高中化學(xué)魯科版化學(xué)與技術(shù)主題二海水資源工業(yè)制堿單元測(cè)試 專(zhuān)題2氯堿生產(chǎn)

課題2氯堿生產(chǎn)1．了解電解的概念和電解食鹽水的原理，并能寫(xiě)出相應(yīng)的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的化學(xué)方程式。(重點(diǎn))2．知道電解槽的基本結(jié)構(gòu)、作用及其主要類(lèi)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。(重難點(diǎn))3．能舉例說(shuō)明氯堿工業(yè)產(chǎn)品的主要用途。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eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(直流電源,電極\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(陽(yáng)極——與直流電源正極相連,陰極——與直流電源負(fù)極相連))))(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＋2H2Oeq\o(=,\s\up8(電解))2NaOH＋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＋2H2Oeq\o(=,\s\up8(電解))2NaOH＋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))?！敬鸢浮緿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eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(內(nèi)電路：負(fù)極→正極,外電路：正極→陽(yáng)極→陰極→負(fù)極))1．家用消毒液的發(fā)生器是以精鹽和自來(lái)水為反應(yīng)物，通電時(shí)，發(fā)生器電解槽的極板上產(chǎn)生大量氣泡，切斷電源后，生成液具有強(qiáng)烈的殺菌消毒能力。與該反應(yīng)器工作原理直接有關(guān)的化學(xué)方程式是()A．2Ca(OH)2＋2Cl2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2OB．H2＋Cl2eq\o(=,\s\up8(光照))2HClC．2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up8(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑D．2HClO=2HCl＋O2↑【解析】根據(jù)發(fā)生器的反應(yīng)物和反應(yīng)條件，可以推測(cè)在發(fā)生器中電解食鹽水，選項(xiàng)C符合題意?！敬鸢浮緾粗鹽的精制【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，損壞離子交換膜。②除去粗鹽中的SOeq\o\al(2－,4)、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋分別用什么試劑？【提示】SOeq\o\al(2－,4)——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？為什么？【提示】不能。過(guò)量的Ba2＋須用COeq\o\al(2－,3)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＋、SOeq\o\al(2－,4)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eq\x(粗鹽水)eq\o(→,\s\up8(過(guò)量BaCl2),\s\do8(除SO\o\al(2－,4)))eq\o(→,\s\up8(過(guò)量NaOH),\s\do8(除Mg2＋、Fe3＋))eq\o(→,\s\up8(過(guò)量Na2CO3),\s\do8(除Ca2＋、Ba2＋))eq\o(→,\s\up8(過(guò)濾),\s\do8(除泥沙及沉淀))eq\o(→,\s\up8(適量鹽酸),\s\do8(除CO\o\al(2－,3)、OH－))eq\x(含少量Ca2＋、Mg2＋)eq\o(→,\s\up8(陽(yáng)離子交換塔),\s\do8(除Ca2＋、Mg2＋))eq\x(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、鹽酸為了除去粗鹽中Ca2＋、Mg2＋、Cu2＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)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②加過(guò)量NaOH溶液③加適量鹽酸④加過(guò)量Na2CO3溶液⑤加入過(guò)量的BaCl2溶液A．①④②⑤③ B．④①②⑤③C．②④⑤①③ 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，所用試劑一般應(yīng)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SOeq\o\al(2－,4)；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。根據(jù)上述分析可知D選項(xiàng)符合題意。【答案】D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?！緦?dǎo)學(xué)號(hào)：28920231】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_(kāi)______________________________________________________________；_______________________________________________________________。(3)如果精鹽中SOeq\o\al(2－,4)含量較高，必須添加鋇試劑除去SOeq\o\al(2－,4)，該鋇試劑可以是__________。a．Ba(OH)2b．Ba(NO3)2c．BaCl(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(chēng))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)，陽(yáng)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)___________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥颗c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＋＋COeq\o\al(2－,3)=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2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up8(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑、Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O1．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＋2H2Oeq\o(=,\s\up8(通電))2NaOH＋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、分子通過(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＋2H2Oeq\o(=,\s\up8(通電))2NaOH＋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?！敬鸢浮緾2．精制食鹽水時(shí)，下列物質(zhì)中不必用到的有()①NaOH溶液②鹽酸③K2CO3溶液④BaCl2溶液⑤硫酸⑥Na2CO3溶液⑦Ba(NO3)2溶液A．③④⑤ B．③⑤⑦C．②⑤⑥ D．②④⑤⑦【解析】精制食鹽水時(shí)，不必用到的試劑是K2CO3溶液、硫酸和Ba(NO3)2溶液，若選用這些試劑時(shí)，將會(huì)分別引入鉀鹽、硫酸鹽和硝酸鹽等雜質(zhì)?！