中学化学竞赛试题库——无机化工(17页47题)

本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 无机化工无机化工 A A 组组 i 冶炼金属一般有下列四种方法 焦炭法 水煤气 或 H2 或 CO 法 活泼 金属置换法 电解法 四种方法在工业上均有应用 古代有 火烧孔雀石炼铜 湿法炼铜 现代有 铝热法炼铬 从光卤石中炼镁 对它们的冶炼方 法的分析不正确的是 A B C D ii 冶炼金属一般有下列四种方法 焦炭法 水煤气 或 H2 或 CO 法 活泼 金属置换法 电解法 四种方法在工业上均有应用 对下面三种金属的冶炼方法的分析 正确的是 ABCD 湿法炼铜 铝热法炼锰 从光卤石中炼镁 iii 工业上生产下列产品的主要原料 括号内物质 不正确的是 A 氯气 二氧化锰 浓盐酸 B 乙醇 乙烯 水 C 玻璃 石英 纯碱 石灰 D 钾 钠 氯化钾 iv 下列金属冶炼的反应原理 错误的是 A 2NaCl 熔融 2Na Cl2 B MgO H2Mg H2O C Fe3O4 4CO3Fe 4CO2 D 2HgO2Hg O2 v 下列反应原理中 不符合工业冶炼金属实际情况的是 A 2HgO2Hg O2 B 2Al2O34A1 3O2 C H2 Na2O2Na H2O D 4CO Fe3O4Fe 4CO2 vi 以石灰石 食盐 焦炭 水和空气为主要原料 不能生产的化工产品是 A 漂白粉 B 烧碱 C 硝酸铵 D 玻璃 vii 工业上合成尿素的反应是 2NH3 CO2CO NH2 2 H2O 已知一些含碳物 P 质 经一系列反应 均可与水 空气中的氧气反应得到氢气和二氧化碳 以供应 NH3和 CO2 从合成尿素所用的原料最适宜的是 A 焦炭 B 甲烷 C 一氧化碳 D C12H26 viii 下列六种工业生产中 可直接用到石灰石的是 炼铁 炼钢 制硅酸盐水泥 制普通玻璃 制漂白粉 制过磷酸钙肥料 A B C D ix 下列说法不正确的是 A 特种钢是合金钢 它不属于碳素钢 因而不含碳 B 生铁和普通钢都是铁碳合金 C 炼铁炉渣主要成分是硅酸钙 D 炼钢炉渣可加工成为磷肥 x 炼钢开始和熔炼完毕都发生的化学反应是 A 2Fe O22FeO B Si 2FeOSiO2 2Fe C C FeOCO Fe D CaO FeSCaS FeO xi 某转炉钢产品的成分分析结果如下 C 2 25 Si 1 53 Mn 2 17 S 1 05 P 0 95 对此钢样的判断 1 属优质钢 a 吹炼时间恰当 b 脱氧剂使用合理 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 2 不合格 c 吹炼时间不够 d 炼钢时加入焦炭过多 e 生石灰用量不够 A 1 a B 1 b C 1 a b D 2 c e xii 下列化工厂中排出的废气中 可回收气体燃料的是 从炼铁高炉顶部排出的混和气体 从炼钢炉中排出的棕色烟气 接触法制硫酸的工厂里 吸收塔上部排出的气体 从炼焦炉里产生的炉气 A B C D xiii 下面四个选项是四位同学在学习过化学反应速率和化学平衡理论以后 联系化工 生产实际所发表的看法 你认为不正确的是 A 化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品 B 化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品 C 化学反应速率理论可指导怎样提高原料的转化率 D 正确利用化学反应速率和化学平衡理论都可提高化工生产的综合经济效益 xiv 下列化工生产过程的反应原理 不涉及氧化一还原反应的是 用石灰石 石英和纯碱制玻璃 用煤 空气 水制取硝酸铵 用铝土矿为原料 冶炼铝 用黄铁矿 磷矿石 空气 水制普钙 从海水中提取氯化镁 用食盐和水 制取烧碱 A B C D xv 某化学实验兴趣小组的同学们利用冶炼厂的洗铁废酸液为主要原料制得了优质的 化工原料 绿矾 不过 刚开始时 他们制得的产品中带有棕黄色 产生这种现象的原因 是 A 过滤后的废酸液中加入的铁屑太多了 B 铁屑和废酸液反应时的温度偏高了 C 铁屑和含有硫酸铁的废酸液反应时产生了少量气泡 D 趁热抽滤出的滤液转入大口容器里冷却 结晶 xvi 工业上制取 CuSO4不是直接用铜与浓 H2SO4反应 而是将 Cu 和少量的 Ag 的混 