 粗鹽水 含少量Ca2＋、Mg2＋ 精制鹽水 (1)除雜質(zhì)時(shí)所加試劑的順序要求是：Na2CO3必須在BaCl2之后；加入鹽酸在過(guò)濾之后。 (2)試劑加入順序有多種選擇： ①BaCl2、NaOH、Na2CO3、過(guò)濾、鹽酸 ②BaCl2、Na2CO3、NaOH、過(guò)濾、鹽酸 ③NaOH、BaCl2、Na2CO3、過(guò)濾、鹽酸 　(雙選)為了除去粗鹽中Ca2＋、Mg2＋、Cu2＋、Fe3＋、SO及泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進(jìn)行下列五項(xiàng)操作，正確的操作順序是(　　) ①過(guò)濾?、诩舆^(guò)量NaOH溶液?、奂舆m量鹽酸 ④加過(guò)量Na2CO3溶液　⑤加入過(guò)量的BaCl2溶液 A．①④②⑤③　　　　　　B．④①②⑤③ C．②⑤④①③ D．⑤②④①③ 【解析】　按除雜的基本要求，為了保證雜質(zhì)離子完全除去，所有試劑一般應(yīng)用稍過(guò)量，但又不能引入新雜質(zhì)，而且方法要盡可能簡(jiǎn)單。解題時(shí)，要弄清每加一種試劑的作用以及過(guò)量的試劑如何在下一步除去。過(guò)量的NaOH溶液是為了使粗鹽水中的Mg2＋、Cu2＋、Fe3＋等離子形成沉淀，多加的NaOH溶液最后可用HCl溶液中和；加BaCl2可除去SO；加過(guò)量的Na2CO3溶液是為了使粗鹽水中的Ca2＋以及上一步中過(guò)量的Ba2＋形成沉淀而除去。從以上分析可以知道Na2CO3溶液必須在加入BaCl2溶液之后才能加入，以保證過(guò)量的Ba2＋不致引入新雜質(zhì)；而鹽酸應(yīng)該在過(guò)濾操作后加入，以防止在加入酸調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)，某些沉淀會(huì)溶解或部分溶解。至于NaOH溶液和BaCl2溶液加入的先后順序，則沒(méi)有原則性的差別。按以上分析可以知道C和D選項(xiàng)符合題意。 【答案】　CD 除雜原則：(1)除雜試劑需過(guò)量；(2)過(guò)量試劑需除盡；(3)除去多種雜質(zhì)要考慮加入試劑的順序；(4)選擇最佳的除雜途徑。 2．氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程如圖所示。 依據(jù)圖，完成下列填空。 (1)在電解過(guò)程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________；與電源負(fù)極相連的電極附近，溶液pH______________(填“不變”、“升高”或“下降”)。 (2)工業(yè)食鹽含Ca2＋、Mg2＋等雜質(zhì)，精制過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：________________________________________________________________________； ________________________________________________________________________。 (3)如果精鹽中SO含量較高，必須添加鋇試劑除去SO，該鋇試劑可以是__________。 a．Ba(OH)2　　b．Ba(NO3)2　　c．BaCl2 (4)脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過(guò)______________、冷卻、______________(填操作名稱)除去NaCl。 (5)用隔膜法電解食鹽水時(shí)，電解槽分隔為陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)，防止Cl2與NaOH反應(yīng)；在用離子交換膜法電解食鹽水時(shí)，陰離子交換膜將電解槽分隔為陽(yáng)極室和陰極室的目的是________________________________________________________________________。 采用無(wú)隔膜電解冷的食鹽水時(shí)，Cl2與NaOH充分接觸，產(chǎn)物僅是NaClO和H2O，相應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【解析】　與電源正極相連的極是電解池陽(yáng)極，陰離子在電極上放電。而陰極上H＋放電后導(dǎo)致OH－富集，堿性增強(qiáng)。除雜時(shí)以不引入難除去離子為宗旨，盡量避免加入雜質(zhì)離子故除Ca2＋用Na2CO3，除Mg2＋用NaOH，鋇鹽可選用Ba(OH)2、BaCl2。利用溶解度的差異可以用蒸發(fā)結(jié)晶法除去NaOH中NaCl。而不采用隔膜時(shí)Cl2與NaOH直接接觸生成NaClO。 【答案】　(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　升高 (2)Ca2＋＋CO===CaCO3↓　Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓　(3)ac　(4)蒸發(fā)　過(guò)濾 (5)防止陰極產(chǎn)生的H2和陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2混合而引起爆炸并避免Cl2和NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量 NaCl＋H2ONaClO＋H2↑或 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 【教師備課資源】 食鹽的妙用 (1)清晨喝一杯鹽開(kāi)水，可以使大便暢通，還可以治喉嚨痛、牙痛。