工业生产与实际应用.docx

1、工业生产与实际应用工业生产与实际应用1. 氯气常用于自来水厂杀菌消毒。（1）工业上用铁电极和石墨做为电极电解饱和食盐水生产氯气，铁电极作 极，石墨电极上的电极反应式为 。（2）氯氧化法是在碱性条件下，用Cl2将废水中的CN-氧化成无毒的N2和CO2。该反应的离子方程式为 。（3）氯胺（NH2Cl）消毒法是在用液氯处理自来水的同时通入少量氨气，发生反应：Cl2 + NH3 = NH2Cl + HCl，生成的NH2Cl比HClO稳定，且能部分水解重新生成HClO，起到消毒杀菌的作用。氯胺能消毒杀菌的原因是 （用化学用语表示）。氯胺消毒法处理后的水中，氮元素多以NH4+的形式存在。已知：NH4+(a

2、q) + 1.5O2(g)= NO2-(aq) + 2H+(aq) + H2O (l) H=273 kJmol-1NH4+(aq) + 2O2(g)= NO3-(aq) + 2H+(aq) + H2O (l) H =346 kJmol-1 NO2-(aq)被O2氧化成NO3-(aq)的热化学方程式为 。（4）在水产养殖中，可以用Na2S2O3将水中残余的微量Cl2除去，某实验小组利用下图所示装置和药品制备Na2S2O3。资料：. S2O32-在酸性溶液中不能稳定存在 .25时，H2CO3HCO3-+ H+ K=4.410-7 H2SHS- + H+ K=1.310-7 H2SO3HSO3-+

3、H+ K=1.5410-2 结合上述资料回答：1 开始通SO2时，在B口检测到有新的气体生成，判断从B口排出的气体中是否含有H2S，并写出判断依据 。为获得较多的Na2S2O3，当溶液的pH接近7时，应立即停止通入SO2，其原因 是 。（5）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na+）为电解质，其反应原理如下图所示：根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在 范围内（填字母序号）。物质NaSAl2O3熔点/97.81152050沸点/892444.62980a.100以下 b.100300 c. 300350 d. 3

4、502050放电时，电极A为 极。放电时，内电路中Na+的移动方向为 （填“从A到B”或“从B到A”）。充电时，总反应为Na2Sx = 2Na + xS（3x5），则阳极的电极反应式为 。2. （14分）某同学模拟工业“折点加氯法”处理氨氮废水的原理，进行如下研究。装置（气密性良好，试剂已添加）操作现象打开分液漏斗活塞，逐滴加入浓氨水C中气体颜色变浅稍后，C中出现白烟并逐渐增多（1）A中反应的化学方程式是 。（2）现象，C中发生的反应为：2NH3(g)3Cl2(g) N2(g)6HCl(g) ?H= 456 kJmol-1已知：NH3的电子式是 。断开1mol HN键与断开1molHCl键所需

5、能量相差约为 ，NH3中的HN键比HCl中的HCl键（填“强”或“弱”） 。（3）现象中产生白烟的化学方程式是 。（4）为避免生成白烟，该学生设计了下图装置以完成Cl2和NH3的反应。若该装置能实现设计目标，则石墨b电极上发生的是 反应（填“氧化”或“还原”）2 出石墨a电极的电极反应式： 。3. （14分）SO2、NO是大气污染物。吸收SO2 和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下（Ce为铈元素）：（1）装置中生成HSO3的离子方程式为 。（2）含硫各微粒（H2SO3、HSO3和SO32）存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数X(i)与溶液pH 的关系

6、如右图所示。下列说法正确的是 （填字母序号）。apH=8时，溶液中c(HSO3) ”或“ ”）。实际生产条件控制在250、1.3104kPa左右，选择此压强的理由是 。7. （14分）某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等。水垢会形成安全隐患，需及时清洗除去。清洗流程如下： 加入NaOH和Na2CO3混合液，加热，浸泡数小时； 放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡； 向洗液中加入Na2SO3溶液； 清洗达标，用NaNO2溶液钝化锅炉。 （1）用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是_。（2）已知：20时溶解度/gCaCO3CaSO4Mg(O

