2018届高考一轮复习人教版第24单元化学与工农业生产学案 33页

专题二十四 化学与工农业生产学 一、考纲要求 ‎1.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义，认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。‎ ‎2.了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用。‎ ‎3.了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。‎ 二、知识梳理 ‎1.化工生产过程中的基本问题 ‎ ‎（1）依据化学反应原理确定生产过程 ‎①关于工业制硫酸的反应原理及过程，可从以下几方面考虑： ‎ ⅰ原料应该是自然界存在的含硫的物质，如硫黄、黄铁矿等； ‎ ⅱ生产H2SO4的主要化学过程可以分成SO2的生成和SO2转化为SO3两个阶段。‎ ‎②工业上制硫酸主要分造气、催化氧化和吸收三个阶段。‎ ‎（2）生产中原料的选择 工业生产某种化工产品，选择原料时要从多方面去考虑，如化学反应原理、厂址选择、原料、能源、工业用水的供应能力、贮存、运输、预处理成本及环境保护等。‎ ‎（3）生产中反应条件的控制 对二氧化硫的催化氧化：①温度条件。②压强条件。③催化剂。‎ ‎（4）生产中的三废处理(以硫酸生产为例)‎ ‎①尾气吸收 ‎ 硫酸生产尾气成分：SO2；处理试剂：石灰水、硫酸。‎ ‎②污水处理。‎ ‎③废渣的利用。‎ ‎（5）能量的充分利用 ‎2.化学原理在H2SO4生产中的应用 ‎（1）增大反应速率的措施 ‎①升高温度；②使用催化剂；③燃料在沸腾炉中燃烧时，使原料粉碎，增大与空气的接触面积。‎ ‎（2）逆流原理的应用 沸腾炉中原料从炉顶落下，热空气从炉底吹入，使原料与助燃气体充分接触，反应进行彻底充分；吸收塔中使用大量耐酸瓷环（片），浓硫酸从塔顶喷下，三氧化硫气体从塔底吹入，提高吸收程度。‎ ‎（3）热交换原理的应用 由于2SO2＋O22SO3是放热反应，在接触室内使用热交换器，用反应后热的气体预热接触室的原料气，达到节约能源、降低生产成本的目的。‎ ‎（4）循环操作和原理的应用 由于2SO2＋O22SO3是可逆反应，尾气中还有一定的SO2和O2，再通过一定措施将这部分气体送回接触室，提高原料利用率，同时减少废气排放。‎ ‎3.合成氨 ‎（1）合成氨的反应原理 ‎①化学原理：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)    ΔH<0。‎ ‎②反应特点：该反应是一个正反应方向气体分子数减小的、放热的可逆反应。‎ ‎③工业生产条件 温度：400～500 ℃；压强：10～30 MPa；催化剂：以铁为主。‎ ‎（2）合成氨的基本生产过程 三个步骤：造气、净化、合成。‎ ‎①制备合成氨的原料气；②原料气的净化；③氨的合成与分离。‎ ‎（3）合成氨工业的发展 ‎①原料及原料气的净化；‎ ‎②催化剂的改进；‎ ‎③环境保护。‎ 废渣：用作建材和肥料的原料。‎ 废气：主要是H2S和CO2等有害气体。‎ 废液：主要是含氰化物和含氨的污水。‎ ‎4.纯碱的生产 ‎ ‎（1）氨碱法生产纯碱 氨碱法也称索尔维制碱法，其原料是：食盐、氨和二氧化碳。‎ ‎①制取碳酸氢钠和氯化铵 ‎②制取碳酸钠 ‎③氨碱法生产纯碱的优缺点 ‎ 氨碱法的优点：原料便宜易得，产品纯度高、氨和部分二氧化碳可以循环使用、制造步骤简单。 ‎ 氨碱法的缺点：食盐的利用率低(约70%)，约有30%的NaCl留在母液中；产生了当时认为无用的氯化钙。 ‎ ‎（2）联合制碱法(又称侯氏制碱法)‎ ‎①将制碱中含氯的废液与合成氨过程中的二氧化碳废气加以回收、利用，制成纯碱和氯化铵化肥，使氨碱法与合成氨两大工业联合起来。‎ ‎②原料是食盐、氨和二氧化碳。‎ ‎③联合制碱法的优点： ‎ 氯化钠的利用率达96%以上； 综合利用了合成氨厂的二氧化碳； 节省了设备； 没有难以处理的氯化钙废料。‎ ‎5.化肥和农药 ‎ ‎（1）化肥为农作物补充必要的营养元素 农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥和钾肥。‎ ‎（2）常见杀菌剂和消毒剂 ‎①农药石硫合剂：石灰和硫黄配制。‎ ‎②波尔多液：硫酸铜和石灰配制。‎ ‎③含氯化合物666(六氯化苯)和DDT(难代谢，污染环境)。‎ ‎④植物生长调节剂：例如乙烯可以催熟果实。‎ ‎⑤常用消毒剂：酒精溶液、碘酒、双氧水、高锰酸钾溶液、氯系消毒剂(氯气、漂白粉、二氧化氯)、过氧乙酸溶液等。‎ ‎（2）化肥、农药的合理使用与环境保护 ‎①农药主要用于对有害生物的防治，但它们对周围生物群落的影响是广泛而复杂的，如能毒害水生生物和污染水源等；‎ ‎②不合理施用化肥会影响土壤的酸碱性和土壤结构；过量的化肥会随着雨水流入河流和湖泊，造成水体富营养化，产生水华等污染现象。‎ ‎6.表面活性剂与精细化学品 ‎ ‎（1）肥皂可以用来去油污 ‎①肥皂的去污原理 肥皂的成分：肥皂的化学成分为高级脂肪酸的钠盐或钾盐。 ‎ 去污原理：在洗涤衣物时，肥皂、油污与水之间发生润湿、乳化和起泡三种主要作用而达到去污的目的。‎ ‎②肥皂的生产 原理：高级脂肪酸甘油酯在碱性条件下水解形成高级脂肪酸盐(即肥皂)。‎ 工艺流程：‎ ‎（2）合成洗涤剂 ‎①表面活性剂 如十二烷基苯磺酸钠：‎ ‎②洗涤剂 主要成分是表面活性剂，是能够发挥去污作用的主要物质，还含有助剂、杀菌剂、织物柔顺剂等辅助成分。‎ ‎（3）肥皂与合成洗涤剂的比较 ‎①肥皂不适合在硬水中使用，而合成洗涤剂使用不受限制；②合成洗涤剂去污能力更强，并且适合洗衣机使用；合成洗涤剂的原料便宜；③制造合成洗涤剂的主要原料是石油裂解产品(烷烃、苯)，而制造肥皂的主要原料是油脂；④合成洗涤剂在自然界中不易被细菌分解，大量使用造成了水体污染，尤其含磷洗涤剂造成水体富营养化。‎ ‎（4）精细化学品及其生产特点 ‎①精细化学品具有品种多、批量小、产值高等特点。‎ ‎②精细化工具有技术密集、附加值高等特点，主要体现在精细化学品研发阶段投资高、生产工艺流程长、原料多、反应复杂和条件要求严格等方面，还具有技术保密性强、专利垄断性强等特点。‎ 三、要点精析 ‎1.合成硫酸 三原料：硫磺（或黄铁矿）、空气、水 三阶段和三反应：‎ ‎（1）造气：S（s）＋O2（g）===SO2（g）   ΔH＝－297 kJ/mol ‎4FeS2（s）＋11O2（g）===2Fe2O3（s）＋8SO2（g）    ΔH＝－3 412 kJ/mol ‎（2）接触氧化：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）    ΔH＝－196.6 kJ/mol ‎（3）三氧化硫的吸收：SO3（g）＋H2O（l）===H2SO4（l）   ΔH＝－130.3 kJ/mol 三设备：沸腾炉、接触室、吸收塔 三工艺：（1）热交换；（2）逆流操作；（3）原料的循环利用。‎ 三条件：‎ ‎（1）温度：400～500 ℃，根据平衡移动原理，应在低温下进行，但低温时催化剂的活性不高，反应速率低，实际生产中采用400～500 ℃的温度。‎ ‎（2）常压：根据平衡移动原理，应在高压下进行，但增大压强对SO2的转化率提高不大，且加压会增大成本和能量消耗，而常压下的转化率已很高，实际生产采用常压操作。‎ ‎（3）适当过量的空气：目的是提高SO2的转化率。‎ ‎“三废”处理和能量综合利用 ‎（1）“三废”处理方法 ‎①尾气吸收：SO2＋Ca（OH）2===CaSO3＋H2O，CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O。‎ ‎②废水处理：根据杂质性质的不同，采用不同的化学方法，如酸碱中和法、重金属离子沉淀法。‎ ‎③废渣利用：制砖或制造水泥，提炼贵重有色金属。‎ ‎（2）能量的充分利用 硫酸生产中的反应热可用于预热即将参加反应的SO2，还可以由硫酸厂向外界输出大量能量（供热发电）。