(2)每天用淡鹽水漱口，可以預(yù)防各種口腔疾病。(3)洗浴時(shí)，在水中加少量食鹽，可使皮膚強(qiáng)健。(4)花生油內(nèi)含水分，久貯會(huì)發(fā)臭?？蓪Ⅺ}炒熱，涼后，按40斤油1斤鹽的比例，加入食鹽，可以使花生油2～3年仍保持色滑、味香。(5)鮮花插入稀鹽水里，可數(shù)日不謝。(6)洗有顏色的衣服時(shí)，先用5%鹽水浸泡10分鐘，然后再洗，則不易掉色。 1．食鹽水中的4種離子：Na＋、Cl－、H＋、OH－。 2．電解飽和食鹽水的3個(gè)反應(yīng)式： 陽(yáng)極：2Cl－－2e－===Cl2↑ 陰極：2H＋＋2e－===H2↑ 總反應(yīng)：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 3．陽(yáng)離子膜的特點(diǎn)：允許陽(yáng)離子通過(guò)，不允許陰離子通過(guò)。 4．氯堿工業(yè)的3種主要產(chǎn)品：燒堿、氯氣、氫氣。 1．下列物質(zhì)不屬于氯堿工業(yè)產(chǎn)品的是(　　) A．液氯　　　　　　　　B．鹽酸 C．乙烯 D．漂白粉 【解析】　由2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑可知液氯是氯堿工業(yè)產(chǎn)品，則含氯物質(zhì)(鹽酸、漂白粉)也屬于氯堿工業(yè)產(chǎn)品。 【答案】　C 2．過(guò)濾操作中一定不需要的儀器是(　　) A．漏斗 B．燒杯 C．蒸發(fā)皿 D．玻璃棒 【解析】　過(guò)濾操作中用到的儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒、鐵架臺(tái)。 【答案】　C 3．“粗鹽提純”實(shí)驗(yàn)中，蒸發(fā)時(shí)，正確的操作是(　　) A．把渾濁的液體倒入蒸發(fā)皿內(nèi)加熱 B．開(kāi)始析出晶體后用玻璃棒攪拌 C．待水分完全蒸干后停止加熱 D．蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多量固體時(shí)即停止加熱 【解析】　“粗鹽的提純”實(shí)驗(yàn)涉及溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)結(jié)晶等基本操作內(nèi)容，三項(xiàng)操作從始至終均要使用玻璃棒(加速溶解、引流、防迸濺)。為達(dá)到提純目的，過(guò)濾后要對(duì)澄清濾液進(jìn)行蒸發(fā)，加熱至蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體時(shí)，停止加熱，利用蒸發(fā)皿的余熱使濾液蒸干(最后用玻璃棒把固體轉(zhuǎn)移到紙上，稱量后回收)。 【答案】　D 4．下列關(guān)于用離子膜電解槽電解飽和食鹽水的敘述不正確的是(　　) A．精制飽和食鹽水注入陽(yáng)極室 B．Cl－和OH－透過(guò)陽(yáng)離子膜進(jìn)入陽(yáng)極室 C．陰極區(qū)溶液使酚酞試液顯紅色 D．陽(yáng)極產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)的氣體 【答案】　B 5．在圖中，兩容器都盛有食鹽水和酚酞混合液，在下列裝置中最先觀察到變紅現(xiàn)象的區(qū)域是__________，并寫出各極的反應(yīng)式。 甲：________________________________________________________________________； 乙：________________________________________________________________________； 丙：________________________________________________________________________； ?。篲_______________________________________________________________________。 【解析】　圖Ⅰ構(gòu)成原電池，圖Ⅱ構(gòu)成電解池。在Ⅰ中實(shí)際發(fā)生了吸氧腐蝕，在鐵極：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，Zn極：Zn－2e－===Zn2＋；在Ⅱ中鐵極：Fe－2e－===Fe2＋，鋅極：2H＋＋2e－===H2↑。故在Ⅰ中鐵極區(qū)域顯堿性，在Ⅱ中鋅極區(qū)域顯堿性，而變紅。 【答案】　甲和丁的附近　甲：2H＋＋2e－===H2↑　乙：Fe－2e－===Fe2＋　丙：Zn－2e－===Zn2＋ ?。篛2＋4e－＋2H2O===4OH－ 1．關(guān)于電解NaCl的水溶液，下列敘述正確的是(　　) A．電解時(shí)陽(yáng)極得到Cl2，陰極得到鈉 B．在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．若在陰極附近的溶液中滴入酚酞，溶液呈無(wú)色 D．電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行? 