化学与技术专题一.doc

1、X、 YX、 YZX、Y ZWXM X、YWZMN 化学与技术 专题一AC 1.污水经过一级、二级处理后，还含有少量 Cu2+、Hg 2+、Pb 2+等重金属离子，可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是A氨水 B硫化氢气体 C硫酸钠溶液 D纯 碱溶液A 大 量 的 氰 、 磷 废 水 排 入 海 洋 ， 易 引 发 赤 潮B 工 段 中 结 晶 出 的 MgCl26H2O 可 在 空 气 中 受 热 分 解 制 无 水 MgCl2C 在 工 段 中 溴 元 素 均 被 氧 化D 工 段 中 除 去 粗 盐 中 的 SO42-、 Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等 杂 质 ， 加 入

2、的 药 品 顺 序 为 ： Na2CO3溶 液 NaOH 溶 液 BaCl2 溶 液 过 滤 后 加 盐 酸D 3目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是( )A硬水的软化 B电解饱和食盐水制 NaOH C电渗析淡化海水 D海水中提取金属 Mg3. 工业生产中物质的循环利用有多种模式。例如下图所示：下列说法正确的是( )A图可用于合成氨中的 N2、H 2 的循环 B图可用于氨碱法制纯碱中 CO2 的循环 C图可用于电解饱和食盐水中 NaCl 的循环 D图可用于氨氧化法制硝酸中 NO 的循环【答案】AA.若用 FeSO4 作混凝剂，最终铁将以 Fe(OH)2 形式进入反应沉淀池 B.投药时常

3、加入适量的石灰，是为了除去水中 Mg2+、HCO 3 等C.自来水生产中，前加氯起消毒杀菌作用，后加氯是保持水中有效氯的含量，防止自来水二次污染D.用 ClO2 消毒自来水，消毒效率是同质量氯气的 2.63 倍【答案】A32012湖北八市联考 自来水生产的流程示意图见下： 水 加 入混 凝 剂 粗 沙过 滤 加 沉 淀 剂细 沙 过 滤 加 氯 供 民 用(1)混凝剂除去悬浮物质的过程_(填写序号)。只是物理变化 只是化学变化是物理和化学变化FeSO47H2O 是常用的混凝剂，它在水中最终生成_沉淀。(2)若要除去 Ca2 、Mg 2 可以往水中加入石灰和纯碱，试剂填加时先加_后加_，原因是_

4、。(3)氯气消毒，是因为它与水反应生成了 HClO，次氯酸的强氧化性能杀死水中的病菌(不能直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解，且毒性较大)。Cl2H 2OHCl HClO K4.510 4使用氯气为自来水消毒可以有效地控制次氯酸的浓度，请结合平衡常数解释原因：_。下列物质中，_可以作为氯气的代用品(填写序号)。臭氧 NH 3(液) K 2FeO4 SO 2(4)有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子。用离子交换树脂软化硬水时，先后把水通过分别装有_离子交换树脂和_离子交换树脂的离子交换柱(填“阴”或“阳” ，阳离子交换树脂为HR 型，阴离子交换树脂为 ROH 型)。3(1) Fe(OH

5、) 3(2)石灰 纯碱 过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来(3)由氯气与水反应的平衡常数可知，该反应的限度很小，生成的 HClO 浓度很小，且随着 HClO 的消耗，平衡会不断向正反应移动，补充 HClO (4)阳 阴2011山东卷）水处理技术在生产、生活中应用广泛。（1）含有较多 离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为 （写出一个即可） 。（2）将 RH 型阳离子交换树脂和 ROH 型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应先使硬水通过 （填“RH”或“ROH” ）型离子交换树脂，原因是 。（3）通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为

6、。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是 。（4）检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的 。【答案】（1）Ca2 、Mg 2；Ca 2 2HCO3 CaCO3CO 2H 2O或Mg2 2HCO3 MgCO3CO 2H 2O；（2）RH；先通过阴离子交换树脂时可能产生 Mg(OH)2等沉淀而影响交换效果；（3）反渗透法；电势差或电场力；（4）电导率或电阻率。【答案】(1)间歇性 散热(2) 纯碱 Na 2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2 (3) 增强体 强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等(4)、11(12 分)(2011

7、辽宁大连模拟，27)海水是人类的资源宝库，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可解决淡水资源缺乏的问题，又可充分利用海洋资源。而以海水为主要原料的海洋化学工业，又被称为“蓝色化工” 。氯碱工业是“蓝色化工”重要的组成部分，其化学反应原理是电解饱和食盐水。(1)氯碱工业的主要产品是氯气和烧碱，产品中氯气与烧碱的质量比( k)的理论值为_(要求有计算表达式和计算结果)。(2)如图所示是氯碱工业的关键设备离子隔膜电解槽，该电解槽的特点是用隔膜将槽分隔为左右两室，隔膜能够阻止一些物质从中通过，也能允许一些物质从中通过。选用的隔膜应具有的特点是允许_通过，而不允许_通过。图中 X 是_(填化学式)。电解槽

