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北京市海淀区2014届高三化学下学期期中练习
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10―11学年(上)高三第一次月考(1、2单元)
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高一化学_物质的量计算部分综合练习2
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09届高三化学第一次联考试卷
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& 2017届高考化学一轮复习专题精练：专题07 工艺流程题（第02期）
2017届高考化学一轮复习专题精练：专题07 工艺流程题（第02期）
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资料概述与简介
1．【化学—选修2：化学与技术】
世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下：
（1）ClO2中所有原子
（填“是”或“不是”）都满足8电子结构。上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，除去杂质气体可选用
A．饱和食盐水
D．四氯化碳
（2）稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品，下列说法正确的是
A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理
B．应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期
C．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围
D．在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装置
（3）欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备。化学反应方程式为
缺点主要是产率低、产品难以分离，还可能污染环境。
（4）我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠（NaClO2）反应制备，化学方程式是
，此法相比欧洲方法的优点是
（5）科学家又研究出了一种新的制备方法，利用硫酸酸化的草酸（H2C2O4）溶液还原氯酸钠，化学反应方程式为
。此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是
【答案】（1）不是
C（2）A、B、C（3）2NaClO3＋4HCl（浓）＝ 2NaCl＋Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O
（4）2NaClO2+Cl2＝2NaCl+2ClO2
安全性好，没有产生毒副产品 （5）H2C2O4＋2NaClO3＋H2SO4＝Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O
反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用
考点：电子式、物质除杂、氧化还原反应的书写、优化条件选择及评价
2．以某铬矿石（主要成分是Cr2O3，含FeO、SiO2等杂质)为原料生产Cr2O3的流程如下：
已知：Cr2O72－+H2O 2CrO42－+2H+，Ksp[Cr(OH)3] =6.4×10－31，lg2 = 0.3（1）步骤Ⅰ中为了提高反应速率应该采取的措施有
。（写2种）
（2）滤液1中的阴离子除CO32－外，主要还有
（3）步骤Ⅳ发生的反应中Cr2O72－和蔗糖（C12H22O11）的物质的量之比为
（4）步骤Ⅴ中为了使Cr3+完全沉淀[此时，c(Cr3+)≤10－5mol·L－1]，pH至少调至
（5）滤液3的主要溶质是两种盐，化学式为
（6）研究发现，固态Na2CrO4与氨气在500℃下反应得到NaCrO2，将NaCrO2溶解后通入CO2得到更为纯净的Cr(OH)3。则NaCrO2溶液与过量CO2反应的离子方程式为
【答案】（1）适当升温、粉碎铬矿石、搅拌等合理答案（2）CrO42－、SiO32－
（4）5.6 （5）(NH4)2SO4、Na2SO4（6）CrO2－ + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3－
试题分析：铬矿石（主要成分是Cr2O3，含FeO、SiO2等杂质)中加入纯碱和氧气，高温下反应，SiO2和纯碱反应生成硅酸钠，FeO被氧化为氧化铁，根据信息滤液2与蔗糖反应生成含Cr3+的溶液，结合信息Cr2O72－+H2O 2CrO42－+2H+，可知滤液1中含有Na2CrO4、Na2SiO3及过量的碳酸钠，固体1为氧化铁，加入硫酸可使硅酸根离子转化为沉淀，则滤液2中含有Na2Cr2O4、Na2SO4，再与蔗糖、尿素反应后，滤液3的主要溶质为(NH4)2SO4、Na2SO4；
