(13分)电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等杂质,不符合电解要求,因此必须经过精制.某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):
步骤1:取一定量的粗盐,置于烧杯中,加入足量的水,配成粗盐水;
步骤2:向粗盐水中加入除杂试剂,然后进行过滤,滤去不溶物,再向滤液中加入盐酸
调节盐水的pH;
步骤3:将得到的溶液蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、烘干即得精盐;
请回答以下问题:
(1)上述实验中的过滤操作需要烧杯、____________、____________等玻璃仪器.
(2)步骤2中常用Na2CO3、NaOH、BaCl2作为除杂试剂,则加入除杂试剂的顺序为:
________________.
(3)步骤2中,判断加入BaCl2已过量的方法是:_______________________________
_______________________.
(4)步骤2中,若先用盐酸调节pH再过滤,将会对实验结果产生影响,其原因是
________________________________________________________________________.
(5)为检验精盐纯度,需配制150 mL 0.2 mol/L NaCl(精盐)溶液,右图是该
同学转移溶液的示意图,图中的两处错误是:
________________________________________________
________________________________________________.
若在定容时仰视,则所配溶液的浓度_____________________________________
0.2 mol/L(填“大于”或“小于”);若定容不慎超过刻度线,应采用的处理方法是: ________________________________________________________________________.
高三化学实验题中等难度题
(13分)电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等杂质,不符合电解要求,因此必须经过精制.某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):
步骤1:取一定量的粗盐,置于烧杯中,加入足量的水,配成粗盐水;
步骤2:向粗盐水中加入除杂试剂,然后进行过滤,滤去不溶物,再向滤液中加入盐酸
调节盐水的pH;
步骤3:将得到的溶液蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、烘干即得精盐;
请回答以下问题:
(1)上述实验中的过滤操作需要烧杯、____________、____________等玻璃仪器.
(2)步骤2中常用Na2CO3、NaOH、BaCl2作为除杂试剂,则加入除杂试剂的顺序为:
________________.
(3)步骤2中,判断加入BaCl2已过量的方法是:_______________________________
_______________________.
(4)步骤2中,若先用盐酸调节pH再过滤,将会对实验结果产生影响,其原因是
________________________________________________________________________.
(5)为检验精盐纯度,需配制150 mL 0.2 mol/L NaCl(精盐)溶液,右图是该
同学转移溶液的示意图,图中的两处错误是:
________________________________________________
________________________________________________.
若在定容时仰视,则所配溶液的浓度_____________________________________
0.2 mol/L(填“大于”或“小于”);若定容不慎超过刻度线,应采用的处理方法是: ________________________________________________________________________.
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目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。
(1)电解法制烧碱的主要原料是饱和食盐水。由于粗盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、等杂质,因此必须经过精制才能进行电解。除去这些杂质时,不应选用的试剂是__________(填序号)。
a.BaCl2 b.Na2CO3 c.NaOH d.盐酸 e.KOH
(2)现有200 mL食盐水,用石墨电极电解。当阴极产生气体的体积为0.224 L(标准状况)时停止电解,此时阳极产生气体的体积也为0.224 L(标准状况),阳极的电极反应式为______________,电解过程中总反应的离子方程式为____________________,电解后,溶液在常温下的pH约为_________________(忽略体积变化)。
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氯碱工业是最基本的化学工业之一,离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法,其生产流程如下图所示:
(1)该流程中可以循环的物质是 。
(2)电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等无机杂质,所以在进入电解槽前需要进行两次精制,写出一次精制中发生的离子方程式 ,若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽会产生什么后果 。
(3)右图是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图(阳极用金属钛网制成,阴极由碳钢网制成)。则B处产生的气体是 ,E电极的名称是 。电解总反应的离子方程式为 。
(4)从阳极槽出来的淡盐水中,往往含有少量的溶解氯,需要加入8%~9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去,该反应的化学方程式为 。
(5)已知在电解槽中,每小时通过1安培的直流电可以产生1.492g的烧碱,某工厂用300个电解槽串联生产8小时,制得32%的烧碱溶液(密度为1.342吨/m3)113m3,电解槽的电流强度1.45 ×104A,该电解槽的电解效率为 。
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氯碱工业是最基本的化学工业之一,离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法,其生产流程如图所示:
(1)该流程中可以循环的物质是 。
(2)电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由 于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等无机杂质,所以在进入电解槽前需要进行两次精制,写出一次精制中发生的离子方程式 ,若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽会产生什么后果 。
(3)如图是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图(阳极用金属钛网制成,阴极由碳钢网制成)。则B处产生的气体是 , E电极的名称是 。电解总反应的离子方程式为 。
(4)从阳极槽出来的淡盐水中,往往含有少量的溶解氯,需要加入8%~9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去,该反应的化学方程式为 。
(5)已知在电解槽中,每小时通过1安培的直流电可以产生1.492g的烧碱,某工厂用300个电解槽串联生产8小时,制得32%的烧碱溶液(密度为1.342吨/m3)113m3,电解槽的电流强度1.45 ×104A,该电解槽的电解效率为 。
