与名师对话届高考化学二轮复习 专题跟踪训练15 第一部分 专题七 化学技术.docx
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与名师对话届高考化学二轮复习专题跟踪训练15第一部分专题七化学技术
专题跟踪训练(十五)
一、选择题
1.与索尔维制碱法相比,侯德榜制碱法最突出的优点是( )
A.原料利用率高B.设备少
C.循环利用的物质多D.原料易得
[解析] 侯德榜制碱法的最突出的优点是原料的利用率高,A正确;B、C、D均错误。
[答案] A
2.(2015·河北石家庄二中一模)有关化学资源的合成、利用与开发的叙述合理的是( )
A.大量使用化肥和农药,能不断提高农作物产量
B.通过有机合成,可以制造出比钢铁更强强韧的新型材料
C.安装煤炭燃烧过程中的“固硫”装置,主要是为了提高煤的利用率
D.开发利用可燃冰(固态甲烷水合物),有助于海洋生态环境的治理
[解析] 大量使用农药和化肥会造成环境污染,A项错误;安装煤炭燃烧过程中的“固硫”装置,是为了减少SO2的排放,C项错误;开发利用可燃冰,有助于开发新能源,与海洋生态环境的治理无关,D项错误。
[答案] B
3.(2015·福建漳州质检)下列相关工业制法的描述不正确的是( )
A.电解熔融氯化钠制取金属钠
B.电解熔融的Al(OH)3制取金属铝
C.用石英、纯碱、石灰石为原料制玻璃
D.用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含杂质的粗硅
[解析] Al(OH)3受热易分解,工业上采用电解熔融Al2O3的方法制取金属铝。
[答案] B
4.(2015·江苏泰州二模)制备下列物质的工业生产流程合理的是( )
A.由SO2制亚硫酸钠:
SO2
NaHSO3溶液
Na2SO3溶液
B.由NaCl制漂粉精:
NaCl(aq)
Cl2
漂粉精
C.由NH3制硝酸:
NH3
NO2
HNO3
D.由乙烯制乙酸:
H2C=CH2
CH3CH2OH
CH3CHO
CH3COOH
[解析] A项,H2SO3的酸性强于H2CO3,向Na2CO3溶液中通入足量的SO2制得NaHSO3溶液,再向NaHSO3溶液中加入NaOH溶液,调节溶液的pH,使NaHSO3与NaOH恰好反应生成Na2SO3,这样做不仅操作方便,而且制得的Na2SO3含杂质少;B项,应把Cl2通入石灰乳中;C项,由NH3制硝酸的流程应为NH3
NO
NO2
HNO3;D项,此流程在实验室中可行,但不符合工业生产原则,工业上由乙烯制乙酸的流程为H2C=CH2
CH3CHO
CH3COOH。
[答案] A
5.(2015·上海十三校第二次联考)捕碳技术是指从空气中捕获CO2的技术。
目前NH3已经被用作工业捕碳剂。
下列物质中不能作为捕碳剂的是( )
A.
B.H2NCH2CH2NH2
C.(NH4)2CO3D.Na2CO3
[解析] CO2是酸性气体,作为捕碳剂的物质应具有碱性,
(尿素)不能作为捕碳剂。
[答案] A
6.(2015·浙江六校3月联考)化学与科学、技术、社会、环境密切相关,下列叙述正确的是( )
A.目前科学家已经制得单原子层锗,其电子迁移率是硅的10倍,有望取代硅用于制造更好的晶体管
B.石油裂解的主要目的是为了提高汽油等轻质油的产量与质量,石油催化裂化的主要目的是为了得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃
C.汽车尾气催化转化装置可将尾气中的NO和CO等有害气体转化为N2和CO2,该装置中的催化剂可降低NO和CO反应的活化能,有利于提高该反应的平衡转化率
D.近期在西非国家爆发的埃博拉疫情呈加速蔓延之势,已知该病毒对化学药品敏感,乙醇、次氯酸钠溶液均可以将病毒氧化而达到消毒的目的
[解析] A项,由于单原子层锗电子迁移率比硅快,所以可以取代硅用于制造更好的晶体管;B项,裂解是深度裂化,所以石油催化裂化的目的是为了提高汽油等轻质油的产量,裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯等气态短链不饱和烃;C项,催化剂只能降低反应的活化能,不能改变平衡,所以不能提高反应物的平衡转化率;D项,乙醇消毒的原理是乙醇通过渗透作用使蛋白质变性,而非将病毒氧化。
[答案] A
7.化学工业是国民经济的支柱产业,下列生产过程中不涉及化学变化的是( )
A.氮肥厂用氢气和氮气合成氨
B.钢铁厂用热还原法冶炼铁
C.硫酸厂用接触法生产硫酸
D.炼油厂用分馏法生产汽油
[解析] N2+3H2
2NH3,A符合题意,3CO+Fe2O3
3CO2+2Fe,B符合题意;S+O2
SO2,2SO2+O2
2SO3,C符合题意;分馏是利用物质沸点不同进行分离,是物理变化。
[答案] D
8.下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是( )
A.在接触室中使用铁粉作催化剂
B.在接触室中运用热交换技术可充分利用能源
C.把硫铁矿磨成细粉末,可以提高原料的利用率
D.该反应采用450~500℃主要是因为该温度下催化剂活性好
[解析] A项,接触室中使用V2O5作催化剂;B项,热交换技术中使用的热量是反应放出的热量,用来加快反应速率;C项,把硫铁矿磨成细粉末,增大反应物接触面积,能加快反应速率;D项,SO2和O2反应放热,高温不利于SO2的转化,450~500℃时催化剂活性好。
[答案] A
9.下列叙述正确的是( )
A.“接触法”制H2SO4时,催化氧化阶段的反应原理为:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0
B.海水提镁的主要步骤为:
CaCO3 盐酸
海水
Mg(OH)2(s)
MgCl2(aq)
Mg(l)+Cl2(g)
C.普通水泥的主要成分是硅酸钙
D.黏土的主要成分是三氧化二铝
[解析] A项为接触法制硫酸的基本原理;B项镁工业先期加入的是生石灰不是石灰石,后期电解的也不是氯化镁溶液,电解氯化镁溶液得不到镁;C项普通水泥的成分为硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙,主要成分为硅酸钙;D项黏土的主要成分是硅酸盐。
[答案] AC
10.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( )
A.氨水B.硫化氢气体
C.硫酸钠溶液D.纯碱溶液
[解析] 氨水、Na2SO4溶液均不能使Cu2+转化为沉淀,其中氨水与Cu2+形成配离子。
