精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】阳离子交换膜法电解饱和食盐水具有综合能耗低、环境污染小等优点。生产流程如下图所示:

(1)电解饱和食盐水的化学方程式为________

(2)电解结束后,能够脱去阳极液中游离氯的试剂或方法是________(填字母序号)

aNa2SO4bNa2SO3

c.热空气吹出d.降低阳极区液面上方的气压

(3)食盐水中的I若进入电解槽,可被电解产生的Cl2氧化为ICl,并进一步转化为IO3IO3可继续被氧化为高碘酸根(IO4),与Na+结合生成溶解度较小的NaIO4沉积于阳离子交换膜上,影响膜的寿命。

①从原子结构的角度解释ICl中碘元素的化合价为+1价的原因:________

NaIO3被氧化为NaIO4的化学方程式为________

(4)在酸性条件下加入NaClO溶液,可将食盐水中的I-转化为I2,再进一步除去。通过测定体系的吸光度,可以检测不同pHI2的生成量随时间的变化,如下图所示。已知:吸光度越高表明该体系中c(I2)越大。

①结合化学用语解释10 min时不同pH体系吸光度不同的原因:________

pH=4.0时,体系的吸光度很快达到最大值,之后快速下降。吸光度快速下降的可能原因:________

③研究表明食盐水中I-含量≤0.2 mgL-1时对离子交换膜影响可忽略。现将1m3I-浓度为1.47 mgL-1 的食盐水进行处理,为达到使用标准,理论上至少需要0.05 molL-1 NaClO溶液________L(已知NaClO的反应产物为NaCl,溶液体积变化忽略不计)

【答案】2 NaCl + 2H2O C12↑ + H2↑+ 2NaOH bcd 碘元素和氯元素处于同一主族(VIIA),二者最外层电子数均为7ICl中共用一对电子,由于碘原子半径大于氯原子,碘原子得电子能力弱于氯原子,故共用电子对偏离碘原子,使得碘元素显+1 Na++IO3+ Cl2 + H2O=== NaIO4↓+ 2H++2Cl ClO- + 2H+ + 2I-=== I2 + Cl- + H2O10 minpH越低,c(H+)越大,反应速率加快(ClO-氧化性增强)c(I2)越高,吸光度越大。 c(H+)较高,ClO-继续将I2 氧化为高价含碘微粒,c(I2)降低,吸光度下降 0.1

【解析】

1)电解时,阳极失电子发生氧化反应,阴极得电子发生还原反应,两极合并为电解池总反应。

2a. Na2SO4与游离氯不反应,不能除去阳极液中游离氯;

b. Na2SO3有还原性,游离氯有强氧化性,两者发生氧化还原反应,则Na2SO3有可以除去阳极液中游离氯;

c.海水中提取溴用到空气吹出法将游离态的溴吹出,则除去阳极液中游离氯也可采取此方法;

d.由于气体的溶解度随压强的减小而减小,则降低阳极区液面上方的气压,游离氯的溶解度减小从液体中逸出,可除去阳极液中游离氯。

3)①本小题考查的是对共价键的理解,碘元素和氯元素处于同一主族(VIIA),二者最外层电子数均为7ICl中共用一对电子,由于碘原子半径大于氯原子,碘原子得电子能力弱于氯原子,故共用电子对偏离碘原子,使得碘元素显+1价。

②氧化还原反应中,物质中元素化合价升高失电子发生氧化反应,该物质作还原剂,生成的产物为氧化产物,物质中元素化合价降低得电子发生还原反应,该物质做氧化剂,生成的产物为还原产物,由此找出反应物和生成物,在根据得失电子守恒配平氧化还原反应。

4)①本小题涉及速率的影响因素,增大反应物的浓度速率加快,则c(H+)越大,反应速率加快(ClO-氧化性增强)c(I2)越高,吸光度越大。

c(H+)较高,ClO-继续将I2 氧化为高价含碘微粒,c(I2)降低,吸光度下降。

③本小题涉及物质的量、物质的量浓度在氧化还原反应中的计算。

1)电解饱和食盐水时,氯离子在阳极失电子发生氧化反应生成氯气,水电离的氢离子在阴极得电子发生还原反应生成氯气,则电解的化学方程式为2NaCl +2H2O C12↑+ H2↑+2NaOH。本小题答案为:2NaCl +2H2O C12↑+ H2↑+2NaOH

