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2019-2020年高中化學 海水資源 工業(yè)制堿綜合檢測 魯科版選修2 一、選擇題(本題包括12小題，每小題5分，共60分) 1．污水處理的主要方法有：①中和法；②化學沉淀法；③氧化還原法；④過濾法。其中屬于化學方法的有(　　) A．①②③　　　　　　　 B．①②④ C．②③④ D．①②③④ 【答案】　A 2．鍋爐水垢的主要成分是(　　) A．CaCO3、MgCO3 B．CaSO4、MgCO3 C．CaCO3、Mg(OH)2 D．CaSO4、CaCO3 【答案】　C 3．(xx湖州高二檢測)加熱后沒有沉淀生成的水肯定不是(　　) A．純凈的水 B．蒸餾水 C．具暫時硬度的水 D．具永久硬度的水 【解析】　具暫時硬度的水中含Ca2＋、Mg2＋、HCO，加熱后產(chǎn)生難溶性的CaCO3和MgCO3，MgCO3又轉(zhuǎn)變?yōu)楦y溶的Mg(OH)2。 【答案】　C 4．電解飽和食鹽水兩電極上產(chǎn)生氣體的體積比應是1∶1，但實際測量時卻發(fā)現(xiàn)V(H2)>V(Cl2)(常溫常壓)，其原因可能是(　　) A．H2的摩爾質(zhì)量比Cl2的小 B．Cl2有刺激性氣味 C．H2的熔、沸點比Cl2的低 D．H2的溶解度比Cl2的小 【解析】　由于H2難溶于水而Cl2能溶于水，故實測V(H2)>V(Cl2)。 【答案】　D 5．下列反應原理在索爾維制堿法中沒有使用的是(　　) A．2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O B．NH4ClNH3↑＋HCl↑ C．2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑ D．NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl 【解析】　A項在索爾維制堿法中用于回收NH3；C項用于制備純堿；D項用于制備NaHCO3。 【答案】　B 6．屬于聯(lián)合制堿法優(yōu)點的是(　　) A．氨和二氧化碳由合成氨廠提供 B．母液可回收氯化銨 C．氯化鈉的利用率達95%以上 D．以上全是 【解析】　聯(lián)合制堿法的反應為：NaCl＋H2O＋NH3＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl，合成氨廠為制備原料H2，同時得副產(chǎn)物CO2：CO＋H2O(g)CO2＋H2，故A對；由聯(lián)合制堿反應得B對，C項則考查了教材中的數(shù)據(jù)。 【答案】　D 7．1791年，法國醫(yī)生呂布蘭首先獲得制堿專利，以食鹽、濃硫酸、石灰石、煤為原料制堿，該方法分三步： ①用NaCl與H2SO4反應制Na2SO4： 2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl↑ ②用焦炭還原Na2SO4制Na2S： Na2SO4＋2CNa2S＋2CO2↑ ③用硫化鈉與石灰石反應制Na2CO3： Na2S＋CaCO3Na2CO3＋CaS 下列說法正確的是(　　) A．②③兩步都是氧化還原反應 B．只有第②步是氧化還原反應 C．該方法對生產(chǎn)設備基本沒有腐蝕 D．該方法原料利用率較高 【解析】　依據(jù)氧化還原反應是有化合價變化的反應可知，第②步是氧化還原反應，故A錯，B對；該生產(chǎn)中產(chǎn)生HCl，對生產(chǎn)設備腐蝕嚴重；該方法原料利用不充分，故C、D錯。 【答案】　B 8．關于NaHCO3的性質(zhì)，下列說法正確的是(　　) A．和酸反應放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少 B．相同溫度下溶解度比Na2CO3要大 C．加熱法可除去NaHCO3中混有的Na2CO3 D．NaHCO3只能和酸作用不能和堿作用 【解析】　A項中生成等量的CO2時，Na2CO3消耗的酸多，A正確；B項NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的，B錯誤；C項中2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，C錯誤；D項NaHCO3和酸、堿都能反應，D錯誤。 【答案】　A 9．