高中化学鲁科版选修2 主题2 海水资源 工业制碱 复习学案.doc
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一、海水淡化与现代水处理技术纯水制造法水污染处理法二、氯碱生产三、索尔维制碱法与侯氏制碱法的比较索尔维法制纯碱工艺流程示意图侯氏制碱法工艺流程示意图有关电解的计算1.明确阴、阳两极的离子放电顺序(惰性电极)阳极：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－＞含氧酸根＞F－；阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋2．有关电解计算的方法与规律(1)根据电解方程式或电极反应式列比例式求解；(2)利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解，电子守恒较为简便，注意运用一般计算电极产物时用电极反应，采用电子守恒法，计算电解后溶液的pH时用电解方程式，列比例式求解 以铂作电极，电解足量的CuSO4和足量NaCl的混合溶液，当反应进行一段时间后，某一极收集到标准状况下的气体5.6 L，不考虑气体在电解液中的溶解，另一极析出金属的质量是( )A．10 g B．8 gC．16 g D．24 g【解析】 电解时阳极上Cl－先放电2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极上Cu2＋先放电，Cu2＋＋2e－===Cun(Cl2)＝＝0.25 mol，转移电子：0.25 mol2＝0.5 mol，故m(Cu)＝64 gmol－1＝16 g。
答案】 C有关溶解度的计算1.固体物质溶解度S＝100或者S＝1002．饱和溶液中溶质的质量分数a%与相同温度下溶解度的换算S＝100 a%＝100%3．饱和溶液改变温度或改变溶剂量时析出晶体质量的计算(1)温度不变，溶剂量改变：＝(2)溶剂量不变，改变温度：＝＝4．一定温度下的同一溶质的饱和溶液中，溶质与溶剂、溶质与溶液的质量比是定值5．加入或析出的晶体中带有结晶水既要考虑溶质质量变化，又要考虑溶剂质量变化，一般情况下先求原饱和溶液的溶质和溶剂，再求构成新饱和溶液的溶质和溶剂 某温度下，甲、乙两个烧杯中各盛有100 g相同浓度的KCl溶液，现将甲烧杯中的溶液蒸发掉35 g H2O，析出晶体5 g；乙烧杯中的溶液蒸发掉45 g H2O，析出晶体10 g则原溶液中溶质的质量分数为( )A．10% B．15%C．20% D．25%【解析】 将题意图解如下：根据饱和溶液的定量组成关系，列代数方程式并求解如下：(m－5)/60＝5/(10＋5)，m＝25或(m－10)/45＝5/(10＋5)，m＝25或(m－5)/60＝(m－10)/45，m＝25原溶液中溶质的质量分数为：25 g100 g100%＝25%【答案】 D1．下列关于用惰性电极电解KNO3溶液的叙述，正确的是( ) 【导学号：28920028】A．随着电解的进行，溶液的pH减小B．OH－向阳极移动，阳极附近溶液呈碱性C．NO向阳极移动，K＋向阴极移动，分别在对应的电极上析出D．阴极上H＋得电子被还原成H2，使得阴极附近的溶液呈碱性【解析】 用惰性电极电解KNO3，阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；阴极：2H＋＋2e－===H2↑。
总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑电解实质是电解水KNO3溶液为中性溶液，所以电解过程中溶液的pH不变，A项不正确，NO向阳极移动，K＋向阴极移动，但这两种离子在电极表面不放电，C项不正确；OH－向阳极移动，并且在阳极放电，电极反应式为：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，H2O的电离平衡受到破坏，OH－放电，余下H＋，阳极附近显酸性，H＋向阴极移动，并且在阴极放电，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，H2O的电离平衡受到破坏，H＋放电，余下OH－，阴极附近显碱性，B项不正确，D项正确答案】 D2．电解饱和食盐水，当有0.8 mol NaOH生成时，导线中通过电子的物质的量是( )A．0.2 mol B．0.4 molC．0.16 mol D．0.8 mol【解析】 由2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑知，当有0.8 mol NaOH生成时，就有0.4 mol H2和0.4 mol Cl2生成，故导线中通过的电子为0.4 mol2＝0.8 mol，故选D项答案】 D3．以石灰石、食盐、焦炭、水和空气为主要原料，不能生产的化工产品是( )A．漂白粉 B．烧碱C．硝酸铵 D．玻璃【解析】 用石灰石、食盐、水为原料能生产漂白粉，有关反应的化学方程式为：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2,2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O；电解饱和NaCl溶液生成NaOH；用食盐、焦炭、H2O、空气为原料能生产NH4NO3，有关反应的化学方程式为：C＋H2O(g)CO＋H2，N2＋3H22NH3,4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NH3＋HNO3===NH4NO3。