7、H)2MgCO31.410-32.5510-2910-41.110-2根据数据，结合化学平衡原理解释清洗CaSO4的过程_。（3）在步骤中： 被除掉的水垢除铁锈外，还有 。 清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，用离子方程式解释其原因_。（4）步骤中，加入Na2SO3的目的是 。 （5）步骤中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe2O3保护膜。 完成并配平其反应的离子方程式： Fe + NO2- + H2O= N2+ + 下面检测钝化效果的方法合理的是 。 a. 在炉面上滴加浓H2SO4，观察溶液出现棕黄色的时间 b. 在炉面上滴加酸性CuSO4溶液，观察蓝色消失的时间 c. 在炉面上滴加酸性

8、K3Fe(CN)6溶液，观察出现蓝色沉淀的时间 d. 在炉面上滴加浓HNO3，观察出现红棕色气体的时间 8. （12分）氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下： 依据上图完成下列问题：（1）在电解过程中，阴极上生成气体的电子式为 。（2）精制过程中除去阳离子中的Ca2+、Mg2+等杂质，除去Mg2+的离子方程式为 。（3）精制过程要除去，可选择下列溶液中的 （填字母序号），并将加入的顺序以箭头符号（）的形式画在图上（精制过程中加入试剂从左到右的顺序为先后顺序）。 a. Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2（4）在实际生产中也可以用BaCO3除去（已知溶解度BaSO

9、4”、“”、“ c(SO32-) c(OH-) c(H+)用 MnO2与水的悬浊液吸收上述尾气并生产MnSO4。 i. 得到MnSO4的化学方程式是_。ii.该吸收过程生成MnSO4时，溶液的pH变化趋势如图甲，SO2吸收率与溶液pH的关系如图乙。 图甲中pH变化是因为吸收中有部分SO2转化为H2SO4，生成H2SO4反应的化学方程式是_；由图乙可知pH的降低_SO2的吸收（填“有利于”或“不利于”），用化学平衡移动原理解释其原因是_。 12. （12分）空气吹出法是最早工业化海水提溴的方法，适合从低浓度含溴溶液中提取溴。（1）NaBr的电子式是 。（2）反应是将Br转化为Br2，反应的离子方

10、程式是 。（3）通入空气吹出Br2，并用Na2CO3吸收的目的是 。 （4）反应的化学方程式是 。（5）反应中每生成3 mol Br2，转移电子的物质的量是 mol。 （6）为了除去工业Br2中微量的Cl2，可向工业Br2中 （填字母）。a通入HBr?b加入NaBr溶液?c加入Na2CO3溶液? ?d加入Na2SO3溶液13. （14分）以锌锰废电池中的碳包（含碳粉、Fe、Cu、Ag和MnO2等物质 ）为原料回收MnO2的工艺流程如下：I. 将碳包中物质烘干，用足量稀HNO3溶解金属单质，过滤，得滤渣a；II. 将滤渣a在空气中灼烧除去碳粉，得到粗MnO2；III. 向粗MnO2中加入酸性H2

11、O2溶液，MnO2溶解生成Mn2+，有气体生成；IV. 向III所得溶液（pH约为6）中缓慢滴加0.50 mol?L-1 Na2CO3溶液，过滤，得滤渣b，其主要成分为MnCO3；V. 滤渣b经洗涤、干燥、灼烧，制得较纯的MnO2。（1）中Ag与足量稀HNO3反应生成NO的化学方程式为 。（2）已知II的灼烧过程中同时发生反应：MnO2(s) + C(s) = MnO(s) + CO (g) H = +24.4 kJ ? mol - 1MnO2(s) + CO(g) = MnO(s) + CO2(g) H = -148.1 kJ ? mol - 1写出MnO2和C反应生成MnO和CO2的热化学

12、方程式： 。（3）H2O2分子中含有的化学键类型为 、 。（4）III中MnO2溶解的离子方程式为 ，溶解一定量的MnO2，H2O2的实际消耗量比理论值高，用化学方程式解释原因： 。（5）IV中，若改为“向0.50 mol?L-1 Na2CO3溶液中缓慢滴加III所得溶液”，滤渣b中会混有较多Mn(OH)2沉淀，解释其原因： 。（6）V中MnCO3在空气中灼烧的化学方程式为 。14.（14分）对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。（1）含氰废水中的CN有剧毒。CN中C元素显+2价， N元素显-3价，用原子结构解释N元素显负价的原因是 ，共用电子对偏向N原子，N元素显负