‎ ‎2.工业合成氨 ‎（1）条件的选择：要考虑实际生产中的动力、材料、设备等因素，以取得最佳经济效益。‎ ‎①压强 ‎。‎ ‎②温度 ‎。‎ ‎③催化剂 使用催化剂可加快化学反应速率，但不影响化学平衡⇒采用以铁为主的催化剂。‎ ‎④循环操作 合成氨转化率较低，要采用循环操作，混合气体通过冷凝器，使氨液化，将氨分离出来，并将没有反应的N2和H2经过循环压缩机，再送入合成塔，使其被充分利用。‎ ‎（2）“三废”处理 ‎①废渣：主要是煤渣和炭黑，可用作制造肥料的原料和建筑材料。‎ ‎②废气：主要是H2S、SO2和CO2等有害气体，可用直接氧化法、循环法等回收技术处理，CO2可作为生成尿素和碳酸铵的原料。‎ ‎③废液：主要是含氰化物和氨的污水。‎ 处理氰化物主要有生化、化学沉淀、反吹回炉等方法，处理含氨的废水可用蒸馏回收和离子交换等方法。‎ ‎3.氨碱法（索维尔法）与联合制碱法的比较 原料：‎ ‎（1）氨碱法：食盐、氨气、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）。‎ ‎（2）联合制碱法：食盐、氨气、二氧化碳（合成氨厂的废气）。‎ 主要反应原理：‎ 二者基本相同：‎ NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl ‎2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑‎ 生产过程：‎ 第一步：二者基本相同。将NH3通入饱和食盐水形成氨盐水，再通入CO2生成NaHCO3沉淀，经过滤、洗涤得到NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有NH4Cl和NaCl的溶液。‎ 第二步：‎ ‎（1）氨碱法：NaHCO3分解放出的CO2（2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑）、滤液（含NH4Cl）与石灰乳混合加热产生的氨气回收循环使用[CaO＋H2O===Ca（OH）2、2NH4Cl＋Ca（OH）2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O]。‎ ‎（2）联合制碱法：在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的溶液，已基本上是氯化钠的饱和溶液，可循环使用。‎ 综合评价：‎ ‎（1）氨碱法：原料（食盐和石灰石）便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产，但原料食盐的利用率低，过程中产生了没多大用途且难以处理的CaCl2。‎ ‎（2）联合制碱法：食盐的利用率较高，综合利用了合成氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时生产出两种重要的产品——纯碱和氯化铵；过程中不生成CaCl2，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。‎ 四、高考真题 ‎1.（2014·上海高考·15）如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。‎ 下列操作正确的是 A．a通入CO2,然后b通入NH3,c中放碱石灰 B．b通入NH3,然后a通入CO2,c中放碱石灰 C．a通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉 D．b通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉 ‎【答案】C ‎【解析】CO2在水中溶解度不大而氨气极易溶于水,所以先通氨气,剩余的氨气需要用酸吸收,C正确。‎ ‎2.（2014·新课标全国卷Ⅰ·36）[化学——选修2:化学与技术]磷矿石主要以磷酸钙〔Ca3（PO4）2·H2O〕和磷灰石〔Ca‎5F（PO4）3、Ca5（OH）（PO4）3〕等形式存在。图（a）为目前国际上磷矿石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图（b）是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。‎ 部分物质的相关性质如下:‎ ‎ ‎ 熔点/℃‎ 沸点/℃‎ 备 注 白磷 ‎44‎ ‎280.5‎ ‎ ‎ PH3‎ ‎-133.8‎ ‎-87.8‎ 难溶于水,有还原性 SiF4‎ ‎-90‎ ‎-86‎ 易水解 回答下列问题:（1）世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的    %。‎ ‎（2）以磷灰石为原料,湿法磷酸过程中Ca‎5F（PO4）3反应的化学方程式为          。‎ 现有1 t折合含有P2O5约30%的磷灰石,最多可制得85%的商品磷酸   t。‎ ‎（3）如图（b）所示,热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是  （填化学式）,冷凝塔1的主要沉积物是   ,冷凝塔2的主要沉积物是    。‎ ‎（4）尾气中主要含有   ,还含有少量PH3、H2S和HF等。将尾气先通入纯碱溶液,可除去   ,再通入次氯酸钠溶液,可除去   。（均填化学式）‎ ‎（5）相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是                    。‎ ‎【答案】（1）69‎ ‎（2）Ca‎5F（PO4）3+5H2SO43H3PO4+5CaSO4+HF↑‎ ‎0.49 （3）CaSiO3液态白磷 固态白磷 ‎（4）SiF4、CO SiF4、HF、H2S PH3‎ ‎（5）产品纯度高（浓度大）‎ ‎【解析】（1）根据流程图可知生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的比例是0.04+0.96×0.85×0.80=0.69=69%。‎ ‎（2）由题意,过量的硫酸溶解Ca‎5F（PO4）3生成磷酸、硫酸钙和氟化氢,根据原子守恒配平即可;根据磷元素守恒可得到关系式:P2O5~2H3PO4,142 t五氧化二磷可制得196 t磷酸,由题意可知1 t磷灰石含有0.3 t五氧化二磷,可制取85%的商品磷酸的质量为196×0.3÷142÷0.85="0.49" t。‎ ‎（3）二氧化硅、过量焦炭与磷灰石混合,在高温下反应得到的难溶固体物质是硅酸钙;根据冷凝塔1的冷凝温度‎70℃‎,可知在白磷的熔点和沸点之间,所以冷凝塔1的主要沉积物为液态白磷,同理可知冷凝塔2的主要沉积物为固态白磷。‎ ‎（4）由题意可知,尾气中主要含有四氟化硅和一氧化碳,碳酸钠溶液呈碱性,可以除去SiF4、H2S和HF,次氯酸钠有强氧化性,可以除去还原性气体PH3。‎ ‎（5）由流程图可知,热法磷酸工艺的产品纯度大、杂质少。‎ ‎3.（2014·浙江高考·自选模块·16）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            。‎ 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               。‎ ‎【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 ‎【解析】（1）装置2中发生玉米芯的水解反应,硫酸作催化剂。‎ ‎（2）碳酸钙能够与硫酸反应生成微溶的硫酸钙,在除去过量的硫酸的同时生成了微溶物,易于分离。‎ ‎（3）若先用阴离子交换树脂进行交换,则OH-与原来的阳离子Ca2+等会产生沉淀堵塞树脂,所以先用阳离子交换树脂,然后再用阴离子交换树脂。