【课堂新坐标,同步备课参考】高中化学(鲁科版)选修2名师精编综合检测：海水资源工业制碱

综合检测(二)
主题2海水资源工业制碱
(时间：60分钟分值：100分)
一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)
1．污水处理的主要方法有：①中和法；②化学沉淀法；③氧化还原法；④过滤法。

其中属于化学方法的有()
A．①②③B．①②④
C．②③④D．①②③④
【答案】 A
2．锅炉水垢的主要成分是()
A．CaCO3、MgCO3B．CaSO4、MgCO3
C．CaCO3、Mg(OH)2D．CaSO4、CaCO3
【答案】 C
3．(2013·湖州高二检测)加热后没有沉淀生成的水肯定不是()
A．纯净的水B．蒸馏水
C．具暂时硬度的水D．具永久硬度的水
【解析】具暂时硬度的水中含Ca2＋、Mg2＋、HCO－3，加热后产生难溶性的CaCO3和MgCO3，MgCO3又转变为更难溶的Mg(OH)2。

【答案】 C
4．电解饱和食盐水两电极上产生气体的体积比应是1∶1，但实际测量时却发现V(H2)>V(Cl2)(常温常压)，其原因可能是()
A．H2的摩尔质量比Cl2的小
B．Cl2有刺激性气味
C．H2的熔、沸点比Cl2的低
D．H2的溶解度比Cl2的小
【解析】由于H2难溶于水而Cl2能溶于水，故实测V(H2)>V(Cl2)。

【答案】 D
5．下列反应原理在索尔维制碱法中没有使用的是( )
A ．2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△
CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O
B ．NH 4Cl=====△
NH 3↑＋HCl ↑
C ．2NaHCO 3=====△
Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O ↑
D ．NH 3＋CO 2＋NaCl ＋H 2O===NaHCO 3↓＋NH 4Cl
【解析】 A 项在索尔维制碱法中用于回收NH 3；C 项用于制备纯碱；D 项用于制备NaHCO 3。

【答案】 B
6．属于联合制碱法优点的是( )
A ．氨和二氧化碳由合成氨厂提供
B ．母液可回收氯化铵
C ．氯化钠的利用率达95%以上
D ．以上全是
【解析】 联合制碱法的反应为：NaCl ＋H 2O ＋NH 3＋CO 2===NaHCO 3↓＋
NH 4Cl ，合成氨厂为制备原料H 2，同时得副产物CO 2：CO ＋H 2O(g)=====高温
催化剂
CO 2
＋H 2，故A 对；由联合制碱反应得B 对，C 项则考查了教材中的数据。

【答案】 D
7．1791年，法国医生吕布兰首先获得制碱专利，以食盐、浓硫酸、石灰石、煤为原料制碱，该方法分三步：
①用NaCl 与H 2SO 4反应制Na 2SO 4：
2NaCl ＋H 2SO 4=====△
Na 2SO 4＋2HCl ↑
②用焦炭还原Na 2SO 4制Na 2S ：
Na 2SO 4＋2C=====煅烧
Na 2S ＋2CO 2↑
③用硫化钠与石灰石反应制Na 2CO 3：
Na 2S ＋CaCO 3=====煅烧
Na 2CO 3＋CaS
下列说法正确的是( )
A ．②③两步都是氧化还原反应
B ．只有第②步是氧化还原反应
C ．该方法对生产设备基本没有腐蚀
D ．该方法原料利用率较高
【解析】 依据氧化还原反应是有化合价变化的反应可知，第②步是氧化还原反应，故A 错，B 对；该生产中产生HCl ，对生产设备腐蚀严重；该方法原料利用不充分，故C 、D 错。

