高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十三章 化學(xué)與技術(shù) 第42講 化學(xué)與資源的開發(fā)利用知能演練輕松闖關(guān)-人教版高三化學(xué)試題

第42講化學(xué)與資源的開發(fā)利用1．(2016·廣東東莞質(zhì)檢)下列有關(guān)海水綜合利用的說法不正確的是()A．可用蒸餾法或離子交換法等方法淡化海水B．海水提溴只涉及物理變化C．利用海水可以制取金屬MgD．開發(fā)海洋資源不能以犧牲環(huán)境為代價[導(dǎo)學(xué)號32390517]解析：選B。蒸餾法、離子交換法都可用于淡化海水，A對；海水中溴以Br－的形式存在，海水提溴中一定存在化學(xué)變化，B錯；海水中含有Mg2＋，可以制取金屬鎂，C對；開發(fā)海洋資源應(yīng)與環(huán)境保護相結(jié)合，D對。2．下列有關(guān)化工生產(chǎn)的敘述中正確的是()A．將煤液化、氣化，有利于提高燃料的燃燒效率，減少污染物的排放B．侯氏制堿法，是向飽和NaCl溶液中先通入CO2再通入氨氣制取純堿C．電解精煉銅時，同一時間內(nèi)陽極溶解銅的質(zhì)量與陰極析出銅的質(zhì)量相等D．工業(yè)生產(chǎn)硫酸時，建高煙囪可以降低地面SO2的濃度，減少空氣污染[導(dǎo)學(xué)號32390518]解析：選A。侯氏制堿法，向飽和NaCl溶液中先通入氨氣再通入CO2，利于CO2的吸收；電解精煉銅時，由于陽極還有雜質(zhì)金屬(如鐵、鋅等)溶解，所以陽極溶解銅的質(zhì)量小于陰極析出銅的質(zhì)量；工業(yè)生產(chǎn)硫酸時，建高煙囪可以降低地面SO2的濃度，但產(chǎn)生的SO2總量不變，因此不能減少空氣污染。3．如圖所示為海水綜合利用的部分工藝流程：下列有關(guān)說法正確的是()A．氯堿工業(yè)是指在工業(yè)上電解熔融氯化鈉制備金屬鈉與氯氣B．步驟②中結(jié)晶出的MgCl2·6H2O應(yīng)在HCl氣氛中分解制無水MgCl2C．步驟③④⑤是對溴元素的富集D．步驟①中除去粗鹽中的SOeq\o\al(2－,4)、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等雜質(zhì)，加入的藥品順序為Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸[導(dǎo)學(xué)號32390519]解析：選B。氯堿工業(yè)是指在工業(yè)上電解飽和氯化鈉溶液制備氫氧化鈉與氯氣、氫氣，再進一步生產(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，A項錯誤；步驟③④是對溴元素的富集，C選項錯誤；粗鹽提純時要將Na2CO3溶液在BaCl2溶液后面加入，以除去過量的Ba2＋，D選項錯誤。4．海水是地球的元素寶庫，即便在提取氯化鈉、溴、鎂后的“廢液”中，仍然可以提取有用物質(zhì)，如碘。應(yīng)用這種“廢液”提取碘的工藝流程如圖所示。(1)步驟③加Fe粉的目的是________________________________________________________________________。(2)寫出步驟④中反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________________________________。(3)上述生產(chǎn)流程中，可以循環(huán)利用的副產(chǎn)物是__________________。(4)操作⑤的名稱是________，選用的試劑是________________。[導(dǎo)學(xué)號32390520]解析：先使“廢液”中的碘離子轉(zhuǎn)化為AgI沉淀，然后再轉(zhuǎn)化為可溶性的FeI2，再用氯氣氧化，使之轉(zhuǎn)化為單質(zhì)碘，最后萃取、分液、蒸餾即可得到碘單質(zhì)。答案：(1)使碘化銀轉(zhuǎn)化成碘化亞鐵和單質(zhì)銀(或?qū)㈦y溶的碘化銀轉(zhuǎn)化成可溶的碘化亞鐵)(2)2Fe2＋＋4I－＋3Cl2=2I2＋2Fe3＋＋6Cl－(3)Ag(或AgNO3)(4)萃取、分液CCl45．石油和煤都是重要的能源和化工原料，下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分。試用所學(xué)知識，解決下列問題：(1)柴油是由石油加工得到的重要產(chǎn)品，它在燃燒時往往冒黑煙，可能的原因是____________________________。(2)煤的直接液化是煤和適當(dāng)溶劑混合在高溫和________存在下與________作用生成液態(tài)燃料的過程。(3)煤和石油等化石燃料燃燒排放的大量二氧化碳會引起全球氣候變暖。一種新的處理方法是將二氧化碳?xì)怏w通入含有長石(地殼中最常見的礦石，含量高達60%)成分的水溶液里，其中一種反應(yīng)的化學(xué)方程式：KAlSi3O8＋CO2＋2H2O=KHCO3＋X↓＋3SiO2↓，則X的化學(xué)式為________________。(4)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：FeS2eq\o(→,\s\up7(在微生物作用下),\s\do5(O2/H2O))Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)eq\o(→,\s\up7(在微生物作用下),\s\do5(O2/H＋))Fe3＋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______________________________________________。