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请回答氯碱工业中的如下问题:
(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k= (要求写出计算表达式和结果);
(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等杂质,必须精制后才能供电解使用。精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)、③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是 (填序号);
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中X、Y分别是 、 (填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小 ;
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应,正极: ;负极: ;
③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处) 、 。
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请回答氯碱的如下问题:
(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k=_______(要求计算表达式和结果)。
(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-4等杂质,必须精制后才能供电解使用。精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是________(填序号)。
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子腊都只允许阳离子通过。
①图中X、Y分别是_____、_______(填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小_________;
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应
正极:_____________; 负极:_______________;
这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)____________、____________。
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(16分)“向海洋进军”,已成为世界许多国家发展的战略口号,海水中通常含有较多的Ca2+、Mg2+、等杂质离子,以海盐为原料的氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程如下:
依据上图,完成下列填空:
(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极的电极反应式为 ;
(2)电解过程的总反应的化学方程式_________________________________________。
(3)电解槽阳极产物可用于_____________________________(至少写出两种用途)。
(4)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程中除去这2种离子所发生反应的离子方程式为: 。
(5)如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以是
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(6)为了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-加入试剂的合理顺序为
a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(7)已知NaOH、NaCl在水中的溶解度数据如下表:
温度/℃ | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
NaOH /g | 109 | 118 | 129 | 146 | 177 | 300 | 313 | 318 | 337 |
NaCl/ g | 36 | 36.3 | 36.6 | 37 | 37.3 | 37.8 | 38.4 | 39 | 39.8 |
根据上述数据,脱盐工序中利用通过 、 (填操作名称)除去NaCl。
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(本题共12分)氯化钠是氯碱工业的主要原料,其晶体不带有结晶水,饱和食盐水也是实验室常用试剂。完成下列填空:
32.粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42―等离子和少量泥沙,某同学设计的提纯步骤依次为:溶解、过滤、加入沉淀剂、调pH、蒸发结晶。其中还缺少的步骤是_________。
33.电解饱和食盐水实验中,检验阳极产物的试剂是________________;若用粗盐配制饱和食盐水进行电解,则阴极区可能出现的异常现象是_________________。
34.氯碱厂称固体烧碱为“片碱”。用滴定法测定片碱中杂质Na2CO3含量的过程如下:
称取样品,加水溶解;加入酚酞试液,用标准盐酸滴定至溶液由红色刚好变为无色;再加甲基橙,继续用标准盐酸滴定至终点。数据处理。实验中用于溶解片碱的蒸馏水必须事先煮沸一段时间,煮沸的目的是_______;用甲基橙作指示剂时,判断滴定达到终点的现象是________________;用酚酞作指示剂时,发生反应的离子方程式为_________________。
35.下列关于饱和食盐水的用途及装置设计正确的是_________(填写编号)。
a.模拟工业制纯碱 b.制乙酸乙酯实验中接受产物
c.除去氯气中的氯化氢 d.实验室制乙炔
36.在饱和食盐水中加入浓硫酸,会有大量固体析出。过滤、洗涤、得干燥固体。为确定该固体的成份,进行以下实验:①取少量固体溶于水,测得溶液显中性;
②称取1.961 g固体于坩埚中加热,发现有水生成,继续加热至固体恒重,称量质量为1.331 g。判断固体已恒重的操作是____________________;
③将1.331 g固体全部溶于水,加入足量的BaCl2溶液,得干燥纯净沉淀1.165 g。则原固体的成份是______________(写化学式)。
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开始沉淀时的pH | 沉淀完全时的pH | |
Mg2+ | 9.6 | 11.0 |
Ca2+ | 12.2 | c(OH-)=1.8mol•L-1 |
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海水是应用前景广阔的化工原料资源,从海水中可提取各种化工原料.如图是工业上对海水的几项综合利用的示意图(已知气体X为电解饱和食盐水所得;母液苦卤中主要含有Ca2+、Mg2+,Cl-,SO42-、Br-等离子)请回答:
(1)在粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,梢制时所用的试剂为:A.盐酸B.氯化钡溶液C.氢氧化钠溶液D.碳酸钠溶液,则加入试剂的顺序是(填编号)______
(2)气体X的化学式为______,操作a所用的主要仪器是______。
(3)加入溶液Y的目的是______,用CaO调节溶液Z的pH,可以除去Mg2+得到溶液W。由表中数据可知,理论上可选择pH最大范围是______。酸化溶液W时,使用的试剂为______
(4)将气体X依次通过下列装置以验证气体X的性质:
①通入气体X后,A中出现的现象是____________
②C装置中发生反应的离子方程式为____________。
③请你帮该小组同学设计一个实验,证明洗气瓶B中的Na2SO3已被氧化(简述实验步骤)
________________________________________________________________________
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