高中化學(xué) 主題綜合測評(píng)2 海水資源 工業(yè)制堿 魯科版選修2
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主題綜合測評(píng)(二) 主題2 海水資源 工業(yè)制堿 (時(shí)間:60分鐘 分值:100分) 一、選擇題(本題包括12小題,每小題5分,共60分) 1.污水處理的主要方法有:①中和法;②化學(xué)沉淀法;③氧化還原法;④過濾法。其中屬于化學(xué)方法的有( ) A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④ 【答案】 A 2.下列關(guān)于硬水的敘述錯(cuò)誤的是( ) A.硬水中的Ca2+、Mg2+會(huì)阻礙肥皂起泡 B.用漂白粉對(duì)自來水消毒,會(huì)增加水的總硬度 C.向硬水中加入明礬,可以使硬水軟化 D.雨水的硬度比海水的硬度小 【解析】 明礬凈水是由于Al3+水解:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,生成的Al(OH)3具有吸附作用,將水中的懸浮顆粒沉淀,不能對(duì)硬水起軟化作用。 【答案】 C 3.加熱后沒有沉淀生成的水肯定不是( ) A.純凈的水 B.蒸餾水 C.具暫時(shí)硬度的水 D.具永久硬度的水 【解析】 具暫時(shí)硬度的水中含Ca2+、Mg2+、HCO,加熱后產(chǎn)生難溶性的CaCO3和MgCO3,MgCO3又轉(zhuǎn)變?yōu)楦y溶的Mg(OH)2。 【答案】 C 4.電解飽和食鹽水兩電極上產(chǎn)生氣體的體積比應(yīng)是1∶1,但實(shí)際測量時(shí)卻發(fā)現(xiàn)V(H2)>V(Cl2)(常溫常壓),其原因可能是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):28920030】 A.H2的摩爾質(zhì)量比Cl2的小 B.Cl2有刺激性氣味 C.H2的熔、沸點(diǎn)比Cl2的低 D.H2的溶解度比Cl2的小 【解析】 由于H2難溶于水而Cl2能溶于水,故實(shí)測V(H2)>V(Cl2)。 【答案】 D 5.下列反應(yīng)原理在索爾維制堿法中沒有使用的是( ) A.2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O B.NH4ClNH3↑+HCl↑ C.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑ D.NH3+CO2+NaCl+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl 【解析】 A項(xiàng)在索爾維制堿法中用于回收NH3;C項(xiàng)用于制備純堿;D項(xiàng)用于制備NaHCO3。 【答案】 B 6.屬于聯(lián)合制堿法優(yōu)點(diǎn)的是( ) A.氨和二氧化碳由合成氨廠提供 B.母液可回收氯化銨 C.氯化鈉的利用率達(dá)95%以上 D.以上全是 【解析】 聯(lián)合制堿法的反應(yīng)為:NaCl+H2O+NH3+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl,合成氨廠為制備原料H2,同時(shí)得副產(chǎn)物CO2:CO+H2O(g)CO2+H2,故A對(duì);由聯(lián)合制堿反應(yīng)得B對(duì),C項(xiàng)則考查了教材中的數(shù)據(jù)。 【答案】 D 7.1791年,法國醫(yī)生呂布蘭首先獲得制堿專利,以食鹽、濃硫酸、石灰石、煤為原料制堿,該方法分三步: ①用NaCl與H2SO4反應(yīng)制Na2SO4: 2NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl↑ ②用焦炭還原Na2SO4制Na2S: Na2SO4+2CNa2S+2CO2↑ ③用硫化鈉與石灰石反應(yīng)制Na2CO3: Na2S+CaCO3Na2CO3+CaS 下列說法正確的是( ) A.②③兩步都是氧化還原反應(yīng) B.只有第②步是氧化還原反應(yīng) C.該方法對(duì)生產(chǎn)設(shè)備基本沒有腐蝕 D.該方法原料利用率較高 【解析】 依據(jù)氧化還原反應(yīng)是有化合價(jià)變化的反應(yīng)可知,第②步是氧化還原反應(yīng),故A錯(cuò),B對(duì);該生產(chǎn)中產(chǎn)生HCl,對(duì)生產(chǎn)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重;該方法原料利用不充分,故C、D錯(cuò)。 【答案】 B 8.關(guān)于NaHCO3的性質(zhì),下列說法正確的是( ) A.和酸反應(yīng)放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少 B.相同溫度下溶解度比Na2CO3要大 C.加熱法可除去NaHCO3中混有的Na2CO3 D.NaHCO3只能和酸作用不能和堿作用 【解析】 A項(xiàng)中生成等量的CO2時(shí),Na2CO3消耗的酸多,A正確;B項(xiàng)NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的,B錯(cuò)誤;C項(xiàng)中2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑,C錯(cuò)誤;D項(xiàng)NaHCO3和酸、堿都能反應(yīng),D錯(cuò)誤。 