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主題2 海水資源 工業(yè)制堿 (時間:90分鐘　分值:100分) 一、選擇題(本題共12個小題,每小題4分,共48分。每小題只有1個選項符合題意) 1.污水處理的主要方法有:①中和法;②化學(xué)沉淀法;③氧化還原法;④過濾法。其中屬于化學(xué)方法的有 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④ 答案：A 2.下列關(guān)于硬水的敘述中錯誤的是(　　) A.硬水中的Ca2+、Mg2+會阻礙肥皂起泡 B.用漂白粉對自來水消毒,會增加水的總硬度 C.向硬水中加入明礬,可以使硬水軟化 D.雨水的硬度比海水的硬度小 解析：明礬凈水是由于Al3+水解:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,生成的Al(OH)3具有吸附作用,將水中的懸浮顆粒沉淀,不能對硬水起軟化作用。 答案：C 3. 按如圖裝置通入X氣體,并在管口P處點燃,實驗結(jié)果是澄清石灰水變渾濁。則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.海水是一個巨大的化學(xué)資源寶庫,下列有關(guān)海水綜合利用的說法中正確的是(　　) A.海水中含有鉀元素,只需經(jīng)過物理變化就可以得到鉀單質(zhì) B.海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學(xué)變化 C.從海水中可以得到NaCl,電解熔融NaCl可制備Cl2 D.利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 答案：C 5.兩個惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中,通電電解,當(dāng)電解液從pH為6變?yōu)閜H為3時(電解時陰極未產(chǎn)生H2,電解液電解前后體積變化忽略不計)電極上析出銀的質(zhì)量大約是(　　) (導(dǎo)學(xué)號52710047) A.27 mg B.54 mg C.108 mg D.216 mg 答案：B 6.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,為使Cl2被完全吸收, 制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液,設(shè)計了如圖所示的裝置,則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是(　　) A.a為正極,b為負(fù)極;NaClO和NaCl B.a為負(fù)極,b為正極;NaClO和NaCl C.a為陽極,b為陰極;HClO和NaCl D.a為陰極,b為陽極;HClO和NaCl 解析：電解飽和食鹽水生成Cl2、H2和NaOH,同時在電解池內(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生成于陽極、NaOH生成于陰極。電解池的陽極連接電源的正極,陰極連接電源的負(fù)極。則a是負(fù)極,b是正極。 答案：B 7.屬于聯(lián)合制堿法優(yōu)點的是(　　) A.氨和二氧化碳由合成氨廠提供 B.母液可回收氯化銨 C.氯化鈉的利用率達(dá)95%以上 D.以上全是 解析：聯(lián)合制堿法的反應(yīng)為:NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+NH4Cl,合成氨廠為制備原料H2,同時得副產(chǎn)物CO2:CO+H2O(g)CO2+H2,故A對;由聯(lián)合制堿反應(yīng)得B對,C項則考查了教材中的數(shù)據(jù)。 答案：D 8.電解飽和食鹽水兩電極上產(chǎn)生氣體的體積比應(yīng)是1∶1,但實際測量時卻發(fā)現(xiàn)V(H2)>V(Cl2)(常溫常壓),其原因可能是(　　) A.H2的摩爾質(zhì)量比Cl2的小 B.Cl2有刺激性氣味 C.H2的熔、沸點比Cl2的低 D.H2的溶解度比Cl2的小 解析：由于H2難溶于水而Cl2能溶于水,故實測V(H2)>V(Cl2)。 答案：D 9.關(guān)于NaHCO3的性質(zhì),下列說法中正確的是(　　) A.