合物浸在稀硫酸中并不断从容器下部吹入细小的空气泡 这样的优点是 不产生污染大气的 SO2 提高 H2SO4的利用率 节约能源 提高铜的利用率 A B C D xvii 下列关于工业生产的叙述 炼钢后期向钢水中加入适量的铝或锰铁 是为了除尽钢水里的碳 硅等杂质 石油工业中采用催化裂化的方法 可以有效地提高乙烯的产量 生产水泥的后期要在熟料中加入适量的石膏 是为了调节水泥的硬化速率 硫酸生产的后期用 98 3 的硫酸吸收 SO3 是为了更好地吸收 SO3 其中正确的是 A B C D xviii 下列化工生产过程所发生的反应不属于氧化还原反应的是 A 用油脂制肥皂 B 工业制粗硅 C 铝热法冶炼金属钒 D 用氯气和消石灰制漂白粉 xix 活泼金属的工业生产皆采用 的方法 其原因是 xx 海水占地球总储水量的 97 2 若把海水淡化和化工生产结合起来 既可以解决淡 水资源缺乏的问题 又可以充分利用海洋资源 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 1 海水中含有大量的氯化钠 氯化钠中的金属元素位于元素周期表第 族 2 目前国际上实用的 海水淡化 主要技术之一是蒸馏法 蒸馏法是将海水变成蒸 汽 蒸汽经过冷却而得高纯度淡水 由此可判断蒸馏法是 填物理变化 化学变化 3 工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品 反应式为 食盐 H2O NaOH H2 Cl2 未配平 该反应中食盐的化学式是 利用电 解所得气体制 36 5 的浓盐酸 1000t 最少需要消耗食盐 t 4 近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回 收二氧化硫的方法 该方法的流程如下 写出 的化学反应方程式 上述亚硫酸氢钠与甲醛经过一定反应 可以合成俗称 吊白块 雕白粉 的物质 因吊白块对人体有害 不能用于食品漂白 其结构简式为 HOCH2SO3Na 根据其结构特 点 吊白块能发生的反应有 A 皂化反应 B 聚合反应 C 与金属钠反应 D 氧化反应 xxi 从海水中可提取各种化工原料 下图是工业上对海水的几项综合利用的示意图 试回答下列问题 1 粗盐中含有 Ca2 Mg2 SO42 等杂质 精制时所用试剂为 A 盐酸 B BaCl2溶液 C NaOH 溶液 D Na2CO3溶液 加入试剂的顺序是 2 电解饱和食盐水时 与电源正极相连的电极上发生的反应为 与电源负极线连的电极附近溶液 pH 变大 不变 变小 若 1mol 电子的电量为 96500C 则用电流强度为 100A 的稳恒电流持续电解 3 分 13 秒 则在两极上共可收集到气 体 mL S T P 3 由 MgCl2 6H2O 晶体脱水制无水 MgCl2时 MgCl2 6H2O 晶体在 气氛中加热 脱水 该气体的作用是 xxii 江苏省东临大海 利用海水等可制得多种化工产品 下图是以海水 贝壳等为原 料制取几种化工产品的转化关系图 其中 E 是一种化肥 N 是一种常见的金属单质 粗盐NaCl 饱和溶液烧碱和盐酸 精制 电解 海水 结晶过滤 滤液Mg OH 2MgCl2 6H2O 石灰水 加盐酸浓缩结晶 脱水 MgCl2Mg Cl2 电解 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 试填写下列空白 1 N 的化学式为 2 写出反应 的化学方程式 3 由 K 溶液经如何处理才能制得 N xxiii 下图表示某化工生产的流程 有的反应条件和产物已略去 试回答 1 C 的分子式是 L 的名称是 2 写出 A 与 E 反应生成 G 的化学方程式 3 G 到 H 的反应中 氧化剂与还原剂的物质的量之比为 4 写出饱和食盐水与 F 和 E 反应生成 J 和 K 的化学方程式 5 写出由上述流程图中出现的元素组成的五种铵盐的化学式 xxiv 某化学兴趣小组用含有铝 铁 铜的合金制取纯净的氯化铝溶液 绿矾晶体和胆 矾晶体 以探索工业废料的再利用 其实验方案如下 试回答下列问题 1 过滤用的器材已有 滤纸 铁架台 铁圈和烧杯 还要补充的玻璃仪器是 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 2 在滤液 A 制得 AlCl3溶液有途径 和 两条 你认为合理的是 理由是 3 从滤液 E 中得到绿矾晶体的实验操作是 4 