【答案】 B
8．关于NaHCO 3的性质，下列说法正确的是( )
A ．和酸反应放出等量的CO 2所消耗的酸比Na 2CO 3少
B ．相同温度下溶解度比Na 2CO 3要大
C ．加热法可除去NaHCO 3中混有的Na 2CO 3
D ．NaHCO 3只能和酸作用不能和碱作用
【解析】 A 项中生成等量的CO 2时，Na 2CO 3消耗的酸多，A 正确；B 项
NaHCO 3的溶解度小于Na 2CO 3的，B 错误；C 项中2NaHCO 3=====△
Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑，C 错误；D 项NaHCO 3和酸、碱都能反应，D 错误。

【答案】 A
9．反应NaCl ＋CO 2＋NH 3＋H 2O===NaHCO 3↓＋NH 4Cl 是著名的“侯氏制碱法”的重要反应。

下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。

其中不正确的是( )
【解析】 析出NaHCO 3后的溶液为NaHCO 3的饱和溶液。

【答案】 C
10．某同学按图所示的装置进行电解实验。

下列说法正确的是( )
A ．电解过程中，铜电极上有H 2产生
B ．电解初期，主反应方程式为：Cu ＋H 2SO 4=====电解
CuSO 4＋H 2↑
C ．电解一定时间后，石墨电极上无铜析出
D ．整个电解过程中，H ＋的浓度不断增大
【解析】 从装置图可以看出铜接电源正极作阳极，石墨作阴极，应在阴极区产生H 2，且H ＋浓度应逐渐减小，故A 、D 错。

电解初期主要是电解H 2SO 4，而随电解进行，溶液中CuSO 4浓度逐渐增大，Cu 2＋参与电极反应而在石墨电极上析出Cu ，故B 正确，C 错误。

【答案】 B
11．向下列溶液中通入CO 2，一定能产生沉淀的是( )
A ．Ca(OH)2溶液
B ．CaCl 2溶液
C ．Na 2SO 4溶液
D ．氨化的NaCl 溶液
【解析】 A 项，Ca(OH)2＋CO 2(少量)===CaCO 3↓＋H 2O ，Ca(OH)2＋2CO 2(足量)===Ca(HCO 3)2；B 项，CaCl 2溶液与CO 2不反应；C 项，Na 2SO 4溶液与CO 2不反应；D 项，NH 3＋H 2O ＋NaCl ＋CO 2===NaHCO 3↓＋NH 4Cl 。

【答案】 D
12．某地有甲、乙两工厂排放污水，污水中各含有下列8种离子中的四种(两
厂不含相同离子)：Ag ＋、Ba 2＋、Fe 3＋、Na ＋、Cl －、SO 2－4、NO －3、OH －。

两厂单独
排放都会造成严重的水污染，如将两厂的污水按一定比例混合，沉淀后污水便变成无色澄清且只含NaNO 3，污染程度会大大降低。

关于污染源的分析，你认为正确的是( )
A ．SO 2－4和NO －3可能来自同一工厂
B ．Cl －和NO －3一定在不同工厂
C ．Ag ＋和Na ＋可能在同一工厂
D ．Na ＋和NO －3来自同一工厂
【解析】 水污染是当今世界一个普遍问题，根据题意知，甲、乙厂各自的
废水中必定不存在沉淀，且阴、阳离子同时存在。

若Ag ＋在甲厂，则Cl －、SO 2－4、
OH －必在乙厂；那么Ba 2＋、Fe 3＋也得在甲厂中，否则将生成沉淀。

由于甲厂中为
阳离子，所以NO －3必在甲厂中，阳离子Na ＋必在乙厂中。

故Ag ＋、Na ＋不同厂，
SO 2－4、NO －3不同厂，Na ＋、NO －3不同厂，因而B 正确。

【答案】 B
二、非选择题(包括4小题，共40分)
13．(10分)水处理技术在生产、生活中应用广泛。

(1)含有较多________的水称为硬水。

硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为____________________________________________(写出一个即可)。

(2)将RH 型阳离子交换树脂和ROH 型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应先使硬水通过________(填“RH”或“ROH”)型离子交换树脂，原因是
_________________________________________________________。