8、右室的电极反应式为_。(3)氯碱工业需要消耗大量的电能，用燃料电池产生的电能满足电解时所需的电能，是“蓝色化工”的又一重要选择。一般可选用近海大量的天然气资源来满足燃料电池所需要的燃气。有一种燃料电池，其燃气为天然气(以甲烷表示 )，电解液是 KOH 溶液，在表面用大量海绵状的金属铂作电极，组成燃料电池。写出该燃料电池负极的电极反应式：_ _。若要生产 4 t NaOH，则理论上需要消耗天然气的体积为_L(标准状况下)。解析：(1)电解饱和食盐水的化学反应方程式为 2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2，反= = = = =电 解 应方程式中 Cl2 和 NaOH 的化学计量数之比为

9、1:2，所以，kM r(Cl2)/2Mr(NaOH)71/80 (或 0.89)。11.13(2)分析电解池的结构可知，离子隔膜需要阻隔气体和阴离子，所以，应该选用阳离子交换膜，只允许阳离子通过，而阴离子及气体则 不能通过。(3)负极的电极反应为 CH48e 10OH =CO 7H 2O；生产 4 t NaOH 时，转移电子的物质23的量为 4106g/(40gmol1 ) 1105mol，需要 CH4 的物质 的量为 1105mol/81.2510 4 mol，在标准状况下 CH4 的体积为 2.8105L。答案：(1)kM r(Cl2)/2Mr(NaOH)71/80 (或 0.89)11.

10、13(2)阳离子 阴离子及气体 Cl 2 2H 2O2e =H22OH (3)CH 48e 10OH =CO 7H 2O 2.810 523（2011山东卷）水处理技术在生产、生活中应用广泛。（1）含有较多 离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为 （写出一个即可） 。（2）将 RH 型阳离子交换树脂和 ROH 型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应先使硬水通过 （填“RH”或“ROH” ）型离子交换树脂，原因是 。（3）通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为 。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是 。（4）检验蒸馏水的纯度时，

11、最简单易行的方法是测定水的 。【答案】（1）Ca 2 、Mg 2 ；Ca 2 2HCO 3 CaCO3CO 2H 2O或 Mg2 2HCO 3 MgCO3CO 2H 2O；（2）RH；先通过阴离子交换树脂时可能产生 Mg(OH)2等沉淀而影响交换效果；（3）反渗透法；电势差或电场力；（4）电导率或电阻率。工业上对海水资源合开发利用的部分工艺流程如右图所示。（1）电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是 。电解槽中的阳极材料为 。（2）本工艺流程中先后制得 Br2、CaSO 4 和 Mg(OH)2，能否按 Br2、Mg(OH) 2、CaSO 4 顺序制备？

12、 原因是 。（3）溴单质在四氧化碳中的溶解度比在水中大得多，四氧化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氧化碳，原因是 。【解题指导】 （1）工业上用离子交换膜法电解食盐水时采用的阳离子交换膜只允许 Na+通过，隔膜电解槽中的隔膜只允许水和离子通过，则二者均允许通过的离子或分子共同的是阳离子（或 Na+） ，电解槽中用来做阳极的是钛或石墨。（2）硫酸钙是微溶性的物质，如果先反应生成氢氧化镁，加入石灰水生成氢氧化镁沉淀的同时，过量的 Ca(OH)2 会生成硫酸钙沉淀，造成产品中有杂质，使产品不纯。（3）用四氯化碳萃取溴时需要的工艺复杂，设备投资大，并且四氯化碳会造成环境污染。答案：

13、（1）阳离子（或 Na ） 钛（或石墨）（2）否。如果先沉淀 Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有 CaSO4 沉淀，产品不纯。（3）四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低、环境污染严重。9. 广东省海水资源丰富，海水中主要含有 Na+、K +、Ca 2+、Mg 2+、Cl -、SO 42-、Br -、CO 32- 、HCO 3- 等离子。合理利用水资源是持续发展的重要保证。：火力发电是广东的重要能源，但是烧煤排放的 SO2 会造成一系列环境问题。利用海水脱硫是一种有效地方法。其工艺流程如下图所示：（1）天然海水 pH8，弱碱性。用离子方程式解释原因是_(任写一个) 。（2）天然海水吸收含

14、硫烟气后，用氧气进行氧化处理，其原理化学反应方程式是_;氧化后的海水需要用大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是_。：重金属离子对河流海洋造成严重污染。某化工废水（pH=2.0,d=1g .mL-1）中含有 Ag+、Pb 2+等重金属离子，其浓度约为 0.01mol.L-1，排放前拟用沉淀法除去这两种离子，查找有关数据如下：难溶电解质AgI AgOH Ag2S PbI2 Pb(OH)2 PbSKsp 8.310-12 5.610-8 6.310-50 7.110-9 1.210-15 3.410-28（3）你认为往废水中加入_( 填字母序号) ，沉淀效果最好。A. NaOH B.

