人教版高考化学复习选修2第2章《化学与资源开发利用》配套练习含答案.docx

1、人教版高考化学复习选修2第2章化学与资源开发利用配套练习含答案 课时检测(三十六)(45分钟100分)1.(10分)煤和石油等化石燃料对促进经济、社会发展起到了重要的作用,这些燃料合理的综合利用是当前节能减排的要求。请回答下列问题:(1)石油分馏是石油炼制的重要环节,这种操作是在(填设备名称)内完成的。工业上通常用于分馏石油的方法有常压分馏和,分馏的目的是 。(2)石油不仅是重要的燃料,还是重要化工原料的来源,如利用石油生产乙烯。为了使石油分馏产物进一步生成更多的乙烯、丙烯等短链烃而采取措施。(3)目前石油资源逐渐匮乏,人们把目光聚集到储量相对丰富的煤上。煤综合利用的主要方法是、和煤的气化,煤

2、气化涉及的化学方程式有:C+O2CO22C+O22CO (写出第三个化学方程式)。2.(14分)水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题:(1)天然水中溶解的气体主要有 、 ;(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是 (填其中任何两种),其净水作用的原理是 ;(3)水的净化与软化的区别是水的净化是用混凝剂(如明矾等)将 _;(4)硬度为1的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.210-3molL-1,c(Mg2+)=610-4molL-1,则此水的硬度为 ;(5)若

3、(4)中的天然水还含有c()=810-4molL-1,现要软化10 m3这种天然水,则需先加入Ca(OH)2 g,然后加入Na2CO3 g。3.(14分)我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求:pH6.58.5Ca2+、Mg2+总浓度0.004 5 molL-1细菌总数100个/mL以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图:请填空:(1)原水中含Ca2+、Mg2+、Cl-等,加入生石灰后生成Ca(OH)2,进而发生若干复分解反应,一级沉降池中生成的沉淀主要是 。(2)通入CO2除了能除去过量石灰外,还能起到 作用。(3)图中的混凝剂常用 。其作用原理是(用离子方程式表示) 。(4)有些自来水厂在

4、用氯气对水进行消毒时,还加入一定量的氨,使氨和氯气生成消毒效果更好的氯胺(NH2Cl)。氯胺的消毒原理是 。A.NH2Cl+HCl=NH3+Cl2B.NH2Cl+H2ONH3+HClOC.NH2Cl=+Cl-D.NH2Cl+HClONH2ClO+HCl(5)洪水泛滥后,水中含有大量的细菌和杂质,灾民喝了这样的水后很容易患肠道传染病。如果你是支援灾区的志愿者,请你设计方案使用最廉价的化学试剂,将被污染的水处理成饮用水 。4.(14分)某工业废水中含有CN-和等离子,需经处理达标后才能排放,污水处理厂拟用下列流程进行处理。回答下列问题:(1)上述处理废水流程中主要采用的方法是 。(2)流程中,反应

5、后无气体放出,该反应的离子方程式为。(3)含Cr3+的废水需进一步处理,请你设计一个处理方案: 。(4)反应中,每消耗0.4 mol转移2.4 mol e-,该反应的离子方程式为 。(5)取少量待检水样于试管中,加入NaOH溶液观察到有蓝色沉淀生成,继续加NaOH溶液至不再产生蓝色沉淀为止,再向溶液中加入足量Na2S溶液,蓝色沉淀转化成黑色沉淀,解释产生该现象的原因: (用离子方程式表示)。5.(16分)(2013兰州模拟)高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下:已知:温度较低时,Cl2通入KOH溶液生成次氯酸盐;温度较高时,Cl2通入KOH

