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2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題三十八 化學(xué)與技術(shù)專題演練 1．(xx課標(biāo)全國(guó)Ⅰ，36)氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水，可溶于氯離子濃度較大的體系，在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過(guò)程如下： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 回答下列問題： (1)步驟①中得到的氧化產(chǎn)物是________，溶解溫度應(yīng)控制在60～70 ℃，原因是________________________________________。 (2)寫出步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)步驟⑤包括用pH＝2的酸洗、水洗兩步操作，酸洗采用的酸是________(寫名稱)。 (4)上述工藝中，步驟⑥不能省略，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)步驟②、④、⑤、⑧都要進(jìn)行固液分離。工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有________(填字母) A．分餾塔 B．離心機(jī) C．反應(yīng)釜 D．框式壓濾機(jī) (6)準(zhǔn)確稱取所制備的氯化亞銅樣品m g，將其置于過(guò)量的FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加入適量稀硫酸，用a molL－1的K2Cr2O7溶液滴定到終點(diǎn)，消耗K2Cr2O7溶液b mL，反應(yīng)中Cr2O被還原為Cr3＋，樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 2．(xx山東理綜，32)工業(yè)上利用氨氧化獲得的高濃度NOx氣體(含NO、NO2)制備NaNO2、NaNO3，工藝流程如下： 已知：Na2CO3＋NO＋NO2===2NaNO2＋CO2 (1)中和液所含溶質(zhì)除NaNO2及少量Na2CO3外，還有________(填化學(xué)式)。 (2)中和液進(jìn)行蒸發(fā)Ⅰ操作時(shí)，應(yīng)控制水的蒸發(fā)量，避免濃度過(guò)大，目的是________。蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸氣中含有少量NaNO2等有毒物質(zhì)，不能直接排放，將其冷凝后用于流程中的________(填操作名稱)最合理。 (3)母液Ⅰ進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)加入稀HNO3的目的是________。母液Ⅱ需回收利用，下列處理方法合理的是________。 a．轉(zhuǎn)入中和液 b．轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅰ操作 c．轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液 d．轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ操作 (4)若將NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比設(shè)為2∶1，則生產(chǎn)1.38噸NaNO2時(shí)，Na2CO3的理論用量為________噸(假定Na2CO3恰好完全反應(yīng))。 3．(xx課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，36)將海水淡化與濃海水資源化結(jié)合起來(lái)是綜合利用海水的重要途徑之一。一般是先將海水淡化獲得淡水，再?gòu)氖Ｓ嗟臐夂Ｋ型ㄟ^(guò)一系列工藝流程提取其他產(chǎn)品。 回答下列問題： (1)下列改進(jìn)和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設(shè)想和做法可行的是________(填序號(hào))。 ①用混凝法獲取淡水?、谔岣卟糠之a(chǎn)品的質(zhì)量 ③優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種?、芨倪M(jìn)鉀、溴、鎂等的提取工藝 (2)采用“空氣吹出法”從濃海水中吹出Br2，并用純堿吸收。純堿吸收溴的主要反應(yīng)是Br2＋Na2CO3＋H2O―→NaBr＋NaBrO3＋NaHCO3，吸收1 mol Br2時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子為________mol。 (3)海水提鎂的一段工藝流程如下圖： 濃海水的主要成分如下： 離子 Na＋ Mg2＋ Cl－ SO 濃度/(gL－1) 63.7 28.8 144.6 46.4 該工藝過(guò)程中，脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為________，產(chǎn)品2的化學(xué)式為____________________，1 L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為________g。 (4)采用石墨陽(yáng)極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________； 電解時(shí)，若有少量水存在會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________________。 題型集訓(xùn)38　化學(xué)與技術(shù) 一年模擬試題精練 1.(xx太原模擬)工業(yè)上用活性炭吸附海帶提碘后廢水中的I－制取I2，其流程如下圖： (1)向廢水中加入NaNO2并調(diào)節(jié)pH＜4，寫出此反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。 (2)用活性炭吸附生成的單質(zhì)碘的目的是____________________ ________________________________________________________________________， 用濃、熱NaOH洗脫吸附的碘的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)從調(diào)節(jié)pH后所得的溶液中獲取碘，工業(yè)上可用熱空氣吹出，其原因是___________________________________________； 若取少量該溶液在實(shí)驗(yàn)室中分離得到單質(zhì)碘，需要進(jìn)行的操作為________________________________________________________________________。 2．(xx哈爾濱三模)煤是重要的能源，也是生產(chǎn)化工產(chǎn)品的重要原料。試用所學(xué)知識(shí)，解答下列問題： (1)煤的轉(zhuǎn)化技術(shù)包括煤的氣化技術(shù)和液化技術(shù)。煤的液化技術(shù)又分為______________和______________。 (2)在煤燃燒前需對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理。煤的某種脫硫技術(shù)的原理如下所示： FeS2Fe2＋＋SOFe3＋ 這種脫硫技術(shù)稱為微生物脫硫技術(shù)。該技術(shù)的第一步反應(yīng)的離子方程式為__________________________，第二步反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。 (3)工業(yè)煤干餾得到的產(chǎn)品有焦炭、________、________、和________。 (4)工業(yè)上主要采用氨氧化法生產(chǎn)硝酸，如圖是氨氧化率與氨－空氣混合氣中氧氨比的關(guān)系。其中直線表示反應(yīng)的理論值；曲線表示生產(chǎn)實(shí)際情況。當(dāng)氨氧化率達(dá)到100%，理論上r{n(O2)/n(NH3)}＝________，實(shí)際生產(chǎn)要將r值維持在1.7～2.2之間，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 3．(xx棗莊市模擬)硝酸銨是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品，某工廠制備硝酸銨的流程圖如下。請(qǐng)回答下列問題： (1)在上述工業(yè)制硝酸的生產(chǎn)中，B設(shè)備的名稱是________，其中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________ ________________________________________________________________________。 (2)1909年化學(xué)家哈伯在實(shí)驗(yàn)室首次合成了氨，xx年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者格哈德埃特爾在哈伯研究基礎(chǔ)上證實(shí)了氫氣和氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的反應(yīng)過(guò)程，示意圖如下： 已知圖⑤表示生成的NH3離開催化劑表面，圖②和圖③的含義分別是________、________。 (3)在合成氨的設(shè)備(合成塔)中，設(shè)置熱交換器的目的是 ________________________________________________________________________； 在合成硝酸的吸收塔中通入空氣的目的是___________________ ________________________________________________________________________。 (4)若用NH3制取NO的轉(zhuǎn)化率為96%，NO轉(zhuǎn)化為硝酸的利用率為92%，則制取HNO3的氨占全部氨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為________。 