【解析】　電解時(shí)陰極：2H＋＋2e－===H2↑(H＋由H2O提供后剩余OH－顯堿性)，陽(yáng)極：2Cl－－2e－===Cl2↑(Cl2有一部分溶于水，呈強(qiáng)氧化性，滴入KI后生成I2)。 【答案】　B 2．下列關(guān)于離子交換膜電解槽的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．精制的飽和食鹽水進(jìn)入陽(yáng)極室 B．純水(加少量NaOH)進(jìn)入陰極室 C．陰極產(chǎn)物為NaOH和氫氣 D．電解槽的陽(yáng)極用金屬鐵網(wǎng)制成 【解析】　離子交換膜電解槽陽(yáng)極產(chǎn)物為Cl2，陰極為NaOH和H2。陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑，若是鐵做陽(yáng)極，則Fe原子失去電子，陽(yáng)極不會(huì)得到Cl2；陰極發(fā)生還原反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑，需補(bǔ)充H2O，Na＋自陽(yáng)極室進(jìn)入陰極室后，與OH－形成NaOH。 【答案】　D 3．目前下列工藝過(guò)程沒(méi)有直接使用離子交換技術(shù)的是(　　) A．硬水的軟化 B．電解飽和食鹽水制造NaOH C．電滲析淡化海水 D．海水中提取金屬M(fèi)g 【解析】　海水中提取金屬M(fèi)g的基本過(guò)程為：海水氫氧化鎂氯化鎂溶液氯化鎂晶體無(wú)水氯化鎂金屬鎂。 【答案】　D 4．氯堿工業(yè)生產(chǎn)中，每生產(chǎn)1 t Cl2，理論上應(yīng)得到燒堿(　　) A．1.127 t　　　　　　　B．1 t C．2 t D．2 mol 【解析】　C2～2NaO，m(NaOH)＝1 t＝1.127 t。 【答案】　A 5．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．電解飽和食鹽水的工廠可以生產(chǎn)鹽酸 B．電解飽和食鹽水在陰極區(qū)有NaOH生成 C．用離子交換膜法制燒堿不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染 D．氯堿工業(yè)產(chǎn)品可用于造紙、金屬冶煉等行業(yè) 【解析】　氯堿工業(yè)會(huì)產(chǎn)生三廢(廢氣、廢水、廢渣)，故必對(duì)環(huán)境造成污染。 【答案】　C 6．氯堿工業(yè)的電解槽使用的交換膜是(　　) A．陰離子交換膜 B．陽(yáng)離子交換膜 C．濾紙 D．塑料薄膜 【解析】　氯堿工業(yè)的電解槽中，使用陽(yáng)離子交換膜，防止Cl2和H2混合。 【答案】　B 7．在氯堿工業(yè)中，原料鹽中的雜質(zhì)離子危害很高，能破壞離子膜，以下對(duì)Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO除去順序不合理的是(　　) A．BaCl2、NaOH、Na2CO3 B．BaCl2、Na2CO3、NaOH C．NaOH、BaCl2、Na2CO3 D．Na2CO3、BaCl2、NaOH 【解析】　除雜原則是每一種試劑必須過(guò)量，不能引入雜質(zhì)離子，或者引入的雜質(zhì)離子利用后加試劑能除去。而D選項(xiàng)加入BaCl2后，再加NaOH時(shí)不能將過(guò)多的鋇離子除去，從而引入新的雜質(zhì)。 【答案】　D 8．(xx溫州高二檢測(cè))用惰性電極電解未精制的食鹽水，食鹽水裝在U形管內(nèi)。結(jié)果很快在某一電極附近出現(xiàn)食鹽水渾濁現(xiàn)象。造成渾濁的難溶物主要是(　　) A．碳酸鎂 B．硫酸鋇 C．氫氧化鎂 D．碳酸鋇 【解析】　未精制的食鹽水中含Ca2＋、Mg2＋，電解時(shí)產(chǎn)生的NaOH與Mg2＋反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀。 【答案】　C 9．取一張用飽和的NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯做電極，接通直流電源，一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓，內(nèi)圈為白色，外圈呈淺紅色。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．b電極是陰極 B．a(chǎn)電極與電源的正極相連 C．電解過(guò)程中，水是氧化劑 D．b電極附近溶液的pH變小 【解析】　a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓，內(nèi)圈為白色，外圈呈淺紅色，說(shuō)明a極產(chǎn)生了Cl2，所以a極與電源的正極相連，即a為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，b為陰極，2H＋＋2e－===H2↑，電解促進(jìn)水的電離，所以b極附近的pH增大。 【答案】　D 10．下圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關(guān)判斷正確的是(　　) A．a(chǎn)為負(fù)極、b為正極 B．a(chǎn)為陽(yáng)極、b為陰極 C．電解過(guò)程中，d電極質(zhì)量增加 D．電解過(guò)程中，氯離子濃度不變 【解析】　在外電路中電子流向與電流方向相反，而電流從電源正極經(jīng)外電路流向負(fù)極，故可知a為正極，b為負(fù)極。而c、d作為電解槽的兩個(gè)電極應(yīng)稱為陽(yáng)、陰極。