写出用滤渣 F 制备胆矾晶体的化学方程式 5 有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱改用盐酸 重新设计方案 也能制得 三种物质 你认为后者的方案是否更合理 理由是 xxv 现在一种能简便 快速富集氧气的新技术以引起国外工业 农业 卫生 科研等 部门的热切关注 它叫富氧膜技术 应用该技术能将空气中氧气体的体积分数由 20 提高 到 24 40 它是一种节能 高效 防污染的新技术 因而受到人们的广泛关注 1 传统的方法是 的物理方法得到高浓度的氧气 能耗大 设备繁且操作也 不方便 2 我国科学家在 1987 年研制出了富氧浓度为 28 30 的有机硅一聚钒富氧膜及 装置 该装置具有重要用途 例如将该装置用于池塘养鱼可 填 提高 降低 溶解氧的浓度 从而提高鱼苗养殖密度和鱼产量 这是因为鱼儿进行生命活动是由 填 有氧 无氧 呼吸提供能量来消耗氧气 若氧气不足 高密度养殖会 使鱼儿发生窒息性死亡 3 如将该装置用于玻璃和工业锅炉 可以节能 15 这是为什么 4 如果设想将该装置产生的富氧空气用于汽车发动机作为助燃气体会有哪些优点 xxvi 细菌冶金 是利用某些细菌的特殊代谢功 能开采金属矿石 例如氧化亚铁硫杆菌在溶液中能将黄 铁矿氧化为 Fe2 SO4 3 并使溶液酸性增强 其过程如 下 1 从生物代谢看 b 过程属 作用 氧化亚铁硫杆菌的代谢类型应是 A 自养需氧型 B 异养需氧型 C 自养厌氧型 D 异养厌氧型 2 写出黄铁矿氧化为 Fe2 SO4 3的化学反应方程式 3 人们可利用 Fe2 SO4 3作强氧化剂溶解铜矿石 Cu2S 然后加入铁屑进一步得 到铜 请你写出其离子反应方程式 4 下列不属于细菌冶金的优点的是 A 对贫矿 尾矿的开采更有价值 B 中间产物 FeSO4和 S 可再次被细菌氧化为 Fe2 SO4 3和 H2SO4 因此可循环使用 C 所有细菌来源广泛 很容易找到并大规模培养 D 能大大降低能源消耗 利于减少污染 5 工业上可利用粗铜 含 Zn Ag An 等 经电解制得精铜 电解铜 电解过 程中 粗铜接电源 极 其电极反应式为 精铜接 电源的 极 其电极反应式为 6 某工厂按上述 5 原理 平均每秒生产 A mol 精铜 设阿伏加德罗常数为 N 每个电子带电量为 e C 求电解机槽中平均电流强度为 xxvii 内地某大型铁矿附近有炼焦煤 石灰石 粘土矿和 丰富的地下水资源 该地区接近河流和铁路干线 周围是盛 产小麦 棉花的农业地区 根据上述信息 完成下列填空 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 1 随着大型铁矿的开发 该地将建立焦化厂 钢铁厂 发电厂和水泥厂 请把这四 个工厂的名称填入右面的工业联系图 2 中空白框内 2 该地的主导工业部门是 工业 3 下面四种工厂中 在该地建厂条件较好并与主导工业联系密切的是 A 重型机械厂 B 精密仪表厂 C 造船厂 D 纯碱厂 4 从当地农业需要和综合利用资源方面考虑 该地还将建立氮肥厂 其原料供应的 有利条件是 5 为了充分利用当地资源 该地还可能建立的轻工业厂有 说出两个 等 6 写出以焦炭 磁铁矿为主要原料冶炼生铁的化学方程式 石灰石的作用是 xxviii 现有原煤 a 铁矿石 b 焦煤 c 分属于集合 A 和 B 其中 A 表示自然资源 B 表示能源 二者关系如右图 1 计算 A B A B 2 将元素 a b c 填入上图适当的位置 3 英国的产业革命 使大机器生产代替了手工操作 工厂可远离河流 峡谷 由分 散走向集中 集中于煤铁产地 这种变化的前提是 4 炼铁业是传统的工业部门 其原料主要有铁矿石 焦煤和空气 炼铁过程可用下 面三个化学方程式表示 请补充完整 C O2 CO2 热量 Fe2O3 3CO2 高温 5 CO2的增多是全球气候变暖的主要原因之一 试加以分析 xxix 某工厂的废水中含有 FeSO4 H2SO4 Ag2SO4 Al2 SO4 3及一些污泥 某研究 性学习课题组测定了废水中各物质的含量并查找了溶解度数据 现列表如下 表一 废水中各物质的含量 物质FeSO4H2SO4Ag2SO4Al2 SO4 3污泥 质量分数 15 07 00 400 345 0 表二 FeSO4和 Al2 SO4 3在水中的溶解度 温度 01020304050 FeSO4溶解度 g 15 620 526 532 