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必刷題型六資源開發(fā)流程題(20題)必刷13(10題)1.我國擁有很長的海岸線,具有豐富的海洋資源,以海水為原料的鹽化工是我國重要的產(chǎn)業(yè)。鹽鹵是海水曬鹽后的富含鎂鹽的溶液,其中除含鎂鹽外,還含有其他鹽類(如下圖甲)。鹽鹵在食品、化工等方面具有廣泛的用途。請解答下列與鹽鹵有關(guān)的試題。(1)根據(jù)圖甲,寫出鹽鹵中含量最多的兩種鹽的化學(xué)式:_______、_______。(2)下圖乙是鹽鹵中某些物質(zhì)的溶解度曲線,已知T1℃時,MgSO4和KCl的溶解度分別為M、N,則它們?nèi)芙舛却笮〉年P(guān)系為_______;將鹽鹵加熱到T2℃以上,根據(jù)溶解度曲線,首先從鹽鹵中分離出來的晶體是______________________________________________________。(3)化工廠利用鹵水生產(chǎn)金屬鎂的工藝流程如下:“操作①”的目的是將氫氧化鎂沉淀分離出來,操作①的名稱是_______。氫氧化鎂與試劑B反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。操作②的名稱是_______。該方法的優(yōu)點為___________________________。(4)用電解法制備金屬鎂,兩位同學(xué)分別設(shè)計了下面的兩種方法。甲:電解氯化鎂溶液。乙:電解熔融的氯化鎂。其中同學(xué)_______(填“甲”或“乙”)能夠成功地制備金屬鎂,假設(shè)生產(chǎn)過程中鎂元素沒有損失,則100g鹵水可制備鎂_______g?!敬鸢浮浚?)NaClMgCl2(2)相等MgSO4(3)過濾Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O蒸發(fā)、結(jié)晶就地取材,節(jié)約資源,降低成本(4)乙4.8【解析】(1)從甲圖中可以看出1000g鹽鹵中含有的NaCl、MgCl2、MgSO4、KCl分別為163.0g、142.5g、60.0g、22.0g,由此可見,含量最多的兩種鹽是NaCl、MgCl2。(2)在T1℃時,KCl和MgSO4的溶解度曲線相交,說明T1℃時,二者的溶解度相等;T2℃以后,MgSO4的溶解度隨著溫度的升高而降低,故升高到一定溫度時會析出。(3)分離固體與液體的混合物應(yīng)用過濾方法,而使溶液中的溶質(zhì)以晶體的形式析出則需要蒸發(fā)、結(jié)晶。由于就地選用了海邊的貝殼為原料來生產(chǎn)CaO,所以節(jié)約了資源,降低了生產(chǎn)成本。(4)制備金屬鎂應(yīng)該電解熔融的MgCl2,如果電解氯化鎂溶液得到的不是鎂,而是氫氣、氯氣和Mg(OH)2;根據(jù)鹵水中鎂原子的守恒,可以得出電解所得到的鎂的質(zhì)量為100g××+100g××=3.6g+1.2g=4.8g。2.硫鐵礦石(主要成分FeS2)用于工業(yè)制硫酸,其排出的礦渣在一定條件下以磁性鐵為主。經(jīng)磁選獲得精礦,可直接用于高爐煉鐵。已知某精礦的主要成分是磁性鐵(Fe3O4)和Fe2O3及雜質(zhì)(雜質(zhì)不含鐵、硫、氧元素,且雜質(zhì)不耗氧)。請回答下列問題:(1)某硫鐵礦石中(雜質(zhì)不含鐵、硫)含硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.360,則該硫鐵礦石中含鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:_______(用小數(shù)表示,保留3位小數(shù))。(2)如用上述硫鐵礦石制硫酸,礦渣經(jīng)磁選獲得精礦,直接用于高爐煉鐵,當(dāng)制得98%的硫酸1.92噸時(不考慮硫的損失),則煉鐵廠(不計選礦及煉鐵時鐵的損耗)最多可生產(chǎn)含碳4%的生鐵_______噸。(3)煅燒硫鐵礦常用富氧空氣。從沸騰爐排出的氣體成分如下表。如果精礦中鐵、氧的物質(zhì)的量之比為n(Fe)∶n(O)=5∶7,則富氧空氣中O2和N2的體積比為_______。氣體SO2N2O2物質(zhì)的量(mol)10586(4)煉鐵廠生產(chǎn)的生鐵常用于煉鋼。取某鋼樣粉末28.12g(假設(shè)只含F(xiàn)e和C),在氧氣流中充分反應(yīng),得到CO2氣體224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。①計算此鋼樣粉末中鐵和碳的物質(zhì)的量之比_______(最簡單的整數(shù)比)。②再取三份不同質(zhì)量的鋼樣粉末分別加到100mL相同濃度的H2SO4溶液中,充分反應(yīng)后,測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示:實驗序號IIIIII加入鋼樣粉末的質(zhì)量/g2.8125.6248.436生成氣體的體積/L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)1.1202.2402.800則該硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度_______。③若在實驗II中繼續(xù)加入mg鋼樣粉末,計算反應(yīng)結(jié)束后剩余的固體質(zhì)量為多少?(寫出必要的步驟,答案保留3位小數(shù))_______。