4．(xx吉林聯(lián)考)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑。其生產(chǎn)工藝如下： 已知：①2KOH＋Cl2===KCl＋KClO＋H2O(條件：溫度較低) ②6KOH＋3Cl2===5KCl＋KClO3＋3H2O(條件：溫度較高) ③2Fe(NO3)3＋3KClO＋10KOH===2K2FeO4＋6KNO3＋3KCl＋5H2O 回答下列問題： (1)該生產(chǎn)工藝應(yīng)在________(填“溫度較高”或“溫度較低”)的情況下進(jìn)行。 (2)寫出工業(yè)上制取Cl2的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)K2FeO4可作為新型多功能水處理劑的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)配制KOH溶液時(shí)，是在每100 mL水中溶解61.6 g KOH固體(該溶液的密度為1.47 g/mL)，它的物質(zhì)的量濃度為________。 (5)在“反應(yīng)液Ⅰ”中加KOH固體的目的是①________________________________________________________________________， ②________________。 (6)從“反應(yīng)液Ⅱ”中分離出K2FeO4后，副產(chǎn)品是________________(寫化學(xué)式)。 參考答案 題型集訓(xùn)38　化學(xué)與技術(shù) 【兩年高考真題演練】 1.解析　(1)步驟①是在硫酸提供的酸性條件下，利用硝酸銨氧化銅，氧化產(chǎn)物為CuSO4。若溫度過(guò)高硝酸銨會(huì)分解，溫度過(guò)低溶解速度慢，故選用60～70 ℃這一適宜溫度。(2)步驟③后續(xù)操作是過(guò)濾，過(guò)濾得到的固體經(jīng)處理得CuCl產(chǎn)品，所以反應(yīng)③是生成CuCl，反應(yīng)物為CuSO4、(NH4)2SO3、NH4Cl，利用SO還原Cu2＋，產(chǎn)物為CuCl沉淀，SO被氧化為SO，注意溶液呈酸性(H2SO4溶解)，然后配平即可。(3)由于水洗后回收硫酸銨，且CuCl可溶于Cl－濃度較大的體系，所以用硫酸洗，注意寫名稱。(4)步驟⑥為醇洗，由題給信息“CuCl難溶于醇”和“在潮濕空氣中易水解氧化”，可知醇洗的目的有3個(gè)，一是洗去表面的可溶性雜質(zhì)，二是減少產(chǎn)品的溶解損耗，三是洗去表面的殘留水，便于快速干燥，防止其水解氧化。(5)由于是進(jìn)行固液分離，故可用離心機(jī)和框式壓濾機(jī)。(6)CuCl被FeCl3溶液氧化為Cu2＋，F(xiàn)eCl3被還原為Fe2＋，利用K2Cr2O7滴定Fe2＋，根據(jù)電子得失守恒有：CuCl ～FeCl3～K2Cr2O7， w(CuCl)＝100%＝%。 答案　(1)CuSO4或Cu2＋　溫度低溶解速度慢、溫度過(guò)高銨鹽分解 (2)2Cu2＋＋ SO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋　(3)硫酸 (4)醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化　(5)BD　(6)% 2.解析　(1)NO2 與Na2CO3 反應(yīng)有NaNO3 生成。(2)中和液進(jìn)行蒸發(fā)Ⅰ操作時(shí)，若水的蒸發(fā)量大，溶液濃度過(guò)大時(shí)，NaNO2 有可能析出。蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸氣中含有少量的NaNO2等有毒物質(zhì)，不能直接排放，將其冷凝后用于流程中的溶堿最合理。(3)母液Ⅰ進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)加入稀HNO3可將NaNO2 氧化為NaNO3 。母液Ⅱ中的溶質(zhì)主要是NaNO3 ，將其轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液或轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ操作可以提高產(chǎn)率，所以合理處理的方法選c、d。(4)1.38噸NaNO2的物質(zhì)的量為：1.38106 g69 g/mol＝2104 mol，則生成的NaNO3物質(zhì)的量為：1104mol，根據(jù)Na 原子守恒，則Na2CO3的理論用量＝1/2(2104＋1104)mol106 g/mol＝1.59106g＝1.59噸。 答案　(1)NaNO3 (2)防止NaNO2的析出　溶堿 (3)將NaNO2氧化為NaNO3　c、d (4)1.59 3.解析　(1)利用混凝法只能除去海水中的懸浮物不能獲取淡水，故設(shè)想和做法可行的是②③④。 (2)配平化學(xué)方程式得：3Br2＋6Na2CO3＋3H2O===5NaBr＋NaBrO3＋6NaHCO3，由此可知，每3 mol Br2完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移5 mol e－，因此，吸收1 mol Br2時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子為 mol。 (3)根據(jù)濃海水的成分及工藝流程可知，脫硫后的澄清液中主要含有Na＋、Mg2＋、Cl－，則加入石灰乳發(fā)生反應(yīng)，Ca(OH)2＋Mg2＋===Ca2＋＋Mg(OH)2，經(jīng)過(guò)沉降過(guò)濾，濾渣干燥得到產(chǎn)品2，即Mg(OH)2，濾液主要含有Na＋、Cl－和大量的Ca2＋，用于濃海水脫硫，則脫硫階段的主要離子反應(yīng)為：Ca2＋＋SO===CaSO4↓，即產(chǎn)品1為CaSO4。由表中數(shù)據(jù)，可知1 L濃海水中含有28.8 g Mg2＋，則最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為：m[Mg(OH)2]＝58 gmol－1＝69.6 g。 (4)采用石墨陽(yáng)極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，熔融MgCl2中若有少量的水存在，則會(huì)發(fā)生Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑，從而造成產(chǎn)品鎂的消耗。 答案　(1)②③④ (2) (3)Ca2＋＋SO===CaSO4↓　Mg(OH)2　69.6 (4)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ 【一年模擬試題精練】 1.解析　(1)根據(jù)流程圖中信息，加入NaNO2時(shí)有NO生成，發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，I－被氧化為I2，其離子方程式為2NO＋4H＋＋2I－===2NO↑＋I(xiàn)2＋2H2O；(2)用活性炭吸附生成的單質(zhì)碘的目的是富集單質(zhì)碘，根據(jù)流程圖最后加入酸時(shí)又有I2生成，知用濃、熱NaOH洗脫吸附生成的碘的化學(xué)方程式為3I2＋6NaOHNaIO3＋5NaI＋3H2O；(3)根據(jù)碘的物理性質(zhì)，I2易升華，在水中的溶解度小，工業(yè)上可用熱空氣把I2從溶液中吹出；若取少量該溶液在實(shí)驗(yàn)室中分離得到單質(zhì)碘，需要進(jìn)行萃取、分液、蒸餾等操作。 答案　(1)2NO＋4H＋＋2I－===2NO↑＋I(xiàn)2＋2H2O (2)富集單質(zhì)碘　3I2＋6NaOHNaIO3＋5NaI＋3H2O (3)單質(zhì)碘在水中溶解度小，易升華　萃取、分液、蒸餾 2.解析　(1)煤直接液化是加氫轉(zhuǎn)化為液體燃料的過(guò)程；間接液化是先氣化、后液化的方法。(2)第一步先將－1價(jià)硫氧化；第二步再將Fe2＋氧化為Fe3＋。(4)由圖像可知r{n(O2)/n(NH3)}＝1.25時(shí)，氨氧化率為100%。 答案　(1)直接液化技術(shù)　間接液化技術(shù)　(2)2FeS2＋7O2＋2H2O4H＋＋2Fe2＋＋4SO　4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋2H2O　(3)焦?fàn)t煤氣　粗氨水　煤焦油　(4)1.25　O2太少不利于NH3的轉(zhuǎn)化，r值為2.2時(shí)氨氧化率已近100% 3.解析　(1)B中發(fā)生NH3的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O，設(shè)備為氧化爐。(2)圖②表示N2、H2吸附在催化劑表面，圖③表示在催化劑表面N2、H2斷裂為N、H原子，圖④表示N、H原子結(jié)合生成NH3。(3)熱交換器作用是利用余熱，節(jié)約熱量。吸收塔中通O2，發(fā)生反應(yīng)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，使NO全部轉(zhuǎn)化為HNO3。(4)設(shè)總氨為1 mol，制取HNO3的氨為x mol，則有0.960.92x＝(1－x)，x＝0.53。 答案　(1)氧化爐或氧化器 4NH3＋5O24NO＋6H2O (2)N2、H2被吸附在催化劑表面　在催化劑表面N2、H2中化學(xué)鍵斷裂 (3)利用余熱節(jié)約能源　可使NO循環(huán)利用，全部轉(zhuǎn)化成HNO3 (4)53%或 4.解析　(1)由工藝流程及題給已知條件可知，流程圖中生產(chǎn)工藝應(yīng)在溫度較低的情況下進(jìn)行有利于KClO的生成。(2)工業(yè)制氯氣是采用電解飽和食鹽水的方法。(4)由密度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度的關(guān)系式可求得c(KOH)≈10 molL－1。(6)根據(jù)化學(xué)方程式可知，副產(chǎn)品是KNO3和KCl。 答案　(1)溫度較低 (2)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (3)＋6價(jià)的Fe元素易得電子表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，可殺菌消毒，還原產(chǎn)物Fe3＋，在水中水解形成Fe(OH)3膠體，可吸附水中懸浮物并可使泥沙聚沉 (4)10 mol/L (5)①與“反應(yīng)液Ⅰ”中過(guò)量的Cl2繼續(xù)反應(yīng)，生成更多的KClO ②為下一步反應(yīng)提供反應(yīng)物 (6)KNO3、KCl