优化方案2020高考化学总复习 选修部分 化学与技术 第一单元 化学与资源开发利用课后达标检测 苏教版

化学与资源开发利用1海洋是人类巨大的化学资源宝库，海洋资源的综合利用具有极为广阔的发展前景。(1)蒸馏法是目前技术和工艺比较成熟的海水淡化方法，但由于使用大量燃煤，造成能耗多，排污量大。针对上述蒸馏法的缺点，请你提出一条改进建议： _。(2)空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法，流程如图所示(苦卤即海水蒸发结晶分离出食盐后的母液)：反应后通入“空气、水蒸气”的目的是_。反应后先加入四氯化碳，目的是_，从四氯化碳中分离出单质溴的方法是_。(3)苦卤中含有NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4等盐类物质。用简要的文字说明如何测定苦卤中MgCl2的含量： _。解析：(1)潮汐能、风能、太阳能等均为绿色能源，可以代替燃煤，降低污染。(2)反应的目的是置换溴，溴被置换出来后溶解在水中，通入热的空气、水蒸气，温度升高，溴被吹出，吹出后的溴与二氧化硫反应，生成Br，反应是氯气再次氧化Br，然后用四氯化碳萃取溴，最后通过蒸馏分离溴。答案：(1)充分利用潮汐能、风能、太阳能等海边富有的洁净能源(2)使置换出的溴被吹出来使生成的溴溶解在四氯化碳中(或答“萃取溴”)蒸馏(3)先用足量BaCl2溶液沉淀SO，求出SO的总量，即求出MgSO4的量，然后用足量NaOH溶液沉淀Mg2，求出总的Mg2，减去MgSO4中Mg2的量即可得到MgCl2的量2目前，我国采用“接触法”制硫酸，设备如图所示：(1)图中设备A的名称是_，该设备中主要反应的化学方程式为_。(2)有关接触法制硫酸的下列说法中，不正确的是_。A二氧化硫的接触氧化在接触室中发生B吸收塔用浓度为98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫C煅烧含硫48%的黄铁矿时，若FeS2损失了2%，则S损失2%DB装置中反应的条件之一为较高温度是为了提高SO2的转化率E硫酸工业中在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量(3)科研工作者开发了制备SO2，再用电化学原理生产硫酸的方法，装置如图。为了稳定技术生产，硫酸的浓度应维持不变，则通入的SO2和水的质量比为_。解析：(1)“接触法”制硫酸的设备有沸腾炉、接触室和吸收塔。沸腾炉中发生的反应方程式为4FeS211O28SO22Fe2O3，接触室中的反应方程式为2SO2O22SO3，吸收塔中的反应方程式为SO3H2O=H2SO4。(2)由于SO3与水反应时易形成酸雾，所以常用98.3%的浓硫酸作吸收剂。由于SO2氧化成SO3为放热反应，升高温度有利于提高化学反应速率，不利于提高SO2转化率，接触室中的热交换器是将SO2氧化成SO3放出的热量来预热SO2，实现能量的充分利用。(3)发生反应的方程式为2SO2O22H2O=2H2SO4；硫酸的质量分数为50%，假设溶液中硫酸的质量为98 g，溶液中水的质量也应为98 g，生成的硫酸的物质的量为1 mol，结合反应方程式可知参加反应的SO2和H2O的物质的量也为1 mol，则SO2的质量为1 mol64 g/mol64 g，水的质量为1 mol18 g/mol18 g，质量比为。答案：(1)沸腾炉4FeS211O22Fe2O38SO2(2)DE(3)16293(2020乐山高三模拟)四川有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出)：请填写下列空白：(1)已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸气在t 、p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气)，吸收了a kJ热量。该反应的热化学方程式是_。(2)在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气。请应用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施有何作用：_。(3)当甲烷合成氨气的转化率为75%时，以5.60107 L甲烷为原料能够合成_L氨气。(假设体积均在标准状况下测定)(4)已知尿素的结构简式为H2NCNH2O，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式：_，_。解析：(3)由CH4H2O(g)CO3H2，COH2O(g)CO2H2，N23H22NH3可得关系式：CH4 4H2 NH3560107 L75% 1.12108 L即以5.60107 L甲烷为原料能合成1.12108 L氨。