【題目】陽離子交換膜法電解飽和食鹽水具有綜合能耗低、環(huán)境污染小等優(yōu)點。生產(chǎn)流程如下圖所示:

(1)電解飽和食鹽水的化學方程式為______。

(2)電解結束后,能夠脫去陽極液中游離氯的試劑或方法是_____(填字母序號)。

aNa2SO4 bNa2SO3

c.熱空氣吹出 d.降低陽極區(qū)液面上方的氣壓

(3)在酸性條件下加入NaClO溶液,可將食鹽水中的I-轉化為I2,再進一步除去。通過測定體系的吸光度,可以檢測不同pHI2的生成量隨時間的變化,如下圖所示。已知:吸光度越高表明該體系中c(I2)越大。

①結合化學用語解釋10 min時不同pH體系吸光度不同的原因:______

pH=4.0時,體系的吸光度很快達到最大值,之后快速下降。吸光度快速下降的可能原因:____。

③研究表明食鹽水中I-含量≤0.2 mgL-1時對離子交換膜影響可忽略,F(xiàn)將1m3I- 濃度為1.47 mgL-1 的食鹽水進行處理,為達到使用標準,理論上至少需要0.05 molL-1 NaClO溶液_____L。(已知NaClO的反應產(chǎn)物為NaCl,溶液體積變化忽略不計)

【答案】2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH bcd 10 minpH越低,c(H+)越大,反應速率加快(ClO-氧化性增強),c(I2)越高,吸光度越大 c(H+)較高,ClO-繼續(xù)將I2 氧化為高價含碘微粒,c(I2)降低,吸光度下降 0.1

【解析】

(1)氯堿工業(yè)電解的總方程式為:2NaCl+2H2OC12↑+H2↑+2NaOH;

(2)電解結束后,能夠脫去陽極液游離氯的試劑或方法的選擇,考查氯氣的化學性質,從氯氣的強氧化性和溫度、壓強與氣體溶解度的關系答題;

(3)①吸光度越高表明該體系中c(I2)越大,ClO-+2H++2I-=I2+Cl-+H2O,10min時,pH越低,c(H+)越大,反應速率加快,c(I2)越高,吸光度越大;

pH=4時,體系的吸光度很快達到最大值,之后快速下降是因為:c(H+)較高,ClO-繼續(xù)將I2氧化為高價態(tài)含碘微粒,使c(I2)降低,吸光度下降;

③依據(jù)化學方程式進行計算。

(1)圖為氯堿工業(yè)基本原理圖,陽極產(chǎn)物為氯氣,陰極產(chǎn)物為燒堿和氫氣,電解的總方程式為:2 NaCl+2H2OC12↑+H2↑+2NaOH;

(2)aNa2SO4與氯氣不反應,故a不能脫去陽極液游離氯;

bNa2SO3與氯氣反應,Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4↓+2HCl,故b能脫去陽極液游離氯;

c.溫度升高氣體溶解度減小,熱空氣吹出,故c能脫去陽極液游離氯;

d.降低陽極區(qū)液面上方的氣壓,氣體溶解度減小,故d能脫去陽極液游離氯;

故答案為:bcd;

(3)①吸光度越高表明該體系中c(I2)越大,ClO+2H++2I=I2+Cl+H2O,10min時,pH越低,c(H+)越大,反應速率加快(ClO-氧化性增強),c(I2)越高,吸光度越大;

pH=4時,體系的吸光度很快達到最大值,之后快速下降是因為:c(H+)較高,ClO繼續(xù)將I2氧化為高價態(tài)含碘微粒,使c(I2)降低,吸光度下降;

③根據(jù)題意,為達到使用標準,現(xiàn)將1m3c(I)1.47mgL1的食鹽水進行處理,發(fā)生反應為ClO+2H++2I=I2+Cl+H2O,將溶液中c(I)調(diào)節(jié)最大為0.2 mgL-1,設理論上至少需要0.05molL1NaClO溶液的體積為VL,則參與反應的碘離子的物質的量=碘離子總物質的量-剩余碘離子的物質的量==mol,根據(jù)反應方程式列式計算:

,解得V=0.1L。

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回答下列問題:

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2b中放入少量碎瓷片的目的是____________。f的名稱是__________________。

3)清洗儀器:g中加蒸餾水;打開k1,關閉k2、k3,加熱b,蒸氣充滿管路;停止加熱,關閉k1g 中蒸餾水倒吸進入c,原因是____________;打開k2放掉水,重復操作2~3次。

4)儀器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示劑。銨鹽試樣由d注入e,隨后注入氫氧化鈉溶液,用蒸餾水沖洗d,關閉k3,d中保留少量水。打開k1,加熱b,使水蒸氣進入e。

d中保留少量水的目的是___________________。

e中主要反應的離子方程式為________________,e采用中空雙層玻璃瓶的作用是________。

5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品m 克進行測定,滴定g中吸收液時消耗濃度為c mol·L–1的鹽酸V mL,則樣品中氮的質量分數(shù)為_________%,樣品的純度_______%。

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請回答下列問題:

①析出的NaHCO3晶體中可能含有少量氯離子雜質,檢驗該晶體中是否含有氯離子雜質的操作方法是________。

②該工藝流程中可回收再利用的物質是________________

③若制得的純堿中只含有雜質NaCl。測定該純堿的純度,下列方案中可行的是________(填字母)。

a. m克純堿樣品中加入足量CaCl2溶液,沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥,稱其質量為b g

b. m克純堿樣品中加入足量稀鹽酸,用堿石灰(主要成分是CaONaOH)吸收產(chǎn)生的氣體,堿石灰增重b g

c. m克純堿樣品中加入足量AgNO3溶液,產(chǎn)生的沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥,稱其質量為b g

(2)0.84 g NaHCO31.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.10 mol·L-1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質的量的關系的是___________(填字母)。

A B

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