(5)工業(yè)上主要采用氨氧化法生產(chǎn)硝酸，如圖是氨氧化率與氨-空氣混合氣體中氧氨比的關(guān)系。其中直線表示反應(yīng)的理論值，曲線表示實際生產(chǎn)情況。當(dāng)氨氧化率達到100%，理論上γ[n(O2)/n(NH3)]＝________________，實際生產(chǎn)將γ值維持在1.7～2.2之間，原因是________________________________。[導(dǎo)學(xué)號32390521]解析：(1)柴油燃燒時冒黑煙是因為燃燒不充分。(3)根據(jù)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變，推出X為Al(OH)3。(4)根據(jù)題給反應(yīng)物和生成物，再結(jié)合化合價升降法配平，可得：2FeS2＋7O2＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(微生物))4H＋＋2Fe2＋＋4SOeq\o\al(2－,4)，4H＋＋4Fe2＋＋O2微生物,4Fe3＋＋2H2O。(5)根據(jù)氨的催化氧化方程式可知，氨氧化率達到100%，理論上γ[n(O2)/n(NH3)]＝5∶4＝1.25，但反應(yīng)中氧氣濃度太小時不利于NH3的轉(zhuǎn)化，且在γ[n(O2)/n(NH3)]＝2.2時，氨氧化率已接近100%，所以實際生產(chǎn)將γ值維持在1.7～2.2之間。答案：(1)燃燒不充分(2)催化劑H2(3)Al(OH)3(4)2FeS2＋7O2＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(微生物))4H＋＋2Fe2＋＋4SOeq\o\al(2－,4)4H＋＋4Fe2＋＋O2eq\o(=,\s\up7(微生物))4Fe3＋＋2H2O(5)1.25氧氣太少，不利于氨氣的轉(zhuǎn)化；γ值為2.2時，NH3的轉(zhuǎn)化率已接近100%6．(2016·山東泰安質(zhì)量檢測)煤是重要的能源，也是化工生產(chǎn)的重要原料。(1)煤燃燒產(chǎn)生的廢氣直接排放到空氣中，可能導(dǎo)致的環(huán)境污染問題是________________________。(2)下圖是對煤燃燒產(chǎn)生的廢氣進行常溫脫硫處理的流程示意圖。①廢氣脫硫過程中，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________、______________________________________。②在煤中直接添加一種物質(zhì)，可有效減少煤燃燒產(chǎn)生的SO2，則該物質(zhì)是________。③石膏在工業(yè)生產(chǎn)中的用途是__________________(寫出一種即可)。(3)煤經(jīng)過________________(填加工方法，下同)可以得到焦?fàn)t氣、煤焦油和焦炭。煤焦油經(jīng)過______可得到芳香族化合物。[導(dǎo)學(xué)號32390522]解析：(1)煤燃燒產(chǎn)生的廢氣中含有SO2，會導(dǎo)致酸雨形成；產(chǎn)生的固體小顆粒會導(dǎo)致粉塵污染。(2)①廢氣脫硫的反應(yīng)主要包括石灰石與SO2的反應(yīng)及CaSO3與O2的反應(yīng)。②煤燃燒時加入CaCO3、CaO或Ca(OH)2，可以減少SO2的產(chǎn)生。③石膏可以用于醫(yī)療、建筑、制作模型等。(3)煤的干餾可以得到焦?fàn)t氣、煤焦油和焦炭；煤焦油分餾可得到芳香族化合物。答案：(1)酸雨、粉塵污染(2)①SO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSO3＋CO22CaSO3＋O2=2CaSO4②CaCO3[或CaO或Ca(OH)2]③用于醫(yī)療(或制作建筑材料、制作模型等其他合理答案)(3)干餾分餾7．如下是某化工廠從海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及綜合利用的生產(chǎn)流程簡圖：請回答：(1)粗鹽的精制是為了除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋和SOeq\o\al(2－,4)，加入下列沉淀劑的順序是(填序號)________。a．Na2CO3b．NaOHc．BaCl2(2)工業(yè)上從海水中提取的NaCl可以用來制取純堿，其簡要過程如下：向飽和食鹽水中先通入氣體X，后通入氣體Y，充分反應(yīng)后過濾得到晶體NaHCO3，將NaHCO3灼燒可得純堿。氣體X、Y是CO2或NH3，則氣體X應(yīng)是________(填化學(xué)式)，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)目前工業(yè)上主要采用隔膜法電解飽和食鹽水，下列關(guān)于隔膜電解槽的敘述錯誤的是________。a．隔膜的作用是防止氯氣和氫氧化鈉、氯氣和氫氣接觸發(fā)生反應(yīng)b．電解之前應(yīng)除去Ca2＋、Mg2＋，以防止電解時生成Ca(OH)2、Mg(OH)2堵塞隔膜c．陰極產(chǎn)物為氫氧化鈉和氫氣d．