（1）升高温度、增大接触面积、搅拌等均能加快化学反应速率，所以步骤Ⅰ中为了提高反应速率应该采取的措施有适当升温、粉碎铬矿石、搅拌等；
（2）滤液1中含有Na2CrO4、Na2SiO3及过量的碳酸钠，则滤液1中的阴离子除CO32－外，主要还有CrO42－、SiO32－；
考点：物质的制备实验，物质的分离提纯，溶度积的计算
3．【化学——选修2:化学与技术】
地球的海水总量约有1.4×1018t，是人类最大的资源库。
（1）如下右图利用海水得到淡水的方法为
（2）电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下左图所示。a是电源的
极；Ⅰ口排出的是
（填“淡水”或“浓水”）。
（3）海水淡化后的浓水中含大量盐分（主要含有Mg2＋、 Ca2+、Fe3＋和SO42－），排入水中会改变水质，排到土壤中会导致土壤盐碱化，故不能直接排放，可以与氯碱工业联产。电解前需要把浓水精制，所需试剂主要包括：HCl、NaOH、BaCl2、Na2CO3等），其中HCl的作用主要是
。（4）铀是核反应最重要的燃料，其提炼技术直接关系着一个国家核工业或核武器的发展水平，海水中铀以UCl4形式存在（以离子形式存在），每吨海水只含3.3毫克铀，海水总量极大，铀总量相当巨大。不少国家正在探索海水提铀的方法。现在，已经研制成功一种螯合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的铀，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：
。（5）离子交换树脂法是制备纯水（去离子水）的主要方法。某阳离子交换树酯的局部结构可写成（右图）。该阳离子交换树脂是由单体苯乙烯和交联剂对二乙烯基苯聚合后再经
反应得到的。自来水与该离子交换树脂交换作用后显
（填“酸性”、“碱性”或“中性”）。
（6）中国《生活用水卫生标准》中规定，水的总硬度不能过大。如果硬度过大，饮用后对人体健康与日常生活有一定影响。暂时硬水的硬度是由
（填阴离子符号）引起的，经
（填操作名称）后可被去掉。永久硬水的硬度可由离子交换法去掉。
【答案】（1）蒸馏法（2） 负
淡水（3）除去过量的Na2CO3，并调节溶液的pH值
（4）4HR＋U4＋===UR4＋4H＋
UR4＋4H＋===4HR＋U4＋（5）磺化或取代 酸性（6）HCO3－
考点：海水资源及其综合利用
4．I、污水经过一级、二级处理后，还含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+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(
B．硫化氢气体
C．硫酸钠溶液
D．纯碱溶液
Ⅱ合成氨的流程示意图如下：
回答下列问题：
（1）工业合成氨的原料是氮气和氢气．氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是_________，_________；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式_________，_________；
（2）设备A中含有电加热器、触煤和热交换器，设备A的名称_________，其中发生的化学反应方程式为_________；
（3）设备B的名称_________，其中m和n是两个通水口，入水口是_________(填“m”或“n”)．不宜从相反方向通水的原因_________；
（4）设备C的作用_________；
（5）在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+H2 (g)，已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过90%，则起始物中c(H2O):c(CO)不低于_________。
【答案】Ⅰ、AC；
Ⅱ（1）液化、分馏；与碳反应后除去CO2；C+H2OCO+H2；CH4+H2OCO+3H2；
（2）合成塔；N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；
（3）冷凝塔或冷凝器；n；高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，逆向冷凝效果好；
（4）将液氨与未反应的原料气分离；（5）13.8
试题分析：ⅠA．加入氨水，易形成络离子，不能生成沉淀，故A错误；B．加入硫化氢气体，生成硫化铜、硫化汞、硫化铅等沉淀，故B正确；C．不能使Cu2+生成沉淀，故C错误；D．均能通过双水解调节pH转化为沉淀，故D正确，故答案为：AC；
Ⅱ（1）分离空气提取氮气的方法有两种，以上液化、分馏空气，另一种为空气与碳反应生成二氧化碳，反应后除去二氧化碳气体；C和水反应的方程式为C+H2OCO+H2，甲烷与水反应的方程式为CH4+H2OCO+3H2，故答案为：液化、分馏；与碳反应后除去CO2；C+H2OCO+H2；CH4+H2OCO+3H2；
（2）合成氨的设备为合成塔，发生N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，故答案为：合成(氨)塔；N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；