【答案】 A 9.反應(yīng)NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl是著名的“侯氏制堿法”的重要反應(yīng)。下面是4位同學(xué)對(duì)該反應(yīng)涉及的有關(guān)知識(shí)發(fā)表的部分見解。其中不正確的是( ) 【解析】 析出NaHCO3后的溶液為NaHCO3的飽和溶液。 【答案】 C 10.某同學(xué)按圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是( ) A.電解過程中,銅電極上有H2產(chǎn)生 B.電解初期,主反應(yīng)方程式為:Cu+H2SO4CuSO4+H2↑ C.電解一定時(shí)間后,石墨電極上無銅析出 D.整個(gè)電解過程中,H+的濃度不斷增大 【解析】 從裝置圖可以看出銅接電源正極作陽極,石墨作陰極,應(yīng)在陰極區(qū)產(chǎn)生H2,且H+濃度應(yīng)逐漸減小,故A、D錯(cuò)。電解初期主要是電解H2SO4,而隨電解進(jìn)行,溶液中CuSO4濃度逐漸增大,Cu2+參與電極反應(yīng)而在石墨電極上析出Cu,故B正確,C錯(cuò)誤。 【答案】 B 11.在水中加入等物質(zhì)的量的Ag+、Pb2+、Na+、SO、NO、Cl-,該溶液放在用惰性材料作電極的電解槽中,通電片刻,則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物質(zhì)量之比為( ) A.35.5∶108 B.16∶207 C.8∶1 D.108∶35.5 【解析】 等物質(zhì)的量的離子混合后,因發(fā)生沉淀反應(yīng)生成AgCl、PbSO4沉淀,故實(shí)質(zhì)上是電解NaNO3溶液,此時(shí)電解反應(yīng)為2H2O2H2↑+O2↑。 【答案】 C 12.某地有甲、乙兩工廠排放污水,污水中各含有下列8種離子中的四種(兩廠不含相同離子):Ag+、Ba2+、Fe3+、Na+、Cl-、SO、NO、OH-。兩廠單獨(dú)排放都會(huì)造成嚴(yán)重的水污染,如將兩廠的污水按一定比例混合,沉淀后污水便變成無色澄清且只含NaNO3,污染程度會(huì)大大降低。關(guān)于污染源的分析,你認(rèn)為正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):28920031】 A.SO和NO可能來自同一工廠 B.Cl-和NO一定在不同工廠 C.Ag+和Na+可能在同一工廠 D.Na+和NO來自同一工廠 【解析】 水污染是當(dāng)今世界一個(gè)普遍問題,根據(jù)題意知,甲、乙廠各自的廢水中必定不存在沉淀,且陰、陽離子同時(shí)存在。若Ag+在甲廠,則Cl-、SO、OH-必在乙廠;那么Ba2+、Fe3+也得在甲廠中,否則將生成沉淀。由于甲廠中為陽離子,所以NO必在甲廠中,陽離子Na+必在乙廠中。故Ag+、Na+不同廠,SO、NO不同廠,Na+、NO不同廠,因而B正確。 【答案】 B 二、非選擇題(包括4小題,共40分) 13.(10分)水處理技術(shù)在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。 (1)含有較多________的水稱為硬水。硬水加熱后產(chǎn)生碳酸鹽沉淀的離子方程式為_______________________________________________________________ __________________________________________________(寫出一個(gè)即可)。 (2)將RH型陽離子交換樹脂和ROH型陰離子交換樹脂串接來軟化天然硬水,應(yīng)先使硬水通過________(填“RH”或“ROH”)型離子交換樹脂,原因是______ ________________________________________________________________。 (3)通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留,從而獲得純凈水的方法稱為________________。電滲析法凈化水時(shí),使離子通過半透膜的推動(dòng)力是________________________________________。 (4)檢驗(yàn)蒸餾水的純度時(shí),最簡單易行的方法是測定水的________。 【解析】 (1)通常按水中Ca2+、Mg2+的多少,把天然水分為硬水和軟水。含有較多Ca2+、Mg2+的水叫做硬水;如果水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起的,這種硬度叫做暫時(shí)硬度。具有暫時(shí)硬度的水可以用加熱的方法進(jìn)行軟化,方程式為Ca2++2HCOCaCO3↓+CO2↑+H2O、Mg2++2HCOMgCO3↓+CO2↑+H2O。 (2)如果水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的,這種硬度叫做永久硬度。具有永久硬度的水可以采用離子交換法進(jìn)行軟化。