940 248 6 Al2 SO4 3溶解度 g 31 233 536 440 445 752 2 该课题组根据表中数据 设计了污水处理方案 拟利用该厂的废铁屑 有少量锈斑 烧碱溶液和硫酸处理此污水 回收入 FeSO4 7H2O 和 Ag 1 请填写下列空白 完成得到 Ag 的实验方案 将带有锈班的废铁屑先后用热的烧碱溶液和热水进行洗涤 目的是 将工厂废水过滤 用水量水洗涤滤渣 洗涤液并入滤液后保留待用 目的是使 Ag 全部还原为金属 Ag 目的是分离出 Ag 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 2 请写出后续的步骤 除去 Al3 得到主要成分为 FeSO4 7H2O 晶体 将第 步与第 步所得滤液混合后 加入少量硫酸至混合液的 pH 为 3 4 后 滤出 FeSO4 7H2O 晶体 3 步骤 中能否用普通自来水洗涤滤渣 填 能 或 不能 理由是 4 写出步骤 中所有化学反应的离子方程式 5 在步骤 中 加入少量硫酸调节 pH 的目的是 xxx 某工厂的废水中含有 FeSO4 H2SO4 Ag2SO4 Al2 SO4 3及一些污泥 某研究性 学习课题组拟利用该厂的废铁屑 含少量锈斑 以及烧碱和硫酸处理此污水 并回收 FeSO4 7H2O 和 Ag 参考数据如下 表一 废水中各物质的含量 物质FeSO4H2SO4Ag2SO4Al2 SO4 3污泥 质量分数 15 07 00 400 345 0 表二 FeSO4和 Al2 SO4 3在水中的溶解度 温度 01020304050 FeSO4 g 15 620 526 532 940 248 6 Al2 SO4 331 233 536 440 445 752 2 1 用简明的文字续写实验步骤 将带有锈斑的废铁屑先后用热的烧碱溶液和热水进行洗涤 将工厂的废水过滤 用蒸馏水洗涤滤渣 洗涤液并入滤液后待用 目的是使 Ag 全部还原为金属 Ag 目的是分离出金属 Ag 将 和 步所得滤液混合后 加入 H2SO4至混合液的 pH 为 3 4 滤出 FeSO4 7H2O 晶体 2 根据以上实验回答问题 步骤 能否用普通自来水洗涤沉淀 填 能 或 不能 理由 是 写出步骤 中所有化学反应的离子方程式 步骤 中 加入少量 H2SO4调节 pH 的目的是 xxxi Ag Al2O3是石油化学工业的一种重要催化剂 其中 Ag 起催化作用 Al2O3是载体且不溶于硝酸 该催化剂的回收实验如下图所示 其中的转化反应为 6AgCl Fe2O3 3Ag2O 2FeCl3 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 阅读上述实验流程 完成下列填空 1 Ag Al2O3加酸溶解应该选 用装置 选填 a b c 2 在实验操作 如果用自 来水代替蒸馏水进行洗涤 将会发生化学反应的离子方程式 3 实验操作 所需玻璃仪器为 填写三种 4 实验操作 从 AgNO3溶液获得 AgNO3晶体需要进 行的实验操作依次为 多选扣分 a 蒸馏 b 蒸发 c 灼烧 d 冷却结 晶 5 已知 NO NO2 2NaOH 2NaNO2 H2O 2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H2O NO 和 NO2的混合气体的组成可表示为 NOx 该混合气体通入 NaOH 溶液被完全吸收时 x 的值为 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 a x 1 5 b x 1 2 c X 1 5 6 已知 Ag Al2O3中 Ag 的质量分数 若计算 Ag 的回 收率 还必须知道的实验数据为 和 xxxii 目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水 以制得 Cl2和 H2 并以获得 的气体来生产盐酸 将电解后所得 Cl2和 H2以 1 a 体积比 按图示流程合成质量分数为 36 5 的盐酸 氯气与氢气 合成炉 石墨冷凝器 一级干燥塔 二级干燥塔 吸收塔 1 写出电解饱和食盐水的化学方程式 2 已知工艺条件下食盐的溶解度为 36 5g 100g 水 则该温度下饱和食盐水溶质的质 量分数为 3 设每台电解槽平均每天消耗 2 3 104mol 食盐 电解生成的氯气与氢气按体积比 1 1 15 通入合成炉 