（3）冷凝分离设备为冷凝塔或冷凝器，水流和气流方向应逆向，则入水口是n，高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，可使冷水充满冷凝器，逆向冷凝效果好，故答案为：冷凝塔或冷凝器；n；高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，逆向冷凝效果好；
【考点定位】考查工业合成氨；常见的生活环境的污染及治理；金属的回收与环境、资源保护
【名师点晴】本题综合考查工业合成氨知识，涉及物质的分离、化学平衡的等问题，注意把握物质的性质，根据性质选择分离方法，易错点为（5），注意利用三段式法计算较为直观，要正确理解和灵活运用三段式法在化学平衡计算中的应用。
5．海水是宝贵的资源宝库，目前氯碱工业、海水提镁、海水提溴为人类提供了大量工业原料。下图是海水综合利用的部分流程图，据图回答问题：
（1）由海水晒制的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42－等离子，为除去这些离子，所加试剂及其先后顺序为(写化学式) ________________________________________。
（2）①目前较先进的电解制碱法是离子交换膜电解法，即用阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是________，电解饱和食盐水的化学反应方程式为______________。
②制取MgCl2的过程中涉及反应：MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O，该反应要在HCl气氛中进行，原因是____________。
（3）苦卤中通入Cl2已经置换出Br2，为什么吹出后用SO2吸收转化为Br－再用Cl2置换_________，由此判断Cl2、Br2、SO2的氧化性由强到弱的顺序为__________________。
（4）也有工艺是在吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收，形成溴化钠和溴酸钠，同时有CO2放出。该反应的离子方程式是_____________；最后再用H2SO4处理得到Br2，之后加入CCl4进行Br2的萃取，最终用_____________方法得到单质Br2。
【答案】（1）BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl；（2）①阻止H2与Cl2发生反应甚至发生爆炸或阻止Cl2与生成的NaOH溶液反应而使烧碱产品不纯；　2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH；②防止MgCl2水解；
（3）第一次吹出的Br2浓度太低，分离浪费原料，SO2吸收主要起到富集作用　Cl2＞Br2＞SO2（4）3Br2+3CO32-═5Br-+BrO-3+3CO2↑；蒸馏
（2）①阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过，用石墨作电解电解饱和氯化钠时，阳极上氯离子放电生成氯气，氯气不能通过阳离子交换膜而进入阴极，如果氯气进入阴极易和氢气混合产生爆炸，且易和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠而导致制取的氢氧化钠不纯，电解饱和食盐水反应的化学方程式为：2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，故答案为：阻止H2与Cl2发生反应甚至发生爆炸或阻止Cl2与生成的NaOH溶液反应而使烧碱产品不纯；2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH；
（4）吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收，形成溴化钠和溴酸钠，同时有CO2放出，反应的离子方程式为：3Br2+3CO32-═5Br-+BrO-3+3CO2↑，生成溴化钠和溴酸钠，最后再用H2SO4处理得到Br2，说明溴离子和溴酸根离子在酸溶液中发生氧化还原反应生成溴单质，反应的离子方程式为：5Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O；之后加入CCl4进行Br2的萃取，最终用蒸馏方法将四氯化碳和溴分离，故答案为：3Br2+3CO32-═5Br-+BrO-3+3CO2↑；蒸馏。
考点：考查了海水资源及其综合利用的相关知识。
6．以含有Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-等离子的卤水为主要原料可制备金属镁和溴。流程如下：
（1）操作Ⅰ的名称是
，所用主要玻璃仪器的名称是
（2）加入Ba2+的目的是
。用CaO调节溶液Y的pH，可以使Mg2+沉淀完全。由下表中数据可知，理论上选择pH范围是
开始沉淀时 沉淀完全时
Mg2+ pH=9.6 pH=11.0
Ca2+ pH=12.2 c(OH-) =1.8mol/L
