Question

【化學(xué)—選修2：化學(xué)與技術(shù)】（15分）
工業(yè)上采用電解飽和食鹽水的方法生產(chǎn)燒堿和氯氣。
Ⅰ.電解飽和食鹽水之前，需精制食鹽水。為了除去粗鹽中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、及泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進(jìn)行下列五項(xiàng)操作：①過(guò)濾；②加過(guò)量NaOH溶液；③加適量鹽酸；④加過(guò)量Na₂CO₃溶液；⑤加過(guò)量BaCl₂溶液。正確的操作順序是         。

A．④②①⑤③	B．④①②⑤③	C．②⑤④①③
D．②④⑤①③ E.⑤②④①③ F.⑤④②①③

Ⅱ.氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30％以上。在這種工藝設(shè)計(jì)中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽(yáng)離子通過(guò)。

⑴圖中X、Y分別是_____、______（填化學(xué)式）
⑵分別寫出燃料電池B中正極、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)
正極：___________    __; 負(fù)極：___________       ____;
⑶為什么必須將空氣中的二氧化碳除去才能通入燃料電池？                 。
⑷分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)a％、b％和c%的大小                    。

Answer 1

Ⅰ.CEF（3分）
Ⅱ.⑴Cl₂（2分）、H₂（2分）⑵O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-（2分）；H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O（2分）⑶使燃料電池導(dǎo)出的NaOH溶液中混有Na₂CO₃（2分）⑷b%>a%>c%（2分）

Ⅰ.考查離子的除雜。泥沙不溶于水過(guò)濾即可。Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-對(duì)應(yīng)的試劑分別是碳酸鈉、氫氧化鈉和氯化鋇。由于過(guò)量的氯化鋇要通過(guò)碳酸鈉來(lái)除去，所以正確的答案選CEF。
Ⅱ.（1）惰性電極電解氯化鈉溶液的生成物是氯氣、氫氣和氫氧化鈉。由于B是燃料電池，所以Y是氫氣，X是氯氣。
（2）原電池中負(fù)極失去電子，正極得到電子，所以氫氣在負(fù)極通入，氧氣在正極通入。由于電解質(zhì)是氫氧化鈉，所以正負(fù)極的電極反應(yīng)式分別是O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-、2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O.
（3）因?yàn)镃O₂能和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，使燃料電池導(dǎo)出的NaOH溶液中混有Na₂CO₃。
（4）由于離子交換膜的作用，最終得到的氫氧化鈉濃度增大，即b%>a%>c%。