不考虑各阶段的物料损耗 理论上可生产 36 5 的盐酸 t 4 氯气与氢气以 1 a a 1 通入合成炉 设该厂每天消耗食盐 ct 不考虑各阶 段的物料损耗 则每天生产 36 5 的盐酸 bt b t B B 组组 xxxiii 已知工业上真空炼铷的原理如下 RbCl Mg MgCl2 2Rb g 对于 熔融 此反应的进行能给予正确解释的是 A 铷的金属活动性不如镁强 故镁可置换铷 B 铷的沸点比镁低 把铷蒸气抽出时 平衡右移 C MgCl2的热稳定性不如 RbCl 强 D 铷的单质状态较化合态更稳定 xxxiv 下列各工业生产中 石灰石 生石灰 熟石灰都不能作为原料的是 炼铁 用生铁炼钢 从海水中提取镁 铝的冶炼 制水泥 制玻璃 制漂白粉 制硫酸 A B C D xxxv 生物冶金技术越来越受到科学家的重视 这项技术的关键之一是寻找一些特殊的 酶 下列有关叙述错误的是 A 酶是一种蛋白质 B 酶只有在强酸性或强碱性条件下才能发挥作用 C 酶的催化具有高效性 选择性和专一性 D 发展生物冶金技术有利于节约能源和保护环境 C C 组组 xxxvi 在炼钢中 basic 表示下列哪个意思 基础的 碱的 非合金的 重 要的 xxxvii 炉衬要有什么特点 说明在什么情况下用 SiO2而不用 CaO 或 MgO 作为炉衬 材料 xxxviii 写出采用下列各方法冶炼的一种金属 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 真空蒸馏法 Mond 法 电解法 van Arkel 法 区域精制法 xxxix 解释下列各名词 克拉 合金 矿 脉石 炉渣 钢 低共熔 点 低共熔混合物 xl 在炼钢中 金属锰被用来作为还原氧化铁和硫化铁的净化剂 试列出采用金属锰 的两个原因 xli 采用下列各方法富集的矿分别具有什么特性 用碱沥滤 用酸沥滤 浮选 法 用淘盘选淘 xlii 碱式氯化铝 Al2 OH nCl6 n 1 n 6 m 10 是一种比硫酸铝效果高的净水 药剂 它是一种可溶解于水的高分子量的无机聚合物 以下是用煤矸石 主要含氧化铝 二氧化硅及少量铁的氧化物 为原料生产碱式氯化铝 商业代号 BAC 过程中遇到的情况 1 在反应器内加入浓度为 16 的硫酸和浓度为 16 的盐酸 不停搅拌中再加入经 过焙烧后的煤研石粉 反应器上部有一条长管子作为反应时反应器内气体的排放管 加热 反应器至沸腾 102 并保持沸腾 以精密 pH 试纸在排气管口上方检查排出气体的 pH 值 此时为 pH 2 0 14min 后 pH 2 5 30min 后 pH 3 5 75min 后 pH 3 5 试 解释排气管中放出气体的 pH 值变化的原因 如果把排气管加长一倍 排出气体的 pH 值有 无变化 为什么 2 观察反应器内溶液的颜色 取上面清液观察 在沸腾后 1h 内 溶液逐渐呈黄 绿色 以后逐渐变为淡棕黄色 1 5h 后呈棕红色 解释导致颜色变化的原因 3 上述反应结束后 冷却 过滤弃渣 然后在加热至 100 并不断搅拌的条件下 向溶液慢慢地添加 Ca OH 2至适量 此时生成大量沉淀 这是什么物质 来源是什么 4 过滤上述溶液 弃渣 得到澄清的 BAC 稀溶液 加热蒸发浓缩 溶液又产生白 色细晶状沉淀 经化验分析 知此沉淀物不是 BAC 固体 也不是 AlCl3晶体或 Al OH 3 问这是什么物质 为什么此时会沉淀析出 xliii 传统合成冰晶石 Na3AlF6 的方法是使用萤石 CaF2 为原料 萤石作为一种 重要的战略物资需要加以保护 使用磷肥副产氟硅酸钠 Na2SiF6 为原料的方法成为一条 合理利用资源 提高经济效益的新方法 冰晶石的生产合成主要由晶种生成 氨解 偏铝 酸钠的制备和冰晶石合成四个工段组成 工艺流程如下图所示 使用这种方法可以得到大量副产品白炭黑 为了提高副产品白炭黑的质量 可以采用 外加晶种法 得到的白炭黑用于丁苯橡胶中 拉伸强度可以达到 21Mpa 而外加晶种法对 冰晶石质量也有影响 1 冰晶石的化学名称为 主要用途是 2 副产品白碳黑的化学成分是 丁苯橡胶的结构简式是 3 氨解反应方程式是 4 偏铝酸钠的制备反应是 5 冰晶石合成反应方程式是 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 6 晶种制备的原料为硫酸或氢氟酸 水玻璃 水 分别使用 HF 和 H2SO4合成晶种 生成的冰晶石检验结果如下 