2022新课标同步导学化学练习《海水中盐的开发和利用》(人教版选修2).docx

第2单元课题2 第1课时
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一、选择题
1．(2022年广东)广东正在建设海洋强省。以下说法不正确的(　　)
A．从海带中提取碘单质的过程涉及氧化复原反响
B．往淡水中参加NaCl等配成人造海水，可用于海产品的长期运输
C．赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的
D．海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金属
【解析】　D中硼(B)元素是非金属元素，因此不正确。
【答案】　D
2．许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是(　　)
A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝
C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水
【解析】　海水中氯、溴、碘是以离子形式存在，没有单质形式，钠、镁、铝也是以离子形式存在。
【答案】　D
3．目前以下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NaOH
C．电渗析淡化海水D．海水中提取NaCl
【解析】　此题主要考查考生对硬水软化、电解饱和食盐水、电渗析法淡化海水及海水中提取NaCl的原理及工业流程的了解，根据所学知识可以判断只有D即海水中提取NaCl没有直接使用离子交换技术。
【答案】　D
4．氯碱工业中关于电极材料的选用，以下说法合理的是(　　)
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，假设为活泼电极、电极本身失去电子，代替了Cl－放电。
【答案】　B
5．电解饱和食盐水时两电极上产生气体的体积比应是1∶1，但实际测量时却发现V(H2)>V(Cl2)(常温常压)，其原因可能是(　　)
A．H2的摩尔质量比Cl2的小B．Cl2有刺激性气味
C．H2的熔沸点比Cl2的低D．H2的溶解度比Cl2的小
【解析】　由于H2难溶于水而Cl2能溶于水，故实测V(H2)>V(Cl2)。
【答案】　D
6．以下说法正确的选项是(多项选择)(　　)
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固体生成
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】　电解饱和食盐水可得到NaOH、H2、Cl2，H2＋Cl22HCl，HCl溶于水可得盐酸，NaOH可用于造纸，H2还可以用于冶炼金属。离子交换膜法制烧碱在阴极区可得到NaOH溶液。
【答案】　AD
7．以下有关工业生产的表达正确的选项是(　　)
A．合成氨生产过程中将NH3液化别离，可加快正反响速率，提高N2、H2的转化率
B．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
C．电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室
D．电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小
【解析】　此题主要考查化学原理在工业生产中的应用。在合成氨工业中，使氨冷却液化，降低NH3浓度，平衡向正反响方向移动可提高N2、H2的转化率，但其反响速率减慢，A项不正确；在硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了控制反响温度使催化剂保持最正确活性，B项不正确；电解饱和食盐水时阳极室产生Cl2，阴极室产生H2，显然C项不正确；由于粗铜中含有Fe、Zn等活泼金属，它们比Cu易失电子，而在它们失电子的同时，阴极仍有Cu析出，故D选项是正确的。
【答案】　D
8．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H2OH＋＋OH－知每有1 mol H＋放电，就会生成1 mol OH－，而1 mol H＋放电需要转移1 mol e－，故有0.8 mol NaOH生成，导线中就有0.8 mol e－通过。
【答案】　D
9．能使反响Cu＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑发生且Cu(OH)2能在电极上析出的是(　　)
A．铜片作原电池负极，碳棒为正极，NaCl溶液作电解质溶液
B．用铜片作阴、阳极，电解Na2SO4水溶液
C．铜片作阴、阳极，电解NaOH水溶液
D．铜片作阴、阳极，电解CuSO4水溶液
【解析】　该反响中铜失去电子变成Cu2＋；要使Cu(OH)2在电极上析出，那么必定要求溶液中有大量OH－。
【答案】　C
10．用铂电极持续电解以下溶液(电流强度不变)，阳极上产生气体的量可能发生如右图所示变化的是(　　)
A．KI溶液B．Na2SO4溶液
C．CuSO4溶液D．NaCl溶液
【解析】　分别电解KI溶液、Na2SO4溶液、CuSO4溶液、NaCl溶液，在阳极上分别产生I2、O2、O2、Cl2。因最初有一局部O2溶于水，如产生O2，那么前半段生成量应小于后半段，即曲线的斜率前小后大，曲线应为如以下列图所示形状。假设生成Cl2，因后半段可能与NaOH反响掉一局部，导致题图所示现象。
【答案】　D
二、非选择题
11．用U形管、石墨电极、低碳钢电极、铅蓄电池和导线等组装电解槽，电解饱和食盐水(电解是成功的)。答复以下问题：
(1)石墨电极上的气态产物是________，低碳钢电极上的气态产物是________。
(2)NaOH生成于________(填“阳极区〞或“阴极区〞)。请对你的判断作出简要的解释____________________________________________________________________________。
(3)如果将铅蓄电池的正、负极对调后再连接，电解的化学方程式是____________________________________________________________________________。
【解析】　在电解池中，石墨是惰性电极，它用作电解池的阳极，接电源的正极，低碳钢是活性电极，它用作电解池的阴极，接电源的负极。电解装置如以下列图所示。