‎ ‎（4）通过装置9后产生木糖醇浆,分析木糖与木糖醇的结构可知,木糖与氢气加成后生成木糖醇,加氢反应属于还原反应。‎ ‎（5）木糖醇浆进入装置11后再通过离心机分离,则装置11应是从木糖醇浆中得到晶体,是使木糖醇结晶的操作。‎ ‎4.（2014·海南高考·20）【选修2——化学与技术】Ⅰ.下列有关叙述正确的是 A．碱性锌锰电池中,MnO2是催化剂 B．银锌纽扣电池工作时,Ag2O被还原为Ag C．放电时,铅酸蓄电池中硫酸浓度不断增大 D．电镀时,待镀的金属制品表面发生还原反应 Ⅱ.锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌,某含锌矿的主要成分为ZnS（还含少量FeS等其他成分）,以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:‎ 回答下列问题:‎ ‎（1）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行,所产生焙砂的主要成分的化学式为    。‎ ‎（2）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸,该酸可用于后续的   操作。‎ ‎（3）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为   ,其作用是             。‎ ‎（4）电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用Pb-Ag合金惰性电极,阳极逸出的气体是     。‎ ‎（5）改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”中发生主要反应的离子方程式为           。‎ ‎（6）我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌,明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,……,然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,……,冷淀,毁罐取出,……,即倭铅也。”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为             。‎ ‎（注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,倭铅是指金属锌）‎ ‎【答案】Ⅰ.B、D Ⅱ.（1）ZnO （2）浸出 （3）锌粉 置换出Fe等 （4）O2‎ ‎（5）2ZnS+4H++O22Zn2++2S+2H2O ‎（6）ZnCO3+2CZn+3CO↑‎ ‎【解析】Ⅰ.碱性锌锰干电池中,锌为负极,正极为二氧化锰,A错误;银锌纽扣电池中锌为负极,氧化银为正极,工作时,正极氧化银得电子变为银,发生还原反应,B正确;放电时,铅酸蓄电池中硫酸浓度减小,消耗硫酸且生成水,C错误;电镀时镀件作阴极,镀层金属作阳极,镀层金属阳离子在阴极得电子析出金属镀层附着在镀件上,D正确。‎ Ⅱ.（1）硫化锌在焙烧过程中发生氧化还原反应,生成氧化锌和二氧化硫,所以得到的焙砂主要成分为氧化锌;‎ ‎（2）含尘烟气主要是二氧化硫,可以用来制备硫酸,而在焙砂中需要浸出锌离子,所以氧化锌变为锌离子最好用硫酸溶解氧化锌（同时氧化铁也被溶解）;‎ ‎（3）后续需要净化浸出液,就是把铁离子除去而不引入新的杂质,用单质锌来除去铁;‎ ‎（4）电解硫酸锌,阳极氢氧根离子失电子生成氧气;‎ ‎（5）焙烧过程中产生了污染大气的二氧化硫气体,而采用“氧压酸浸”法就可以避免生成二氧化硫气体而变为非金属单质即单质硫,所以化学方程式为2ZnS+4H++O22Zn2++2H2O+2S;‎ ‎（6）“火法”冶炼锌主要是碳酸锌和煤炭饼（主要成分是碳）在高温下发生反应生成一氧化碳和单质锌,反应方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑。‎ ‎5.（2014·上海高考·六大题）在精制饱和食盐水中加入碳酸氢铵可制备小苏打（NaHCO3）,并提取氯化铵作为肥料或进一步提纯为工业氯化铵。‎ 完成下列填空:‎ ‎（1）写出上述制备小苏打的化学方程式:              。‎ ‎（2）滤出小苏打后,母液提取氯化铵有两种方法:‎ ‎①通入氨,冷却、加食盐,过滤 ‎②不通氨,冷却、加食盐,过滤 对两种方法的评价正确的是   。（选填编号）‎ a.①析出的氯化铵纯度更高 b.②析出的氯化铵纯度更高 c.①的滤液可直接循环使用 d.②的滤液可直接循环使用 ‎（3）提取的NH4Cl中含少量Fe2+、S,将产品溶解,加入H2O2,加热至沸,再加入BaCl2溶液,过滤,蒸发结晶,得到工业氯化铵。‎ 加热至沸的目的是                 。‎ 滤渣的主要成分是       、       。‎ ‎（4）称取‎1.840 g小苏打样品（含少量NaCl）,配制成250 mL溶液,取出25.00 mL用0.100 0 mol·L-1盐酸滴定,消耗盐酸21.50 mL。‎ 实验中所需的定量仪器除滴定管外,还有       。‎ 选甲基橙而不选酚酞作为指示剂的原因是           。‎ 样品中NaHCO3质量分数为     。（保留3位小数）‎ ‎（5）将一定质量小苏打样品（含少量NaCl）溶于足量盐酸,蒸干后称量固体质量,也可测定小苏打的含量。若蒸发过程中有少量液体溅出,则测定结果       。（选填“偏高”“偏低”或“不受影响”）‎ ‎【答案】（1）NH4HCO3+NaClNaHCO3↓+NH4Cl ‎（2）a、d （3）使Fe3+完全水解为Fe（OH）3 Fe（OH）3 BaSO4‎ ‎（4）电子天平、250 mL容量瓶 选用酚酞作为指示剂,不能确定滴定终点 0.982‎ ‎（5）偏高 ‎【解析】（1）利用NaHCO3在溶液中溶解度较小,碳酸氢铵与氯化钠反应生成NaHCO3和NH4Cl。‎ ‎（2）通入氨后增大c（N）,①析出的氯化铵纯度更高;不通氨后的溶液是饱和食盐水,②的滤液可直接循环使用。‎ ‎（3）H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,加热促进Fe3+的水解,使其生成Fe（OH）3沉淀而除去;S与Ba2+生成BaSO4沉淀,则滤渣中含有Fe（OH）3和BaSO4。‎ ‎（4）称取‎1.840 g小苏打样品需要电子天平,配制250 mL溶液需要250 mL容量瓶。小苏打与盐酸反应生成氯化钠,溶液显中性,而酚酞在pH大于8时才显红色,不能确定滴定终点。n（HCl）="0.100" 0 mol·L-1×21.50 mL×10‎-3L·mL-1=2.150×10-3mol,n（NaHCO3）=2.150×10-3mol,250 mL溶液中含有n（NaHCO3）= 2.150×10-2mol,质量是‎1.806 g,样品中NaHCO3质量分数为‎1.806 g/‎1.840 g=0.982。‎ ‎（5）碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和CO2,最终得到的固体是氯化钠,根据差量法可以计算出碳酸氢钠的质量,即 ‎2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 固体质量减少量 ‎168 g‎            ‎‎62 g m              Δm 若蒸发过程中有少量液体溅出,则最终生成的氯化钠质量偏少,因此根据差量法可知固体减少的质量偏大,即Δm偏大,则碳酸氢钠的质量偏大,因此测定结果偏高。‎ ‎6.（2014·山东高考·32）【化学—化学与技术】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“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）中,既能提高产率又可使能耗最低。