制备晶种用酸对冰晶石质量的影响 酸F Al Na Na AlSiO2Fe2O3SO42 HF53 0013 2631 002 740 5640 0100 11 H2SO452 5812 6831 822 950 2470 0061 49 从实验结果看 使用 制晶种 合成的冰晶石质量较好 简述你的理由 xliv 某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山 它们的主要成份为 软锰矿 MnO2含量 65 Al2O3含量为 4 闪锌矿 ZnS 含量 80 FeS CuS CdS 含量各为 2 MnO2和锌是制造干电池的主要原料 电解法生产 MnO2传统的工艺主要流程为 软锰矿加煤还原焙烧 用硫酸浸出焙烧料 浸出液经净化后再进行电解 MnO2在电解池的阳极析出 电解锌的传统生产工艺为 闪锌矿高温氧化脱硫再还原得粗锌 2ZnS O22ZnO 2SO2 2C O22CO ZnO COZn g CO2 将用热还原法制得的粗锌溶于硫酸 再电解 ZnSO4溶液可生产纯度为 99 95 的锌 90 年代生产 MnO2和锌的新工艺主要是通过电解获得 MnO2和锌 副产品是硫 金属 铜和镉 简化流程杠图如下 试回答下列问题 1 软锰矿 闪锌矿粉未与硫酸溶液共热时析出硫的反应为氧化 还原反应 例如 MnO2 ZnS 2H2SO4 MnSO4 ZnSO4 S 2H2O 据此写出 MnO2在酸性溶液中分别 和 CuS FeS 和 CdS 发生氧化 还原反应的化学方程式 写出软锰矿中 Al2O3溶于硫酸的离子方程式 2 用离子方程式表示浸出液 A 与适量 Zn 粉作用得到滤液 B 与滤渣乙的过程 3 产品 C 的化学式是 4 试从环境保护和能量消耗的角度评价 90 年代新工艺相比较有哪些优点 xlv 东晋葛洪所著 抱朴子 中记载有 以曾青涂铁 铁赤色如铜 曾青 即硫 酸铜 这是人类有关金属置换反应的最早的明确记载 铁置换铜的反应节能 无污染 但 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 因所得的镀层疏松 不坚固 通常只用于铜的回收 不用作铁器镀铜 能否把铁置换铜的 反应开发成镀铜工艺呢 从化学手册上查到如下数据 电极电势 Fe2 2e Fe 0 440V Fe3 e Fe2 0 771V Cu2 2e Cu 0 342V Cu2 e Cu 0 160V 平衡常数 Kw 1 0 10 14 Ksp CuOH 1 0 10 14 Ksp Cu OH 2 2 6 10 19 Ksp Fe OH 2 8 0 10 16 Ksp Fe OH 3 4 0 10 38 回答如下问题 1 造成镀层疏松的原因之一可能是夹杂固体杂质 为证实这一设想 设计了如下实 验 向硫酸铜溶液加入表面光洁的纯铁块 请写出四种可能被夹杂的固体杂质的生成反应 方程式 不必写反应条件 2 设镀层夹杂物为CuOH 固 实验镀槽的pH 4 CuSO4的浓度为 0 040mol L 温度为298K 请通过电化学计算说明在该实验条件下CuOH能否生成 3 提出三种以上抑制副反应发生的 化学的 技术途径 不必考虑实施细节 说 明理由 xlvi 绿矾 化学式 FeSO4 7H2O 是硫酸法生产钛白粉的主要副产物 每生产 1 吨钛 白粉 副产 4 5 5 0 吨绿矾 目前全国每年约副产绿矾 75 万吨 除极少量被用于制备新产 品外 绝大部分作为废料弃去 对环境造成污染 因此开发综合利用绿矾的工艺 是一项 很有意义的工作 某研究者提出如下图所示的绿色工艺流程 其中 B 是氯化物 C 是不含氯的优质钾肥 D 是一种氮肥 E 是红色颜料 A B C D 均是盐类 E 和 F 是常见的化合物 该工艺实现了原料中各主要成分的利用 率均达 94 以上 可望达到综合利用工业废弃物和防治环境污染的双重目的 1 写出 A B C D E F 的化学式 2 写出反应 的化学方程式 3 指出反应 需要加入 DFA 一种有机溶剂 的理由 4 判断 DFA 是否溶于水 xlvii 某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山 它们的组成如下 软锰矿 MnO2含量 65 SiO2含量约 20 Al2O3含量约 4 其余为水分 闪锌矿 ZnS 含量 80 FeS CuS CdS 含量各约 2 SiO2含量约 7 余为水分 