饱和NaCl溶液中有Na＋和H＋两种阳离子，H＋放电能力较强；有OH－和Cl－两种阴离子，Cl－放电能力较强。电极反响式如下：
石墨电极(阳极)：4Cl－－4e－===2Cl2↑
低碳钢电极(阴极)：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－或2H＋＋2e－===H2↑
在电解的过程中，阴极区生成OH－，溶液里的Na＋受电场力的作用移向阴极区，在阴极区生成了NaOH。
将铅蓄电池的正、负极对调后再连接，石墨电极(惰性电极)变成了阴极，低碳钢电极(活性电极)变成了阳极，电极反响如下：
石墨电极(阴极)：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－
低碳钢电极(阳极)：2Fe－4e－===2Fe2＋
电解总化学反响方程式：Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑
【答案】　(1)Cl2(或氯气)　H2(或氢气)
(2)阴极区　OH－在阴极区生成，溶液里的Na＋受电场力的作用移向阴极区，OH－与Na＋在阴极组成了NaOH
(3)Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑
12．A～J是中学化学中常见的几种物质，它们之间的转化关系如以下列图所示。常温下A为固体单质，B为淡黄色粉末，C、F、I为气态单质，E在常温下为液体，且E可由C、F化合生成，J可作禽流感、SARS等病毒的杀菌消毒剂。
(1)写出E的电子式：________。
(2)写出反响⑦的离子方程式：______________________________________。
(3)向AlCl3溶液中参加少量固体B，写出反响的化学方程式：
______________________________________。
(4)以Pt为电极电解滴加有少量酚酞的H饱和溶液，那么阳极的电极反响式为：________________________。____________(填“阴〞或“阳〞)极附近溶液由无色变为红色，其原因是___________________________________________________________。
【解析】　由B是淡黄色粉末知A为Na，B为Na2O2，C为O2，E为H2O，F为H2，D为NaOH。再由电解E、H的混合液得到H2、NaOH，可知H为NaCl、G为HCl，那么I为Cl2，Cl2与NaOH溶液反响生成NaCl、NaClO、H2O，那么J为NaClO。
【答案】　(1)(2)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
(3)4AlCl3＋6Na2O2＋6H2O===4Al(OH)3↓＋12NaCl＋3O2↑
(4)2Cl－－2e－===Cl2↑　阴　在阴极，H＋不断放电，破坏了H2O的电离平衡，促使水继续电离，导致溶液中c(OH－)>c(H＋)，所以阴极附近溶液变红色
13．铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请答复：
(1)工业冶炼铝的化学方程式是______________________________________________。
(2)铝与氢氧化钾溶液反响的离子方程式是______________________________________
______________________________________。
(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)，其工作原理如以下列图所示。
①该电解槽的阳极反响式是______________________________________。
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】　此题主要考查考生对电解原理的理解和掌握，注重考查考生应用所学知识解决实际问题的能力。(1)(2)问主要考查教材的根底知识，(3)中根据电解原理，阳极应是OH－失电子，所以电极式为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－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑
(3)① 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
②H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大
③B
14．现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取H2、Cl2、NaOH。请答复以下问题：
(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生的电极反响式为______________________________________。
(2)电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中Ca2＋、Mg2＋、SO42－等杂质离子，使用的试剂有：a.Na2CO3溶液，b.Ba(OH)2溶液，c.稀盐酸，其合理的参加顺序为________(填试剂序号)。
(3)如果在容积为10 L的离子交换膜电解槽中，在阴极产生11.2 L(标准状况)H2，这时溶液的pH是(设体积维持不变)________。
(4)Cl2常用于自来水的消毒杀菌，现有一种新型消毒剂ClO2，假设它们在杀菌过程中的复原产物均为Cl－，消毒等量的自来水，所需Cl2和ClO2的物质的量之比为________。
【解析】　(1)电解时，与电源正极相连的电极为阳极，溶液中的氯离子失去电子发生氧化反响。
(2)为使杂质离子Ca2＋、Mg2＋、SO42－等全部除尽，需参加稍过量的Ba(OH)2溶液，而除去Ba2＋，那么需要参加稍过量的Na2CO3溶液，过滤后再参加盐酸除去CO32－并调节溶液的pH。
(3)由2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑可知，n(NaOH)＝2n(H2)＝2×＝1 mol，c(OH－)＝0.1 mol·L－1，故溶液的pH＝13。
(4)Cl22Cl－，ClO2Cl－，当两者得电子数相等时，消毒能力相当，此时两者物质的量之比为5∶2。
【答案】　(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　(2)b、a、c　(3)13
(4)5∶2