答案：(1)CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H(t ，p kPa)2a kJmol1(2)增大氮气和氢气的浓度有利于增大反应速率；减小氨气的浓度，增大氮气和氢气的浓度都有利于平衡向正反应方向移动(3)1.12108(4)NH4N=C=O4锰锌铁氧体可用作隐形飞机上吸收雷达波涂料。现以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下：(1)酸浸时，二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为_。(2)活性铁粉除汞时，铁粉的作用是作_(填“氧化剂”“还原剂”或“吸附剂”)。(3)除汞是以氮气为载气吹入滤液带出汞蒸气再经KMnO4溶液进行吸收而实现的。如下图是KMnO4溶液处于不同pH时对应的Hg去除率变化图，图中物质为Hg与MnO在该pH范围内的主要产物。请根据该图给出pH对汞去除率影响的变化规律： _；试猜想在强酸性环境下汞的单位时间去除率高的原因：_。(4)当x0.2时，所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强，试用氧化物的形式表示该锰锌铁氧体的组成：_。(5)经测定滤液成分后同时加入一定量的MnSO4和铁粉的目的是_。解析：(1)利用氧化还原反应知识可以写出二氧化锰与双氧水反应的化学方程式：MnO2H2O2H2SO4=MnSO4O22H2O。(2)铁粉还原汞的化合物得到汞单质。(3)根据图中曲线的走向可知：随pH的升高，汞的去除率先降低后增高。根据图中主要产物可猜测强酸性环境下可能由于Mn2对反应的催化作用使汞的单位时间去除率高。(4)当x0.2时，锰锌铁氧体的化学式Mn0.2Zn0.8Fe2O4，化为整数关系为MnZn4Fe10O20，写成氧化物形式为MnO4ZnO5Fe2O3。(5)经测定滤液成分后再加入一定量的MnSO4和铁粉，是为了调节溶液中Mn、Zn、Fe三元素的物质的量关系，便于最终获取锰锌铁氧体。答案：(1)MnO2H2O2H2SO4=MnSO4O22H2O (2)还原剂(3)随pH的升高，汞的去除率先降低后增高Mn2具有催化作用，单位时间内汞的去除率高(4)MnO4ZnO5Fe2O3(5)调节滤液中各离子的成分，便于获得锰锌铁氧体5(2020高考山东卷)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：结合图像读懂流程图是关键。(1)(2)Na2Cr2O7结晶后的母液中含有Fe3，加碱液调节pH4，目的就是要以Fe(OH)3的形式除去Fe3，则过滤后得到纯的Na2Cr2O7(母液)；加入KCl并加热至沸腾，冷却结晶得到K2Cr2O7，反应方程式为Na2Cr2O72KCl=2NaClK2Cr2O7；通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随着温度的降低，K2Cr2O7的溶解度明显减小。(3)母液中含有K2Cr2O7和NaCl，蒸发浓缩得到的固体A是NaCl，因为高温下K2Cr2O7的溶解度大；母液中的主要成分是K2Cr2O7，冷却结晶得到固体B是K2Cr2O7。(4)固体A表面附着K2Cr2O7，应将洗涤液转移到母液中，这样，既能提高产率(回收了K2Cr2O7)，又可使能耗降低。答案：(1)Na2Cr2O72KCl=2NaClK2Cr2O7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(答案合理即可)(2)除去Fe3(3)NaClK2Cr2O7(4)6(2020高考浙江卷自选模块)电石浆是氯碱工业中的一种废弃物，其大致组成如下表所示：成分CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaS其他不溶于酸的物质质量分数(%)65663.5501.5350.2080.2111.0182326用电石浆可生产无水CaCl2，某化工厂设计了以下工艺流程：已知氯化钙晶体的化学式是CaCl26H2O；H2S是一种酸性气体，且具有还原性。(1)反应器中加入的酸应选用_。(2)脱色槽中应加入的物质X是_；设备A的作用是_；设备B的名称为_；设备C的作用是_。(3)为了满足环保要求，需将废气H2S通入吸收池，下列物质中最适合作为吸收剂的是_。A水B浓硫酸C石灰乳D硝酸(4)将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是_。解析：分析电石浆中所含成分的性质，结合工艺流程图进行分析、解决问题。(1)该工艺的目的是用电石浆生产无水CaCl2，为防止引入杂质阴离子，可向电石浆中加入盐酸，溶解其中的CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaS等物质。(2)沉降池中加入石灰乳，可将Al3、Fe3、Mg2沉淀。脱色槽的作用是对过滤器中所得滤液进行脱色，可选用吸附性能较强的活性炭。滤液在设备A中进行蒸发浓缩，在结晶池中降温结晶，然后在设备B中进行过滤，得到氯化钙晶体，最后在设备C中脱水干燥，得到无水CaCl2。(3)