高三一轮总复习讲与练课时作业44 化学与工农业生产.doc

课时作业44化学与工农业生产时间：45分钟分值：100分一、选择题(共24分，每小题8分)1下列有关化工生产的叙述中正确的是()A将煤液化、气化，有利于提高燃料的燃烧效率，减少污染物的排放B侯氏制碱法，向饱和NaCl溶液中先通入CO2再通入氨气制取纯碱C电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量与阴极析出铜的质量相等D工业生产硫酸时，建立高烟囱可以降低地面SO2的浓度，减少空气污染答案A解析侯氏制碱法，向饱和NaCl溶液中先通入氨气再通入CO2，利于CO2的吸收和析出NaHCO3；电解精炼铜时，由于阳极还有杂质金属(如铁、锌等)溶解，阳极溶解铜的质量小于阴极析出铜的质量；工业生产硫酸时，建立高烟囱可以降低地面SO2的浓度，但产生的SO2总量不变，因此不能减少空气污染。2下列有关工业生产的叙述正确的是()A合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率B硫酸厂靠近原料产地比靠近硫酸消费中心更为有利C由于2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，所以硫酸生产中常采用高压条件提高SO2的转化率D充分利用硫酸厂生产过程中产生的“废热”，可使硫酸厂向外界输出大量的能量答案D解析从原理上讲，合成氨时将氨液化使反应正向移动，但浓度减小，正逆反应速率减小，A错；厂址的选择要综合考虑，B错；对于二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应，在常压下二氧化硫的转化率已相当高，不用再提高成本采取高压，C错；要充分合理地利用能源，D对。3能正确表示下列反应的化学方程式是()A黄铁矿煅烧：2FeS25O22FeO4SO2B石英与石灰石共熔：SiO2CaOCaSiO3C氨的催化氧化：4NH35O24NO6H2OD氯气与石灰乳反应：2Cl22Ca(OH)2=CaCl2CaClO22H2O答案C解析黄铁矿煅烧：4FeS211O22Fe2O38SO2。石英与石灰石共熔：SiO2CaCO3CaSiO3CO2。氯气与石灰乳反应：2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。二、非选择题(共76分)4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=SOH2O112y 2yNHOH=NH3H2O 1150c1032y50c1032y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=SOH2O113y 3yNHOH=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。5(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。6(16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%。7(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=NaHCO3NH4Cl，在己装置中经过过滤、洗涤得到的Na