(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为________。

电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是________________________。

(4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的________。

【解析】 (1)通常按水中Ca 2＋、Mg 2＋的多少，把天然水分为硬水和软水。

含有较多Ca 2＋、Mg 2＋的水叫做硬水；如果水的硬度是由Ca(HCO 3)2或Mg(HCO 3)2所引起的，这种硬度叫做暂时硬度。

具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软
化，方程式为Ca 2＋＋2HCO －
3=====△ CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O 、Mg 2＋＋2HCO －3=====
△
MgCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O 。

(2)如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，这种硬度叫做永久硬度。

具有永久硬度的水可以采用离子交换法进行软化。

离子交换剂中阳离子与水中的Ca 2＋、Mg 2＋发生离子交换，使水得到净化。

如果硬水先通过ROH 型阴离子交换树脂时可能产生Mg(OH)2等沉淀而影响交换效果，所以先通过RH 型阳离子交换树脂。

(3)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法。

在外加电场的作用下，水溶液中阴、阳离子会分别向两极移动，如果在中间加上一种交换膜，就
可能达到分离浓缩的目的。

所以电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是电势差或电场力。

(4)因为水的电离程度极小，所以纯水是几乎不导电的，因此要检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的电导率或电阻率。

【答案】 (1)Ca 2＋、Mg 2＋ Ca 2＋＋2HCO －
3=====△
CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O(或
Mg 2＋＋2HCO －
3=====△
MgCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O)
(2)RH 先通过阴离子交换树脂时可能产生Mg(OH)2等沉淀而影响交换效果
(3)反渗透法 电势差或电场力
(4)电导率(或电阻率)
14．(10分)在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。

上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如图所示。

接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。

停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。

静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。

根据上述实验回答：
(1)阳极上的电极反应式为_________________________。

(2)阴极上的电极反应式为_________________________。

(3)原上层液体是____________________。

(4)原下层液体是____________________。

(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是____________________。

(6)要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是______________；
现象是__________________________。

【解析】 (1)使用惰性电极(石墨)电解溶液时，阳极上离子按照I －、Br －、Cl －、OH －顺序失电子，结合题目给出的“下层液体呈紫红色”，可知这里是I －
失电子生成I2。

所以阳极反应是2I－－2e－===I2。

(2)电解时，阴极发生得电子反应，溶液中能得电子变成气体的只有H＋，生成H2。

所以阴极反应是2H＋＋2e－===H2↑。

(3)两种无色的互不相溶的中性溶液，一种为水溶液，一种为有机溶剂。

根据对电解过程的分析，反应会产生I2，最后I2会被有机溶剂萃取。

因为最后下层液体呈紫红色，所以有机溶剂密度比水大。

上层的水溶液应该为含I－的盐溶液，例如KI溶液、NaI溶液等。

下层液体为CCl4、CHCl3等密度比水大的有机溶剂。

(5)I2在有机溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度，所以绝大部分I2都转移到有机溶剂中，有机溶剂显示出紫红色。

(6)可以通过焰色反应来检验。

若前面填KI，则这里正确的方法是：用铂丝蘸取少量溶液放在无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃可观察到火焰呈紫色[其他合理答案也可。

例如，若(3)中答NaI水溶液，这里答火焰呈黄色]。

【答案】(1)2I－－2e－===I2
(2)2H＋＋2e－===H2↑
(3)KI(或NaI等)水溶液(4)CCl4(或CHCl3等)
(5)I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，所以绝大部分I2都转移到CCl4中
(6)焰色反应透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色[其他合理答案也可。

例如，若(3)中答NaI水溶液，这里答火焰呈黄色]
15．(10分)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示。

(1)溶液A的溶质是________。

(2)电解饱和食盐水的离子方程式是____________________________。

(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3。

用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：______________________________________。

(4)电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca2＋、Mg2＋、NH＋4、SO2－4 [c(SO2－4)>c(Ca2＋)]。