答案】 D4．电解84.75 mL 16%的NaOH溶液(ρ＝1.18 gcm－3)，用石墨作电极经过一段时间后溶液浓度为19.5%，这是因为( ) 【导学号：28920029】A．溶质增加了3.5 gB．放出22.4 L H2和11.2 L O2C．NaOH比水消耗少D．消耗18 g水【解析】 电解NaOH溶液实质是电解水，电解前溶液的质量为84.75 mL1.18 gmL－1＝100 g，含NaOH：100 g16%＝16 g，含水84 g，电解后NaOH仍为16 g，溶液质量为16 g19.5%＝82 g，其中含水82 g－16 g＝66 g，知消耗18 g水，D正确答案】 D5．甲、乙两同学各取相同的硝酸钾溶液90 g，甲将溶液蒸发出20 g水再冷却到20 C，析出晶体4 g；乙将溶液蒸发出25 g水后也冷却到20 C，析出晶体5.6 g原硝酸钾溶液中溶质的质量分数为( )A．32% B．24.2%C．22.2% D．16.7%【解析】 此题可以将甲、乙两同学操作联系起来看，乙可以认为是在甲的基础上再蒸发掉5 g水，且又析出晶体5.6 g－4 g＝1.6 g，即1.6 g晶体溶解在5 g水中恰好达到饱和。
则S＝100 g＝32 g而原溶液蒸发20 g水析出4 g晶体后剩余66 g饱和溶液，则剩余饱和液中m(KNO3)＝66 g＝16 g，则原溶液中溶质的质量分数＝100%＝22.2%答案】 C6．如图是两种溶液进行电解的装置，电极A是由金属M制成的，M的硝酸盐的化学式为M(NO3)2，B、C、D都是铂电极，P、Q是电池的两极，电路接通后，试回答下列问题：0．5 molL－1 M(NO3)2 0.5 molL－1 Na2SO4(1)电极B上金属M沉淀出来：电极反应式为________________，同时电极C产生________，电极反应式为________________，电极D产生________，电极反应式为________________2)电池中P是________极，Q是________极3)A极上的电极反应式为________________________________________解析】 电极B上金属M沉淀出来说明B是阴极，A是阳极，而乙池中电极C是阳极，D是阴极；对应的电极P是正极，电极Q是负极；而乙中的电解质溶液为硫酸钠溶液，所以在C电极上有氧气产生，而D电极上有氢气产生。
答案】 (1)M2＋＋2e－===M 氧气 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 氢气 2H＋＋2e－===H2↑(2)正 负(3)M－2e－===M2＋7．右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8．废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co工艺流程简图如下：(1)电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液。
阴极主要的电极反应式为______________________________________2)净化步骤所得滤饼的主要成分是________回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的________3)溶液Ⅰ的主要成分是________洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是_____________________________4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为_______________________________________________________________________________________解析】 (1)HCl溶液为电解液，阴极上溶液中阳离子H＋发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑2)废旧刀具电解时，得到WC固体，阳极上Fe、Co发生氧化反应，生成Fe2＋、Co2＋，进入电解液电解液中加入H2O2可将Fe2＋氧化成Fe3＋，通入NH3后析出Fe(OH)3沉淀，过滤所得滤饼的主要成分为Fe(OH)3滤饼洗涤液中含有Co2＋，回收。
