高中化学 主题2 海水资源 工业制碱检测题 鲁科版选修2

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主题2 海水资源 工业制碱 (时间:90分钟　分值:100分) 一、选择题(本题共12个小题,每小题4分,共48分。每小题只有1个选项符合题意) 1.污水处理的主要方法有:①中和法;②化学沉淀法;③氧化还原法;④过滤法。其中属于化学方法的有 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④ 答案：A 2.下列关于硬水的叙述中错误的是(　　) A.硬水中的Ca2+、Mg2+会阻碍肥皂起泡 B.用漂白粉对自来水消毒,会增加水的总硬度 C.向硬水中加入明矾,可以使硬水软化 D.雨水的硬度比海水的硬度小 解析：明矾净水是由于Al3+水解:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,生成的Al(OH)3具有吸附作用,将水中的悬浮颗粒沉淀,不能对硬水起软化作用。 答案：C 3. 按如图装置通入X气体,并在管口P处点燃,实验结果是澄清石灰水变浑浊。则X、Y可能是(　　) A.H2和Fe2O3 B.CO和CuO C.H2和NaHCO3 D.CO和Na2CO3 答案：C 4.海水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中正确的是(　　) 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 答案：C 5.两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中,通电电解,当电解液从pH为6变为pH为3时(电解时阴极未产生H2,电解液电解前后体积变化忽略不计)电极上析出银的质量大约是(　　) (导学号52710047) A.27 mg B.54 mg C.108 mg D.216 mg 答案：B 6.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收, 制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图所示的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是(　　) A.a为正极,b为负极;NaClO和NaCl B.a为负极,b为正极;NaClO和NaCl C.a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl D.a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl 解析：电解饱和食盐水生成Cl2、H2和NaOH,同时在电解池内制得消毒液,则该消毒液的有效成分是Cl2和NaOH反应生成的NaClO。在图示的电解池中,要使Cl2和 NaOH充分反应,应使Cl2生成于下方、NaOH生成于上方。在饱和食盐水的电解池中,Cl2生成于阳极、NaOH生成于阴极。电解池的阳极连接电源的正极,阴极连接电源的负极。则a是负极,b是正极。 答案：B 7.属于联合制碱法优点的是(　　) A.氨和二氧化碳由合成氨厂提供 B.母液可回收氯化铵 C.氯化钠的利用率达95%以上 D.以上全是 解析：联合制碱法的反应为:NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+NH4Cl,合成氨厂为制备原料H2,同时得副产物CO2:CO+H2O(g)CO2+H2,故A对;由联合制碱反应得B对,C项则考查了教材中的数据。 答案：D 8.电解饱和食盐水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 9.关于NaHCO3的性质,下列说法中正确的是(　　) A.和酸反应放出等量的CO2 所消耗的酸比Na2CO3少 B.相同温度下溶解度比Na2CO3大 C.加热法可除去NaHCO3中混有的Na2CO3 D.NaHCO3只能和酸作用不能和碱作用 解析：生成等量的CO2时,Na2CO3消耗的酸多,A正确;NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,B错误;2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑,C错误;NaHCO3和酸、碱都能反应,D错误。 答案：A 10.某地有甲、乙两工厂排放污水,污水中各含有下列8种离子中的四种(两厂不含相同离子):Ag+、Ba2+、Fe3+、Na+、Cl-、S、N、OH-。两厂单独排放都会造成严重的水污染,如将两厂的污水按一定比例混合,沉淀后污水便变得无色澄清且只含NaNO3,污染程度会大大降低。关于污染源的分析,你认为正确的是(　　) (导学号52710048) A.S和N可能来自同一工厂 B.Cl-和N一定在不同工厂 C.Ag+和Na+可能在同一工厂 D.Na+和N来自同一工厂 解析：根据题意知,甲、乙厂各自的废水中必定不存在沉淀,且阴、阳离子同时存在。若Ag+在甲厂,则Cl-、S、OH-必在乙厂;那么Ba2+、Fe3+也应在甲厂中,否则将生成沉淀。由于甲厂中缺阴离子,所以N必在甲厂中,阳离子Na+必在乙厂中。故Ag+、Na+不同厂,S、N不同厂,Na+、N不同厂,因而B正确。 