6、溶液生成氯酸盐;Fe(NO3)3溶液与KClO溶液在强碱性环境中生成K2FeO4。请回答下列问题:(1)该生产工艺应在 (选填“温度较高”或“温度较低”)的情况下进行。(2)为了提高生活用水的卫生标准,自来水厂常使用高铁酸钾进行消毒、净化以改善水质,其原因是 。(3)经过高铁酸钾处理后的水并不是纯净水,若要得到纯净水,可采用的净化方法是 。(4)高铁酸钾溶于水形成浅紫红色溶液,溶液静置时会逐渐生成氧气并沉淀出氢氧化铁,此过程也会使溶液的pH增大。写出其化学方程式 。(5)在“反应液”中加KOH固体的目的是为了吸收“反应液”中过量的Cl2,生成更多的KClO; 。(6)从“反应液”中分离出K2F

7、eO4后,副产品是 和 (写化学式)。6.(14分)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.06.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置示意图如下:(1)实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。此时,应向污水中加入适量的 。a.BaSO4b.CH3CH2OHc.Na2SO4 d.NaOH(2)电解池阳极发生了两个电极反应,其中一个

8、反应生成一种无色气体,则阳极的电极反应式分别是. ;. 。(3)电极反应和的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是 。(4)该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料作电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环(见上图)。A物质的化学式是 。7.(18分)(能力挑战题)海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如表所示:成分含量(mgL-1)成分含量(mgL-1)Cl-18 980Ca2+400Na+10 5601422 560Br-64Mg2+1 272(1)电渗析法淡化海水的示意图如图所

9、示,其中阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。阳极的主要电极反应式是 。在阴极附近产生少量白色沉淀,其成分有 和CaCO3,生成CaCO3的离子方程式是 。淡水的出口为 (填“a”“b”或“c”)。(2)利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下。提取溴的过程中,经过两次Br-Br2转化的目的是,吸收塔中发生反应的离子方程式是。用平衡移动原理解释通空气的目的是 。从MgCl2溶液中得到MgCl26H2O晶体的主要操作是、过滤、洗涤、干燥。依据上述流程,若将10 m3海水中的溴元素转化为工业溴,至少需要标准状况下Cl2的体积为L(忽略Cl2的溶解、忽略Br-的损失)。答案解析1.【解析】(1)石油

10、分馏是在分馏塔中完成的,分馏的种类有常压分馏和减压分馏。(2)为了获得化工原料乙烯,往往对石油进行裂解,需要较高的温度(7001 000),这种反应属于化学反应。(3)煤的干馏是化学变化,这是煤的综合利用;而煤的气化、液化也是近年来煤综合利用的重要方法。答案:(1)分馏塔 减压分馏获得沸点范围不同的各种馏分(2)高温裂解(3)煤的干馏 煤的液化C+H2OCO+H22.【解析】(1)空气中的O2、CO2可以溶于水,故天然水中溶解的气体主要有O2、CO2。(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂水解生成胶状物质,可吸附杂质而净水。(3)水的软化是通过化学方法除去水中的钙离子和镁离子,如加热;也可以

11、通过离子交换树脂除去。(4)1.210-3mol56 gmol-11 000 mgg-1=67.2 mg,为6.72;610-4mol40 gmol-11 000 mgg-1=24 mg,为3.38,故此水的硬度为10.1。(5)中和10 m3c()=810-4molL-1中的和沉淀10 m3c(Mg2+)=610-4molL-1中的Mg2+需要Ca(OH)2740 g,然后沉淀加入的Ca(OH)2及原溶液中的Ca2+需要Na2CO31 484 g。答案:(1)O2 CO2(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(任写两种,合理即可)铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体,吸附天然水中的悬浮

12、物并破坏天然水中的其他带异电荷的胶体,使其下沉,达到净化目的(3)水中胶体及悬浮物沉淀下来,而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子(4)10.1 (5)740 1 4843.【解析】(1)Ca2+、与OH-反应生成碳酸钙沉淀,由于Mg(OH)2的溶解度小,故碱会使Mg2+沉淀下来而不转化为MgCO3沉淀。(2)CO2溶于水显酸性,故可以调节溶液的pH。(3)明矾中的Al3+水解生成Al(OH)3胶体,故明矾常用于净水。(4)NH2Cl中氮元素为-3价,氯元素为+1价,NH2Cl与水的反应,元素的化合价不变化。(5)先用明矾通过混凝沉淀,然后过滤,再用漂白粉杀菌消毒,可使被污染的水变成饮用水。答案