（3）在空气中加热MgCl2·6H2O，可以生成Mg(OH)Cl，相应反应的化学方程式是
（4）化肥厂生产铵态氮肥(NH4)2SO4的部分流程如图：
向装有CaSO4悬浊液的沉淀池中先通氨气，再通CO2的原因（请从溶解度和平衡移动角度分析）
。【答案】（1）萃取分液；分液漏斗，烧杯（2）除去SO42-,11.0<12.2 （3）MgCl2.6H2O=Mg(OH)Cl+HCl+5H2O （4）因为氨气极易溶于水，且溶于水后显碱性，这无疑增大了二氧化碳在水中的溶解度，生成了更多的碳酸根离子，碳酸钙比硫酸钙的溶解度更小，所以碳酸根离子的存在促使硫酸钙的电离向着正反应方向进行，所以利于产生硫酸根离子。
考点：在实验中考查萃取分液的仪器，以及通过调节PH获得沉淀的方法。
7．铵明矾是一种广泛应用于医药、食品、污水处理等多个行业的重要化工产品。以高岭土（含SiO2、Al2O3、少量Fe2O3等）为原料制备硫酸铝晶体[Al2(SO4)3·18H2O]和铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如下图所示。
请回答下列问题：
（1）高岭土首先需要灼烧，实验室灼烧高岭土所需的实验仪器有
（填字母）。
（2）研究发现，随着酸熔温度升高，氧化铝的溶出率增大，但若酸熔时温度过高（超过240℃），SiO2不仅会消耗硫酸，导致氧化铝溶出率下降，还会同时产生高温的腐蚀性气体，该副反应的化学方程式为
（3）要检验除铁后的滤液中是否含有Fe3＋，应采取的实验方法为
；滤渣2的主要成分为
（填化学式）。
（4）“分离1”操作包含的实验步骤有
、洗涤、干燥。
（5）中和结晶操作是将过滤出硫酸铝晶体后的滤液，先用硫酸调节酸铝比（溶液中游离硫酸和硫酸铝的物质的量之比），再用氨水中和至一定的pH值即可析出铵明矾晶体，写出该过程中的总反应方程式
【答案】（1）bdef
（2）SiO2+H2SO4(浓)H2SiO3+SO3↑（3）取少量除铁后的滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色则含Fe3+，否则不含Fe3+；Fe(OH)3（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
（5）Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3·H2O +22H2O=2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓或Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3 +24H2O=2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓
（4）“分离1”操作包含的实验步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（5）中和结晶操作是将过滤出硫酸铝晶体后的滤液，先用硫酸调节酸铝比（溶液中游离硫酸和硫酸铝的物质的量之比），再用氨水中和至一定的pH值即可析出铵明矾晶体，该过程中的总反应方程式为Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3·H2O +22H2O=2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓
或Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3 +24H2O=2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓。
考点：物质的分离和提纯
8．聚合硫酸铁铝（PFAS）是一种新型高效水处理剂。利用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等）为铁源、粉煤灰（主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等）为铝源，制备PFAS的工艺流程如下：
（1）“碱溶”时， Al2O3发生反应的化学方程式为
（2）“酸溶Ⅱ”时，Fe3O4发生反应的离子方程式为
（3）“滤渣Ⅰ”、“滤渣Ⅱ”在本流程中能加以利用的是
（4）“氧化”时应控制温度不超过57℃，其原因是
（5）“氧化”时若用MnO2代替H2O2，发生反应的离子方程式是
（6）酸度对絮凝效果和水质有显著影响．若产品PFAS中残留H2SO4过多，使用时产生的不良后果是
【答案】（1）Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O （2）Fe3O4+8H+═2Fe3++Fe2++4H2O （3）滤渣Ⅰ
（4）温度过高，H2O2会分解 （5）2Fe2++MnO2+4H+═2Fe3++Mn2++2H2O
（6）硫酸抑制Al3+和Fe3+水解，降低絮凝效果；水的酸度增大，影响水质
（1）氧化铝为两性氧化物，“碱溶”时，Al2O3发生反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O；
