2022年高二化学选修2寒假练习：07海水中盐的开发和利用 Word版含解析

07海水中盐的开发和利用

基础夯实

1.氯碱工业中关于电极材料的选用,下列说法合理的是 (　　)

A.两极可用任意可导电固体材料

B.阳极必须用惰性电极

C.阴极必须用惰性电极

D.石墨阳极比金属阳极更节电

解析：阳极必须用惰性电极,因为氯碱工业是利用直流电使溶液中的Cl-放电产生Cl2,若为活泼电极,则电极本身失去电子,代替了Cl-放电。

答案：B

2.海水制盐的主要方法是(　　)

A.分馏法 B.蒸发法 

C.电渗析法 D.电解法

解析：海水制盐的方法主要是蒸发法。

答案：B

3.NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质,除了作为调味品以外,它还是一种重要的化工原料。下列产品或物质能以NaCl为主要原料制取的是(　　)

①金属钠　②氯气　③烧碱　④盐酸　⑤纯碱

A.①② B.①②③

C.①②③④ D.①②③④⑤

解析：电解熔融的氯化钠可制得金属钠和氯气;氯碱工业(电解饱和食盐水)可制得氯气、氢气和烧碱,进而可由氢气和氯气反应制得HCl,HCl溶于水即得盐酸;侯氏制碱法利用NaCl制取纯碱。

答案：D

4.海洋是一个巨大的化学资源宝库,下列有关海水综合利用的说法正确的是(　　)

A.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质

B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化

C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备Cl2

D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能

解析：A项海水中钾元素以K+形式存在,生成钾单质必然发生化学变化;B项海水蒸发制海盐是物理变化;C项2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑;D项,利用潮汐发电是将动能转化为电能。

答案：C

5.下列关于离子膜电解槽电解饱和食盐水的叙述不正确的是(　　)

A.精制饱和食盐水注入阳极室

B.Cl-和OH-透过阳离子膜进入阳极室

C.阴极区溶液使酚酞溶液显红色

D.阳极产生使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体

解析：明确离子交换膜的功能是只允许阳离子和水分子通过而不允许阴离子通过,因此Cl-和OH-不能透过离子交换膜。A正确,B不正确。

答案：B

6.电解饱和食盐水,当阴极附近有0.8 mol氢氧化钠生成时,导线中通过的电子的物质的量是(　　)

A.0.16 mol B.0.2 mol

C.0.4 mol D.0.8 mol

解析：由2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑知每生成2 mol NaOH转移2 mol e-,故有0.8 mol NaOH生成,导线中就有0.8 mol e-通过。

答案：D

7.现在有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽,用氯碱工业中的离子交换膜技术原理,可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中正确的是(　　)             

A.阳极反应式为2H++2e-H2↑

B.从A口出来的是H2SO4溶液

C.a是阳离子交换膜,允许H+通过

D.Na2SO4溶液从E口加入

解析：用惰性电极电解Na2SO4溶液,阳极电解得到O2和H+,阴极电解得到H2和OH-。离子交换膜将电解槽分为3个区域,Na2SO4溶液从中间区域加入,Na+通过阳离子交换膜b移向阴极室,S通过阴离子交换膜a移向阳极室,这样即可得到NaOH溶液和H2SO4溶液。阳极室和阴极室在电解开始时只需分别加入少量H2SO4溶液和NaOH溶液,以增强溶液导电性而又不带入杂质。

答案：B

能力提升

8.铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答:

(1)工业冶炼铝的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如下图所示。

①该电解槽的阳极反应式是　　　　　　　　　　　　　　。 

②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因　。 

③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口　　(填“A”或“B”)导出。 

解析：(3)中根据电解原理,阳极应是OH-失电子,所以电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑,而阴极为H+放电,促进水的电离,使OH-浓度增大,所以pH增大。根据阳离子交换膜的特点,K+可从阳极区进入阴极区和OH-组成KOH,从而可在阴极区得到纯的KOH,故液体应从B口导出。

答案：(1)2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑

(2)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑

(3)①4OH--4e-2H2O+O2↑

②H+放电,促进水的电离,OH-浓度增大

③B

9.氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下: 

依据上图完成下列填空:

(1)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为　　　　　　　。 

(2)如果粗盐中S含量较高,必须添加钡试剂除去S,该钡试剂可以是　　　　(选填“a”“b”或“c”)。 

a.Ba(OH)2　　b.Ba(NO3)2　　c.BaCl2

(3)在隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止Cl2与NaOH反应;采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2与NaOH充分接触,产物仅是NaClO和H2,相应的化学方程式为　　　　　　　　　。 

解析：(1)精制过程中,加入Na2CO3除去Ca2+(Ca2++CCaCO3↓);加入NaOH除去Mg2+[Mg2++2OH-Mg(OH)2↓],由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3的溶解度,所以Mg2+与OH-、C混合时,主要生成Mg(OH)2沉淀。

(2)除去S应选择Ba2+,如加入Ba(NO3)2,溶液中会引入杂质N,而加入BaCl2或Ba(OH)2均不会增加新的杂质。

(3)如无隔膜会发生如下反应:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,电解食盐水溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,两反应的化学方程式相加得NaCl+H2ONaClO+H2↑。

答案：(1)Ca2++CCaCO3↓、Mg2++2OH-Mg(OH)2↓

(2)ac

(3)NaCl+H2ONaClO+H2↑