在通電時(shí)陽(yáng)極：2Cl－－2e－===Cl2↑，陰極：Cu2＋＋2e－===Cu，故陰極質(zhì)量增加，陽(yáng)極有氣體放出。 【答案】　C 11. 某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是(　　) A．a(chǎn)為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaCl B．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極：NaClO和NaCl C．a(chǎn)為陽(yáng)極，b為陰極；HClO和NaCl D．a(chǎn)為陰極，b為陽(yáng)極；HClO和NaCl 【解析】　電解飽和食鹽水生成Cl2、H2和NaOH，同時(shí)在電解池內(nèi)制得消毒液，則該消毒液的有效成分是Cl2和NaOH反應(yīng)生成的NaClO。 在圖示的電解池中，要使Cl2和NaOH充分反應(yīng)，應(yīng)使Cl2生成于下方、NaOH生成于上方。在飽和食鹽水的電解池中，Cl2生成于陽(yáng)極、NaOH生成于陰極。 電解池的陽(yáng)極連接電源的正極，陰極連接電源的負(fù)極。則a是負(fù)極，b是正極。 【答案】　B 12．(xx安徽高考)某興趣小組設(shè)計(jì)如下圖所示微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開(kāi)K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時(shí)間后，斷開(kāi)K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是(　　) A．?dāng)嚅_(kāi)K2，閉合K1時(shí)，總反應(yīng)的離子方程式為： 2H＋＋2Cl－Cl2↑＋H2↑ B．?dāng)嚅_(kāi)K2，閉合K1時(shí)，石墨電極附近溶液變紅 C．?dāng)嚅_(kāi)K1，閉合K2時(shí)，銅電極上的電極反應(yīng)式為： Cl2＋2e－===2Cl－ D．?dāng)嚅_(kāi)K1，閉合K2時(shí)，石墨電極做正極 【解析】　斷開(kāi)K2，閉合K1時(shí)，構(gòu)成電解池，反應(yīng)的離子方程式為2H2O＋2Cl－H2↑＋Cl2↑＋2OH－，石墨電極為陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑；銅電極為陰極，發(fā)生反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑，所以銅電極附近溶液變紅。斷開(kāi)K1，閉合K2時(shí)，構(gòu)成原電池，其中石墨電極為正極。 【答案】　D 13．為除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO以及泥沙等雜質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種制備精鹽的實(shí)驗(yàn)方案，步驟如下(用于沉淀的試劑稍過(guò)量)： 稱取粗鹽 濾液精鹽 (1)判斷BaCl2已過(guò)量的方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)第④步中，相關(guān)的離子方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若先用鹽酸調(diào)pH再過(guò)濾，將對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)為檢測(cè)精鹽純度，需配制250 mL 0.2 molL－1 NaCl(精鹽)溶液，如上圖是該同學(xué)轉(zhuǎn)移溶液的示意圖，圖中的錯(cuò)誤是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【解析】　加入BaCl2、NaOH、Na2CO3等沉淀劑后，產(chǎn)生BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3沉淀，還有過(guò)量Na2CO3和NaOH，需加入鹽酸使它們轉(zhuǎn)變成NaCl。但如果先加鹽酸再過(guò)濾，Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3都可能溶解，造成產(chǎn)品純度不高。 【答案】　(1)取第②步后的上層清液1～2滴于點(diǎn)滴板上，再滴入1～2滴BaCl2溶液，若溶液未變渾濁則表明BaCl2已過(guò)量 (2)Ca2＋＋CO===CaCO3↓； Ba2＋＋CO===BaCO3↓ (3)先加鹽酸會(huì)有少量CaCO3、BaCO3等溶解，從而影響制得精鹽的純度 (4)未用玻璃棒引流；未采用250 mL容量瓶 14．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問(wèn)題： (1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則 ①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________， 在X極附近觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 ②Y電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________， 檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是________________________________________________________________________。 (2)如果用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則 ①X電極的材料是________________，電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________。 ②Y電極的材料是________________，電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________。 (說(shuō)明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出) 【解析】　(1)用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑；陰極反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑。與電源正極相連的為陽(yáng)極，反之為陰極。所以X為陰極，Y為陽(yáng)極。X極在反應(yīng)過(guò)程中消耗了H2O電離出的H＋，溶液呈堿性，加入酚酞試液變成紅色；Y極產(chǎn)生Cl2，能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變成藍(lán)色。 (2)電解精煉Cu時(shí)，用含雜質(zhì)的Cu為陽(yáng)極，純Cu為陰極。反應(yīng)過(guò)程中陽(yáng)極上的Cu以及比Cu活潑的金屬失去電子，成為離子，進(jìn)入溶液，活潑性比Cu差的金屬形成陽(yáng)極泥；在陰極只有Cu2＋能得電子成為單質(zhì)，其他較活潑金屬對(duì)應(yīng)的離子不能得電子。根據(jù)裝置圖，X為陰極，Y為陽(yáng)極。所以，X電極的材料是純銅，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu；Y電極的材料是粗銅，電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋。 【答案】　(1)①2H＋＋2e－===H2↑　放出氣體，溶液變紅?、?Cl－－2e－===Cl2↑　把濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色　(2)①純銅　Cu2＋＋2e－===Cu?、诖帚~　Cu－2e－===Cu2＋ 15．海水是取之不盡的化工原料資源庫(kù)，從海水中可提取各種化工原料。下列是工業(yè)上對(duì)海水的幾項(xiàng)綜合利用的示意圖： 試回答下列問(wèn)題： (1)粗鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等雜質(zhì)，精制時(shí)所用試劑為：A.鹽酸；B.BaCl2溶液；C.NaOH溶液；D.Na2CO3溶液。加入試劑的順序是________________________________________________________________________。 (2)電解飽和食鹽水時(shí)，與電源正極相連的電極上發(fā)生的反應(yīng)為_(kāi)_______。與電源負(fù)極相連的電極附近溶液pH________(填“變大”、“不變”或“變小”)。若1 mol電子的電量為96 500 C，則用電流強(qiáng)度為100 A的穩(wěn)恒電流持續(xù)電解3分13秒，則在兩極上共可收集到氣體________mL(STP)。若保證電解后飽和食鹽水的濃度不變，則可采取的方法是________________________。 (3)由MgCl26H2O晶體脫水制無(wú)水MgCl2時(shí)，MgCl26H2O晶體在________氣氛中加熱脫水，該氣體的作用是________________。 (4)電解無(wú)水MgCl2所得的鎂蒸氣可以在下列________氣體中冷卻。 A．H2　　　B．N2　　　C．CO2　　　D．O2 【解析】　(1)該小題屬離子除雜題。除雜原則是在除去Ca2＋、Mg2＋、SO時(shí)，不能帶入雜質(zhì)離子。所以，解此題的關(guān)鍵是把握好加入離子的順序：①Ba2＋必須在CO之前加入；②CO、OH－必須在H＋之前加入，所以B、C不分先后，而D、A本身既分前后，又必須放在B、C之后才能滿足條件。 (2)電解飽和食鹽水時(shí)，與正極相連的陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)是：2Cl－－2e－===Cl2↑，與負(fù)極相連的陰極發(fā)生的反應(yīng)是：2H＋＋2e－===H2↑。H＋不斷消耗，使得溶液中c(OH－)增大，pH變大。電解中外逸的是Cl2、H2，所以要確保原溶液濃度不變，只能向體系中通入一定量的HCl氣體以補(bǔ)足損失的氫、氯。易錯(cuò)處是加入鹽酸，使溶液濃度變小。 (3)抑制水解平衡MgCl2＋H2OMg(OH)Cl＋HCl正向移動(dòng)。 (4)鎂蒸氣可以與氮?dú)?、氧氣和二氧化碳反?yīng)，所以只能用氫氣來(lái)冷卻。 【答案】　(1)BCDA或CBDA (2)2Cl－－2e－===Cl2↑　變大　4 480　向電解液中通入一定量的HCl氣體 (3)HCl　抑制Mg2＋水解 (4)A