‎ ‎【答案】（1）Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl 低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分,随温度的降低,K2Cr2O7的溶解度明显减小（合理即可）‎ ‎（2）除去Fe3+‎ ‎（3）NaCl K2Cr2O7‎ ‎（4）Ⅱ ‎【解析】（1）Na2Cr2O7与KCl发生复分解反应,化学方程式为Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl,根据图像可知,低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分,随温度的降低,K2Cr2O7的溶解度明显减小。‎ ‎（2）加碱可以使Fe3+转化为沉淀而除去。‎ ‎（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,所以洗涤液转移到母液Ⅱ中,既能提高产率又能使能耗最低。‎ ‎7.（2014·新课标全国卷Ⅱ·6）[化学——选修2:化学与技术]将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水,再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。‎ 回答下列问题:‎ ‎（1）下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是      ‎ ‎（2）（填序号）。‎ ‎①用混凝法获取淡水  ②提高部分产品的质量 ‎③优化提取产品的品种 ④改进钾、溴、镁的提取工艺 ‎（2）采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2,并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是Br2+Na2CO3+H2ONaBr+NaBrO3+NaHCO3,吸收1 mol Br2时,转移的电子数为 mol。‎ ‎（3）海水提镁的一段工艺流程如下图:‎ 浓海水的主要成分如下:‎ 离子 Na+‎ Mg2+‎ Cl-‎ S 浓度/（g·L-1）‎ ‎63.7‎ ‎28.8‎ ‎144.6‎ ‎46.4‎ 该工艺过程中,脱硫阶段主要反应的离子方程式为             ,产品2的化学式为     ,‎1 L浓海水最多可得到产品2的质量为  g。（4）采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁,发生反应的化学方程式为            ;电解时,若有少量水存在会造成产品镁的消耗,写出有关反应的化学方程式             。‎ ‎【答案】（1）②③④ （2）  （3）Ca2++SO42-CaSO4↓ Mg（OH）2 69.6‎ ‎（4）MgCl2Mg + Cl2↑   Mg + 2H2OMg（OH）2+ H2↑‎ ‎【解析】（1）用混凝法只能除去海水中的悬浮物,不能获取淡水,故设想和做法可行的是②③④;‎ ‎（2）利用化合价升降法配平反应方程式得3Br2+6Na2CO3+3H2O5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3,根据比例关系每反应1 mol溴单质转移电子的物质的量为 mol;‎ ‎（3）海水中硫元素主要以硫酸根的形式存在,根据流程图,脱硫阶段所发生的反应为Ca2++SO42-CaSO4↓,产品2为氢氧化镁,根据镁元素守恒可知‎28.8 g的镁离子最终得到氢氧化镁的质量为‎69.6 g;‎ ‎（4）若阳极材料是石墨,阴极材料是不锈钢,电解熔融的氯化镁,所发生的反应为MgCl2Mg+Cl2↑,电解时若有水存在,则在高温时镁与水发生反应会导致镁的消耗。‎ ‎8.（2015新课标Ⅰ卷理综化学）[化学——选修2：化学与技术]（15分）氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）步骤①中得到的氧化产物是_________，溶解温度应控制在60~70度，原因是__________。‎ ‎（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式___________。‎ ‎（3）步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是_________（写名称）。‎ ‎（4）上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是                  。（5）步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有__________（填字母）‎ A．分馏塔 B．离心机 C．反应釜 D．框式压滤机 ‎（6）准确称取所制备的氯化亚铜样品m g，将其置于若两的FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用a mol/L的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液b mL，反应中Cr2O72-被还原为Cr3+，样品中CuCl的质量分数为__________。‎ ‎【答案】（15分）‎ ‎（1）CuSO4或Cu2+； 温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解 ‎（2）2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+‎ ‎（3）硫酸 ‎（4）醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化 ‎（5）B、D ‎（6）‎ ‎【解析】（1）海绵铜的主要成分是Cu与CuO，溶解所需试剂中有硝酸铵、水、硫酸，则Cu被氧化为铜离子；在稀溶液中，硝酸根离子作氧化剂，硫酸没有氧化性，作酸性介质，因此Cu2+和NH4+都会变成对应的硫酸盐。‎ ‎（2）步骤③反应后过滤，说明反应中有沉淀产生，则该沉淀为CuCl沉淀，结合硫酸铵的回收，可知步骤③发生的离子反应为：2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+；‎ ‎（3）盐酸中含有较多氯离子，可能溶解CuCl沉淀，不合适；硝酸具有氧化性，会氧化CuCl沉淀，不合适；三大强酸中只有稀硫酸合适。‎ ‎（4）CuCl难溶于醇和水，潮湿空气中易水解氧化，而水与醇互溶，所以醇洗不能省略的原因是醇的沸点低，可加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化，也有利于后面的烘干步骤。‎ ‎（5）用于分离固体和液体的设备与实验室中的过滤的原理是相似的。A、分馏塔是用于分离互溶的液体的设备，错误；B、离心机可利用离心力的作用使液体中的固体沉降，达到固液分离的目的，正确；C、反应釜为发生反应的设备，错误；D、框式压滤机可以使物料中的水通过挤压而排出，达到固液分离的目的，正确，答案选BD；‎ ‎（6）根据题意，CuCl与K2Cr2O7发生氧化还原反应，K2Cr2O7被还原为Cr3+，则bmL、a mol/L K2Cr2O7溶液发生反应时，转移电子的物质的量是ab×10-3×2×3mol=6ab×10-3mol，+1价Cu会被氧化为Cu2+，根据得失电子守恒，则CuCl的物质的量是6ab×10-3mol，则样品中CuCl的质量分数是（6ab×10-3mol×‎99.5g/mol）/mg×100%=0.597ab/m×100%。