高考化学二轮复习 专题十四 化学与技术配套作业.doc

专题十四 化学与技术1工业上生产硫酸的流程图如下：请回答下列问题：空气 (1)早期生产硫酸以黄铁矿为原料，但现在工厂生产硫酸以硫黄为原料，理由是_。(2)在气体进入催化反应室前需净化的原因是_。(3)在催化反应室中通常使用常压，在此条件下so2的转化率为90%。但是部分发达国家采取高压条件下制取so3，采取加压措施的目的除了加快反应速率外，还可以_从而提高生产效率。(4)工业生产中常用氨酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染，废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理：_。(5)除硫酸工业外，还有许多工业生产。下列相关的工业生产流程中正确的是_。解析：(1)黄铁矿中杂质太多，因此以黄铁矿为原料的生产中产生的废弃物太多，处理成本高。而硫燃烧的产物只有so2，易于处理，因此现在工厂生产硫酸以硫黄为原料。(2)由于生成的气体中含有很多杂质，容易造成催化剂中毒，所以在气体进入催化反应室前需净化的原因是防止催化剂中毒。(3)根据方程式2so2o22so3可知，该反应是体积减小的可逆反应，因此增大压强可以使平衡向正方向移动，有利于提高so2的转化率。(4)氨气是碱性气体，so2是酸性气体，因此氨气可以吸收so2生成亚硫酸氢铵或亚硫酸铵。生成的亚硫酸氢铵或亚硫酸铵再与稀硫酸反应又转化为so2，从而达到目的。有关反应的方程式为so2nh3h2o=nh4hso3、2nh4hso3h2so4=(nh4)2so42h2o2so2(或so22nh3h2o=(nh4)2so3、(nh4)2so3h2so4=(nh4)2so4h2oso2)。(5)a.氯气具有氧化性，可以氧化溴离子生成单质溴，然后再利用so2吸收溴蒸气以达到富集的目的。最后再利用氯气的氧化性将溴离子还原生成单质溴，因此选项a可以实现海水提溴，a正确；b.工业上是通过电解熔融的氯化镁来冶炼金属镁，因为氧化物的熔点太高，需要消耗大量能源，b不正确；c.空气中的氮气在放电的条件下与氧气化合只能生成no，得不到no2，c不正确；d.天然气的主要成分是甲烷，在一定条件下可以制备氢气，氢气与氮气可以合成氨气，因此选项d可以实现工业合成氨，d正确，答案选ad。答案：(1)以黄铁矿为原料的生产中产生的废弃物太多，处理成本高(2)防止催化剂中毒(3)使平衡向正方向移动，有利于提高so2的转化率(4)so2nh3h2o=nh4hso32nh4hso3h2so4=(nh4)2so42h2o2so2或so22nh3h2o=(nh4)2so3(nh4)2so3h2so4=(nh4)2so4h2oso2(5)ad2我国高炉生产各方面取得了显著进步，但在资源和能源利用率、高炉大型化以及环保等方面还需进一步提高。(1)高炉炼铁的原料有铁矿、焦炭和石灰石，其中起熔剂作用的是_。(2)焦炭在高炉炼铁中起着举足轻重的作用，下列不属于焦炭作用的是_。a作燃料，为炼铁中的化学反应提供能量b作还原剂与二氧化碳反应产生还原氧化铁的一氧化碳c对高炉中的物料起到支撑和疏散的作用d作造渣物质，除去铁矿石中的杂质(3)写出高炉炼铁中与碳元素有关的氧化还原反应化学方程式：_ (4)高炉炼铁的污染非常严重，目前我国部分大城市中的钢铁厂借着搬迁的机会也在进行着工艺改进。高炉炼铁导致的环境污染有_(答一项即可)。解析：(1)高炉炼铁的过程中，石灰石起熔剂作用。(2)在高炉炼铁过程中，作造渣物质，除去铁矿石中杂质的物质主要是caco3。(3)高炉炼铁中与碳元素有关的氧化还原反应化学方程式有：co2co2；co2c2co；fe2o33co2fe3co2。(4)高炉炼铁导致的环境污染有酸雨、一氧化碳毒害、粉尘污染等，答出其中任意一项即可。