離子交換劑中陽離子與水中的Ca2+、Mg2+發(fā)生離子交換,使水得到凈化。如果硬水先通過ROH型陰離子交換樹脂時(shí)可能產(chǎn)生Mg(OH)2等沉淀而影響交換效果,所以先通過RH型陽離子交換樹脂。 (3)電滲析法是一種利用離子交換膜進(jìn)行海水淡化的方法。在外加電場的作用下,水溶液中陰、陽離子會(huì)分別向兩極移動(dòng),如果在中間加上一種交換膜,就可能達(dá)到分離濃縮的目的。所以電滲析法凈化水時(shí),使離子通過半透膜的推動(dòng)力是電勢差或電場力。 (4)因?yàn)樗碾婋x程度極小,所以純水是幾乎不導(dǎo)電的,因此要檢驗(yàn)蒸餾水的純度時(shí),最簡單易行的方法是測定水的電導(dǎo)率或電阻率。 【答案】 (1)Ca2+、Mg2+ Ca2++2HCOCaCO3↓+CO2↑+H2O(或Mg2++2HCOMgCO3↓+CO2↑+H2O) (2)RH 先通過陰離子交換樹脂時(shí)可能產(chǎn)生Mg(OH)2等沉淀而影響交換效果 (3)反滲透法 電勢差或電場力 (4)電導(dǎo)率(或電阻率) 14.(10分)工業(yè)上電解飽和食鹽水能制取多種化工原料,其中部分原料可用于制備多晶硅。 (1)上圖是離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖,電解槽陽極產(chǎn)生的氣體是________;NaOH溶液的出口為________(填字母);精制飽和食鹽水的進(jìn)口為________(填字母);干燥塔中應(yīng)使用的液體是________。 (2)多晶硅主要采用SiHCl3還原工藝生產(chǎn),其副產(chǎn)物SiCl4的綜合利用受到廣泛關(guān)注。 ①SiCl4可制氣相白炭黑(與光導(dǎo)纖維主要原料相同),方法為高溫下SiCl4與H2和O2反應(yīng),產(chǎn)物有兩種,化學(xué)方程式為_________________________________。 ②SiCl4可轉(zhuǎn)化為SiHCl3而循環(huán)使用,一定條件下,在20 L恒容密閉容器中的反應(yīng): 3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g) 達(dá)平衡后,H2和SiHCl3物質(zhì)的量濃度分別為0.140 mol/L和0.020 mol/L,若H2全部來源于離子交換膜法的電解產(chǎn)物,理論上需消耗純NaCl的質(zhì)量為________kg。 (3)采用無膜電解槽電解飽和食鹽水,可制取氯酸鈉,同時(shí)生成氫氣,現(xiàn)制得氯酸鈉213.0 kg,則生成氫氣__________m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 【解析】 (1)電解飽和食鹽水的電極反應(yīng)分別為:陰極:2H++2e-===H2↑;陽極:2Cl--2e-===Cl2↑。所以陽極產(chǎn)物為氯氣,H+在陰極放電,水中的c(OH-)增大,即NaOH在陰極(a處)產(chǎn)生。電解飽和食鹽水所用的陽離子交換膜只允許陽離子(Na+)通過,阻止陰離子和氣體通過,電解過程中,Cl-在陽極大量消耗,因此應(yīng)在陽極區(qū)(d處)補(bǔ)充NaCl。干燥塔干燥的氣體為Cl2,應(yīng)用濃H2SO4。 (2)①光導(dǎo)纖維為SiO2,產(chǎn)物為兩種,另一種物質(zhì)只能為HCl。 ②n(H2)=(0.140+)20 mol=3 mol,由 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 258.5 2 m(NaCl) 6g m(NaCl)=351 g=0.351 kg。 (3)由題意,可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為 NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑ 106.5 6 213.0 kg m(H2) m(H2)=12 kg,n(H2)=6000 mol,V(H2)=134.4 m3。 【答案】 (1)氯氣 a d 濃硫酸 (2)①SiCl4+2H2+O2SiO2+4HCl ②0.351 (3)134.4 15.(10分)氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如圖所示。 (1)溶液A的溶質(zhì)是________。 (2)電解飽和食鹽水的離子方程式是________________________________。 (3)電解時(shí)用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2~3。用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋鹽酸的作用:__________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (4)電解所用的鹽水需精制,去除有影響的Ca2+、Mg2+、NH、SO[c(SO)>c(Ca2+)]。 精制流程如下(淡鹽水和溶液A來自電解池): ①鹽泥a除泥沙外,還含有的物質(zhì)是________。 ②過程Ⅰ中將NH轉(zhuǎn)化為N2的離子方程式是 _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 ③BaSO4的溶解度比BaCO3的小。