[答案] AC
二、非选择题
11.草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂,用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。
一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为____________________、_________________。
(2)该制备工艺中有两次过滤操作,过滤操作①的滤液是________,滤渣是________;过滤操作②的滤液是________和________,滤渣是________。
(3)工艺过程中③和④的目的是__________________。
(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。
该方案的缺点是产品不纯,其中含有的杂质主要是________。
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。
称量草酸成品0.250g溶于水,用0.0500mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定,至浅粉红色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00mL,反应的离子方程式为__________________________________;列式计算该成品的纯度__________________________________________________________。
[解析]
(1)CO和NaOH在200℃,2MPa条件下合成甲酸钠,反应的化学方程式为CO+NaOH
HCOONa,甲酸钠加热脱氢生成草酸钠,反应的化学方程式为2HCOONa
Na2C2O4+H2↑。
(2)该制备工艺中有两次过滤操作,过滤操作①是分离草酸钠和氢氧化钙反应的生成物,溶液为氢氧化钠,固体为草酸钙,所以滤液是氢氧化钠溶液,滤渣是草酸钙固体;过滤操作②是分离草酸钙和硫酸反应的生成物,溶液是草酸溶液,固体是硫酸钙,所以过滤得到的滤液是草酸溶液和过量的硫酸溶液,滤渣是硫酸钙固体。
(3)工艺过程中③是循环利用氢氧化钠,④是循环利用硫酸,这两步都是降低生产成本,减小污染。
(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸,这样操作,在结晶时得到的是草酸晶体和硫酸钠晶体的混合物,导致产品不纯。
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。
草酸和酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为5C2O
+2MnO
+16H+===2Mn2++8H2O+10CO2↑,当滴定至浅粉红色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00mL,则该成品的纯度的计算式为
×100%=94.5%。
[答案]
(1)CO+NaOH
HCOONa
2HCOONa
Na2C2O4+H2↑
(2)NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaSO4
(3)分别循环利用氢氧化钠和硫酸,降低成本,减小污染
(4)Na2SO4
(5)5C2O
+2MnO
+16H+===2Mn2++8H2O+10CO2↑
×100%=94.5%
12.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,它缓解了地球上因粮食不足而导致的数亿人口的饥饿和死亡问题。
已知合成氨的反应为:
N2+3H2
2NH3 ΔH<0。
请回答下列问题:
(1)合成氨所需的氮气来源于________;氢气来源于水和碳氢化合物,如在900~1000℃时,甲烷和水蒸气在催化剂作用下能生成H2和CO2,写出此反应的化学方程式:
______________________。
(2)合成氨为放热反应,但工业上采用400~500℃的温度,主要原因是________________________________________________。
(3)在合成氨的原料气中混有的杂质必须除去的原因是_______;从合成塔出来的混合气体,通常仅含有15%(体积分数)的氨。
为提高原料的利用率,通常采取的措施是____________________。
(4)氨主要用来制取硝酸等产品。
①在制取浓硝酸时,将浓硫酸与50%的硝酸一起蒸馏,浓硫酸的作用是作________(填“催化剂”、“氧化剂”、“吸水剂”或“脱水剂”)。
②采用氨的催化氧化法制硝酸时,若氧化炉中氨的转化率为90%,且氮的氧化物得到充分的循环利用,则1t液氨理论上可合成50%的硝酸________t(计算结果精确到小数点后两位)。
[解析] (4)②设1t液氨理论上可合成50%的硝酸xt。
根据氮原子守恒有:
NH3 ~ HNO3
1763
1t×90%50%xt
得x=6.67。
[答案]
(1)空气 CH4+2H2O
CO2+4H2
(2)该温度范围内反应速率较快,且催化剂的活性较大
(3)防止催化剂中毒 将N2、H2循环利用
(4)①吸水剂 ②6.67
13.由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:
(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。
该过程中两个主要反应的化学方程式分别是__________________、____________________,反射炉内生成炉渣的主要成分是________;
(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%~50%。
转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼。
冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O,生成的Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的粗铜,该过程发生反应的化学方程式分别是_____________