2a. Na2SO4与游离氯不反应,不能除去阳极液中游离氯,故a不符合题意;

b. Na2SO3有还原性,游离氯有强氧化性,两者发生氧化还原反应,则Na2SO3有可以除去阳极液中游离氯,故b符合题意;

c.海水中提取溴用到空气吹出法将游离态的溴吹出,则除去阳极液中游离氯也可采取此方法,故c符合题意;

d.由于气体的溶解度随压强的减小而减小,则降低阳极区液面上方的气压,游离氯的溶解度减小从液体中逸出,可除去阳极液中游离氯,故d符合题意。答案选bcd

3)①碘元素和氯元素处于同一主族(VIIA),二者最外层电子数均为7ICl中共用一对电子,由于碘原子半径大于氯原子,碘原子得电子能力弱于氯原子,故共用电子对偏离碘原子,使得碘元素显+1价。本小题答案为:碘元素和氯元素处于同一主族(VIIA),二者最外层电子数均为7ICl中共用一对电子,由于碘原子半径大于氯原子,碘原子得电子能力弱于氯原子,故共用电子对偏离碘原子,使得碘元素显+1价。

NaIO3I元素失电子发生氧化反应,化合价由+5价升高到+7价生成NaIO4Cl2中氯元素得电子发生还原反应,化合价由0价降低到-1价生成Cl-,离子方程式为Na++IO3+ Cl2 + H2O=== NaIO4↓+ 2H++2Cl。本小题答案为:Na++IO3+ Cl2 + H2O=== NaIO4↓+ 2H++2Cl

4)①ClO- + 2H+ + 2I-=== I2 + Cl- + H2O 10 minpH越低,c(H+)越大,反应速率加快(ClO-氧化性增强)c(I2)越高,吸光度越大。本小题答案为:ClO- + 2H+ + 2I-=== I2 + Cl- + H2O 10 minpH越低,c(H+)越大,反应速率加快(ClO-氧化性增强)c(I2)越高(1),吸光度越大。

c(H+)较高,ClO-继续将I2 氧化为高价含碘微粒,c(I2)降低,吸光度下降。本小题答案为:c(H+)较高,ClO-继续将I2 氧化为高价含碘微粒,c(I2)降低,吸光度下降。

③研究表明食盐水中I-含量≤0.2 mgL-1时对离子交换膜影响可忽略。即1m3食盐水中I-的含量≤0.2 mgL-1×1m3×1000=0.2g时对离子交换膜影响可忽略,则1m3I-浓度为1.47 mgL-1 的食盐水需处理掉1.47 mgL-1×1m3-0.2g=1.27gI-时对离子交换膜影响可忽略。1.27gI-的物质的量为0.01mol,根据反应方程式ClO- + 2H+ + 2I-=== I2 + Cl- + H2O,需NaClO的物质的量为0.005mol,则此NaClO的体积为0.005mol/0.05mol/L=0.1L。本小题答案为:0.1

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

A. 常温常压下,36g18O2中所含的中子数为16NA

B. 8.0 g Cu2S和CuO的混合物中含有的铜原子数为0.1NA

C. 电解饱和食盐水时,阳极生成22.4L气体时,转移的电子数为2NA

D. 室温下向1LpH=1的醋酸溶液中加水,所得溶液中H+数目小于0.1NA

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】利用废旧白铁皮(含FeZnFe2O3ZnO)制备磁性Fe3O4胶体流程及制备装置如下:

已知:锌及其化合物的性质与铝及其化合物的性质具有一定的相似性。

请回答:

1)下列说法不正确的是____

A.步骤I碱溶的目的是去除油污,溶解镀锌层

B.步骤II为防止滤纸被腐蚀,用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤

C.步骤III可通过测定pH验证水洗是否干净

D.步骤IV可用右图操作加快酸溶速率

2部分氧化阶段,ClO3-被还原为Cl-,该反应的离子方程式是____

3)经测定溶液BFe2+Fe3+的物质的量之比是1:2。检验其中Fe3+可选用的试剂是____

ANaOH溶液 BKSCN溶液

CKMnO4溶液 DK4[Fe(CN)6]溶液

4)步骤VI制备Fe3O4胶体装置如图所示:

①持续通入N2的原因是____

②滴液漏斗中应装____。(填“NaOH溶液溶液B”

5Fe3O4胶体粒子不能采用抽滤法实现固液分离,理由是____

6)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。

①若需配制浓度为0.01000 mol·L1K2Cr2O7标准溶液240 mL,应准确称取____g K2Cr2O7(保留4位有效数字,已知M(K2Cr2O7)294.0 g·mol1)

②滴定操作中,若滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分无气泡,而滴定结束后有气泡,则滴定结果____(填偏大偏小无影响)。

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】纪录片《我在故宫修文物》表现了文物修复者穿越古今与百年之前的人进行对话的职业体验,让我们领略到历史与文化的传承。下列文物修复和保护的过程中涉及化学变化的是

A

B

C

D

银器用除锈剂见新

变形的金属香炉复原

古画水洗除尘

木器表面擦拭烫蜡

A. AB. BC. CD. D

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】某实验小组同学把小块木炭在酒精灯上烧至红热,迅速投入热的浓硝酸中,发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧发出亮光。经查阅资料可知浓硝酸分解产生NO2O2。为了探究液面上木炭迅速燃烧发出亮光的原因,该小组同学用如图装置完成以下实验:

序号

实验I

实验II

集气瓶中所盛气体

O2

加热浓硝酸

产生的气体

现象

木炭迅速燃烧发出亮光

木炭迅速燃烧发出亮光

下列说法正确的是

A. 浓硝酸分解产生的V(NO2):V(O2)=1:1

B. 红棕色气体的产生表明木炭与浓硝酸发生了反应

C. 能使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体是氧气

D. 以上实验不能确定使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体一定是NO2

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间。以下叙述正确的是(  )

A. 两烧杯中铜片表面均有气泡产生

B. 甲烧杯中的电流与阳离子流向均为Zn→Cu

C. 两烧杯中溶液的pH均增大

D. 两烧杯在相同时间内转移电子数相等

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q(Q>0)。某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,分析正确的是

A. 图Ⅰ研究的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响

B. 图Ⅱ研究的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响

C. 图Ⅲ研究的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化速率比乙高

D. 图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较低

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】.为防治碘缺乏病,通常在食盐中添加少量的碘酸钾(KIO3)。碘酸钾和碘化钾在溶液中能发生下列反应:KIO35KI3H2SO4=3I23K2SO43H2O

1)用双线桥标出电子转移的方向和数目___

2)该反应中,氧化剂是___,还原剂是____

.铜绿即是铜锈,它的化学成分是Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜),铜在潮湿的空气中生锈的化学反应为:2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3

1)用单线桥标出电子转移的方向和数目____

2)该反应中的还原剂是____、氧化剂是____

.氮化铝具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下,氮化铝可以通过如下方式合成:Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO

1)用单线桥标出该反应中电子转移的方向和数目___

2)该反应中的还原剂是___、氧化剂是____

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】装置()为铁镍(Fe﹣Ni)可充电电池:Fe+NiO2Fe(OH)2+Ni(OH)2装置()为电解示意图当闭合开关 K 时,Y 附近溶液先变红.下 列说法正确的是( )

A. 闭合 K ,X 的电极反应式为:2H++2e═H2

B. 给装置()充电时,OH通过阴离子交换膜移向 A

C. 给装置()充电时,B 极参与反应的物质被氧化

D. 闭合 K ,A 电极反应式为:NiO2 + 2e +2H+═Ni(OH)2

查看答案和解析>>

同步练习册答案