和酸反應(yīng)放出等量的CO2 所消耗的酸比Na2CO3少 B.相同溫度下溶解度比Na2CO3大 C.加熱法可除去NaHCO3中混有的Na2CO3 D.NaHCO3只能和酸作用不能和堿作用 解析：生成等量的CO2時,Na2CO3消耗的酸多,A正確;NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,B錯誤;2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑,C錯誤;NaHCO3和酸、堿都能反應(yīng),D錯誤。 答案：A 10.某地有甲、乙兩工廠排放污水,污水中各含有下列8種離子中的四種(兩廠不含相同離子):Ag+、Ba2+、Fe3+、Na+、Cl-、S、N、OH-。兩廠單獨排放都會造成嚴(yán)重的水污染,如將兩廠的污水按一定比例混合,沉淀后污水便變得無色澄清且只含NaNO3,污染程度會大大降低。關(guān)于污染源的分析,你認(rèn)為正確的是(　　) (導(dǎo)學(xué)號52710048) A.S和N可能來自同一工廠 B.Cl-和N一定在不同工廠 C.Ag+和Na+可能在同一工廠 D.Na+和N來自同一工廠 解析：根據(jù)題意知,甲、乙廠各自的廢水中必定不存在沉淀,且陰、陽離子同時存在。若Ag+在甲廠,則Cl-、S、OH-必在乙廠;那么Ba2+、Fe3+也應(yīng)在甲廠中,否則將生成沉淀。由于甲廠中缺陰離子,所以N必在甲廠中,陽離子Na+必在乙廠中。故Ag+、Na+不同廠,S、N不同廠,Na+、N不同廠,因而B正確。 答案：B 11.下列關(guān)于水污染敘述中錯誤的是(　　) A.水污染的程度是由其溶氧量來測定 B.污染水的金屬元素如汞、鎘、鉛等的含量少時,不會對生物造成傷害 C.使用含磷洗衣粉會造成河水、湖水污染,使海藻瘋狂生長,魚類死亡 D.工業(yè)冷卻所排出的熱水危害水生生物 解析：汞、鎘、鉛均為重金屬,會對生物造成傷害。 答案：B 12.下面是在實驗室進(jìn)行模擬實驗的生產(chǎn)流程示意圖: (導(dǎo)學(xué)號52710049) 氣體A的飽和溶液A和食鹽的飽和溶液懸濁液晶體純堿 則下列敘述中錯誤的是(　　) A.A氣體是NH3,B氣體是CO2 B.第Ⅲ步得到的晶體是發(fā)酵粉的主要成分 C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒 D.第Ⅳ步操作的主要過程有溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶 解析：侯氏制堿法是先制得氨化的飽和食鹽水,再往其中通入CO2(即往飽和食鹽水中依次通入足量的NH3、CO2,不能依次通入CO2、NH3,因為NH3在水中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CO2的溶解度,先將溶液氨化后,吸收CO2的效果更好),第Ⅱ步即得到NaHCO3懸濁液,第Ⅳ步應(yīng)將NaHCO3加熱分解,以得到Na2CO3。 答案：D 二、非選擇題(本題共5個小題,共52分) 13.(10分)如圖是用石墨和鐵作電極電解飽和食鹽水的裝置。請?zhí)羁? (1)Y極的電極材料是　　　　;X的電極名稱是　　　　極,電極反應(yīng)式為　 　。 檢驗X極產(chǎn)物的方法是 　。 (2)某同學(xué)在實驗時誤將兩種電極材料接反,導(dǎo)致X極上未收集到預(yù)期產(chǎn)物。一段時間后又將兩極的連接方式糾正過來,發(fā)現(xiàn)X一端出現(xiàn)了白色沉淀,此沉淀是　　　　(填化學(xué)式)。其形成原因是　 　。 該沉淀在空氣中放置,現(xiàn)象是　。 (3)工業(yè)上電解飽和食鹽水的方法之一是將兩個極室用離子交換膜隔開,其目的是　。 解析：(1)由題圖可知X與電源正極相連應(yīng)為陽極,電極反應(yīng)式:2Cl--2e-Cl2↑,電極材料為石墨,則Y極電極材料為Fe;用濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在管口,若試紙變藍(lán),說明有Cl2產(chǎn)生。(2)若反接則鐵會失電子生成Fe2+,與溶液中生成的OH-結(jié)合成Fe(OH)2,在空氣中先變?yōu)榛揖G色,后又變?yōu)榧t褐色。