答案：(1)石灰石(2)d(3)co2co2co2c2cofe2o33co2fe3co2(4)酸雨、一氧化碳毒害、粉尘污染等(答出一项即可)3化工厂的设计是将实验室的研究成果转化为工业化生产的重要的基础工作。(1)以硫铁矿为原料生产硫酸需经过_、_和_三个主要生产阶段。(2)侯氏制碱法是在索尔维制碱法的基础上创造出的一种新的制造纯碱的方法。具体工艺流程图如下：索尔维制碱法的原理是_ (用化学方程式表示)。侯氏制碱法与索尔维制碱法相比，优点是_侯氏制碱法可以循环使用的物质有_。(3)食盐也是一种重要的化工原料，氯碱工业就是通过电解饱和食盐水来制备naoh、h2和cl2。海水中得到的粗盐中往往含有一些杂质，必须加入一些化学试剂，使杂质沉淀，处理后的盐水还需进入阳离子交换塔，其原因是_。电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行，离子交换膜的作用是_。解析：(1)以硫铁矿为原料生产硫酸需经过硫铁矿的煅烧，二氧化硫炉气的制造、二氧化硫气体的催化氧化、产生的三氧化硫的吸收和硫酸的生成这三个主要生产阶段。(2)索尔维制碱法的原理是先向饱和的食盐水中通入足量的氨气，然后在通入足量的二氧化碳气体，这时发生反应：naclnh3co2h2o=nahco3nh4cl。将nahco3过滤出来，洗涤干净，然后加热使其发生分解反应：2nahco3na2co3h2oco2，即得到了纯碱na2co3。 侯氏制碱法与索尔维也纳制碱法相比，优点是侯氏制碱法的工艺由制碱和制氯化铵两个过程组成，形成了纯碱与氯化铵的循环利用，减少了价值不大的cacl2的生成。有流程示意图可看出侯氏制碱法可以循环使用的物质有co2、nacl。(3)海水中得到的粗盐中往往含有一些杂质，必须加入一些化学试剂，使杂质沉淀，处理后的盐水还需进入阳离子交换塔，其原因是用试剂处理后的盐水中还含有少量mg2、ca2，碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜。电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行，离子交换膜的作用是防止阴极室的h2与阳极室cl2混合发生爆炸，同时防止cl2进入阴极室，这样可以获得纯净的烧碱naoh。答案：(1)二氧化硫炉气的制造、二氧化硫的催化氧化、三氧化硫的吸收(2)naclnh3co2h2o=nahco3nh4cl2nahco3na2co3h2oco2侯氏制碱法的工艺由制碱和制氯化铵两个过程组成，形成纯碱与氯化铵的循环co2、nacl(3)用试剂处理后的盐水中还含有少量mg2、ca2，碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜。防止h2与cl2混合发生爆炸，同时防止cl2进入阴极室，这样可以获得纯净的naoh。4(2014浙江高考)木糖醇(c5h12o5)可用作甜味剂、营养剂，在化工、食品、医药等工业中有广泛应用。利用玉米芯中的多糖可以生产木糖醇，其工艺流程如下：1浸泡罐；2、3反应罐；4板式过滤机；5、10浓缩罐；6脱色柱；12离心机(固液分离装置)已知：木糖与木糖醇的转化关系如下：请回答下列问题：(1)装置2中硫酸的主要作用是_。(2)装置3中加入碳酸钙的目的是_。(3)为除去木糖浆中的杂质离子，7、8装置中的填充物依次是_(4)装置9的作用是_(填字母序号)。a冷却木糖浆b水解木糖 c氧化木糖 d还原木糖(5)装置11的作用是_。解析：(1)玉米水解时需要催化剂，故硫酸用于催化玉米的水解反应。(2)玉米水解完成后，水解液中含有硫酸，加入碳酸钙可将h2so4转化为微溶的caso4，这有利于产品的分离。(3)由流程图知，离子的除去中没有添加其他试剂，故它是利用分离膜进行的分离(除杂)。(4)进入装置9中的是木糖，目标产物是木糖醇，故装置9是用h2还原木糖的装置。