【答案】(1)0.315(2)0.560(3)39:116(4)50:11.25mol/LH2SO4共0.125mol,設(shè)再加入鋼樣的質(zhì)量為x時酸反應(yīng)完,則有:5.624g+x=,x=1.406g。a.若加入的鋼樣粉末過量(m≥1.406g),H2SO4全反應(yīng),則:m(余固體)=(5.624g+mg)-0.125mol×56g·mol-1=(m-1.376)g。b.若加入的鋼樣粉末少量(m<1.406g),F(xiàn)e全溶解,則剩余固體全部為碳的質(zhì)量。即:m(余固體)=(5.624g+mg)×=(5.624g+mg)×?!窘馕觥浚?)利用化學(xué)式FeS2,硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.360,則該硫鐵礦石中含鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=0.315。答案為:0.315;(2)由硫鐵礦石的化學(xué)式FeS2,可建立關(guān)系式FeS2—2H2SO4—Fe,最多可生產(chǎn)含碳4%的生鐵的質(zhì)量為=0.560t。答案為:0.560;(3)由精礦中鐵、氧的物質(zhì)的量之比為n(Fe)∶n(O)=5∶7,可假設(shè)化學(xué)式Fe5O7,寫出方程式:10FeS2+27O2→2Fe5O7+20SO2,則富氧空氣中O2和N2的體積比為(mol+6mol):58mol=39:116。答案為:39:116;(4)①由CO2氣體224mL,n(CO2)=0.01mol,可求出鋼樣中含C的質(zhì)量為0.12g,從而求出Fe的質(zhì)量為28g,便可計算此鋼樣粉末中鐵和碳的物質(zhì)的量之比為=50:1。答案為:50:1;②由表中數(shù)據(jù)可知,第III次實驗中,樣品過量,硫酸完全反應(yīng),由H2的體積2.8L,可求出該硫酸溶液的物質(zhì)的量為=0.125mol,c(H2SO4)==1.25mol/L。答案為:1.25mol/L;③H2SO4共0.125mol,設(shè)再加入鋼樣的質(zhì)量為x時酸反應(yīng)完,則有:5.624g+x=,x=1.406g。a.若加入的鋼樣粉末過量(m≥1.406g),H2SO4全反應(yīng),則:m(余固體)=(5.624g+mg)-0.125mol×56g·mol-1=(m-1.376)g。b.若加入的鋼樣粉末少量(m<1.406g),F(xiàn)e全溶解,則剩余固體全部為碳的質(zhì)量。即:m(余固體)=(5.624g+mg)×=(5.624g+mg)×。答案為:鋼樣過量時,剩余固體質(zhì)量為(m-1.376)g;鋼樣不足量時,剩余固體質(zhì)量為(5.624g+mg)×。【點睛】計算Fe剛好與硫酸完全反應(yīng)時,所需添加的鋼樣的質(zhì)量時,也可以利用“取某鋼樣粉末28.12g,得到CO2氣體224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)”進行計算。再加入鋼樣的質(zhì)量為x時酸反應(yīng)完,則5.624g+x=,求出x=1.406g。3.(2020·江西省南昌二中高三月考)煤是重要的能源,也是生產(chǎn)化工產(chǎn)品的重要原料。試用所學(xué)知識,解答下列問題:(1)煤的轉(zhuǎn)化技術(shù)包括煤的氣化技術(shù)和液化技術(shù)。煤的液化技術(shù)又分為__________和_______________(2)在煤燃燒前需對煤進行脫硫處理。煤的某種脫硫技術(shù)的原理如下圖所示:這種脫硫技術(shù)稱為微生物脫硫技術(shù)。該技術(shù)的第一步反應(yīng)的離子方程式為__________________;第二步反應(yīng)的離子方程式為_________________。(3)工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、_____________、______________等。(4)濕式石灰石—石膏法脫硫工藝是煙氣脫硫技術(shù)中最成熟的一種方法。其工藝流程是:煙氣經(jīng)鍋爐預(yù)熱器出來,進入電除塵器除掉大部分粉煤灰煙塵,再經(jīng)過一個專門的熱交換器,然后進入吸收塔,煙氣中的SO2與含有石灰石的漿液進行氣液接觸,通入空氣后生成石膏,經(jīng)脫硫的煙氣,應(yīng)用循環(huán)氣體加熱器進行再加熱,進入煙囪,排入大氣。①寫出濕法石灰石—石膏法脫硫所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式:______________________。②用石灰石漿液作SO2吸收劑而不用熟石灰吸收SO2的原因是:______________________③上述過程中得到的石膏,如果含氯化合物(主要來源于燃料煤)超過雜質(zhì)極限值,則石膏產(chǎn)品性能變壞。工業(yè)上消除可溶性氯化物的方法是______________________________。(5)某化學(xué)興趣小組為了測定煙氣脫硫所得石膏的組成(CaSO4·xH2O)即測定x值,做如下實驗:將石膏加熱使之脫水,加熱過程中固體的質(zhì)量與時間的變化關(guān)系如圖所示。數(shù)據(jù)表明當(dāng)固體的質(zhì)量為2.72g后不再改變。①石膏的化學(xué)式為_______________。②圖像中AB段對應(yīng)化合物的化學(xué)式為_________________?!