‎ ‎9.【2015新课标Ⅱ卷理综化学】【化学——选修2：化学与技术】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 物质 相对分子质量 密度（g/cm-3）‎ 沸点/℃‎ 异丙苯 ‎120‎ ‎0.8640‎ ‎153‎ 丙酮 ‎58‎ ‎0.7898‎ ‎56.5‎ 苯酚 ‎94‎ ‎1.0722‎ ‎182‎ 回答下列问题：（1）在反应器A中通入的X是       。‎ ‎（2）反应①和②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②为      （填“放热”或“吸热”）反应。反应温度控制在50‎-60℃‎，温度过高的安全隐患是           。‎ ‎（5）中和釜D中加入的Z最适宜的是          （填编号。已知苯酚是一种弱酸）。‎ a. NaOH         b. CaCO        c. NaHCO       d. CaO ‎（6）蒸馏塔F中的馏出物T和P分别为     和       ，判断的依据是         。‎ ‎（7）用该方法合成苯酚和丙酮的优点是           。‎ ‎【答案】（1）氧气（或空气） （2）A；C （3）催化剂（提高反应速率）；腐蚀设备 ‎（4）放热；可能会导致（过氧化物）爆炸 ‎（5）c （6）丙酮、苯酚；苯酚的沸点高于丙酮（7）原子利用率高 ‎【解析】（1）异丙苯被氧气氧化为异丙苯过氧化氢，异丙苯过氧化氢在酸性溶液中分解即可得到苯酚和丙酮，因此在反应器A中通入的X是氧气或空气。‎ ‎（2）根据流程图可知反应①和②分别在装置A和C中进行。‎ ‎（3）异丙苯过氧化氢在酸性溶液中分解，所以浓硫酸的作用是作催化剂。由于浓硫酸具有酸性，因此缺点是容易腐蚀设备。‎ ‎（4）△H小于0，则反应②为放热反应。反应温度控制在50‎-60℃‎，由于过氧化物受热易分解，因此温度过高的安全隐患是容易发生爆炸。‎ ‎（5）苯酚与碳酸氢钠不反应，所以选择碳酸氢钠。‎ ‎（6）由于苯酚的沸点高于丙酮，丙酮先气化，所以蒸馏塔F中的馏出物T和P分别为丙酮和苯酚。‎ ‎（7）根据以上分析可知用该方法合成苯酚和丙酮的优点是原子利用率高、没有副产物。‎ ‎10.（2015山东理综化学）（12分）[化学---化学与技术]工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体（含NO、NO2）制备NaNO2、NaNO3，工艺流程如下：‎ 已知：Na2CO3＋NO＋NO2=2NaNO2＋CO2‎ ‎（1）中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，还有__________（填化学式）。‎ ‎（2）中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是_______。蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的_______（填操作名称）最合理。‎ ‎（3）母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3的目的是_______。母液Ⅱ需回收利用，下列处理方法合理的是________。‎ a．转入中和液            b．转入结晶Ⅰ操作 c．转入转化液            d．转入结晶Ⅱ操作 ‎（4）若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2：1，则生产1.38吨NaNO2时，Na2CO3的理论用量为______吨（假定Na2CO3恰好完全反应）。‎ ‎【答案】（1）NaNO3‎ ‎（2）防止NaNO2的析出；溶碱 ‎（3）将NaNO2氧化为NaNO2；c、d；‎ ‎（4）1.59‎ ‎【解析】（1）NO2与碱液反应可生成NaNO3。‎ ‎（2）浓度过大时，NaNO2可能会析出；NaNO2有毒，不能直接排放，回收后可用于流程中的溶碱。‎ ‎（3）NaNO2在酸性条件下易被氧化，加入稀硝酸可提供酸性环境；母液Ⅱ的溶质主要是NaNO3，所以回收利用时应转入转化液，或转入结晶Ⅱ操作，故c、d正确。‎ ‎（4）1.38吨NaNO2的物质的量为：1.38×106÷‎69g/mol=2×104mol，则生成的NaNO3物质的量为：1×104mol，故Na2CO3的理论用量=1/2×（2×104+1×104）mol×‎106g/mol=1.59×‎106g=1.59吨。‎ ‎11.（2015海南化学）[选修2—化学与技术]20—Ⅰ（6分）下列有关海水综合利用的说法正确的是 A．电解饱和食盐水可制得金属钠 B．海带提碘只涉及物理变化 C．海水提溴涉及到氧化还原反应 D．海水提镁涉及到复分解反应 ‎20—Ⅱ（14分）铁在自然界分别广泛，在工业、农业和国防科技中有重要应用。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）用铁矿石（赤铁矿）冶炼生铁的高炉如图（a）所示。原料中除铁矿石和焦炭外含有     。除去铁矿石中脉石（主要成分为SiO2）的化学反应方程式为            、           ；高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和    （填化学式）。‎ ‎（2）已知：①Fe2O3（s）+‎3C（s）=2Fe（s）+3CO（g）ΔH=+494kJ·mol-1‎ ‎②CO（g）+O2（g）=CO2（g） ΔH=-283kJ·mol-1‎ ‎③C（s）+ O2（g）=CO（g） ΔH=-110kJ·mol-1‎ 则反应Fe2O3（s）+‎3 C（s）+ O2（g）=2Fe（s）+3CO2（g）的ΔH=    kJ·mol-1。理论上反应     放出的热量足以供给反应    所需的热量（填上述方程式序号）‎ ‎（3）有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图（b）所示，其中，还原竖炉相当于高炉的   部分，主要反应的化学方程式为              ；熔融造气炉相当于高炉的     部分。‎ ‎（4）铁矿石中常含有硫，使高炉气中混有SO2污染空气，脱SO2的方法是         。‎ ‎【答案】20—ⅠCD。‎ ‎20—Ⅱ（1）石灰石， CaCO3CaO+CO2↑ 、 CaO+SiO2CaSiO3； CO。‎ ‎（2）-355 ；②③，①。‎ ‎（3）炉身，Fe2O3 + 3CO2Fe+3CO2；炉腹。‎ ‎（4）用碱液吸收（氢氧化钠溶液或氨水等）。‎ ‎【解析】20—Ⅰ A．电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，不能制得金属钠，金属钠的制备方法是电解熔融的氯化钠，错误；B．海带中的碘元素以碘离子形式存在，海带提碘过程中碘离子被氧化为碘单质，涉及化学变化，错误；C．海水中溴元素以溴离子形式存在，海水提溴过程中溴离子被氧化为单质溴，涉及到氧化还原反应，正确；D．海水提镁过程中向海水中加石灰乳生成氢氧化镁沉淀、氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水均为复分解反应，正确，选CD。‎ ‎20—Ⅱ（1）用铁矿石（赤铁矿）冶炼生铁的原料中除铁矿石和焦炭外含有石灰石，用以除去铁矿石中脉石（主要成分为SiO2），化学反应方程式为CaCO3CaO+CO2↑ 、 CaO+SiO2CaSiO3；反应过程中一氧化碳可能有剩余，则高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和CO。