【红对勾系列】高考化学一轮复习 课时作业40 化学与工农业生产.docVIP

课时作业40化学与工农业生产时间：45分钟分值：100分1(14分)以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：(1)将煅烧黄铁矿的化学方程式补充完整：4_11o22fe2o38so2。(2)接触室中发生反应的化学方程式是_。(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是_(选填序号字母)。a为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎b过量空气能提高so2的转化率c使用催化剂能提高so2的反应速率和转化率d沸腾炉排出的矿渣可供炼铁(4)每160 g so3气体与h2o化合放出260.6 kj的热量，该反应的热化学方程式为_。(5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的so2和铵盐。so2既可作为生产硫酸的原料循环利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的br2。so2吸收br2的离子方程式是_。为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00 ml相同浓度的naoh溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。部分测定结果：铵盐质量为10.00 g和20.00 g时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00 g时，浓硫酸增加的质量为0.68 g；铵盐质量为40.00 g时，浓硫酸的质量不变。计算：该铵盐中氮元素的质量分数是_%；若铵盐质量为15.00 g。浓硫酸增加的质量为_(计算结果保留两位小数)。答案(1)fes2(2)2so2o22so3(3)a、b、d(4)so3(g)h2o(l)=h2so4(l)h130.3 kj/mol(5)so2br22h2o=4h2brso14.562.31 g解析(1)根据原子守恒即可判断该物质为fes2。(2)so2和o2在接触室发生反应生成so3：2so2o22so3。(3)选项a，将黄铁矿粉碎增加反应接触面积从而加快反应速率。选项b，增加空气(o2)浓度能提高so2的转化率。选项c，催化剂对转化率无影响。选项d，矿渣中含有fe2o3，可用于冶炼铁。(4)160 g so3(g)与h2o(l)反应生成h2so4(l)放出260.6 kj热量，则1 mol so3(g)与h2o(l)反应生成h2so4(l)放出130.3 kj热量，则相关热化学方程式为：so3(g)h2o(l)=h2so4(l)h130.3 kj/mol。(5)10 g时说明铵盐不足，20 g时说明氢氧化钠不足，由10.00 g和20.00 g时浓硫酸增加的质量相同说明铵盐有酸式根，假设氢氧化钠的物质的量浓度为c mol/l,10克中有x mol的(nh4)2so4和ymol的nh4hso4则132 x115 y10 g式；10 g时说明铵盐不足，由n守恒知n(nh3)2xy20 g时铵盐中有(nh4)2so4 2xmol，nh4hso4 2y mol，因此时铵盐已过量，naoh先和酸式根反应hsooh=soh2o112y2ynhoh=nh3h2o1150c1032y50c1032y由于产生的氨气一样多n(nh3)2xy50c103.2y式30 g时含有(nh4)2so4 3x mol，nh4hso4 3y mol，此时铵盐过量，且生成氨气的量为：n(nh3)0.04 molhsooh=soh2o113y3ynhoh=nh3h2o1150 c1033y0.04所以50 c1033y0.04式联立、式解得x0.02 mol，y0.064 mol，c4.64 mol/l；氮的质量百分含量100%100%14.56%。15 g时铵盐已经过量，则(nh4)2so4为1.5 x mol，nh4hso4为1.5 y mol，hsooh=soh2o1115y1.5ynhoh=nh3h2o1150c1031.5 y50c1031.5yn(nh3)50c1031.5 y504.641031.50.0640.136 mol，m(nh3)0.136 mol17 g/mol2.31 g。2(22分)某化学学习小组决定在实验室模拟工业生产原理制备少量氨气，设计了如下实验：连接好装置并检查实验装置的气密性后，制备少量氢气并检验氢气纯度；用氢气将空气中的氧气消耗掉，得到氢气与氮气的混合气体；用铁触媒催化使氢气与氮气反应生成氨气；检验氨气的生成。(1)检验氢气纯度的目的是_。(2)上述各装置的接口正确的连接顺序为_。(3)操作时，弹簧夹a、b、c的开、关情况为_，如何判断氧气已经完全被消耗掉_。(4)在步骤中，先加热铁触媒，后通混合气体的原因是_，反应管d中发生反应的化学方程式是_。(5)若有氨气生成，现象为_。(6)该装置_(填“有”或“无”)缺点，若填有，改进措施为_。答案(1)防止因氢气不纯而发生爆炸(2)(3)关闭弹簧夹b、c，打开a氢气在c瓶内燃烧，火焰熄灭时，证明氧气完全被消耗掉(4)铁触媒在较高温度时活性增大，加快氨合成的反应速率n23h22nh3(5)e中溶液变红(6)有氢气与氮气的混合气体应该先通过干燥装置，再通入反应装置，后连接一个吸收氨气的装置解析点燃易燃气体时，若气体中混有空气(氧气)，点燃会发生爆炸，故点燃之前一定要检验纯度；根据实验步骤的先后，可确定各装置的接口顺序为；用氢气将空气中的氧气消耗掉时，应该关闭弹簧夹b、c，打开a；点燃氢气，当火焰熄灭时，则氧气被消耗掉；由于铁触媒有一定的活性温度要求，故先加热铁触媒，再通混合气体；若产生氨气，溶于水显碱性，会使e中溶液变红；为防止催化剂中毒，应该在反应前把氢气与氮气的混合气体干燥，另外氨气是一种污染性气体，不能直接排入大气中，应该有尾气处理装置。3(15分)农作物生长不仅需要阳光、空气和水，还需要多种化学元素。当植物缺乏n元素时，表现为植株生长缓慢、叶色发黄，严重时叶片脱落直至死亡。而农作物的生长仅靠土壤中的n元素不能满足生长的需要，必须靠施肥加以补充。(1)下列可作氮肥的化合物是_，其中含n量最高的是_。a碳酸氢铵b磷酸二氢钙c硫酸钾d硝酸钾e尿素(2)尿素的合成有多种方法，请写出一个合成尿素的化学方程式_。(3)尿素在土壤中需经过水解后方可被农作物吸收，请写出尿素水解的化学方程式_。简述尿素作氮肥的优点_。答案(1)a、d、ee(2)co22nh3=co(nh2)2h2o(其他合理答案也可)(3)co(nh2)2h2o=co22nh3产生农作物光合作用必需的co2不会引起土壤酸化(或板结)4(12分)硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在_(填字母)的郊区；a有丰富黄铁矿资源的城市b风光秀丽的旅游城市c消耗硫酸甚多的工业城市d人口稠密的文化、商业中心城市(2)cufes2是黄铁矿的另一成分，煅烧时cufes2转化为cuo、fe2o3和so2，该反应的化学方程式为_。