(3)工業(yè)上電解飽和食鹽水的方法之一,是將兩個極室用離子交換膜隔開,其目的是防止H2與Cl2混合爆炸,防止Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO,使NaOH溶液不純。 答案：(1)Fe　陽　2Cl--2e-Cl2↑　用濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在管口,若試紙變藍(lán),說明有Cl2產(chǎn)生 (2)Fe(OH)2　鐵作陽極時被氧化為Fe2+,糾正錯誤后,這一端又變?yōu)殛帢O:2H++2e-H2↑,生成的OH-與Fe2+結(jié)合成Fe(OH)2　先變?yōu)榛揖G色,后又變?yōu)榧t褐色 (3)防止H2與Cl2混合爆炸,防止Cl2與NaOH生成NaClO使NaOH不純 14.(12分)食鹽是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。 (1)粗食鹽常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、S等雜質(zhì)離子,實驗室提純NaCl的流程如下: 糊狀物晶體純NaCl 提供的試劑:飽和Na2CO3溶液　飽和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離子,選出a所代表的試劑,按滴加順序依次為　　　　　　　　(只填化學(xué)式)。 ②洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl,選用的試劑為　　　　。 (2)用提純的NaCl配制500 mL 4.00 molL-1 NaCl溶液,所用儀器除藥匙、玻璃棒外還有　　　　　　　　　　　　(填儀器名稱)。 (3)電解飽和食鹽水的裝置如圖所示,若收集的H2為2 L,則同樣條件下收集的Cl2　　　　(填“>”“=”或“<”)2 L,原因是　。 裝置改進(jìn)后,可用于制備NaOH溶液,若測定溶液中NaOH的濃度,常用的方法為　。 (4)實驗室制備H2和Cl2通常采用下列反應(yīng): Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 據(jù)此,從下列所給儀器裝置中選擇制備并收集H2的裝置　　　　(填代號)和制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置　　　　(填代號)。 可選用制備氣體的裝置: 答案：(1)①BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液(NaOH溶液的加入順序不影響)　②75%乙醇 (2)天平、燒杯、500 mL容量瓶、膠頭滴管 (3)<　電解生成的氯氣與電解生成的NaOH發(fā)生了反應(yīng)　酸堿中和滴定 (4)e　d 15.(8分)水處理技術(shù)在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。 (1)含有較多　　　　的水稱為硬水。硬水加熱后產(chǎn)生碳酸鹽沉淀的離子方程式為　 (寫出一個即可)。 (2)將HR型陽離子交換樹脂和ROH型陰離子交換樹脂串接來軟化天然硬水,應(yīng)先使硬水通過　　　　(填“HR”或“ROH”)型離子交換樹脂,原因是　 　。 (3)通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留,從而獲得純凈水的方法稱為　　　　。電滲析法凈化水時,使離子通過半透膜的推動力是　。 (4)檢驗蒸餾水的純度時,最簡單易行的方法是測定水的　　　　。 解析：離子交換劑中陽離子與水中的Ca2+、Mg2+發(fā)生離子交換,使水得到凈化。如果硬水先通過ROH型陰離子交換樹脂時可能產(chǎn)生Mg(OH)2等沉淀而影響交換效果,所以先通過HR型陽離子交換樹脂。(3)電滲析法是一種利用離子交換膜進(jìn)行海水淡化的方法。在外加電場的作用下,水溶液中陰、陽離子會分別向兩極移動,如果在中間加上一種交換膜,就可能達(dá)到分離濃縮的目的。所以電滲析法凈化水時,使離子通過半透膜的推動力是電勢差或電場力。(4)因為水的電離程度極小,所以純水是幾乎不導(dǎo)電的,因此要檢驗蒸餾水的純度時,最簡單易行的方法是測定水的電導(dǎo)率或電阻率。 答案：(1)Ca2+、Mg+　Ca2++2HCCaCO3↓+CO2↑+H2O(或Mg2++2HCMgCO3↓+CO2↑+H2O) (2)HR　先通過陰離子交換樹脂時可能產(chǎn)生Mg(OH)2等沉淀而影響交換效果 (3)反滲透法　電勢差或電場力 (4)電導(dǎo)率(或電阻率) 16.