過程Ⅱ中除去的離子有________。 ④經(jīng)過程Ⅲ處理,要求鹽水c中剩余Na2SO3的含量小于5 mgL-1。若鹽水b中NaClO的含量是7.45 mgL-1,則處理10 m3鹽水b,至多添加10% Na2SO3溶液________kg(溶液體積變化忽略不計(jì))。 【解析】 根據(jù)鈉離子的移動(dòng)方向可知左邊為陽極室,右邊為陰極室,陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉,溶液A為氫氧化鈉溶液。堿性條件下鎂離子形成氫氧化鎂沉淀,故鹽泥a中還含有Mg(OH)2;堿性條件下,具有氧化性的氯氣將銨根離子氧化成氮?dú)?,氯氣轉(zhuǎn)化為氯離子,離子方程式為2NH+3Cl2+8OH-===N2+6Cl-+8H2O;硫酸鋇的溶度積小于碳酸鋇,在鹽水a(chǎn)中加入碳酸鋇,將有硫酸鋇沉淀生成,從而除去SO,同時(shí)引入了CO,CO與Ca2+結(jié)合生成碳酸鈣沉淀,從而除去鈣離子;10 m3鹽水b中次氯酸鈉的物質(zhì)的量為=1(mol),由電子守恒知,其完全反應(yīng)消耗亞硫酸鈉1 mol,鹽水c中剩余亞硫酸鈉的含量小于5 mgL-1,則有:1 mol126 gmol-1+5 10-3 gL-110103 L=10%m,m=1 760 g=1.76 kg。 【答案】 (1)NaOH (2)2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- (3)Cl2與水反應(yīng):Cl2+H2OHCl+HClO,增大HCl的濃度使平衡逆向移動(dòng),減少Cl2在水中的溶解,有利于Cl2的逸出 (4)①M(fèi)g(OH)2 ②2NH+3Cl2+8OH-===N2+6Cl-+8H2O?、跾O、Ca2+?、?.76 16.(10分)工業(yè)上可用食鹽和石灰石為主要原料,經(jīng)不同的方法生產(chǎn)純堿。請(qǐng)回答下列問題: (1)呂布蘭法是以食鹽、石灰石、濃硫酸、焦炭為原料,在高溫下進(jìn)行煅燒,再浸取,結(jié)晶而制得純堿。 ①食鹽和濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________ ________________________________________________________________。 ②硫酸鈉和焦炭、石灰石反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________(已知產(chǎn)物之一為CaS)。 (2)氨堿法的工藝如圖所示,得到的碳酸氫鈉經(jīng)煅燒生成純堿。 ①圖中的中間產(chǎn)物C是______,D是________。(寫化學(xué)式) ②裝置乙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (3)聯(lián)合制堿法是對(duì)氨堿法的改進(jìn),其優(yōu)點(diǎn)是___________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (4)有人認(rèn)為碳酸氫鉀與碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)相似,故也可用氨堿法以氯化鉀和石灰石為原料制碳酸鉀。請(qǐng)結(jié)合下圖的溶解度(S)隨溫度變化曲線,分析說明是否可行?_________________________________________________________ ________________________________________________________________。 【解析】 (1)是考查工業(yè)生產(chǎn)中的基本原理;(2)是生產(chǎn)過程中工藝的考查,在細(xì)讀生產(chǎn)工藝圖中各物質(zhì)的變化后,可得出;(3)考查對(duì)教材知識(shí)的掌握情況;(4)分析圖可看出NaHCO3與新信息KHCO3在溶解度曲線中的差別,可推測溶解度的差別是判斷的依據(jù)。 【答案】 (1)①2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑ ②Na2SO4+4C+CaCO3CaS+Na2CO3+4CO↑ (或Na2SO4+2C+CaCO3CaS+Na2CO3+2CO2↑) (2)①Ca(OH)2 NH3?、贜H3+CO2+NaCl+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl (3)保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn),使食鹽的利用率提高到96%;NH4Cl可做氮肥;可與合成氨廠聯(lián)合,原料氣氨氣和二氧化碳都由氨廠提供,減少CaCO3制CO2這一工序,降低了能耗與污染 (4)不可行,因?yàn)樘妓釟溻浫芙舛容^大,且在常溫下與氯化鉀的溶解度差別小,在氨鹽水碳酸化時(shí)無法大量析出- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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