‎ ‎（2）已知：①Fe2O3（s）+‎3C（s）=2Fe（s）+3CO（g）ΔH=+494kJ·mol-1 ②CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）‎ ΔH=-283kJ·mol-1   ③C（s）+ 1/2O2（g）=CO（g） ΔH=-110kJ·mol-1，根据盖斯定律：①+②×3得反应Fe2O3（s）+‎3 C（s）+ 3/2O2（g）=2Fe（s）+3CO2（g）的ΔH=" -355" kJ·mol-1。根据题给热化学方程式分析理论上反应②③放出的热量足以供给反应①所需的热量。‎ ‎（3）高炉炼铁还原过程在炉身部分发生，则“二步熔融还原法”炼铁工艺中，还原竖炉相当于高炉的炉身部分，主要反应的化学方程式为Fe2O3 + 3CO2Fe+3CO2；高炉炼铁工艺中还原剂CO的生成在炉腹部分，则熔融造气炉相当于高炉的炉腹部分。‎ ‎（4）SO2为酸性氧化物可与碱反应，工业上脱SO2的方法是用碱液吸收（氢氧化钠溶液或氨水等）。‎ 五、试题精萃 ‎1.（2014·安徽合肥二模）下列做法中有利于环境保护的是 ‎①使用无磷洗涤剂 ②垃圾分类处理 ③使用一次性木质筷子 ④使用清洁能源 ‎ ⑤使用化肥、农药 ⑥使用无氟冰箱 A．①②④⑥‎ B．②④⑤⑥‎ C．①②③④⑥‎ D．②③④⑤⑥‎ ‎【答案】A ‎【解析】③使用一次性木质筷子，需要砍伐树木，影响环境；⑤过度使用化肥、农药，易对环境造成污染。‎ ‎2.（2014·山西省临汾高三年级四校联考）我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性，其计算公式为：‎ 原子利用率＝‎ 下面是联合工艺法制备新型自来水消毒剂ClO2，其反应原理由三步组成：‎ ‎①电解氯化钠溶液NaCl＋3H2ONaClO3＋3H2↑，‎ ‎②氢气和氯气合成氯化氢，‎ ‎③生成二氧化氯2NaClO3＋4HCl===2NaCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O。此方法的原子利用率最大为 A．37.6%‎ B．53.6%‎ C．62.2%‎ D．94.4%‎ ‎【答案】D ‎【解析】除ClO2外，其他的生成物质量越小，原子利用率越高，（①＋②）×2＋③得Cl2＋4H2O===4H2＋2ClO2，此时原子利用率最高，为94.4%。‎ ‎3.（2014·上海理工大附中摸底）下列关于化石燃料的说法正确的是 A．石油的裂化、煤的干馏均属于化学变化 B．石油裂化主要得到乙烯、乙炔等 C．煤含有苯和甲苯，可用先干馏后分馏的方法将它们分离出来 D．煤制煤气属于物理变化 ‎【答案】A ‎【解析】石油裂化的目的是提高汽油等轻质油的产量和质量，B项错误；煤中不含有苯和甲苯，是在干馏过程中发生化学变化生成的，C项错误；煤制煤气属于化学变化。‎ ‎4.（2014·湖南师大附中月考）下列说法中正确的是 A．氮的固定只有在高温、高压、催化剂的条件下才能实现 B．纯净的硅单质是制造光导纤维的基本原料 C．生理盐水、葡萄糖注射液属于胶体 D．为防止电池中的重金属等污染土壤和水体，应积极开发废电池的综合利用技术 ‎【答案】D ‎【解析】自然界中的固氮，如雷雨天气时在闪电作用下，氮气和氧气化合，不需要催化剂，A项错误；制造光导纤维的基本材料是SiO2，B项错误；生理盐水（即NaCl溶液）与葡萄糖溶液都不属于胶体。‎ ‎5.（2014·湖北联考）化学是人类利用自然资源、丰富物质世界的重要科学依据。下列说法不正确的是 A．我国许多城市已经推广使用清洁燃料以减少环境污染，如压缩天然气（CNG）、液化石油气（LPG），这两类燃料的主要成分均是烃类 B．海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等 C．煤的综合利用的主要途径是通过煤的干馏、煤气化和煤液化而获得洁净的燃料和多种化工原料 D．工业上利用金属活泼性不同，采用不同的冶炼方法冶炼金属，如电解法冶炼铝、热还原法冶炼铁、热分解法冶炼铜 ‎【答案】D ‎【解析】铜的冶炼通常采用热还原法。‎ ‎6.近年来我国PM2.5污染问题日益凸显。2012年长沙市开展PM2.5和臭氧监测，每天都公布空气质量级别。下面所列各项，在空气质量日报中完全包含的是 ‎①可吸入颗粒物 ②总悬浮颗粒物 ③氢氧化物 ④二氧化碳 ⑤二氧化硫 ⑥二氧化氮 ⑦一氧化碳 ⑧一氧化氮 ⑨氮气 ⑩臭氧 A．①③⑤⑦⑨‎ B．②③⑤⑥⑦‎ C．②④⑥⑦⑩‎ D．①⑤⑥⑦⑩‎ ‎【答案】D ‎【解析】空气质量日报中计入空气污染指数的项目有可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳。‎ ‎7.氢能是理想的清洁能源。下列制氢的方法中，最经济可行的是 A．电解水制氢：2H2O2H2↑＋O2↑‎ B．高温使水分解制氢：2H2O2H2↑＋O2↑‎ C．太阳光催化分解水制氢：2H2O2H2↑＋O2↑‎ D．天然气制氢：CH4＋H2OCO＋3H2‎ ‎【答案】C ‎【解析】电解水制氢、高温使水分解制氢、天然气高温下制氢，都需要消耗大量的能量，不经济。‎ ‎8.（2014·甘肃兰州高三一诊）党的十八大报告提出了“建设美丽中国”的宏伟蓝图。节能减排、低碳生活、合理利用资源、保护环境，走可持续发展的道路成为我国发展的重要战略。下列说法不符合这一主题思想的是 A．大力开采我省陇东地区的煤和石油，促进地方经济发展 B．实施矿物燃料“脱硫、脱硝技术”，减少硫的氧化物和氮的氧化物对环境的污染 C．积极推广太阳能、风能、地热能等新能源的使用，减少化石燃料的使用，有效降低PM2.5对环境的污染 D．对城市生活污水脱氮、除磷，净化处理，遏制水体富营养化 ‎【答案】A ‎【解析】煤和石油是不可再生资源，大力开发不符合可持续发展的要求。‎ ‎9.（2014·北京海淀一模）下表所示做法不能达到相应目的的是 ‎ ‎ A B C D 做法 锡中加入一定量的铅制成焊锡 聚乙烯制成薄膜 废荧光灯管放入贴有厨余垃圾标志的垃圾桶 橡胶硫化 降低熔点 防止重金属污染 目的 用于食品、药品包装材料 增强橡胶的强度、韧性、弹性和化学稳定性 ‎【答案】C ‎【解析】废荧光灯管是可回收垃圾，不能放入厨余垃圾中。‎ ‎10.（2014·广州模拟）下列说法中，不正确的是 A．乙烯使溴的CCl4溶液褪色的反应方程式是CH2===CH2＋Br2―→CH3CHBr2‎ B．石油的催化裂化既能提高汽油产量，又能提高汽油的质量 C．石油的裂解和裂化都是化学变化，但二者的目的不一样 D．异丁烷与正丁烷互为同分异构体 ‎【答案】A ‎【解析】方程式错误，生成物应为CH2BrCH2Br，A不正确；石油催化裂化既能提高汽油的产量又能提高汽油的质量，裂解是深度裂化，以获取化工原料乙烯、丙烯、丁烯为生产目的，B、C正确。异丁烷与正丁烷分子式相同，均为C4H10，分子结构不同，互为同分异构体，D正确。‎ ‎11.（12分）工业上通常用接触法制硫酸，主要原料是硫铁矿和空气。请回答下列有关问题：‎ ‎（1）接触法制硫酸的生产过程大致可分为三个阶段：二氧化硫的制取和净化；二氧化硫转化为三氧化硫；________________。（2）硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或采取的措施有________。‎ A．矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B．使用V2O5作催化剂 C．接触室中不使用很高的温度 D．净化后炉气中要有过量的空气 E．接触氧化在常压下进行F．吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3‎ ‎（3）硫酸工厂排放的尾气中，含少量的二氧化硫。‎ ‎①尾气通常用足量石灰水吸收，然后再用稀硫酸处理。写出上述过程中发生反应的化学方程式：_____________。‎ ‎②国外科研人员研究出将Na2SO3吸收法作为治理SO2污染的一种新方法，该方法第一步是用Na2SO3水溶液吸收SO2，第二步是加热吸收溶液，可得到含高浓度SO2‎ 的水蒸气副产品。