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 科研人员开发了综合利用这两种资 源的工艺 主产品是通过电解获得的锌 和二氧化锰 副产品为硫磺 少量金属 铜和铜 生产正常时 只需外购少量硫 酸和纯碱 其它原料则由内部解决 工 艺流程框图如右图所示 流程框图中每 一方框为一种处理过程 带箭头的线表 示物流线 请在阅图后回答下列问题 1 写出图上标有阿拉伯数字的 处理过程中发生的主要反应的化学方程 式 并配平之 2 写出用字母 A B C D E F G 表示的物流线 上全部物料的组分的化学式 3 二氧化锰和锌是制造于电池 的基本材料 电解二氧化锰的传统生产 工艺主要为 软锰矿加煤还原焙烧 硫 酸浸出焙烧料 浸出液经净化后去电解 电解时在阳极上析出二氧化锰 阴极产 生的气体放空 获得的二氧化锰经粉碎后为成品 电解锌的传统生产工艺主要为 闪锌 矿高温氧化除硫 焙烧法用硫酸浸出 浸出滚经净化后电解还原 在阴极获得电解锌 阳 极产生的气体放空 试从环境保护和能耗的角度对比新工艺与传统工艺 指出新工艺的 特点 并简单评述之 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 参考答案 参考答案 A8A8 i B ii B iii A iv B v C vi D vii D viii D ix A x B xi D xii C xiii C xiv C xv D xvi D xvii B xviii A xix 电解 活泼金属的阳离子氧化性弱 用一般的还原剂法不能还原出金属 故只能用电解 法使其阳离子在阴极被还原 xx 1 A 2 物理变化 3 NaCl 585t 4 NaOH SO3 NaHSO3 NaHSO3 HCl NaCL H2O SO2 C D xxi 1 B C D A 或 C B D A 2 2Cl 2e Cl2 变大 4480 措施是向电解液中通入一定量的 HCl 气体 3 HCl 抑制水解平衡 MgCl2 H2OMg OH Cl HCl 正向进行 xxii 1 Mg 2 NaCl 饱和 NH3 CO2 H2O NaHCO3 NH4Cl 3 MgCl2溶液必须在氯化氢气体中进行蒸发结晶制得 MgCl2晶体 熔融后电解才能 制取金属镁 xxiii 1 H2 硝酸铵 2 4NH3 5O24NO 6H2O 3 1 2 4 NaCl CO2 NH3 H2O NH4Cl NaHCO3 5 NH4Cl NH4NO3 NH4 2CO3 NH4HCO3 CH3COONH4或 HCOONH4等有机酸 的铵盐均可 xxiv 1 漏斗 玻璃棒 2 途径 因为滤液 A 是 NaAlO2溶液 按途径 直接向 A 加入盐酸得到的 AlCl3 溶液中含有大量的 NaCl 杂质 按途径 通入 C CO2 气体 得 D Al OH 3 沉淀 将 AL OH 3溶解于盐酸中得到的是纯净的 AlCl3溶液 所以途径 更合理 3 蒸发浓缩 冷却结晶 4 2Cu O22CuO CuO H2SO4 CuSO4 H2O CuSO4 5H2O CuSO4 5H2O 合并后面两个化学方程式也可 5 后者的方案不合理 因为该方案不符合实验方案设计的简约性原则 即操作步骤 多 消耗试剂量更大 时间长 xxv 1 传统制氧是降温加压使空气变为液态空气 再分馏得到高浓度氧气 2 提高 有氧 3 可使熔炉或锅炉内燃料充分燃烧而节约能源 热效率提高 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 4 具有的优点是节能消烟 提高功率 降低大气污染的作用 富氧供给使汽 柴油 机排出的 CO 和 NO 污染物大为减少 xxvi 1 化能合成 A 2 4FeS2 15O2 2H2O2Fe2 SO4 3 2H2SO4 3 Cu2S 10Fe3 4H2O2Cu2 10Fe2 8H SO42 Fe Cu2 Fe2 Cu 4 C 5 正 Cu 2e Cu2 负 Cu2 2e Cu 6 ANe xxvii 1 发电厂 焦化厂 钢铁厂 水泥厂 从上到下 2 钢铁 3 A 4 焦化厂回收焦炉煤气中的氨生产氮肥 5 食品工业 棉纺织工业 6 反应方程式略 作熔剂 除去铁矿石中的脉石 xxviii 1 a b c a 2 3 蒸汽机的发明 蒸汽动力代替了水力 煤成为最主要能源 4 CO2 C 赤热 2CO 热量 3CO 2Fe 5 