(3)在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是_。a黄铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的黄铁矿不能在空气中燃烧b从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应c二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率d三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率(4)由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有fe2o3、cuo、cuso4(由cuo与so3在沸腾炉中化合而成)，其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(见下表)沸腾炉温度/600620640660矿渣中cuso4的质量分数/%9.39.29.08.4已知cuso4在低于660时不会分解，请简要分析上表中cuso4的质量分数随温度升高而降低的原因_。答案(1)c(2)4cufes213o24cuo2fe2o38so2(3)d(4)so2转化为so3是正反应放热的可逆反应，随温度升高，平衡左移，so3物质的量减少，所以cuso4的量减少(或温度升高，so3物质的量减少，故cuso4的量减少)解析本题考查硫酸工业相关问题。(1)b、d项显然不可选，因硫酸的运输要比矿石的运输难度大，故最适宜的城市还是在消耗硫酸的工业城市。(2)cufes2中硫的化合价是2价，cu和fe的化合价是2价，故每摩尔cufes2参加反应转移电子数为13 mol。(3)a项将矿石粉碎的主要原因是使其与空气充分接触，燃烧充分；b项从沸腾炉中出来的气体净化的主要原因是其中的杂质会使so2转化为so3的催化剂中毒；c项催化剂只能加快反应速率，不能提高so2的转化率。(4)因为“cuso4是cuo与so2反应”生成的，而so2生成so3的反应为放热的可逆反应，故随着温度的升高，生成so2的物质的量减少，cuso4的物质的量自然减少。5(19分)(1)火山喷发所产生的硫磺可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸：请回答下列问题：为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装_(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是_。为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。为提高so2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为_。假设接触室中so2的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为_。(空气中氧气的体积分数按0.2计)，该尾气的处理方法是_。与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是_(可多选)。a耗氧量减少b二氧化硫的转化率提高c产生的废气减少 d不需要使用催化剂(2)硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面_(可多选)。a橡胶的硫化b表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成c铅蓄电池的生产d过磷酸钙的制备(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中so2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时so2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式_。答案(1)热交换器增加so3与浓硫酸的接触面，有利于so3的吸收1.20.004用氨水吸收a、c(2)b、c、d(3)caco3caoco2、2so22caoo22caso4(或2so22caco3o22caso42co2)解析本题考查了工业制取h2so4的过程，在熟悉设备及工艺流程基础上可知接触室应安装热交换器，吸收塔为便于充分吸收so2而填充了许多瓷管。考查了学生分析及处理数据进行计算的能力，可假设有1 mol硫磺充分燃烧，则据反应so2so2知反应耗o2 1 mol，流量计1充入o2为1.5 mol，生成so2 1 mol，据反应2so2o22so3知理论上1 mol so2反应耗o2 0.5 mol，流量计2充入o2为1.25 mol，则流量计1、2充入氧气体积比(等于空气体积比)为65(或1.21)；假设so2转化率为96%，则尾气中so2体积分数为100%0.4%。6(18分)(2011海南，20)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)路布兰法是以食盐、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。食盐和浓硫酸反应的化学方程式为_；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)氨碱法的工艺如下图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。 图中的中间产物c是_，d是_。(写化学式)；装置乙中发生反应的化学方程式为_；(3)联合制碱法对氨碱法的改进，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？_。答案(1)naclh2so4(浓)nahso4hcl或2naclh2so4(浓)na2so42hclna2so42ccaco3 casna2co32co2(2)ca(oh)2nh3nh3co2naclh2o=nahco3nh4cl(3)简化生产设备、提高食盐利用率、减少环境污染、降低了碱的成本(4)不可行，因khco3的溶解度大于nh4cl的溶解度，当co2通入到溶有nh3的kcl溶液中时，不会析出khco3解析本题是对纯碱制取的考查，重在考查学生理解、辨别能力。(1)食盐和浓硫酸反应可以制取hcl，反应方程式为naclh2so4(浓)nahso4hcl或2naclh2so4(浓)na2so42hcl。因为在无机化合物中c元素的稳定化合价为4价，故根据电子守恒可知，参加反应时硫酸钠与焦炭的物质的量之比为12，根据原子守恒可知硫酸钠与碳酸钙的物质的量之比为11，故反应的方程式为na2so42ccaco3casna2co32co2。(2)在甲装置中进行的是石灰石的高温分解，故b为co2，a为cao，在丙装置中发生反应caoh2o=ca(oh)2，故c为ca(oh)2，在丁装置中发生反应2nh4clca(oh)2=cacl22nh32h2o，在戊装置中生成饱和氨盐水，在乙装置中发生反应naclnh3h2oco2=nahco3nh