敬鸢浮浚?)直接液化技術(shù)間接液化技術(shù)(2)2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42-4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O(3)焦?fàn)t煤氣粗氨水(煤焦油)(4)CaCO3+SO2=CaSO3+CO22CaSO3+O2=2CaSO4用石灰石漿液的成本較低用水洗滌(5)CaSO4.2H2O2CaSO4.H2O【解析】【分析】(1)根據(jù)不同的加工路線,煤炭液化可分為直接液化和間接液化兩大類;(2)根據(jù)化合價升降總數(shù)相等以及原子守恒來寫離子方程式;(3)工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、焦?fàn)t煤氣、粗氨水、煤焦油;(4)①二氧化硫與碳酸鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣與二氧化碳,亞硫酸鈣在水存在的條件下被氧氣氧化生成CaSO4?2H2O;②石灰石漿液的價格低;③硫酸鈣微溶于水;(5)根據(jù)題意可知加熱前和加熱后質(zhì)量的減少量就是生成水的質(zhì)量,由實驗數(shù)據(jù)知3.44gCaSO4?xH2O完全分解得到無水CaSO42.72g,可知生成水的質(zhì)量為:3.44g-2.72g=0.72g,由水的質(zhì)量和硫酸鈣的質(zhì)量可推算出生石膏的化學(xué)式,再根據(jù)A-B段時石膏的質(zhì)量為2.90g,其中CaSO4為2.72g,H2O為0.18g,所以圖象中產(chǎn)生AB段的原因是石膏的質(zhì)量為2.90g,其中CaSO42.72g,H2O為0.18g.此時其化學(xué)式可表示為2CaSO4?H2O.該物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,受熱不易分解?!驹斀狻浚?)煤的液化技術(shù)又可以分為直接液化法和間接液化法;(2)根據(jù)轉(zhuǎn)化圖可判斷,反應(yīng)物是FeS2、O2、H2O,生成物是硫酸和硫酸亞鐵,則該技術(shù)的第一步反應(yīng)的離子方程式為2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42-;亞鐵離子易被氧化為鐵離子,第二步反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;(3)工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、焦?fàn)t煤氣、粗氨水(煤焦油)等;(4)濕式石灰石—石膏法脫硫工藝是煙氣脫硫技術(shù)中最成熟的一種方法。其工藝流程是:煙氣經(jīng)鍋爐預(yù)熱器出來,進入電除塵器除掉大部分粉煤灰煙塵,再經(jīng)過一個專門的熱交換器,然后進入吸收塔,煙氣中的SO2與含有石灰石的漿液進行氣液接觸,通入空氣后生成石膏,經(jīng)脫硫的煙氣,應(yīng)用循環(huán)氣體加熱器進行再加熱,進入煙囪,排入大氣;①在高溫下石灰石吸收SO2生成亞硫酸鈣和CO2,生成的亞硫酸鈣在空氣中被氧化為硫酸鈣,則濕法石灰石—石膏法脫硫所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式分別為CaCO3+SO2=CaSO3+CO2、2CaSO3+O2=2CaSO4;②由于用石灰漿液的成本較低,因此用石灰石漿液作SO2吸收劑而不用熟石灰吸收SO2;③石膏在水中的溶解度小,而氯化物一般易溶于水,則工業(yè)上消除可溶性氯化物的方法是用水洗滌;(5)①石膏加熱分解減少的質(zhì)量就是水的質(zhì)量,已知3.44gCaSO4?xH2O完全分解得到無水CaSO42.72g,則:CaSO4?xH2O═CaSO4+xH2O13618x2.720.72列方程,求解得x=2;所以石膏的化學(xué)式為CaSO4?2H2O;故答案為:CaSO4?2H2O;②由實驗數(shù)據(jù)知在A-B段時石膏的質(zhì)量為2.90g,其中CaSO4為2.72g,H2O為2.90g-2.72g=0.18g,CaSO4的物質(zhì)的量為=0.02mol,H2O的物質(zhì)的量為=0.01mol,此時其化學(xué)式可表示為2CaSO4?H2O;故答案為:2CaSO4?H2O。4.將海水曬制后過濾可得到粗制食鹽和母液,氯堿廠以電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下:(1)在電解過程中,Cl2在與電源_______(填“正”或“負”)極相連的電極上生成;(2)精制過程為除去溶液中的少量Ca2+、Mg2+、SO42-,加入試劑順序合理的是_____________;a.先加NaOH,再加Na2CO3,再加BaCl2b.先加NaOH,后加Ba(OH)2,再加Na2CO3c.先加BaCl2,后加NaOH,再加Na2CO3(3)脫鹽工序中利用NaOH(溶解度隨溫度變化較大)和NaCl(溶解度隨溫度變化較?。