(5)由装置12是用于固液分离而进入装置11的是溶液知，装置11是用于结晶的。答案：(1)催化(2)中和剩余的硫酸，生成产物caso4有利于分离(3)阳离子交换树脂、阴离子交换树脂(4)d(5)结晶5(2014山东高考)工业上用重铬酸钠(na2cr2o7)结晶后的母液(含少量杂质fe3)生产重铬酸钾(k2cr2o7)。工艺流程及相关物质溶解度曲线如下图：(1)由na2cr2o7生产k2cr2o7的化学方程式为：_。通过冷却结晶析出大量k2cr2o7的原因是_。(2)向na2cr2o7母液中加碱液调ph的目的是_。(3)固体a主要为_(填化学式)。固体b主要为_(填化学式)。(4)用热水洗涤固体a，回收的洗涤液转移到母液_(填“”“”或“”)中，既能提高产率又可使能耗最低。解析：本题考查化学流程的分析、化学技术的应用和化学方程式的书写。(1)由题中工艺流程图可知，向母液中加入kcl发生复分解反应：na2cr2o72kcl=k2cr2o72nacl；由溶解度曲线可知，重铬酸钾的溶解度随温度变化比较大，因此可通过冷却结晶析出重铬酸钾。(2)常温下fe3在ph3.7时可完全转化为fe(oh)3沉淀，所以加碱液调ph的目的是除去杂质fe3。(3)根据溶解度的大小，高温浓缩时，nacl析出，所以固体a主要为nacl；冷却结晶时，k2cr2o7析出，所以固体b主要为k2cr2o7。(4)用热水洗涤固体nacl，洗涤液中含有nacl，所以温度较高的洗涤液转移到母液中，既能提高产率又能使能耗最低。答案：(1)na2cr2o72kcl=k2cr2o72nacl低温下k2cr2o7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，k2cr2o7溶解度明显减小(2)除去fe3(3)naclk2cr2o7(4)6铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题：(1)工业上采用电解氧化铝冰晶石(na3alf6)熔融体的方法冶炼得到金属铝：2al2o34al3o2，加入冰晶石的作用：_。(2)上述工艺所得铝材中往往含有少量fe和si等杂质，可用电解方法进一步提纯，该电解池中阳极的电极反应式为_，下列可作阴极材料的是_。a铝材b石墨c铅板 d纯铝(3)阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液，铝阳极发生的电极反应式为_。(4)在铝阳极氧化过程中，需要不断地调整电压，理由是_。(5)下列说法正确的是_(填字母序号)。a阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术b铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能c铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性，但耐磨性下降d铝的阳极氧化膜富有多孔性，具有很强的吸附性能，能吸附染料而呈各种颜色解析：(1)冰晶石主要起降低熔点的作用，节省能源。(2)因为al比其他两种杂质活泼，所以优先放电，其电极反应式为al3e=al3；应该用所制备金属的纯净物作为阴极，可选纯铝。(3)铝阳极发生的电极反应式为2al6e3h2o=al2o36h。(4)铝阳极表面不断生成致密的氧化膜，其导电能力比金属差，电阻增加，为了保持稳定的电流，需要不断增大电压。(5)a项，阳极氧化是应用电解池原理进行金属材料表面处理的技术；b项，铝的阳极氧化产生致密氧化膜使铝导电能力变差、绝缘性增强；c项，表面形成的氧化物比金属更耐磨；d项，和金属单质铝相比，氧化物有多孔性结构，有很强的吸附能力，能吸附各种颜色的染料。所以选b、d。