13、:(1)Mg(OH)2、CaCO3 (2)调节酸度(3)铝盐 Al3+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+ (4)B(5)先用明矾通过混凝沉淀,然后过滤,再用漂白粉杀菌消毒,可使被污染的水变成饮用水4.【解析】含CN-的废水在碱性条件下,CN-与ClO-发生氧化还原反应:CN-+ClO-= CNO-+Cl-。含的废水在酸性条件下与发生氧化还原反应生成和Cr3+。当消耗0.4 mol转移2.4 mol e-,即有1 mol反应时转移6 mol电子,故的还原产物是Cr3+,二者反应的离子方程式为3+4+26H+=6+ 8Cr3+13H2O。答案:(1)氧化还原法(2)CN-+ClO-=CNO-+

14、Cl-(3)调节废水pH,使其转化成Cr(OH)3沉淀除去(4)3+4+26H+=6+8Cr3+13H2O(5)Cu2+2OH-=Cu(OH)2、Cu(OH)2(s)+S2-(aq) =CuS(s)+2OH-(aq)5.【解析】(1)因温度较高时KOH与Cl2反应生成的是KClO3,而不是KClO,故需在较低的温度下进行。(2)+6价的铁元素易得电子表现出强氧化性,可杀菌消毒;其还原产物为Fe3+,在水中形成Fe(OH)3胶体,可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉。(3)水的净化需要蒸馏。(4)根据电子得失守恒和质量守恒来配平,可得4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2+8OH-(5)下一

15、步反应为2Fe3+3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O,故过量的KOH作为下一步的反应物。答案:(1)温度较低(2)+6价的铁元素易得电子表现出强氧化性,可杀菌消毒;还原产物铁元素为+3价,在水中形成Fe(OH)3胶体,可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉(3)蒸馏(4)4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3+8KOH+3O2(5)为下一步反应提供反应物 (6)KNO3 KCl6.【解析】(1)为了增强溶液的导电性,因此可选用易溶性强电解质溶液,排除a和b。考虑到题中要求电解时保持污水的pH在5.06.0之间,因此不能添加NaOH。(2)电解时铁作阳极,因此主要发生Fe-2e-=Fe

16、2+,同时也发生副反应,即溶液中的OH-失电子被氧化成O2。(3)根据得失电子守恒和电荷守恒即可得离子方程式。(4)由于原电池的负极产物有水生成,所以负极必有参加,同时根据碳守恒可知A必为CO2,负极反应式可表示为CH4+4-8e-=5CO2+2H2O。答案:(1)c(2)Fe-2e-=Fe2+4OH-4e-=2H2O+O2(3)4Fe2+10H2O+O2=4Fe(OH)3+8H+(4)CO27.【解析】(1)在阳极是阴离子放电。由于海水中Br-浓度太小,所以主要是Cl-放电。在阴极是H+放电,致使溶液中OH-浓度增大,所以Mg2+转化为Mg(OH)2;OH-还能与反应生成,与Ca2+结合生成

17、CaCO3沉淀。(2)由于得到的是MgCl26H2O,所以需要经过加热浓缩、冷却结晶、过滤等步骤,而不能直接将溶液蒸干。10 m3海水中Br-的质量为104L64 mgL-1=6.4105mg=640 g,根据Cl2+2Br-=2Cl-+Br2可知一次转化消耗89.6 L Cl2(标准状况下),两次需要179.2 L Cl2(标准状况下)。答案:(1)2Cl-2e-=Cl2Mg(OH)2Ca2+OH-+=CaCO3+H2Ob(2)富集溴元素SO2+Br2+2H2O=4H+2Br-+ 通入空气将溴蒸气带出,使Br2(g) Br2(aq)或Br2+H2OHBr+HBrO平衡向左移动加热浓缩冷却结晶179.2