┰谌芙舛壬系牟町?,通過______________________________________,然后趁熱過濾分離NaCl晶體,并得到50%的NaOH溶液(填寫設(shè)計方案,無需計算具體數(shù)據(jù));(4)寫出電解飽和食鹽水的反應(yīng)方程式_____________;如果在實驗室中電解200ml飽和食鹽水,一段時間后電源負極連接的電極處收集到224ml氣體(已換算成標(biāo)況),此時溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度為__________mol·L-1(不考慮生成氣體的溶解與反應(yīng),以及溶液體積的變化);(5)分離出NaCl后的母液經(jīng)過下列流程可以制取溴:①若物質(zhì)X是SO2,那么在這一環(huán)節(jié)中體現(xiàn)SO2_____________(填“氧化性”或“還原性”);②若物質(zhì)X是Na2CO3,則需要把氯氣換成硫酸,此時吸收塔中發(fā)生的反應(yīng)Br2+Na2CO3=NaBrO3+CO2+NaBr,配平該反應(yīng)_____________。若有48g溴完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_____________mol;③在吹出塔中通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2,利用了溴的(填序號)_____________;a.氧化性b.還原性c.揮發(fā)性d.腐蝕性④設(shè)備Y在實驗室中可以通過酒精燈、溫度計、_____________等玻璃儀器組成的裝置實現(xiàn)。【答案】(1)正(2)bc(3)加熱蒸發(fā),使NaCl結(jié)晶(4)2NaCl+2H2OH2↑+2NaOH+Cl2↑0.1(5)還原性331350.5c蒸餾燒瓶【解析】【分析】(1)在電解過程中,Cl2發(fā)生氧化反應(yīng);(2)Ca2+用碳酸鈉除去,Mg2+用氫氧化鈉除去,SO42-用氯化鋇除去,最后加入鹽酸酸化,但由于過量的氯化鋇要用碳酸鈉來除,所以碳酸鈉必需放在氯化鋇的后面;(3)根據(jù)氯化鈉溶解度隨溫度變化較小的性質(zhì)分析;(4)電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣、氫氧化鈉;電源負極連接的電極生成氫氣,根據(jù)化學(xué)方程式計算生成0.01mol氫氣時,溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度。(5)①若物質(zhì)X是SO2,則吸收塔中發(fā)生反應(yīng);②根據(jù)化合價升降總數(shù)相等和原子守恒配平方程式;③溴加熱易揮發(fā);④根據(jù)流程圖,設(shè)備Y為蒸餾裝置?!驹斀狻浚?)在電解過程中,Cl2發(fā)生氧化反應(yīng),Cl2在與電源極正極相連的電極(陽極)上生成;(2)Ca2+用碳酸鈉除去,Mg2+用氫氧化鈉除去,SO42-用氯化鋇除去,最后加入鹽酸酸化,但由于過量的氯化鋇要用碳酸鈉來除,所以碳酸鈉必需放在氯化鋇的后面,所以選bc;(3)因為NaOH溶解度隨溫度變化較大、NaCl溶解度隨溫度變化較小,通過加熱蒸發(fā),使NaCl結(jié)晶,然后趁熱過濾分離NaCl晶體,并得到50%的NaOH溶液。(4)電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣、氫氧化鈉,反應(yīng)化學(xué)方程式是2NaCl+2H2OH2↑+2NaOH+Cl2↑;設(shè)溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度為cmol/L;2NaCl+2H2OH2↑+2NaOH+Cl2↑1mol2mol0.01molc0.2LC=0.1cmol/L;(5)①若物質(zhì)X是SO2,則吸收塔中發(fā)生反應(yīng),SO2中硫元素化合價升高,體現(xiàn)SO2的還原性;②根據(jù)化合價升降總數(shù)相等和原子守恒配平方程式為3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+3CO2+5NaBr;根據(jù)方程式,3molBr2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移5mol電子,48g溴的物質(zhì)的量是0.3mol,完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.5mol。③在吹出塔中通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2,利用了溴的揮發(fā)性,選c;④根據(jù)流程圖,設(shè)備Y為蒸餾裝置,所以在實驗室中可以通過酒精燈、溫度計、蒸餾燒瓶等玻璃儀器組成的裝置實現(xiàn)。5.我國有豐富的海水資源,開發(fā)和利用海水資源是當(dāng)前科學(xué)研究的一項重要任務(wù),下圖是某化工廠對海水資源綜合利用的示意圖:請根據(jù)以上信息回答下列問題:I.(1)寫出N的化學(xué)式和B的名稱:N、B。(2)寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式,并標(biāo)出其電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:(3)寫出反應(yīng)③的離子方程式:,Ⅱ.粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì),精制時所用的試劑為:①鹽酸②氯化鋇溶液③氫氧化鈉溶液④碳酸鈉溶液,以上試劑添加的順序可以為。A.②③④①B.③④②①C.④③②①D.③②④①Ⅲ.