敬鸢浮緽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(chēng)量后回收)?！敬鸢浮緿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()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：28920232】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】B5．氫氧化鈉是一種用途十分廣泛的重要化工原料。工業(yè)上主要通過(guò)電解氯化鈉飽和溶液的方法獲得氫氧化鈉，我國(guó)的氯堿工業(yè)大多數(shù)采用離子交換膜電解槽。(1)離子交換膜電解槽一般采用金屬鈦?zhàn)麝?yáng)極，其原因是_______________________________________________________________。陰極一般用碳鋼網(wǎng)制成。陽(yáng)離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室，其作用是____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)為使電解氯化鈉的速率加快，下列措施可行的是__________。(填字母)a．增大陰極碳鋼網(wǎng)的面積b．提高飽和氯化鈉溶液的溫度c．加大陰極與陽(yáng)極間的距離d．提高電解時(shí)電源電壓【解析】電解時(shí)H＋、Cl－分別在陰、陽(yáng)兩極上得失電子，產(chǎn)生H2和Cl2，陽(yáng)極材料必須選擇不易被Cl2腐蝕的材料；增大面積、提高溫度、增大電壓都有利于加快電解食鹽水的速率?！敬鸢浮?1)陰極產(chǎn)生的Cl2不易腐蝕鈦既能防止H2、Cl2混合爆炸，又能避免Cl2與NaOH反應(yīng)(2)abd學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(五)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]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)嚢韬笕芤撼手行浴窘馕觥侩娊鈺r(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】B2．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?！敬鸢浮緿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NaOHC．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eq\o(→,\s\up8(石灰乳))氫氧化鎂eq\o(→,\s\up8(鹽酸))氯化鎂溶液eq\o(→,\s\up8(結(jié)晶))氯化鎂晶體eq\o(→,\s\up8(脫水))無(wú)水氯化鎂eq\o(→,\s\up8(電解))金屬鎂。【答案】D4．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?！敬鸢浮緾5．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?！敬鸢浮緽6．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＋、SOeq\o\al(2－,4)除去順序不合理的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：28920233】A．BaCl2、NaOH、Na2CO3B．BaCl2、Na2CO3、NaOHC．NaOH、BaCl2、Na2CO3D．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)?！敬鸢浮緿7．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】C8．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?！敬鸢浮緿9．NaCl是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(見(jiàn)下圖)。下列說(shuō)法正確的是()A．25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3B．石灰乳與Cl2的反應(yīng)中，Cl2既是氧化劑，又是還原劑C．常溫下干燥的Cl2能用鋼瓶貯運(yùn)，所以Cl2不與鐵反應(yīng)D．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)【解析】A項(xiàng)Na2CO3比NaHCO3的溶解度大；C項(xiàng)不是二者不反應(yīng)，而是類(lèi)似鈍化作用，反應(yīng)產(chǎn)物的覆蓋和隔離作用阻礙了反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行；D項(xiàng)制取Na2CO3、NaHCO3的過(guò)程不涉及氧化還原反應(yīng)?！敬鸢浮緽10.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(chēng)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NaClB．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極：NaClO和NaClC．a(chǎn)為陽(yáng)極，b為陰極；HClO和NaClD．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?！敬鸢浮緽11．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－eq\o(=,\s\up8(電解))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－eq\o(=,\s\up8(電解))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?！敬鸢浮緿[能力提升]12．為除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)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(chēng)取粗鹽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(過(guò)濾),\s\do8(⑤))濾液eq\o(→,\s\up8(適量鹽酸),\s\do8(⑥))eq\o(→,\s\up8(蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干),\s\do8(⑦))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250mLmol·L－1NaCl(精鹽)溶液，如右圖是該同學(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?！敬鸢浮?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＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓；Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=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250mL容量瓶13．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_(kāi)__________________。②Y電極的材料是________________，電極反應(yīng)式為_(kāi)__________________。(說(shuō)明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫(xiě)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＋?！敬鸢浮?1)①2H＋＋2e－=H2↑放出氣體，溶液變紅②2Cl－－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