13、价。在微生物的作用下，CN能够被氧气氧化成HCO3-，同时生成NH3，该反应的离子方程式为 。（2）含乙酸钠和对氯酚（）的废水可以利用微生物电池除去，其原理如下图所示。B是电池的 极（填“正”或“负”）；A极的电极反应式为 。（3）电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如下图所示（图中“HA”表示乳酸分子，A- 表示乳酸根离子）。1 阳极的电极反应式为 。 2 简述浓缩室中得到浓乳酸的原理： 。 电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6-8，此时进入浓缩室的OH-可忽略不计。400mL 10 g?L-1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145 g?L-1（溶液体积变化忽略不计

14、），阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为 L。（乳酸的摩尔质量为90 g? mol-1）15. （13分）利用工业炼铜后的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3），制备无机高分子絮凝剂聚合氯化铝和净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)。其工艺流程如下（部分操作和条件略）：.用稀盐酸浸取炉渣，过滤；.向滤液中加入过量NaClO溶液，调pH约为3，过滤；.溶液进行减压蒸发等操作,甩干后送入 聚合炉中进行高温聚合，得到聚合氯化铝。.将中得到沉淀洗涤、干燥,再与NaClO和NaOH反应，生成高铁酸钠。（1）稀盐酸溶解Fe2O3的离子方程式是 。（2）验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为 。（3）

15、已知： 生成氢氧化物沉淀的pH物质Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2开始沉淀时1.53.46.3完全沉淀时2.84.78.31 步骤中加入过量NaClO，反应的离子方程式是 。2 根据表中数据解释步骤中，调pH约为3的目的是 。（4）该工业流程存在缺点，在步骤伴随着有氯气产生，此反应方程式是 。（5）步骤中在减压蒸发与甩干操作之间，还需进行的操作是 。（6）在步骤中，若该反应生成166 g Na2FeO4转移3 mol电子，则参加反应的还原剂 和氧化剂的物质的量之比是 。16. （13分）利用某含铬废液含较低浓度的Na2Cr2O7、Fe2(SO4)3制备K2Cr2O7。流程如下：用Na

16、OH溶液调pH至3.6，产生红褐色沉淀，过滤；向滤液中加入Na2SO3，一定操作后分离出Na2SO4；将分离出Na2SO4后的溶液调pH约为5，得到Cr(OH)3沉淀；在KOH存在条件下，向Cr(OH)3中加入足量H2O2溶液，得到黄色溶液；向黄色溶液中加入物质A后，溶液变为橙红色，一定操作后得到K2Cr2O7固体；测定K2Cr2O7固体的纯度。已知：Cr2O72（橙红色）H2O2CrO42（黄色）2H+（1）步骤中红褐色沉淀的化学式是 。（2）步骤中加入Na2SO3的目的是 。（3）步骤中反应的离子方程式是 。（4）步骤中加入的物质A可以是 。（填序号） aKOH bK2CO3 cH2SO4

17、 dSO2（5）步骤的操作是：取0.45 g K2Cr2O7产品配成溶液，酸化后滴入18.00 mL 0.50 mol/L的FeSO4溶液，恰好使Cr2O72完全转化为Cr3+。产品中K2Cr2O7的纯度是 。（注：K2Cr2O7的摩尔质量为294 g/mol）（6）向橙红色的K2Cr2O7溶液中，滴加Ba(NO3)2溶液，产生黄色沉淀，溶液pH减小。试推测黄色沉淀是 ，溶液pH变小的原因是 。答案1. （1）阴 2Cl- - 2e- = Cl2（2）5Cl2 + 2CN- + 4H2O = 10Cl- + N2+ 2CO2+ 8H +（3） NH2Cl + H2O NH3 + HClO（不写

18、可逆号扣1分） 2NO2- (aq) + O2(g) = 2NO3-(aq) H = 146 kJmol-1（反应热写错扣1分）（4）答案1：含H2S，由电离常数知H2SO3酸性强于H2S，溶液中的S2-与H2SO3反应生成H2S。答案2：不含H2S，S2-还原性较强，能被SO2氧化生成其它含硫物质。（只写“含”或“不含”为0分）通入过多SO2会使溶液的pH小于7，S2O32-在酸性溶液中不能稳定存在。（5）c 负 从A到B Sx2- - 2e- = xSNaOH2. （14分）（1）NH3H2O = NH3+H2O（2） 40 弱（3） HCl+NH3=NH4Cl （4）还原 2NH36OH-6e-N26H2O3. （14分）（1）SO2 + OH= HSO3（2）a、cHSO3 在溶液中存在电离平衡：HSO3SO32+H+，加入CaCl2溶液后，Ca2+SO32= CaSO3使电离平衡右移，c(H+)增大。（3）NO+2H2O+3Ce4+=3