提取粗鹽后剩余的海水(母液)中,可用來提取Mg和Br2。(1)若用來提取Mg,根據(jù)上述提取Mg的流程,沒有涉及到的反應(yīng)類型是。A.分解反應(yīng)B.化合反應(yīng)C.置換反應(yīng)D.復(fù)分解反應(yīng)(2)若用來提取Br2,反應(yīng)⑥所用的氣態(tài)氧化劑的尋找貨源的設(shè)想,其中合理的是。A.從外地購買B.在當(dāng)?shù)匦陆ㄉa(chǎn)廠C.從本廠生產(chǎn)燒堿處循環(huán)D.從本廠生產(chǎn)鎂單質(zhì)處循環(huán)流程⑦將溴單質(zhì)從混合物中分離出來是基于溴單質(zhì)具有性。(3)母液用來提取Mg和Br2先后順序,甲乙兩位工程師有不同觀點:甲:母液先提取Mg,后提取Br2乙:母液先提取Br2,后提取Mg請你判斷哪個更合適?(填“甲”或“乙”),理由是?!敬鸢浮縃Cl氫氧化鈣Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2OADCCD揮發(fā)乙若先提取鎂,海水中會殘留大量Ca(OH)2,再用Cl2提取溴時會消耗大量Cl2(其他合理解釋也可)【解析】【分析】根據(jù)流程圖知:反應(yīng)②為精鹽溶液的電解,反應(yīng)物是氯化鈉和水,產(chǎn)物是氯氣、氫氣、氫氧化鈉,C+F→N,N能溶解沉淀,C既能和F反應(yīng)又能和E反應(yīng),所以E為NaOH,F(xiàn)為H2,C為Cl2,N為HCl,貝殼(主要成分為CaCO3)經(jīng)過高溫煅燒可以生成疏松的A為氧化鈣,氧化鈣可與水反應(yīng)生成B為氫氧化鈣,與母液反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀,氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂,電解熔融的氯化鎂可生成氯氣和鎂,由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知D為Mg,以此解答該題?!驹斀狻扛鶕?jù)以上分析為可知A為氧化鈣,B為氫氧化鈣,C為Cl2,D為Mg,E為NaOH,F(xiàn)為H2,則Ⅰ.(1)根據(jù)以上分析為可知N的化學(xué)式為HCl,B的名稱為氫氧化鈣;(2)惰性電極電解食鹽水時,陽極上氯離子放電生成氯氣,陰極上氫離子放電生成氫氣,同時生成氫氧化鈉,生成1mol氫氣轉(zhuǎn)移2mol電子,則電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目可表示為;(3)反應(yīng)③是氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水,反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;Ⅱ.Ca2+、Mg2+、SO42-等分別與Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液反應(yīng)生成沉淀,可再通過過濾除去,Na2CO3溶液還能除去過量的BaCl2溶液,鹽酸能除去過量的Na2CO3溶液和NaOH溶液,所以應(yīng)先加BaCl2溶液再加Na2CO3溶液,最后加入鹽酸,試劑添加的順序可以為②③④①或③②④①,答案選AD;Ⅲ.(1)母液和B反應(yīng)為海水中的鎂離子和氫氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀,為復(fù)分解反應(yīng),制取氯化氫為化合反應(yīng),氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)得到氯化鎂,為復(fù)分解反應(yīng),氯化鎂電解為分解反應(yīng),該過程中未涉及的反應(yīng)為置換反應(yīng),答案選C;(2)提取Br2,反應(yīng)⑥所用的氣態(tài)氧化劑為氯氣,本廠生產(chǎn)燒堿為電解氯化鈉溶液,產(chǎn)物中有氯氣,本廠生產(chǎn)鎂單質(zhì),是電解無水氯化鎂,電解氯化鎂的產(chǎn)物為鎂和氯氣,故答案為CD;液溴易揮發(fā),因此流程⑦將溴單質(zhì)從混合物中分離出來是基于溴單質(zhì)具有揮發(fā)性;(3)母液用來提取Mg和Br2,若先提取鎂,海水中會殘留大量Ca(OH)2,Ca(OH)2能和氯氣反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水,再用Cl2提取溴時會消耗大量Cl2,所以乙觀點合理?!军c睛】本題考查較為綜合,涉及無機物的推斷以及物質(zhì)的分離、提純的實驗設(shè)計,為高頻考點,側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾?,主要把握實驗的原理和操作方法,題目難度中等。6.海水是一個巨大的化學(xué)資源寶庫,下圖是海水綜合利用的部分工業(yè)流程圖:Ⅰ.在過程①中應(yīng)加入的試劑分別為A.Na2CO3溶液、B.鹽酸、C.BaCl2溶液、D.NaOH溶液,這4種試劑添加的合理順序是____(填序號);過程①中須完成的實驗操作分別為a.多步過濾、b.蒸發(fā)濃縮、c.冷卻結(jié)晶,操作a中需要的玻璃儀器是燒杯、__________。Ⅱ.(1)氯堿工業(yè)的反應(yīng)原理是電解飽和食鹽水,下列物質(zhì)不可能是氯堿工業(yè)產(chǎn)品的是____。A.H2B.Cl2C.Na2CO3D.NaOH(2)如圖所示是離子交換膜法電解原理示意圖,兩極均用惰性電極材料。精制飽和食鹽水進入陽極室,H+在右電極上發(fā)生____反應(yīng)(填“氧化”或“還原”),所使用的離子交換膜的主要作用是____________。