（2）四氧化三铁中铁有+2，＋3价，则“酸溶Ⅱ”时，Fe3O4发生反应的离子方程式为Fe3O4+8H+═2Fe3++Fe2++4H2O；
（3）依据上述分析可知，“滤渣Ⅰ”中含有Fe2O3、FeO，“滤渣Ⅱ”中含有SiO2，根据工艺流程，滤渣Ⅰ可加以利用；
（4）过氧化氢氧化亚铁盐为铁盐，2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，H2O2氧化Fe+时，“氧化”时应控制温度不超过57℃，其原因是温度不能过高，其原因是温度过高，H2O2会分解；
考点：考查物质制备实验、工业流程的分析、离子方程式、化学方程式书写方法，盐类水解分析应用等
9．利用天然气合成氨的工艺流程示意如下：
依据上述流程，完成下列填空：
（1）天然气脱硫时的化学方程式是
（2）若n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n mol、产生H2
mol(用含n的代数式表示)
（3）K2CO3(aq)和 CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是
(多选扣分)
(a)相似相溶原理
(b)勒沙特列原理
(c)酸碱中和原理
（4）分析流程示意图回答，该合成氨工艺的主要原料是
，辅助原料是
（5）请写出以CH4为基本原料四次转化为合成氨工艺主要原料N2、H2的化学方程式：
（6）整个流程有三处循环，一是Fe(OH)3循环，二是K2CO3(aq)循环，请在上述流程图中找出第三处循环并写在答题卡上(要求：循环方向、循环物质)。
【答案】（1）3H2S+2Fe(OH)3=Fe2S3+ 6H2O；（2）2.7n；
（3）b；（4）CH4、H2O(g)和空气；K2CO3和Fe(OH)3；
（5）CH4+H2O(g)CO+3H2、2CH4+3O22CO+4H2O
CO+H2O(g)CO2+H2、CO2+H2O+K2CO32KHCO3；
（5）根据流程图可知，以CH4为基本原料四次转化为合成氨工艺主要原料N2、H2的化学方程式见下，答案为：CH4+H2O(g)CO+3H2、2CH4+3O22CO+4H2O、CO+H2O(g)CO2+H2、CO2+H2O+K2CO3 2KHCO3；
（6）上述流程图第三处循环使用的物质是氮气和氢气，故答案为：。
考点：考查了合成氨的相关知识。
10．[化学选修2化学与技术]某化工厂将钛、氯碱工业和甲醇联合生产，大大提高了原料的利用率，并减少环境污染。流程如图1所示：
回答下列问题：
（1）写出以石墨为电极电解饱和食盐水的离子方程式图2所示是典型氯碱工业的关键设备——离子交换膜电解槽，该电解槽的特点是用离子交换膜将槽分隔为左右两室，它能够阻止一些物质通过，也能允许一些物质通过。下列有关说法正确的是
（填字母代号）．
A．离子交换膜的特点是允许气体分子通过，而不允许阴离子通过
B．图2中X是指氧气
C．电解槽右室的电极反应式为2H+＋2e一=H2 ↑
D．电解槽左室也称为阴极室
（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得四氯化钛的化学反应方程式
生成2 mol四氯化钛时转移的电子的物质的量为
（3）利用生成的甲醉和NaOH溶液可以生产甲醇燃料电池，负极电极反应式为
钛广泛应用于航天领域。氩气在冶炼钛的流程中所起的作用是
利用CO和H2制备甲醇
①已知H2(g）、CO(g)和CH3OH(1)的燃料热分别为-285.8kJomol-1、-283.0kJomol-1和-726.5kJomol-1．写出CO和H2制备液态甲醇的热化学方程
②假设联合生产中各原料利用率为100%，若得到6mol甲醇，则需再补充标准状况下的H2
【答案】（1） 2Cl－+2H2O电解Cl2↑+H2↑+2OH－；C
（2）2FeTiO3+6C+7 Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO；14
（3）CH3OH+8OH－– 6e－=CO32－+6H2O（4）保护气作用
（5）①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)
ΔH＝–128.6 kJ/mol ②112
CO(g)+1/2O2(g)═CO2（g）△H=-283kJo/mol①H2燃烧的热化学方程式：2 H2（g）+ O2（g）═2 H2O（l）△H=-285.8×2kJ/mol； ②CH3OH燃烧的热化学方程式：CH3OH（l）+3/2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-726.5kJomol；③根据盖斯定律将①+②+（-③）可得：CO(g)+2H2(g)═CH3OH（l）△H=-128.1KJ/mol；②假设联合生产中各原料利用率为100%，若得到6mol甲醇，则需要6molCO和12molH2，根据制取水煤气的反应方程式：C+H2O(g)CO(g)+H2(g)可知反应产生的二者的物质的量的比是1:1；所以需再补充6molH2，其在标准状况下体积是V(H2)=6mol×22.4L/mol=112L。
考点：考查电解原理的应用、金属的冶炼方法、盖斯定律的应用及原电池反应原理的应用的知识。
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