反應NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl是著名的“侯氏制堿法”的重要反應。下面是4位同學對該反應涉及的有關知識發(fā)表的部分見解。其中不正確的是(　　) 【解析】　析出NaHCO3后的溶液為NaHCO3的飽和溶液。 【答案】　C 10．某同學按圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是(　　) A．電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生 B．電解初期，主反應方程式為：Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑ C．電解一定時間后，石墨電極上無銅析出 D．整個電解過程中，H＋的濃度不斷增大 【解析】　從裝置圖可以看出銅接電源正極作陽極，石墨作陰極，應在陰極區(qū)產(chǎn)生H2，且H＋濃度應逐漸減小，故A、D錯。電解初期主要是電解H2SO4，而隨電解進行，溶液中CuSO4濃度逐漸增大，Cu2＋參與電極反應而在石墨電極上析出Cu，故B正確，C錯誤。 【答案】　B 11．向下列溶液中通入CO2，一定能產(chǎn)生沉淀的是(　　) A．Ca(OH)2溶液 B．CaCl2溶液 C．Na2SO4溶液 D．氨化的NaCl溶液 【解析】　A項，Ca(OH)2＋CO2(少量)===CaCO3↓＋H2O，Ca(OH)2＋2CO2(足量)===Ca(HCO3)2；B項，CaCl2溶液與CO2不反應；C項，Na2SO4溶液與CO2不反應；D項，NH3＋H2O＋NaCl＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl。 【答案】　D 12．某地有甲、乙兩工廠排放污水，污水中各含有下列8種離子中的四種(兩廠不含相同離子)：Ag＋、Ba2＋、Fe3＋、Na＋、Cl－、SO、NO、OH－。兩廠單獨排放都會造成嚴重的水污染，如將兩廠的污水按一定比例混合，沉淀后污水便變成無色澄清且只含NaNO3，污染程度會大大降低。關于污染源的分析，你認為正確的是(　　) A．SO和NO可能來自同一工廠 B．Cl－和NO一定在不同工廠 C．Ag＋和Na＋可能在同一工廠 D．Na＋和NO來自同一工廠 【解析】　水污染是當今世界一個普遍問題，根據(jù)題意知，甲、乙廠各自的廢水中必定不存在沉淀，且陰、陽離子同時存在。若Ag＋在甲廠，則Cl－、SO、OH－必在乙廠；那么Ba2＋、Fe3＋也得在甲廠中，否則將生成沉淀。由于甲廠中為陽離子，所以NO必在甲廠中，陽離子Na＋必在乙廠中。故Ag＋、Na＋不同廠，SO、NO不同廠，Na＋、NO不同廠，因而B正確。 【答案】　B 二、非選擇題(包括4小題，共40分) 13．(10分)水處理技術(shù)在生產(chǎn)、生活中應用廣泛。 (1)含有較多________的水稱為硬水。硬水加熱后產(chǎn)生碳酸鹽沉淀的離子方程式為____________________________________________(寫出一個即可)。 (2)將RH型陽離子交換樹脂和ROH型陰離子交換樹脂串接來軟化天然硬水，應先使硬水通過________(填“RH”或“ROH”)型離子交換樹脂，原因是 _________________________________________________________。 (3)通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留，從而獲得純凈水的方法稱為________。電滲析法凈化水時，使離子通過半透膜的推動力是________________________。 (4)檢驗蒸餾水的純度時，最簡單易行的方法是測定水的________。 【解析】　(1)通常按水中Ca2＋、Mg2＋的多少，把天然水分為硬水和軟水。含有較多Ca2＋、Mg2＋的水叫做硬水；如果水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起的，這種硬度叫做暫時硬度。具有暫時硬度的水可以用加熱的方法進行軟化，方程式為Ca2＋＋2HCOCaCO3↓＋CO2↑＋H2O、Mg2＋＋2HgCO3↓＋CO2↑＋H2O。 (2)如果水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的，這種硬度叫做永久硬度。