15、Na2S C.KI D.Ca(OH)2（4）如果用生石灰处理上述废水。使溶液的 pH=8，处理后废水中 c(Pb2+)=_。（5）如果用食盐处理只含 Ag+的废水，测得处理后的废水中 NaCl 的质量分数为 0.117%，若环境要求排放标准为 c(Ag+)低于 10-8mol.L-1 盐问该工厂处理后的废水中 Ag+是否符合排放标准？要求写出计算过程。已知 Ksp(AgCl)=1.810-10【答案】(1)CO + H2O HCO + OH 或 HCO + H2O H2CO3 + OH（2）2H 2SO3 + O2 = 2H2SO4 中和、稀释经氧化氧化后海水中生成的酸（3）B（4）1.210

16、 -3mol/L（5）910 -9mol/L 是1.南海某小岛上，解放军战士为了寻找合适的饮用水源，对岛上山泉水进行分析化验，结果显示水的硬度为 28（属于硬水） ，主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题：（1）该泉水属于_硬水（填写“暂时”或“永久” ） 。（2）若要除去 Ca2+、Mg 2+可以往水中加入石灰和纯碱，试剂添加顺序为_，原因是_。（3）目前常用阴、阳离子交换树脂来进行水的软化，水中的 Ca2+、Mg 2+与交换树脂的_起离子交换作用。当阴离子交换树脂失效后可放入_溶液中再生。（4）岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图，已知海

17、水中含Na+、Cl -、Ca 2+、Mg 2+、 等离子，电极为惰性电极。请分析下列问题：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式：_；阴极区的现象是：_。5.（13 分）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：（1）用 CH4 催化还原 NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g)CO 2(g) + 2H2O(g) H1574 kJmol 1CH4(g) + 4NO(g) = 2 N2(g)CO 2(g) + 2H2O(g) H2若 1 mol CH4 还原 NO2

18、 至 N2，整个过程中放出的热量为 867 kJ，则 H2 ；（2）工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低，而一些科学家采用高质子导电性的 SCY 陶瓷（能传递 H+ ）实现氨的电化学合成，从而大 大 提 高 了 氮 气 和 氢 气 的 转 化 率 。 电 化 学 合 成 氨 过 程 的 总 反 应式 为 ： N2 3H2 一一一一一一2NH3 ， 则在电化学合成氨的过程中，阴极反应式为_；（3）在一定条件下，将 l mol N2 与 3 mol H2 混合于一个 10 L 密闭容器中，反应达到平衡时，A 点混合气体中氨占 25，试回答：N 2的转化率为 ；右图中在状态 A 时，平衡常数 K

19、A （填写代入数值的表达式，不要求算出具体数值） ；当温度由 T1变化到 T2时，KA KB（填“” 、 “”或“=” ） 。在容积固定的密闭容器中发生上述反应，各物质的浓度如下表：反应从 0 min 到 3 min 之间， H2的反应速率为 ；反应在 3 min 时，条件发生了改变，改变的条件可能是 （填序号） 。a使用催化剂 b降低温度 c增加 H2的浓度2.溴是海水中重要的非金属元素，地球上 99%的溴元素以 Br的形式存在于海水中，因此溴被称为“海洋元素” 。目前，从海水中提取溴是世界各国生产溴的主要方法，其工艺流程如下：请回答下列问题：(1)写出步骤中反应的离子方程式 。(2)步骤在

20、 （填设备名称）中完成，反应的化学方程式为 。(3)在步骤蒸馏的过程中，温度控制在 8090，温度过高或过低于不利于生产，其原因是 。molL一1时间/min浓度/ c (N2) c (H2) c (NH3)0 0.6 1.8 03 0.52 x 0.166 0.36 1.08 0.489 0.36 1.08 0.48(4)溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是 。2.【答案】(8 分) (1) 22BrClBr(2)吸收塔（1 分） 242SOHSOBr(2 分)(3)温度过高，大量水蒸气随溴捧出，溴蒸气中水分增加；温度过低，溴不完全蒸出，回收率太低。（2 分）(4)四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大，经济效益低、环境污染严重（2 分）