答案：B 11.下列关于水污染叙述中错误的是(　　) A.水污染的程度是由其溶氧量来测定 B.污染水的金属元素如汞、镉、铅等的含量少时,不会对生物造成伤害 C.使用含磷洗衣粉会造成河水、湖水污染,使海藻疯狂生长,鱼类死亡 D.工业冷却所排出的热水危害水生生物 解析：汞、镉、铅均为重金属,会对生物造成伤害。 答案：B 12.下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图: (导学号52710049) 气体A的饱和溶液A和食盐的饱和溶液悬浊液晶体纯碱 则下列叙述中错误的是(　　) A.A气体是NH3,B气体是CO2 B.第Ⅲ步得到的晶体是发酵粉的主要成分 C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒 D.第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶 解析：侯氏制碱法是先制得氨化的饱和食盐水,再往其中通入CO2(即往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2,不能依次通入CO2、NH3,因为NH3在水中的溶解度远远大于CO2的溶解度,先将溶液氨化后,吸收CO2的效果更好),第Ⅱ步即得到NaHCO3悬浊液,第Ⅳ步应将NaHCO3加热分解,以得到Na2CO3。 答案：D 二、非选择题(本题共5个小题,共52分) 13.(10分)如图是用石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置。请填空: (1)Y极的电极材料是　　　　;X的电极名称是　　　　极,电极反应式为　 　。 检验X极产物的方法是 　。 (2)某同学在实验时误将两种电极材料接反,导致X极上未收集到预期产物。一段时间后又将两极的连接方式纠正过来,发现X一端出现了白色沉淀,此沉淀是　　　　(填化学式)。其形成原因是　 　。 该沉淀在空气中放置,现象是　。 (3)工业上电解饱和食盐水的方法之一是将两个极室用离子交换膜隔开,其目的是　。 解析：(1)由题图可知X与电源正极相连应为阳极,电极反应式:2Cl--2e-Cl2↑,电极材料为石墨,则Y极电极材料为Fe;用湿润的淀粉碘化钾试纸放在管口,若试纸变蓝,说明有Cl2产生。(2)若反接则铁会失电子生成Fe2+,与溶液中生成的OH-结合成Fe(OH)2,在空气中先变为灰绿色,后又变为红褐色。(3)工业上电解饱和食盐水的方法之一,是将两个极室用离子交换膜隔开,其目的是防止H2与Cl2混合爆炸,防止Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO,使NaOH溶液不纯。 答案：(1)Fe　阳　2Cl--2e-Cl2↑　用湿润的淀粉碘化钾试纸放在管口,若试纸变蓝,说明有Cl2产生 (2)Fe(OH)2　铁作阳极时被氧化为Fe2+,纠正错误后,这一端又变为阴极:2H++2e-H2↑,生成的OH-与Fe2+结合成Fe(OH)2　先变为灰绿色,后又变为红褐色 (3)防止H2与Cl2混合爆炸,防止Cl2与NaOH生成NaClO使NaOH不纯 14.(12分)食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。 (1)粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、S等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下: 糊状物晶体纯NaCl 提供的试剂:饱和Na2CO3溶液　饱和K2CO3溶液　NaOH溶液　BaCl2溶液　Ba(NO3)2溶液 75%乙醇　四氯化碳 ①欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、S离子,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次为　　　　　　　　(只填化学式)。 ②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为　　　　。 (2)用提纯的NaCl配制500 mL 4.00 molL-1 NaCl溶液,所用仪器除药匙、玻璃棒外还有　　　　　　　　　　　　(填仪器名称)。 (3)电解饱和食盐水的装置如图所示,若收集的H2为2 L,则同样条件下收集的Cl2　　　　(填“>”“=”或“<”)2 L,原因是　。 装置改进后,可用于制备NaOH溶液,若测定溶液中NaOH的浓度,常用的方法为　。 (4)实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应: Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 据此,从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置　　　　(填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置　　　　(填代号)。 可选用制备气体的装置: 答案：(1)①BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液(NaOH溶液的加入顺序不影响)　②75%乙醇 (2)天平、烧杯、500 mL容量瓶、胶头滴管 (3)<　电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应　酸碱中和滴定 (4)e　d 15.