具有永久硬度的水可以采用離子交換法進行軟化。離子交換劑中陽離子與水中的Ca2＋、Mg2＋發(fā)生離子交換，使水得到凈化。如果硬水先通過ROH型陰離子交換樹脂時可能產(chǎn)生Mg(OH)2等沉淀而影響交換效果，所以先通過RH型陽離子交換樹脂。 (3)電滲析法是一種利用離子交換膜進行海水淡化的方法。在外加電場的作用下，水溶液中陰、陽離子會分別向兩極移動，如果在中間加上一種交換膜，就可能達到分離濃縮的目的。所以電滲析法凈化水時，使離子通過半透膜的推動力是電勢差或電場力。 (4)因為水的電離程度極小，所以純水是幾乎不導電的，因此要檢驗蒸餾水的純度時，最簡單易行的方法是測定水的電導率或電阻率。 【答案】　(1)Ca2＋、Mg2＋　Ca2＋＋2HCOCaCO3↓＋CO2↑＋H2O(或Mg2＋＋2HgCO3↓＋CO2↑＋H2O) (2)RH　先通過陰離子交換樹脂時可能產(chǎn)生Mg(OH)2等沉淀而影響交換效果 (3)反滲透法　電勢差或電場力 (4)電導率(或電阻率) 14．(10分)在玻璃圓筒中盛有兩種無色的互不相溶的中性液體。上層液體中插入兩根石墨電極，圓筒內(nèi)還放有一根下端彎成環(huán)狀的玻璃攪棒，可以上下攪動液體，裝置如圖所示。接通電源，陽極周圍的液體呈現(xiàn)棕色，且顏色由淺變深，陰極上有氣泡生成。停止通電，取出電極，用攪棒上下劇烈攪動。靜置后液體又分成兩層，下層液體呈紫紅色，上層液體幾乎無色。根據(jù)上述實驗回答： (1)陽極上的電極反應式為_________________________。 (2)陰極上的電極反應式為_________________________。 (3)原上層液體是____________________。 (4)原下層液體是____________________。 (5)攪拌后兩層液體顏色發(fā)生變化的原因是____________________。 (6)要檢驗上層液體中含有的金屬離子，其方法是______________； 現(xiàn)象是__________________________。 【解析】　(1)使用惰性電極(石墨)電解溶液時，陽極上離子按照I－、Br－、Cl－、OH－順序失電子，結(jié)合題目給出的“下層液體呈紫紅色”，可知這里是I－失電子生成I2。所以陽極反應是2I－－2e－===I2。 (2)電解時，陰極發(fā)生得電子反應，溶液中能得電子變成氣體的只有H＋，生成H2。所以陰極反應是2H＋＋2e－===H2↑。 (3)兩種無色的互不相溶的中性溶液，一種為水溶液，一種為有機溶劑。根據(jù)對電解過程的分析，反應會產(chǎn)生I2，最后I2會被有機溶劑萃取。因為最后下層液體呈紫紅色，所以有機溶劑密度比水大。上層的水溶液應該為含I－的鹽溶液，例如KI溶液、NaI溶液等。下層液體為CCl4、CHCl3等密度比水大的有機溶劑。 (5)I2在有機溶劑中的溶解度大于在水中的溶解度，所以絕大部分I2都轉(zhuǎn)移到有機溶劑中，有機溶劑顯示出紫紅色。 (6)可以通過焰色反應來檢驗。若前面填KI，則這里正確的方法是：用鉑絲蘸取少量溶液放在無色火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃可觀察到火焰呈紫色[其他合理答案也可。例如，若(3)中答NaI水溶液，這里答火焰呈黃色]。 【答案】　(1)2I－－2e－===I2 (2)2H＋＋2e－===H2↑ (3)KI(或NaI等)水溶液　(4)CCl4(或CHCl3等) (5)I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，所以絕大部分I2都轉(zhuǎn)移到CCl4中 (6)焰色反應　透過藍色鈷玻璃觀察火焰呈紫色[其他合理答案也可。例如，若(3)中答NaI水溶液，這里答火焰呈黃色] 15．(10分)氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如圖所示。 (1)溶液A的溶質(zhì)是________。 (2)電解飽和食鹽水的離子方程式是____________________________。 (3)電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2～3。用化學平衡移動原理解釋鹽酸的作用：______________________________________。 (4)電解所用的鹽水需精制，去除有影響的Ca2＋、Mg2＋、NH、SO[c(SO)>c(Ca2＋)]。 精制流程如下(淡鹽水和溶液A來自電解池)： ①鹽泥a除泥沙外，還含有的物質(zhì)是________。 ②過程Ⅰ中將NH轉(zhuǎn)化為N2的離子方程式是______________________。 ③BaSO4的溶解度比BaCO3的小。過程Ⅱ中除去的離子有________。 ④經(jīng)過程Ⅲ處理，要求鹽水c中剩余Na2SO3的含量小于5 mgL－1。若鹽水b中NaClO的含量是7.45 mgL－1，則處理10 m3鹽水b，至多添加10% Na2SO3溶液________kg(溶液體積變化忽略不計)。 【解析】　根據(jù)鈉離子的移動方向可知左邊為陽極室，右邊為陰極室，陰極發(fā)生還原反應生成氫氣和氫氧化鈉，溶液A為氫氧化鈉溶液。堿性條件下鎂離子形成氫氧化鎂沉淀，故鹽泥a中還含有Mg(OH)2；堿性條件下，具有氧化性的氯氣將銨根離子氧化成氮氣，氯氣轉(zhuǎn)化為氯離子，離子方程式為2NH＋3Cl2＋8OH－===N2＋6Cl－＋8H2O；硫酸鋇的溶度積小于碳酸鋇，在鹽水a(chǎn)中加入碳酸鋇，將有硫酸鋇沉淀生成，從而除去SO，同時引入了CO，CO與Ca2＋結(jié)合生成碳酸鈣沉淀，從而除去鈣離子；10 m3鹽水b中次氯酸鈉的物質(zhì)的量為＝1(mol)，由電子守恒知，其完全反應消耗亞硫酸鈉1 mol，鹽水c中剩余亞硫酸鈉的含量小于5 mgL－1，則有：1 mol126 gmol－1＋510－3 gL－110103 L＝10%m，m＝1 760 g＝1.76 kg。 【答案】　(1)NaOH (2)2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－ (3)Cl2與水反應：Cl2＋H2OHCl＋HClO，增大HCl的濃度使平衡逆向移動，減少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出 (4)①Mg(OH)2?、?NH＋3Cl2＋8OH－===N2＋6Cl－＋8H2O　③SO、Ca2＋　④1.76 16．(10分)工業(yè)上可用食鹽和石灰石為主要原料，經(jīng)不同的方法生產(chǎn)純堿。請回答下列問題： (1)呂布蘭法是以食鹽、石灰石、濃硫酸、焦炭為原料，在高溫下進行煅燒，再浸取，結(jié)晶而制得純堿。 ①食鹽和濃硫酸反應的化學方程式為________________________。 ②硫酸鈉和焦炭、石灰石反應的化學方程式為________________(已知產(chǎn)物之一為CaS)。 (2)氨堿法的工藝如圖所示，得到的碳酸氫鈉經(jīng)煅燒生成純堿。 ①圖中的中間產(chǎn)物C是________，D是________。(寫化學式)。 ②裝置乙中發(fā)生反應的化學方程式為__________________________。 (3)聯(lián)合制堿法是對氨堿法的改進，其優(yōu)點是_________________。 (4)有人認為碳酸氫鉀與碳酸氫鈉的化學性質(zhì)相似，故也可用氨堿法以氯化鉀和石灰石為原料制碳酸鉀。請結(jié)合下圖的溶解度(S)隨溫度變化曲線，分析說明是否可行？_______________________________。 【解析】　(1)是考查工業(yè)生產(chǎn)中的基本原理；(2)是生產(chǎn)過程中工藝的考查，在細讀生產(chǎn)工藝圖中各物質(zhì)的變化后，可得出；(3)考查對教材知識的掌握情況；(4)分析圖可看出NaHCO3與新信息KHCO3在溶解度曲線中的差別，可推測溶解度的差別是判斷的依據(jù)。 【答案】　(1)①2NaCl＋H2SO4(濃)Na2SO4＋2HCl↑ ②Na2SO4＋4C＋CaCO3CaS＋Na2CO3＋4CO↑ 或Na2SO4＋2C＋CaCO3CaS＋Na2CO3＋2CO2↑ (2)①Ca(OH)2　NH3?、贜H3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl (3)保留了氨堿法的優(yōu)點，使食鹽的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，原料氣氨氣和二氧化碳都由氨廠提供，減少CaCO3制CO2這一工序，降低了能耗與污染 (4)不可行，因為碳酸氫鉀溶解度較大，且在常溫下與氯化鉀的溶解度差別小，在氨鹽水碳酸化時無法大量析出