(3)操作人員欲用pH試紙測定右室溶液酸堿度,其操作方法為________。Ⅲ.過程④制取金屬鎂的化學(xué)方程式為MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。簡述工業(yè)上不使用電解MgO制取金屬鎂的原因:___。Ⅳ.過程⑤用純堿溶液吸收Br2,發(fā)生的主要反應(yīng)為:3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑,則吸收1molBr2,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為____mol?!敬鸢浮緿CAB或CDAB或CADB普通漏斗和玻璃棒C還原防止OH-與Cl2反應(yīng),凈化所得的NaOH溶液將一小塊pH試紙放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待測液,點在pH試紙上,再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照MgO的熔點遠高于MgCl2的熔點5【解析】【分析】海水曬鹽后得到粗鹽和母液,粗鹽加入氫氧化鈉、氯化鋇、碳酸鈉、鹽酸精制除雜得到精鹽,電解飽和食鹽水得到氯氣、氫氣和氫氧化鈉溶液,母液中加入氫氧化鈣濁液沉淀鎂離子,過濾得到氫氧化鎂沉淀,加入鹽酸溶解后得到氯化鎂溶液,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾洗滌得到氯化鎂晶體,在氯化氫氣流中加熱失水得到氯化鎂固體,電解熔融氯化鎂得到金屬鎂和氯氣,濾液中加入氯氣氧化溴離子得到溴單質(zhì)的低濃度溶液,加入碳酸鈉溶液吸收溴單質(zhì),再加入稀硫酸,發(fā)生歸中反應(yīng)得到高濃度的溴單質(zhì)溶液。【詳解】Ⅰ.除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì):Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-時,可以加入過量NaOH(去除鎂離子):Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,加入過量BaCl2(去除硫酸根離子):SO42-+Ba2+=BaSO4↓;也可先加氯化鋇后加氫氧化鈉,再加入過量Na2CO3(去除鈣離子以及多余的鋇離子):Ca2++CO32-=CaCO3↓,Ba2++CO32-=BaCO3↓,碳酸鈉必須加在氯化鋇之后,鹽酸在最后,除去多余的碳酸根離子,所以按滴加順序依次為DCAB或CDAB或CADB;過程①中實驗操作a中為多步過濾,需要的玻璃儀器是燒杯、普通漏斗和玻璃棒;Ⅱ.(1)根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類一定不變,反應(yīng)物是氯化鈉和水,所以反應(yīng)后的物質(zhì)中只能含有鈉、氯、氫和氧四種元素。A.氫氣是由氫元素組成的,符合以上關(guān)于產(chǎn)物情況的分析,所以氫氣可能是該反應(yīng)的生成物,選項A不選;B.氯氣由氯元素組成,符合以上關(guān)于產(chǎn)物情況的分析,所以氯氣可能是該反應(yīng)的生成物,選項B不選;C.碳酸鈉是由碳、氧和鈉三種元素組成,由以上分析可知生成物中不可能含有碳元素,所以生成物中不可能含有碳酸鈉,選項C選;D.氫氧化鈉是由鈉、氧和氫三種元素組成,符合以上關(guān)于產(chǎn)物情況的分析,所以可能是生成物,選項D不選。答案選C;(2)由于氯離子在左邊電極上被氧化成氯氣,所以精制飽和食鹽水進入陽極室,右邊電極連接直流電源的負極,H+在右電極上發(fā)生還原反應(yīng),所使用的離子交換膜的主要作用是防止OH-與Cl2反應(yīng),凈化所得的NaOH溶液;(3)測定溶液pH的操作方法為:將一小塊pH試紙放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待測液,點在pH試紙上,再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照;Ⅲ.由于MgO的熔點遠高于MgCl2的熔點,如果電解MgO會浪費大量能源,故工業(yè)上采用電解MgCl2的方法制取金屬鎂;Ⅳ.根據(jù)反應(yīng)3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑可知,只有溴元素化合價發(fā)生了變化,每吸收3molBr2,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為5mol,則吸收1molBr2,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為537.(2020·安徽師范大學(xué)附屬中學(xué)高一期中)近年我國某些城市酸雨污染較為嚴(yán)重,主要是因為大量燃燒含硫量高的煤而形成的。實驗?zāi)康模和ㄟ^實驗證明煤中含有碳元素和硫元素。查閱資料:(1)“二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色(由紫紅色變?yōu)闊o色),請完成該反應(yīng)的離子方程式:___。