CO2大量吸收地面长波辐射和太阳辐射中的红外线部分 而对能量最强部分的可 见光几乎是透明的 从而使全球气候不断变暧 xxix 1 洗去油污 在 的滤液中加入稍过量的洗涤过的废铁屑 充分反应后过滤 将 的滤渣溶入足量的稀硫酸 过滤 滤液保留侍用 2 将溶液加热 温度不超过 80 蒸发浓缩 冷却结晶 3 不能 普通自来水中 Cl 使 Ag 被沉淀 4 Fe 2Ag Fe2 2Ag Fe2O3 6H 2Fe3 3H2O Fe 2Fe3 3Fe2 Fe 2H Fe2 H2 5 抑制 Fe2 的水解 防止 Fe2 被氧化 xxx 1 在 的溶液中加入稍过量的洗涤过的废铁屑充分反应后过滤 将 的滤渣溶入足量的稀硫酸 过滤 滤液保留待用 将溶液加热 温度不超过 80 蒸发浓缩 冷却结晶 2 不能 普通自来水中含有 Cl 使 Ag 被沉淀 Fe 2Ag Fe2 2Ag Fe2O3 6H 2Fe3 3H2O Fe 2H Fe2 H2 Fe 2Fe3 3Fe2 抑制 Fe2 的水解 xxxi 1 a 2 Ag Cl AgCl 3 漏斗 烧杯 玻棒 4 b e d 5 c 6 催化剂的质量 AgNO3的质量 xxxii 1 2NaCl 2H2O NaOH Cl2 H2 2 26 8 3 20 4 100c 58 5a xxxiii B xxxiv A xxxv B xxxvi 其意思为 碱的 碱性炉村能够与酸性杂质反应 使其从熔化物中分离出 xxxvii 炉衬必须要有很高的熔点 其为酸性还是碱性取决于其所要除去杂质类型 若要除 本资料来自于资源最齐全的 世纪教育网 21 世纪教育网 中国最大型 最专业的中小学教育资源门户网站 版权所有 21 世纪教育网 去酸性杂质 如 SO2或 P4O10 则须用碱性炉衬 CaO 或 MgO 若要除去碱性杂质 如金属氧化物 则须用酸性炉衬 SiO2 xxxviii Mg Ni Cu Zr Ga xxxix 量金单位 指每 24 单位金合中所含金的单位数 金属的混合物 或金属与非金属的具有金属特性 例如具有光泽和较高的电导率 的混合物 能从中经济地提取出金属的原料 矿中的杂质 除去脉石后的矿经还原所得的副产品 铁和碳的合金 还含有一些别的成分 比纯铁的硬度大 低共熔合金以与液态相同的成分固化时的温度 指能固化成与纯晶体相似的混合物的合金 当组分保持不变从液态发生固化时其温 度恒定 xl 锰的还原性足够强能够与铁的氧化物和硫化物反应 少量的反应产物溶于金属中不 会对晶格产生破坏 大量的 MnO 或 MnS 能够形成炉渣从熔溶的金属中分离 过量的 金属锰能够对铁起到阴极保护作用 xli 金属必须为两性 或酸性 才能溶于碱中 从而与脉石和别的金属分离开 金属必须是以碱性氧化物 氢氧化物或碳酸盐的形式存在 矿必须在油中比在肥皂水中更湿 例如许多硫化物 矿必须比脉石重 从而在水洗时能够留下来 xlii 1 由于盐酸受热蒸发出 HCl 气体所致 随着反应的进行 盐酸逐渐与煤矸石中的物 质反应而被消耗 因此 排气的 pH 值从小逐渐变大 如果排气管加长一倍 意味着排 气被冷却的程度更高 HCl 更多被冷凝回流 故排气的 pH 值有所增大 2 煤矸石中的铁的氧化物有 Fe2O3和 FeO 与酸反应首先生成较多的是二价铁盐 故呈黄绿色 由于 Fe2O3逐渐溶出 加之 Fe2 被氧化为 Fe3 致使溶液中 Fe2 浓度逐 渐降低 Fe3 浓度升高 颜色呈所述变化 3 沉淀物是水合硫酸钙 它来源于 Ca OH 2与硫酸铝的反应 4 沉淀物是水合硫酸钙 或硫酸钙 由于硫酸钙是微溶的 在稀 BAC 溶液中达到 饱和 浓缩蒸发过程中变为过饱和 故形成细晶状析出 xliii 1 氟铝酸钠 电解炼铝的助熔剂 2 SiO2 CHPh CH2 CH2 CH CH CH2 3 Na2SiF6 4NH3 H2O 4NH4F 2NaF SiO2 H2O 4 NaOH Al OH 3 NaAlO2 2H2O 写 Al2O3也可以 5 4NH4F 2NaF NaAlO2 Na3AlF6 4NH3 2H2O 6 HF 理论 Na Al 2 56 使用 HF 制晶种 Na Al 比较接近理论值 xliv 1 MnO2 CuS 2H2SO4 MnSO4 CuSO4 S 2H2O MnO2 2FeS 6H2SO4 Fe2 SO4 3 3MnSO4 2S 6H2O CdS 3H2SO4 MnO2 MnSO4 CdSO4 S 2H2O Al2O3 6H 2