答案：(1)降低熔点(2)al3e=al3d(3)2al6e3h2o=al2o36h(4)铝阳极表面不断生成氧化物，电阻增大，为了保持稳定的电流，需要不断增大电压(5)b、d7(2015开封二模)水处理主要包括水的净化、污水处理、硬水软化和海水淡化等。(1)水处理技术的核心是减少或除去水中的各种杂质离子，目前_和_是主要的去离子方法。(2)根据废水中所含有害物质的不同，工业上有多种废水的处理方法。废水若采用co2处理，离子方程式是_废水常用明矾处理。实践中发现废水中的c(hco)越大，净水效果越好，这是因为_。废水中的汞元素存在如下转化(在空格上填相应的化学式)：hg2_=ch3hgh。我国规定，hg2的排放标准不能超过0.05 mg/l。若某工厂排放的废水1 l中含hg2 3107mol，是否达到了排放标准_(填“是”或“否”)。废水常用cl2氧化cn生成co2和n2。若参加反应的cl2与cn的物质的量之比为52，则该反应的离子方程式为_。(3)地下水往往含有钙、镁的碳酸盐，自来水厂需要对地下水进行_处理，把进行过离子交换的car2(或mgr2)型树脂置于_中浸泡一段时间后便可再生。(4)海水的淡化是除去海水中所含的盐分，下图是利用电渗析法从海水中获得淡水的原理图，已知海水中含有na、cl、ca2、mg2、so等，电极为惰性电极。请回答：阳离子交换膜是指_(填“a”或“b”)。写出通电后阳极区的电极反应_。解析：(2)废水的处理方法是中和法，由于co2水溶液显酸性，所以该方法是去除oh，离子方程式为ohco2=hco。废水的处理方法是混凝法，目的是使悬浮的固体小颗粒沉降。常用明矾作净水剂。在实践中发现废水中的c(hco)越大，净水效果越好，这是因为al3和hco发生双水解反应，水解的程度越大，产生的al(oh)3就越多，吸附效果就越好，因而净水效果增强。根据质量守恒定律可得缺少的物质应该为ch4。在1 l的废水中含有的hg2的质量为3107mol201 g/mol6.02105g6.02102mg0.05 mg，因此不符合排放标准。废水常用cl2氧化cn生成co2和n2，若参加反应的cl2与cn的物质的量之比为52，根据质量守恒定律及电荷守恒可得该反应的离子方程式为5cl22cn4h2o=10cl2co2n28h。(3)地下水往往含有钙、镁的碳酸盐，自来水厂需要对地下水进行软化处理，以降低ca2、mg2的含量。把进行过离子交换的car2(或mgr2)型树脂置于nacl溶液中浸泡，发生反应：car22nacl=2narcacl2或mgr22nacl=2narmgcl2，一段时间后便得到了nar，又能重复使用，即获得了再生。(4)阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，隔膜b在阴极附近，电解池阴极是阳离子放电，所以隔膜b是阳离子交换膜。电解池阳极是溶液中的cl放电，所以通电后阳极电极反应式是2cl2e=cl2。答案：(1)离子交换法膜分离法(2)ohco2=hcohco会促进al3的水解，净水效果增强ch4否5cl22cn4h2o=10cl2co2n28h(3)软化食盐水(4)b2cl2e=cl28(2015新课标卷)苯酚和丙酮都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：相关化合物的物理常数如下表：物质相对分子质量密度(g/cm3)沸点/异丙苯1200.864 0153丙酮580.789 856.5苯酚941.072 2182回答下列问题：(1)在反应器a中通入的x是_。(2)反应和分别在装置_和_中进行(填装置符号)。(3)在分解釜c中加入的y为少置浓硫酸，其作用是_，优点是用量少，缺点是_。(4)反应为_(填“放热”或“吸热”)反应。反应温度控制在5060 ，温度过高的安全隐患是_。(5)中和釜d中加入的