()SO2+()MnO4-+()=()+()Mn2++()根據(jù)上述資料,甲同學(xué)和丙同學(xué)分別設(shè)計實驗方案進行探究。實驗探究:甲同學(xué):甲同學(xué)進行了如圖所示A、B兩步實驗:“實驗現(xiàn)象”:A中稀高錳酸鉀溶液褪色,B中澄清石灰水變渾濁。“得出結(jié)論”:煤燃燒生成二氧化硫和二氧化碳,證明煤中含有碳元素和硫元素。(2)乙同學(xué)認為甲的方案不合理,其理由是___:實驗探究:丙同學(xué):丙同學(xué)進行了如圖所示實驗(部分裝置在圖中略去):(3)圖C裝置的作用是___。(4)證明煤中含有碳元素和硫元素的現(xiàn)象是:___。(5)裝置C中的高錳酸鉀溶液也可以替換為___。A.足量I2的淀粉溶液B.足量飽和NaHCO3溶液C.足量Na2SO3溶液D.足量溴水【答案】(1)(5)SO2+(2)MnO4-+(2)H2O=(5)SO42-+(2)Mn2++(4)H+(2)SO2也能使澄清石灰水變渾濁,不能證明煤中含有碳元素(3)除去SO2并檢驗其是否除盡(4)B中褪色,C中不褪色,D中變渾濁(5)AD【解析】(1)SO2被MnO4-氧化為SO42-,S元素化合價由+4升高為+6、Mn元素化合價由+7降低為+2,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒配平離子方程式為5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+;(2)SO2和氫氧化鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣沉淀和水,B中澄清石灰水變渾濁,不能證明煤中含有碳元素;(3)SO2被MnO4-氧化為SO42-,裝C用濃酸性高錳酸鉀溶液來除去SO2,以確保完全除盡,防止干擾CO2的檢驗;(4)SO2能使高錳酸鉀褪色,證明煤中含有硫元素的現(xiàn)象是B中溶液褪色;CO2能使澄清石灰水變渾濁,證明含有碳元素的現(xiàn)象是C中不褪色,D中變渾濁;(5)高錳酸鉀溶液有強氧化性,可以把SO2氧化為硫酸。若用其它物質(zhì)來代替,只要物質(zhì)有強氧化性,可以與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)即可。A.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI,SO2能被吸收,I2與CO2不能發(fā)生反應(yīng),故選A;B.NaHCO3+SO2=NaHSO3+CO2.雖然能除去SO2,但是能產(chǎn)生CO2,會影響CO2的檢驗,故不選B;C.Na2SO3+SO2+2H2O=2NaHSO3,由于該溶液呈堿性,也能吸收CO2,所以會影響CO2的檢驗,故不選C;D.Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,SO2能被吸收,溴水與CO2不能發(fā)生反應(yīng),所以可以除去SO2中的CO2,故選D;所以選AD。8.(2020·湖北省高一期末)海洋是一個巨大的化學(xué)資源寶庫,下面是海水資源綜合利用的部分流程圖。(1)步驟①中除去粗鹽中雜質(zhì)(Mg2+、SO、Ca2+),加入的藥品順序正確的是__________。A.NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸B.BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→過濾后加鹽酸C.NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→過濾后加鹽酸D.BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→過濾后加鹽酸(2)步驟⑤中已獲得Br2,步驟⑥中又用SO2的水溶液將Br2吸收,其目的是___________。(3)寫出步驟⑥中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:_______________。(4)把溴吹入到SO2的水溶液的氣體X最可能用下面的___(填序號)。A.乙烯B.空氣C.氬氣D.CO2(5)由海水提溴過程中的反應(yīng)可得出Cl-、SO2、Br-還原性由弱到強的順序是___________。(6)鈦是航空、軍工、電力等方面的必需原料。常溫下鈦不與非金屬、強酸反應(yīng),紅熱時,卻可與常見的非金屬單質(zhì)反應(yīng)。目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是:TiO2、炭粉混合,在高溫條件下通入Cl2制得TiCl4和一種可燃性氣體。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。【答案】(1)BCD(2)提高溴的富集程度(3)Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-(4)B(5)Cl-<Br-<SO2(6)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO【解析】【分析】海水分離得到粗鹽、淡水和母液鹵水,粗鹽提純得到精鹽,母液中加入氫氧化鈣沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀,過濾得到沉淀在鹽酸中溶解得到氯化鎂溶液,濃縮結(jié)晶、得到氯化鎂晶體,氯化氫氣流中脫水得到氯化鎂,電解熔融氯化鎂得到金屬鎂和氯氣;得到的NaBr溶液中通入氯氣氧化溴離子生成溴單質(zhì),用熱空氣吹出溴單質(zhì)和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和溴化氫,吸收液中通入氯氣氧化溴離子生成單質(zhì)溴,蒸餾冷卻分離得到純溴,據(jù)此分析解答。