電解槽的陽極用金屬鐵網(wǎng)制成(4)工業(yè)上從海水中提取鎂，向Mg(OH)2沉淀中加入鹽酸后，要獲得MgCl2·6H2O晶體，需要進行的實驗操作依次為________(填字母代號)。a．蒸餾b．灼燒c．過濾d．蒸發(fā)e．冷卻結(jié)晶利用MgCl2·6H2O可制得無水氯化鎂，應(yīng)采取的具體措施是________________________________________________________________________。[導(dǎo)學(xué)號32390523]解析：(1)根據(jù)粗鹽中所含雜質(zhì)離子的性質(zhì)，可用NaOH溶液除去Mg2＋；用Na2CO3溶液除去Ca2＋、Mg2＋；用BaCl2溶液除去SOeq\o\al(2－,4)。但是選擇這三種溶液又會引入新的雜質(zhì)離子COeq\o\al(2－,3)、OH－、Ba2＋，除去COeq\o\al(2－,3)和OH－可通過加適量鹽酸將它們轉(zhuǎn)化為H2O或CO2，但過量的Ba2＋必須由Na2CO3除去。因此Na2CO3溶液的加入必須在BaCl2溶液之后，而NaOH溶液和BaCl2溶液加入的順序可以相互調(diào)換。(2)用飽和食鹽水制取碳酸鈉要先向飽和食鹽水中通入NH3，后通入CO2，因為NH3極易溶于水，所得溶液顯堿性，有利于吸收CO2。(3)隔膜法電解槽的陽極用碳棒制成，陰極為鐵網(wǎng)，故d錯誤。(4)從溶液中提純易溶于水的晶體，常采用蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾的操作過程。由MgCl2·6H2O制無水氯化鎂，由于Mg2＋易水解，直接加熱不能得到MgCl2，故應(yīng)將MgCl2·6H2O在干燥的HCl氣流中加熱脫水。答案：(1)cab(或cba或bca)(2)NH3NH3極易溶于水，使溶液呈堿性，有利于充分吸收CO2，增大溶液中HCOeq\o\al(－,3)的濃度(3)d(4)dec在干燥的HCl氣流中加熱脫水8．草酸(乙二酸)可作還原劑和沉淀劑，用于金屬除銹、織物漂白和稀土生產(chǎn)。一種制備草酸(含2個結(jié)晶水)的工藝流程如下：回答下列問題：(1)CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉、甲酸鈉加熱脫氫的化學(xué)反應(yīng)方程式分別為________________________________________________________________________、______________________________。(2)該制備工藝中有兩次過濾操作，過濾操作①的濾液是________，濾渣是________；過濾操作②的濾液是__________和________，濾渣是________。(3)工藝過程中③和④的目的是________________________________________________________________________。(4)有人建議甲酸鈉脫氫后直接用硫酸酸化制備草酸。該方案的缺點是產(chǎn)品不純，其中含有的雜質(zhì)主要是__________。(5)結(jié)晶水合草酸成品的純度用高錳酸鉀法測定。稱量草酸成品0.250g溶于水，用0.0500mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定，至淺粉紅色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00mL,反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________________________________________；列式計算該成品的純度：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[導(dǎo)學(xué)號32390524]解析：以工藝流程為載體分析各步轉(zhuǎn)化的反應(yīng)實質(zhì)，反應(yīng)產(chǎn)物判斷，實驗操作的目的，試劑選擇的原則，滴定實驗的計算應(yīng)用。(1)依據(jù)反應(yīng)物和生成物組成，結(jié)合質(zhì)量守恒定律，配平書寫化學(xué)方程式。CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO＋NaOHeq\o(→,\s\up7(200℃),\s\do5(2MPa))HCOONa；甲酸鈉加熱脫氫生成草酸鈉，需要2mol甲酸鈉去氫生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2HCOONa△,Na2C2O4＋H2↑。(2)依據(jù)流程圖分析，草酸鈉鈣化是加入Ca(OH)2，反應(yīng)生成草酸鈣沉淀和氫氧化鈉，過濾①的目的是分離沉淀草酸鈣和溶液氫氧化鈉，濾液是NaOH溶液，濾渣是CaC2O4；過濾②的目的是將過濾①得到的CaC2O4用H2SO4酸化溶解，發(fā)生反應(yīng)CaC2O4＋H2SO4=CaSO4＋H2C2O4，CaSO4微溶于水，SOeq\o\al(2－,4)濃度較大，沉淀轉(zhuǎn)化生成CaSO4，過濾②得到的濾液是H2C2O4溶液和過量的H2SO4溶液。(3)根據(jù)流程轉(zhuǎn)化圖分析可知，步驟③把得到的NaOH溶液濃縮后循環(huán)利用制備甲酸鈉；步驟④是把濾液中過量的H2SO4分離出來循環(huán)利用，減小污染，降低成本。(4)甲酸鈉脫氫后得到的是草酸鈉，直接用硫酸酸化，發(fā)生反應(yīng)：Na2C2O4＋H2SO4