这种尾气处理方法与①中方法相比的优点是_______________。‎ ‎③有人设想用如图所示装置，根据电化学原理将SO2转化为重要的化工原料。A为SO2，B为O2，则负极的电极反应式为_________________。‎ ‎【答案】（1）三氧化硫的吸收和硫酸的生成（答出要点即可）‎ ‎（2）CD ‎（3）①SO2＋Ca（OH）2===CaSO3↓＋H2O CaSO3＋H2SO4===CaSO4＋SO2↑＋H2O ‎②Na2SO3可循环使用 ‎③SO2＋2H2O－2e－===SO42－＋4H＋‎ ‎【解析】（2）A项，粉碎矿石是为了提高反应速率，固体反应物对平衡移动的影响可不考虑；B项，加催化剂是为了缩短到达平衡的时间；E项，接触氧化在常压下进行，主要是从成本考虑；F项，该措施是为了避免形成酸雾并提高吸收率。（3）③负极发生氧化反应，硫元素化合价升高，是二氧化硫被氧化生成硫酸。‎ ‎12.（14分）（2014·浙江省丽水高三年级调研）大气中SO2和NOx是形成酸雨的主要物质。某地酸雨中可能含有下列离子：Na＋、Mg2＋、NH4+、Cl－、SO32-、SO42－、NO3-和NO2-等。某研究小组取该地一定量的酸雨，浓缩后将所得试液分成4份，进行如下实验：①向第一份中滴加适量的淀粉KI溶液，呈蓝色；②向第二份中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀析出；③向第三份中滴加NaOH溶液，加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；④向第四份中加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液，有沉淀产生，静置，取上层清液并向其中滴加酸性KMnO4溶液，不褪色。已知：Ksp（Ag2SO4）＝1.20×10－5。‎ 请回答下列问题：‎ ‎（1）该酸雨中肯定存在的离子有________；肯定不存在的离子有_____，说明其不存在的理由____________。‎ ‎（2）写出试液中滴加淀粉KI溶液所发生反应的离子方程式_____________。‎ ‎（3）设计实验方案，检验该试液中是否存在Cl－___________________。‎ ‎（4）该研究小组为了探究NO参与的硫酸型酸雨的形成，在烧瓶中充入含有少量NO的SO2气体，慢慢通入O2，该过程中发生的化学反应有________、________，再喷射适量蒸馏水即得硫酸型酸雨。说明NO的作用________。‎ ‎【答案】（1）SO42－、NO3-、NH4+ SO32-、NO2- SO32-具有较强的还原性，酸性条件下，与NO3-不能共存；若有NO2-，则实验④中酸性KMnO4溶液会褪色 ‎（2）6I－＋2NO3-＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O ‎（3）取少量试液，滴加足量的Ba（NO3）2溶液，静置；取上层清液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀产生，则存在Cl－‎ ‎（4）2NO＋O2===2NO2 NO2＋SO2===SO3＋NO 催化剂 ‎【解析】（1）实验①中I－变为I2表明酸雨中存在强氧化性离子，即有NO3-，没有SO32-，因酸性条件下NO3-能氧化SO32-；由②知酸雨中有SO42－；由③知酸雨中有NH4+；实验④中生成的沉淀可为AgCl，也可为Ag2SO4，即不一定有Cl－，但加入的酸性KMnO4溶液不褪色，表明无NO2-。（3）要检验酸雨中是否存在Cl－，必先排除SO42－，即取少量溶液，加入足量的Ba（NO3）2溶液，静置；取上层清液，加硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则存在Cl－。‎ ‎13.（2015吉林省实验1月模拟）锂被誉为“金属味精”，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β锂辉矿（主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质）为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下：‎ 已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：‎ 氢氧化物 Fe（OH）3‎ Al（OH）3‎ Mg（OH）2‎ 开始沉淀pH ‎2.7‎ ‎3.7‎ ‎9.6‎ 完全沉淀pH ‎3.7‎ ‎4.7‎ ‎11‎ ‎②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表：‎ 温度/℃‎ ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎50‎ ‎75‎ ‎100‎ Li2CO3的溶解度/g ‎1.539‎ ‎1.406‎ ‎1.329‎ ‎1.181‎ ‎0.866‎ ‎0.728‎ 请回答下列问题：（1）用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成：__________________________。‎ ‎（2）反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是___________________。‎ ‎（3）写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式：__________________。‎ ‎（4）洗涤所得Li2CO3沉淀要使用________（选填“热水”或“冷水”），你选择的理由是___________________。‎ ‎（5）电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是___________________。‎ ‎【答案】（1）Li2O•Al2O3•4SiO2； （2）除去反应Ⅰ中过量的H2SO4；控制pH，使Fe3+、Al3+完全沉淀；（3）Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Ca2++CO32-═CaCO3↓；（4）热水；Li2CO3在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗；（5）加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解生成Li2O，电解时产生O2（其他合理答案均可）．‎ ‎【解析】（1）将硅酸盐改为氧化物形式的方法为：依次将各元素写成氧化物形式，中间用“•”连接，同时要注意氧化物先后顺序，为Li2O•Al2O3•4SiO2；‎ ‎（2）由（1）改写可知，β-锂辉矿在加入过量浓硫酸后，只有SiO2不溶，同时Fe2+被氧化为Fe3+，并生成CaSO4沉淀，所以溶液中含有Fe3+、Al3+、Mg2+、Li+等离子，依据实验目的可知必须除去杂质离子，故在反应Ⅱ中加入碳酸钙的作用为：除去反应Ⅰ中过量的H2SO4；控制pH，使Fe3+、Al3+完全沉淀；‎ ‎（3）利用题干信息知反应Ⅲ要除去Mg2+，但在加入沉淀剂Ca（OH）2时会引入大量Ca2+，故还需加入Na2CO3除去Ca2+，即沉淀A为Mg（OH）2沉淀与CaCO3沉淀的混合物，反应的离子方程式为：Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Ca2++CO32-═CaCO3↓；‎ ‎（4）实验室里分离固液混合物的操作是过滤，由题中给出Li2CO3的溶解度与温度的关系，可知洗涤Li2CO3沉淀要使用热水；‎ ‎（5）根据有氧气产生可逆推知可能的原因：加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解生成Li2O，电解时产生O2 。