精制流程如下(淡盐水和溶液A 来自电解池)：
①盐泥a 除泥沙外，还含有的物质是________。

②过程Ⅰ中将NH ＋4转化为N 2的离子方程式是______________________。

③BaSO 4的溶解度比BaCO 3的小。

过程Ⅱ中除去的离子有________。

④经过程Ⅲ处理，要求盐水c 中剩余Na 2SO 3的含量小于5 mg·L －1。

若盐水b 中NaClO 的含量是7.45 mg·L －1，则处理10 m 3盐水b ，至多添加10% Na 2SO 3溶液________kg(溶液体积变化忽略不计)。

【解析】 根据钠离子的移动方向可知左边为阳极室，右边为阴极室，阴极发生还原反应生成氢气和氢氧化钠，溶液A 为氢氧化钠溶液。

碱性条件下镁离子形成氢氧化镁沉淀，故盐泥a 中还含有Mg(OH)2；碱性条件下，具有氧化性的氯气将铵根离子氧化成氮气，氯气转化为氯离子，离子方程式为2NH ＋4＋3Cl 2＋8OH －===N 2＋6Cl －＋8H 2O ；硫酸钡的溶度积小于碳酸钡，在盐水a 中加入碳酸
钡，将有硫酸钡沉淀生成，从而除去SO 2－4，同时引入了CO 2－3，CO 2－3与Ca 2＋结
合生成碳酸钙沉淀，从而除去钙离子；10 m 3盐水b 中次氯酸钠的物质的量为10×103×7.45×10－374.5
＝1(mol)，由电子守恒知，其完全反应消耗亚硫酸钠1 mol ，盐水c 中剩余亚硫酸钠的含量小于5 mg·L －1，则有：1 mol ×126 g·mol －1＋5×10－3 g·L －1×10×103 L ＝10%m ，m ＝1 760 g ＝1.76 kg 。

【答案】 (1)NaOH
(2)2Cl －
＋2H 2O=====通电
H 2↑＋Cl 2↑＋2OH － (3)Cl 2与水反应：Cl 2＋H 2O HCl ＋HClO ，增大HCl 的浓度使平衡逆向移动，减少Cl 2在水中的溶解，有利于Cl 2的逸出
(4)①Mg(OH)2 ②2NH ＋4＋3Cl 2＋8OH －===N 2＋6Cl －＋8H 2O ③SO 2－4、Ca 2＋
④1.76
16．(10分)工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱。

请回答下列问题：
(1)吕布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅烧，再浸取，结晶而制得纯碱。

①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为________________________。

②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为________________(已知产物之一为CaS)。

(2)氨碱法的工艺如图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。

①图中的中间产物C 是________，D 是________。

(写化学式)。

②装置乙中发生反应的化学方程式为__________________________。

(3)联合制碱法是对氨碱法的改进，其优点是_________________。

(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾。

请结合下图的溶解度(S )随温度变化曲线，分析说明是否可行？_______________________________。

【解析】 (1)是考查工业生产中的基本原理；(2)是生产过程中工艺的考查，在细读生产工艺图中各物质的变化后，可得出；(3)考查对教材知识的掌握情况；
(4)分析图可看出NaHCO 3与新信息KHCO 3在溶解度曲线中的差别，可推测溶解度的差别是判断的依据。

【答案】 (1)①2NaCl ＋H 2SO 4(浓)=====△
Na 2SO 4＋2HCl ↑
②Na 2SO 4＋4C ＋CaCO 3=====△
CaS ＋Na 2CO 3＋4CO ↑
或Na 2SO 4＋2C ＋CaCO 3=====△
CaS ＋Na 2CO 3＋2CO 2↑
(2)①Ca(OH)2 NH 3 ②NH 3＋CO 2＋NaCl ＋H 2O===NaHCO 3↓＋NH 4Cl
(3)保留了氨碱法的优点，使食盐的利用率提高到96%；NH 4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，原料气氨气和二氧化碳都由氨厂提供，减少CaCO 3制CO 2这一工序，降低了能耗与污染
(4)不可行，因为碳酸氢钾溶解度较大，且在常温下与氯化钾的溶解度差别小，在氨盐水碳酸化时无法大量析出
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