离子交换膜试题总结

离子交换膜试题总结1．(2010重庆卷∙29)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域．(1)V2O5是接触法制硫酸的催化剂．①一定条件下，SO2与空气反映tmin后，SO2和SO3物质的量浓度分别为amol/L和bmol/L，则SO2起始物质的量浓度为mol/L；生成SO3的化学反应速率为mol/(L·min)。②工业制硫酸，尾气SO2用_______吸收．(2)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如题29图所示．①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为．②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由色变为色．③放电过程中氢离子的作用是和；充电时若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(H＋)的变化量为．答案：(1)①；②氨水(2)①②绿紫③参与正极反应；通过交换膜定向移动使电流通过溶液；0.5mol2.(09重庆卷∙26)工业上电解饱和食盐能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。(1)题26图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是；NaOH溶液的出口为(填字母)；精制饱和食盐水的进口为(填字母)；干燥塔中应使用的液体是。ab/bt2222VOHeVOHO(2)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用收到广泛关注。①SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同)，方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为。②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。一定条件下，在20L恒容密闭容器中的反应：3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)4SiHCl3(g)达平衡后，H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L，若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯NaCl的质量为kg。(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0kg，则生成氢气(标准状况)。答案：(1)①氯气；a；d；浓硫酸(2)①SiCl4＋2H2＋O2SiO2＋4HCl②0.35(3)134.43．(2012重庆∙29)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。⑴工业上尿CO2和NH3，在一定条件下合成，其反应方程式为。⑵当氨碳比n(NH3)n(CO2)=4，CO2的转化率随时间的变化关系如题29图1所示．①A点的逆反应速率v逆(CO2)B点的正反应速率为v正(CO2)（填“大于”、“小于”或“等于”）②NH3的平衡转化率为。⑶人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图29图2．①电源的负极为（填“A”或“B”）．3m高温02040603060时间/minCO2的转化率/%AB－电解槽cdba离子交换膜化工产品循环冷却水洗、冷却干燥塔＋题26题②阳极室中发生的反应以此为、。③点解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将；若两极共收集到气体13.44L（标准状况），则除去的尿素为g（忽略气体的溶解）．答案：⑴2NH3＋CO2CO(NH2)2＋H2O⑵①小于②30%⑶①B②2Cl－－2e－==Cl2↑CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O==N2＋CO2＋6HCl③不变；7.22．(2012北京∙25)直接排放含SO2，的烟气会形成胶雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2，(1)用化学方程式表示SO2：形成硫酸型胶雨的反应:(2)在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2：制得，该反应的离子方程式是(3)吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32－)，n(HSO3－)变化关系如下表：n(SO32－)：n(HSO3－)91：91：11：91PH8.27.26.2①上表判断Na2SO3溶液显性，用化学平衡原理解释:②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母):a．c(Na＋)=2c(SO32－)＋c(HSO3－)b．c(Na＋)c(HSO3－)c(SO32－)c(H＋)=c(OH－)c．c(Na＋)＋c(H＋)=c(SO32－)＋c(HSO3－)＋c(OH－)(4)当吸收液的pH降至约为6时，满送至电解槽再生。再生示意图如下:○+○−pH约为6的吸收液pH8的吸收液稀H2SO4浓的H2SO4H2Na＋SO42－HSO3－SO32－阳离子交换膜阳离子交换膜一定条件直流电源质子交换膜H2CO2+N2NaCl溶液NaCl－尿素混合溶液惰性电极Cl2NaCl溶液①HSO3−在阳极放电的电极反应式是。②当阴极室中溶液PH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理:答案：(1)SO2＋H2O==H2SO3，2H2SO3＋O2==2H2SO4；(2)SO2＋2OH－=SO32－＋H2O(3)酸；HSO3−：HSO3－=SO32－＋H＋和HSO3－＋H2O=H2SO3＋OH－，HSO3－的电离程度强于水解程度；ab；(4)HSO3－＋H2O－2e－=3H＋＋SO42－；H+在阴极得电子生成H2，溶液中的c(H+)降低，促使HSO3－电离生成SO32－，且Na＋进入阴极室，吸收液得以再生。4.[2013高考∙重庆卷∙11](14分)化学在环境保护中趁着十分重要的作用，催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。(1)催化反硝化法中，H2能将NO3—还原为N2，25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12。①N2的结构式为。②上述反应离子方程式为，其平均反应速率v(NO3—)为mol∙L—1∙min—1③还原过程中可生成中间产物NO2—，写出3种促进NO2—水解的方法。(2)电化学降解NO3—的原理如题11图所示。①电源正极为(填“A”或“B”)，阴极反应式为。②若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(△m左－△m右)为g。答案：（1）①N≡N②2NO3-+5H2N2+2OH-+4H2O0.001③加酸，升高温度，加水（2）①A，2NO3-+6H2O+10e-＝N2+12OH-②14.4【解析】（1）①N2分子中氮原子间通过氮氮三键结合，因此其结构式为N≡N；②利用溶液pH变化可知有OH-生成，再结合原子守恒可写出反应的离子方程式；利用离子方程式知v(NO3-)＝v(OH-)＝(10-2-10-7)/10＝0.001mol/(L·min)；③水解是吸热反应，NO2-水解使溶液中c(OH-)变大，因此可促进NO2-水解的措施有加热、加水或加酸等。（2）①由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极；在阴极反应是NO3-得电子发生还原反应生成N2，利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应且有OH-生成；②转移2mol电子时，阳极（阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+）消耗1mol水，产生2molH+进入阴极室，阳极室质量减少18g；阴极室中放出0.2molN2（5.6g），同时有2molH+（2g）催化剂直流电源Pt电极Ag-Pt电极H2ONO3—N2质子交换膜题11图AB进入阴极室，因此阴极室质量减少3.6g，故膜两侧电解液的质量变化差（△m左-△m右）＝18g-3.6g＝14.4g。