选做【化学——选修2:化学与技术】海洋是一个丰富的资源宝库,通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。
(1)海水中盐的开发利用:
①海水制盐目前以盐田法为主,建盐田必须选在远离江河入海口,多风少雨,潮汐落差大且又平坦空旷的海滩。所建盐田分为贮水池、蒸发池和 池。
②目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产,在电解槽中阳离子交换膜只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过,请说明氯碱生产中阳离子交换膜的作用 (写一点即可)。
(2)电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图所示。其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。请回答下面的问题:
①海水不能直接通入到阴极室中,理由是 。
②A口排出的是 (填“淡水”或“浓水”)。
(3)用苦卤(含Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等离子)可提取溴,其生产流程如下:
①若吸收塔中的溶液含BrO3-,则吸收塔中反应的离子方程式为 。
②通过①氯化已获得含Br2的溶液,为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液 。
③向蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在90℃左右进行蒸馏的原因是 。
(11分)依据氧化还原反应:2Ag+ (aq) + Cu(s) ="=" Cu2+ (aq) + 2Ag (s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是;电解质溶液Y是;
(2)银电极为电池的极;银电极上发生的电极反应式。
(3)外电路中的电子是从电极流向电极(填电极的材料)。
(4)利用反应Zn + 2 FeCl3 = ZnCl2 + 2 FeCl2,设计一个原电池,在下面框图内画出有关的实验装置图:
正极的电极反应式为。
电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池,装有电解液a ;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则:
①电解池中X极上的电极反应式为。
在X极附近观察到的现象是。
②Y电极上的电极反应式为,
检验该电极反应产物的方法为。
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则:
①X电极的材料是,电极反应式为。
②Y电极的材料是,电极反应式为。(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
(15分)对下图中两极加以必要的连接并填空:
(1)在图A中,使铜片上产生氢气。
①若加以导线连接,则连接后的装置叫(填“原电池”或“电解池”)。锌片发生(填“氧化”或“还原”);铜片上的电极反应式:。
②若外加电源,则连接后的装置叫(填“原电池”或“电解池”),其中铜片作为该装置的极,连接电源的极;锌片上发生的电极反应式为。
(2)在图B中,使a极析出铜。
①若a、b电极均为石墨电极并加以必要的连接,则连接后的装置应为(填“原电池”或“电解池”);该装置工作时,溶液中阴离子向极作定向移动(填“a”或“b”);经过一段时间后,停止反应并搅匀溶液,溶液的酸性(填“增强”、“降低”或“不变”)。
②若a、b电极加以导线连接,且a极为铜电极,则b极可以为电极(填序号)。
A.铂 | B.铁 | C.石墨 | D.银 E.锌 |
该装置工作时,溶液中阴离子向极作定向移动(填“a”或“b”)。
(8分)已知化学反应中的能量变化,是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同所致。下图为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化:
(1)人们通常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,则N≡N键的键能为kJ·mol-1。根据上图写出N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学方程式:。
(2)NO(g)分解生成N2(g)和O2(g)的热化学方程式为:。
当有16 g O2(g)生成时,该反应中放出的热量为:kJ。
(4分) 已知:
①P4(S,白磷)+5O2(g)= P4O10(S)△H = —2983.2kJ•mol-1
②P(S,红磷△H = —738.5kJ•mol-1
(1)写出白磷转化为红磷的热化学方程式:。
(2)则对应下列化学反应过程中的能量变化图,能正确反映出由白磷转化为红磷的是[选填A ~ D]。