‎ ‎14.（2015湖北省武汉市武昌区元月）海洋是一个丰富的资源宝库，通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。‎ ‎（1）海水中盐的开发利用：‎ ‎①海水制盐目前以盐田法为主，建盐田必须选在远离江河入海口，多风少雨，潮汐落差大且又平坦空旷的海滩。所建盐田分为贮水池、蒸发池和       池。‎ ‎②目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产，在电解槽中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过，请说明氯碱生产中阳离子交换膜的作用           （写一点即可）。‎ ‎（2）电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图所示。其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。请回答下面的问题：‎ ‎①海水不能直接通入到阴极室中，理由是                    。‎ ‎②A口排出的是         （填“淡水”或“浓水”）。‎ ‎（3）用苦卤（含Na+、K+、Mg2+、Cl－、Br－等离子）可提取溴，其生产流程如下：‎ ‎①若吸收塔中的溶液含BrO3－，则吸收塔中反应的离子方程式为            。‎ ‎②通过①氯化已获得含Br2的溶液，为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液                 。‎ ‎③向蒸馏塔中通入水蒸气加热，控制温度在‎90℃‎左右进行蒸馏的原因是          。‎ ‎【答案】（1）①结晶；（2分） ②阻止氢气与氯气反应，或阻止氯气与氢氧化钠反应使烧碱不纯；（2分）‎ ‎（2）①海水中含有较多的镁离子和钙离子，会产生氢氧化物沉淀从而堵塞阳离子交换膜。（3分）‎ ‎②淡水；（2分）‎ ‎（3）①3CO32－＋3Br2===5Br－＋BrO3－＋3CO2↑；（2分）  ②富集溴；（2分）‎ ‎③顺利将溴蒸出，同时防止水馏出。（2分）‎ ‎【解析】（1）①海水晒盐需要通过蒸发、结晶过程，因此所建盐田分为储水池、蒸发池和结晶池；②在 氯碱工业中阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阴离子和气体均不能通过。因此阳极上生成的氯气不能通过阳离子交换膜进入阴极，否则氯气与氢气混合发生爆炸，或氯气与氢氧化钠反应使产品不纯。‎ ‎（2）① 由于海水中含有较多的Mg2+、Ca2+，电解时阴极产生的OH‾ 会与金属阳离子结合生成沉淀而堵塞阳离子交换膜，导致电渗析法失败，所以海水不能直接通入到阴极室中。‎ ‎②根据电渗析法淡化海水的示意图可知，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，导致①室离子浓度变小，②室离子浓度变大，离子浓度大的为浓水，离子浓度小的为淡水，所以淡水在A处排出。‎ ‎（3）①若吸收塔中的溶液含BrO3‾，说明Na2CO3与溴水反应，则吸收塔中反应的离子方程式为3CO32－＋3Br2===5Br－＋BrO3－＋3CO2↑；‎ ‎②由于从①出来的溶液中Br2 的含量不高，如果直接蒸馏，造成产品成本高，所以需要进一步浓缩溴，提高溴的浓度。‎ ‎③如果温度过高，超过‎100℃‎，则水蒸气也会被蒸出，导致溴中含有水分；如果温度过低溴又不能完全蒸出，导致产率低，所以向蒸馏塔中通入水蒸气加热，控制温度在‎90℃‎左右进行蒸馏。‎ ‎15.（2015·河南省焦作市一模） 化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了物质保证。‎ ‎（1）电镀时，用镀层金属作阳极的作用是____________。为了使镀层厚度均匀、光滑致密、与镀件的附着力强，除控制溶液中离子浓度外，通常还可以采取的措施有_________。‎ ‎（2）卤水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl2粗产品。从卤水中提取镁的步骤为 a．将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳；‎ b．将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到Mg（OH）2沉淀；‎ c．在Mg（OH）2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液，再经蒸发结晶得到MgCl2·6H2O；‎ d．将MgCl2·6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2；‎ e．电解熔融的氯化镁可得到Mg。‎ ‎①步骤d中的“一定条件”指的是_____________，目的是______________。‎ ‎②上述提取镁的流程中，为了降低成本，减少污染，可以采取很多措施，请写出一种措施_________________。‎ ‎③有同学认为：步骤b后可加热Mg（OH）2得到MgO，再电解熔融的MgO制金属镁，这样可简化实验步骤，你同意该同学的想法吗?为什么?______________ ___。‎ ‎（3）铀是核反应最重要的燃料，已经研制成功一种螫合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的U4＋，而不吸附其他元素。其反应原理为_________________（树脂用HR代替），发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液，其反应原理为________________。‎ ‎（4）阿司匹林（）在潮湿空气中可分解成水杨酸和醋酸而略带酸臭味，故密封保存，用化学方程式表示阿司匹林必须贮藏于密闭、干燥处的原因：________‎ ‎______________，此反应的类型属于______________________。‎ ‎【答案】（1）镀层金属在阳极失去电子，及时补充溶液中的离子，使溶液中离子浓度保持不变，从而使电镀的速度保持不变，使镀层厚度均匀 适当降低电镀时直流电源的电压、在电镀液中加入少量的表面活性剂 ‎（2）①在HCl气流中；抑制MgCl2水解 ‎②电解产生的Cl2用于制取HCl气体 ‎③不同意  因为MgO熔点很高，熔融时因耗费大量的能量而增加生产成本 ‎（3）4HR+U4+=UR4+4H+；UR4+4H+=4HR+U4+‎ ‎（4）  水解反应（或取代反应）‎ ‎【解析】（1）电镀池中，镀件作阳极，电镀液是含有镀层金属阳离子的盐，镀层金属在阳极失去电子，可以补充溶液中的离子，使溶液中离子浓度保持不变，并且使电镀的速度保持不变，使镀层厚度均匀，为了使镀层厚度均匀、光滑致密、与镀件的附着力强，可以控制溶液中离子浓度、适当降低电镀时直流电源的电压或是在电镀液中加入少量的表面活性剂。‎ ‎（2）①氯化镁水解溶液显示酸性，盐酸环境可以抑制水解。‎ ‎②电解熔融的氯化镁产生的有毒物质氯气可以循环使用，获取HCl。‎ ‎③氧化镁的熔点很高，熔融时要耗费大量的能量，会加大成本。‎ ‎（3）螫合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的U4+，即4HR+U4+=UR4+4H+，发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液，即UR4+4H+=4HR+U4+。‎ ‎（4）阿司匹林（）在潮湿空气中可分解成水杨酸和醋酸：，所以阿司匹林必须贮藏于密闭、干燥处，该反应属于取代反应。‎