(1)除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、SO42-,通過加氯化鋇除SO42-離子,加碳酸鈉除Ca2+離子,加NaOH除去Mg2+離子,同時碳酸鈉可以除去過量的鋇離子,過濾后,加入鹽酸調(diào)節(jié)pH除去過量的碳酸根離子和氫氧根離子,據(jù)此分析解答;(5)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物分析判斷;(6)TiO2、炭粉混合在高溫下通入氯氣制得TiCl4和一種可燃性氣體,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,該氣體為一氧化碳,據(jù)此分析解答?!驹斀狻浚?)除去粗鹽中雜質(zhì)(Mg2+、SO42-、Ca2+),通過加氯化鋇除SO42-離子,然后再加碳酸鈉除Ca2+離子,同時碳酸鈉可以除去過量的鋇離子,如果加反了,過量的鋇離子就沒法除去,加NaOH除去Mg2+離子順序不受限制,因為過量的氫氧化鈉加鹽酸就可以調(diào)節(jié)了,將三種離子除完,過濾后加鹽酸除去過量的氫氧根離子和碳酸根離子;A.NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸,加入的氯化鋇溶液中鋇離子不能除去,故A錯誤;B.BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→過濾后加鹽酸,符合除雜和提純的要求,故B正確;C.NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→過濾后加鹽酸,符合除雜和提純的要求,故C正確;D.BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→過濾后加鹽酸,符合除雜和提純的要求,故正確;故答案為:BCD;(2)步驟⑤中已獲得Br2,低濃度的Br2溶液在提取時消耗過多的原料和能源,步驟⑥中又將Br2還原為Br-,目的是轉(zhuǎn)化為HBr后易被氧化劑氯氣氧化為溴單質(zhì),用于富集溴元素,故答案為:提高溴的富集程度;(3)步驟⑥中二氧化硫與溴單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Br2+SO2+2H2O═H2SO4+2HBr,離子方程式為Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-,故答案為:Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-;(4)把溴吹出的氣體X,廉價且不和溴反應(yīng),吹出的溴單質(zhì)用碳酸鈉溶液吸收,二氧化碳能夠與碳酸鈉溶液反應(yīng),乙烯和溴發(fā)生加成反應(yīng),氬氣生產(chǎn)成本高,所以工業(yè)上最適宜選用空氣,故答案為:B;(5)苦鹵中通入Cl2置換出Br2,吹出后用SO2吸收轉(zhuǎn)化為Br-,反復(fù)多次,以達到富集溴的目的。由海水提溴過程中的反應(yīng)中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物,2Br-+Cl2=Br2+2Cl-;反應(yīng)中還原劑Br-的還原性大于還原產(chǎn)物Cl-;Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,反應(yīng)中還原劑SO2的還原性大于還原產(chǎn)物Br-;可得出Cl-、SO2、Br-還原性由弱到強的順序是Cl-<Br-<SO2,故答案為:Cl-<Br-<SO2;(6)TiO2、炭粉混合在高溫下通入氯氣制得TiCl4和一氧化碳,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,故答案為:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO?!军c睛】本題的易錯點為(1),要注意為了將雜質(zhì)完全除去,加入的試劑是過量的,過量的試劑要能夠在后續(xù)操作中除去。9.電石漿是氯堿工業(yè)中的一種廢棄物,其大致組成如表所示:成分CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaS其它不溶性的物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%65~663.5~5.01.5~3.50.2~0.80.2~1.11.0~1.823~26用電石漿可生產(chǎn)無水CaCl2,某化工廠設(shè)計了以下工藝流程:已知氯化鈣晶體的化學(xué)式是CaCl2·6H2O;H2S是一種酸性氣體,且具有還原性。(1)反應(yīng)器中加入的酸應(yīng)選用______________。(2)脫色槽中應(yīng)加入的物質(zhì)X是______
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