(8分)水处理技术在生产、生活中应用广泛。 (1)含有较多　　　　的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为　 (写出一个即可)。 (2)将HR型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水,应先使硬水通过　　　　(填“HR”或“ROH”)型离子交换树脂,原因是　 　。 (3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留,从而获得纯净水的方法称为　　　　。电渗析法净化水时,使离子通过半透膜的推动力是　。 (4)检验蒸馏水的纯度时,最简单易行的方法是测定水的　　　　。 解析：离子交换剂中阳离子与水中的Ca2+、Mg2+发生离子交换,使水得到净化。如果硬水先通过ROH型阴离子交换树脂时可能产生Mg(OH)2等沉淀而影响交换效果,所以先通过HR型阳离子交换树脂。(3)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法。在外加电场的作用下,水溶液中阴、阳离子会分别向两极移动,如果在中间加上一种交换膜,就可能达到分离浓缩的目的。所以电渗析法净化水时,使离子通过半透膜的推动力是电势差或电场力。(4)因为水的电离程度极小,所以纯水是几乎不导电的,因此要检验蒸馏水的纯度时,最简单易行的方法是测定水的电导率或电阻率。 答案：(1)Ca2+、Mg+　Ca2++2HCCaCO3↓+CO2↑+H2O(或Mg2++2HCMgCO3↓+CO2↑+H2O) (2)HR　先通过阴离子交换树脂时可能产生Mg(OH)2等沉淀而影响交换效果 (3)反渗透法　电势差或电场力 (4)电导率(或电阻率) 16.(10分)如图甲所示,某河流经工业城市Y市,a处为上游、d处为下游,经过河水检测绘制出图乙,请回答: (导学号52710050) 图甲　　　　　　　　　　图乙 (1)构成该河的污染主要分布在　　　　。 A.ab段 B.bc段 C.cd段 D.bd段 (2)列举造成该河污染的三种可能污染源:①　　　　　　　;②　　　　　　　;③　　　　　　。 (3)对c处水样进行检测,发现其中含有Cu2+,要把Cu2+变成铜单质回收,请写出两种可行的方法: ①　; ②　。 (4)d处污染明显降低,请从物理、化学、生物三方面简单分析原因　。 解析：生活污水、工业废水是水体的两个主要污染源,河流经市区必定造成污染,到下游时经过沉降、生物降解、物质之间的反应使污染程度下降。对于铜的回收只需把铜离子变成铜单质即可。 答案：(1)B (2)①工业废水　②生活污水　③生活垃圾及工业废渣 (3)①加过量铁粉,过滤,后加盐酸,清洗干燥得铜单质　②用电解法,使用惰性电极电解,阴极上生成铜单质 (4)物理沉降、物质之间相互反应、生物降解 17.(12分)海洋是一个至今未被完全开发的化学资源宝库,海洋资源的综合利用具有非常广阔的前景。请回答下列问题: (导学号52710051) (1)蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法,你认为运用蒸馏法淡化海水最理想的能源是　　　　　　　　　　。 (2)海水综合利用的流程图如下: 用NaCl作原料可以得到多种产品。 ①实验室用惰性电极电解100 mL 0.1 molL-1 NaCl溶液,若阴、阳两极均得到112 mL气体(标准状况),则所得溶液pH为　　(忽略反应前后溶液的体积变化)。 ②电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”,通电时氯气被溶液完全吸收,若所得消毒液仅含一种溶质,写出相应的化学方程式:　。 ③电解25%的饱和食盐水200 kg,当溶液中NaCl的质量分数下降到20%时,计算收集到的氯气的物质的量的大小(被溶液吸收的氯气忽略不计,计算结果保留一位小数)。 解析：(1)运用蒸馏法进行海水淡化要消耗大量的能量,合理利用廉价易得的能源——太阳能,可节约能源,减少环境污染。(2)①溶液中:n(NaCl)=0.1 molL-10.1 L=0.01 mol,n(H2)==0.005 mol,因此反应中NaCl恰好完全反应,可根据NaCl或H2的物质的量计算生成的NaOH的物质的量。根据反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,n(NaOH)=2n(H2)=0.005 mol2=0.01 mol,c(OH-)=c(NaOH)==0.1 molL-1,则c(H+)=1.010-13molL-1,pH=13。②电解氯化钠稀溶液制备“84消毒液”的过程中发生的反应依次为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,把两反应相加,可得NaCl+H2ONaClO+H2↑。 ③设参加反应的NaCl的质量为x。根据题意,则 因此100%=20%,解得x≈11.43 kg。 根据反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,n(Cl2)=n(NaCl)=≈97.7 mol。 答案：(1)太阳能 (2)①13　②NaCl+H2ONaClO+H2↑　③97.7 mol