(10分)如圖甲所示,某河流經(jīng)工業(yè)城市Y市,a處為上游、d處為下游,經(jīng)過河水檢測繪制出圖乙,請回答: (導(dǎo)學(xué)號52710050) 圖甲　　　　　　　　　　圖乙 (1)構(gòu)成該河的污染主要分布在　　　　。 A.ab段 B.bc段 C.cd段 D.bd段 (2)列舉造成該河污染的三種可能污染源:①　　　　　　　;②　　　　　　　;③　　　　　　。 (3)對c處水樣進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)其中含有Cu2+,要把Cu2+變成銅單質(zhì)回收,請寫出兩種可行的方法: ①　; ②　。 (4)d處污染明顯降低,請從物理、化學(xué)、生物三方面簡單分析原因　。 解析：生活污水、工業(yè)廢水是水體的兩個主要污染源,河流經(jīng)市區(qū)必定造成污染,到下游時經(jīng)過沉降、生物降解、物質(zhì)之間的反應(yīng)使污染程度下降。對于銅的回收只需把銅離子變成銅單質(zhì)即可。 答案：(1)B (2)①工業(yè)廢水?、谏钗鬯、凵罾肮I(yè)廢渣 (3)①加過量鐵粉,過濾,后加鹽酸,清洗干燥得銅單質(zhì)?、谟秒娊夥?使用惰性電極電解,陰極上生成銅單質(zhì) (4)物理沉降、物質(zhì)之間相互反應(yīng)、生物降解 17.(12分)海洋是一個至今未被完全開發(fā)的化學(xué)資源寶庫,海洋資源的綜合利用具有非常廣闊的前景。請回答下列問題: (導(dǎo)學(xué)號52710051) (1)蒸餾法是人類最早使用的淡化海水的方法,你認(rèn)為運用蒸餾法淡化海水最理想的能源是　　　　　　　　　　。 (2)海水綜合利用的流程圖如下: 用NaCl作原料可以得到多種產(chǎn)品。 ①實驗室用惰性電極電解100 mL 0.1 molL-1 NaCl溶液,若陰、陽兩極均得到112 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則所得溶液pH為　　(忽略反應(yīng)前后溶液的體積變化)。 ②電解氯化鈉稀溶液可制備“84消毒液”,通電時氯氣被溶液完全吸收,若所得消毒液僅含一種溶質(zhì),寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式:　。 ③電解25%的飽和食鹽水200 kg,當(dāng)溶液中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降到20%時,計算收集到的氯氣的物質(zhì)的量的大小(被溶液吸收的氯氣忽略不計,計算結(jié)果保留一位小數(shù))。 解析：(1)運用蒸餾法進(jìn)行海水淡化要消耗大量的能量,合理利用廉價易得的能源——太陽能,可節(jié)約能源,減少環(huán)境污染。(2)①溶液中:n(NaCl)=0.1 molL-10.1 L=0.01 mol,n(H2)==0.005 mol,因此反應(yīng)中NaCl恰好完全反應(yīng),可根據(jù)NaCl或H2的物質(zhì)的量計算生成的NaOH的物質(zhì)的量。根據(jù)反應(yīng):2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,n(NaOH)=2n(H2)=0.005 mol2=0.01 mol,c(OH-)=c(NaOH)==0.1 molL-1,則c(H+)=1.010-13molL-1,pH=13。②電解氯化鈉稀溶液制備“84消毒液”的過程中發(fā)生的反應(yīng)依次為:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,把兩反應(yīng)相加,可得NaCl+H2ONaClO+H2↑。 ③設(shè)參加反應(yīng)的NaCl的質(zhì)量為x。根據(jù)題意,則 因此100%=20%,解得x≈11.43 kg。 根據(jù)反應(yīng):2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,n(Cl2)=n(NaCl)=≈97.7 mol。 答案：(1)太陽能 (2)①13　②NaCl+H2ONaClO+H2↑?、?7.7 mol