组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学能与电能 > 电解池 > 电解原理的应用 > 氯碱工业
题型:解答题-实验探究题 难度:0.65 引用次数:310 题号:14926795
围绕海水的综合利用,化学课外兴趣小组进行下列实验:
(1)模拟工业制备氯气
装置如图所示,接通电源,当观察到石墨电极与滤纸接触的区域有细小的气泡产生时,停止通电。将pH试纸分别放在a、b处滤纸上,观察颜色变化。

①在上述实验中观察a处pH试纸中心呈白色,边缘有一圈淡淡的红色,b处pH试纸呈___________色。
②实验结束后,将滤纸对折,使a、b处充分接触,可将a处残余的Cl2进一步处理。此时发生反应的化学反应方程式是___________
(2)模拟反萃取法提取碘实验流程如下图:
        
①“萃取”操作时须使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________
②“反萃取”操作时溶液中有I、IO生成。“酸化”步骤发生反应的离子反应方程式为___________
(3)模拟浓海水提取镁实验流程如下图:

说明:模拟浓海水成分配制的“海水溶液”主要成分如下:
离子Na+Mg2+ClSO
浓度/(g·L-1)63.728.8144.646.4
①产品1的化学式为___________
②沉降阶段主要的化学反应方程式为___________
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解题方法
【推荐1】电解原理在生活生产中有着广泛的运用。
(一)氨电解法制氢气
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示。
   
(1)电解过程中,阳极的电极方程式为___________;阳极的pH___________(填“增大”或“减小”)。
(2)电解过程中的移动方向为___________(填“从左往右”或“从右往左”)。
(二)将“酸溶”后的溶液作为电解液,用如图装置电解冶炼Mn。
   
(3)应采用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜,阳极的电极反应式为___________
(三)氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业。下图是某氯碱工业生产原理示意图:
   
(4)写出装置A在工作时的化学方程式:___________
(5)氯碱工业是高耗能产业,按上图将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电能30%以上,且相关物料的传输与转化关系如图所示,其中的电极未标出。图中Y是___________(填化学式);燃料电池中正极的电极方程式为___________;分析比较图示中氢氧化钠质量分数的大小___________
2023-10-19更新 | 211次组卷
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【推荐2】化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效广谱的灭菌消毒剂。某化学小组针对氯气及其化合物展开以下实验。
Ⅰ.氯碱工业是工业上制备氯气的主要方法,该实验小组采用如下图所示的装置来模拟工业制取氯气。回答下列问题:

(1)氯气的逸出口是___________(填“a”或“b”),为了获得比较纯净的NaOH溶液,电解过程中最好选用___________离子交换膜(填“阴”或“阳”),电解过程总反应的离子方程式为___________
(2)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为___________
Ⅱ.“84”消毒液是生活中常见的高效杀毒剂,其主要成分为NaClO。某校学生为了测定蓝月亮牌“84”消毒液中NaClO的浓度,进行了如下实验:
①取10.00mL“84”消毒液于烧杯中,加水稀释并恢复至室温后,转移到1000mL容量瓶中定容后备用。
②取20.00mL稀释后的溶液于锥形瓶中,滴加稀H2SO4和过量的KI溶液,NaClO将KI氧化成I2
③用淀粉做指示剂,生成的I2用0.0800 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点,发生的反应为:I2 + 2S2O=2I-+S4O
④重复滴定3次。
所得数据如下:
待测液体积(mL)标准液滴定前读数(mL)标准液滴定后读数(mL)消耗标准液体积(mL)
120.000.0220.02
220.000.2420.26
320.000.1220.10
420.000.2021.20
回答下列问题:
(3)步骤①定容时还需要的玻璃仪器是___________,Na2S2O3标准溶液应该装在___________滴定管中
(4)步骤②发生反应的离子方程式为___________
(5)步骤③滴定终点的现象为___________
(6)若滴定前标准液滴定管尖嘴管处有气泡,滴定结束后气泡消失,则会使测定结果___________(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。经过计算测出蓝月亮牌“84”消毒液中NaClO的物质的量浓度为___________ mol/L(精确到小数点后1位)
2021-01-04更新 | 306次组卷
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【推荐3】以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如图:

(1)除去粗盐中的微溶物质CaSO4通常用Na2CO3处理,请用平衡移动原理解释说明:____
(2)人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。图1表示电解饱和NaCl溶液的装置,X、Y是石墨棒。实验开始时,在两边同时各滴入几滴酚酞溶液,请回答以下问题:
检验Y电极反应产物的方法是_____。电解NaCl溶液的离子方程式是____

(3)某同学设计一个燃料电池(如图2所示),目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题:
①通入氢气电极的反应式为____
②石墨电极为_____(填“阳极”或“阴极”),反应一段时间后,在乙装置中滴入酚酞溶液,_____区(填“铁极”或“石墨极”)的溶液先变红。
③如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将____(填“增大”“减小”或“不变”)。
④若在标准状况下,有224mL氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体在标况下体积为_____L;丙装置中阴极析出铜的质量为_____g。(铜的摩尔质量为64)
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