《测控指导》2015-2016学年高二化学苏教版选修2阶段测评：专题1、2　多样化的水处理技术 从自然资源到化学品 WORD版含解析.docx

1、阶段测评1(专题1专题2)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(每小题4分,共60分)1.造成“水华现象”最可能的原因是() A.水土流失B.有毒的废水大量排入汉江C.生活废水大量排入汉江,使水质富营养化D.汉江流域农业生产中长期使用农药解析:生活废水特别是含磷废水排入江中,能促使水中浮游生物大量繁殖,造成水体富营养化,发生在海湾称为“赤潮”,发生在淡水湖泊等称为“水华”现象。答案:C2.中学阶段介绍的应用电解法制备的物质主要有三种:一是铝的工业制备、二是氯碱工业、三是金属钠的制备。下列关于这三个工业生产的描述中正确的是()A.电解法制铝时一般是用熔融态的氧化铝进行电解但也可用其相应的盐

2、,如熔融态的AlCl3B.电解法生产铝时,需对铝土矿进行提纯,在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性C.在氯碱工业中,电解池中的阴极产生的是H2,NaOH在阳极附近产生D.氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl,在电解时它们的阴极都是Cl-失电子解析:A中AlCl3是共价化合物,不能电解制铝,C中NaOH是因为阴极附近水被电解留下OH-而产生的,D中在电解时它们的阳极都是Cl-失电子。答案:B3.水可以造福人类,但水被污染后却会给人类造成灾难。为了防止水被污染,下面项措施中,可以采用的是()抑制水中所有动植物的生长生活污水经过净化处理后再排放禁止使用农药和化肥不任意排放工业废水减少空气中硫氧

3、化物和氮氧化物的含量,防止形成酸雨A.B.C.D.解析:只能控制某些水生生物的生长,而不能抑制所有水生生物的生长。提倡合理使用农药、化肥,而不能完全禁止。答案:C4.化工生产必须在遵循科学原理、实现某个反应的基础上,着重考虑综合经济效益。从硫酸工业遵循的科学原理和综合经济效益分析,下列说法不正确的是()A.硫酸厂不应建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区B.硫酸厂靠近原料产地比靠近硫酸消费中心更为有利C.硫酸厂生产过程中的污水,含有硫酸等杂质,可用石灰乳中和处理D.可利用硫酸厂生产过程中产生的“废热”来供热和发电解析:因为硫酸成品的运输比较困难,所以应该靠近消费中心。答案:B5.对于反应4Fe

4、S2+11O22Fe2O3+8SO2,下列叙述正确的是()A.铁和硫两种元素被还原B.Fe2O3和SO2都既是氧化产物,又是还原产物C.1 mol FeS2在反应中失去10 mol电子D.如果O2过量,SO2都被氧化成SO3答案:B6.合成氨反应达到平衡时,氨气的百分含量与温度、压强的关系如右图所示。根据此图,判断合成氨工业最有前途的研究发展方向是()A.研究耐高压的合成塔B.研制低温催化剂C.提高温度D.探索不用氮氢合成氨的新途径答案:A7.传统饮用水的消毒剂是氯气。20世纪80年代初期科研人员在英国某城调查发现,儿童白血症发病率高是源于饮了氯气消毒的饮用水,这是因为()A.氯气有氧化性,会

5、作用于正常细胞而癌变B.氯水中的次氯酸具有杀菌性,正常细胞被氧化后异化为癌细胞C.氯气有毒,杀死正常细胞,不杀灭癌细胞D.氯气与水中有机物作用,生成有机氯化物而致癌解析:水中含有极少量有机化合物(如甲烷),用氯气消毒时,氯气在光照时与有机化合物(如甲烷)发生反应,生成低沸点的有机氯化物(如氯代甲烷的沸点都低于100 )致癌。答案:D8.有关合成氨的说法中,正确的是()A.从合成塔出来的混合气体,其中氨占15%,所以合成氨厂效率很低B.由于氨易液化,N2、H2是循环使用,所以总体来说氨的产率很高C.合成氨工业的反应温度控制在450 左右,因为该温度下化学平衡向正反应方向移动D.合成氨厂采用的压强

6、是2050 MPa,因为该压强下铁触媒的活性最大解析:依据合成氨工业适宜条件的选择来判断各选项,只有B正确。答案:B9.在吸收塔用98.3%的浓硫酸吸收SO3,而不用水吸收的理由是()A.用水吸收放出的热量多,影响吸收B.用水吸收速率快C.用浓硫酸吸收不生成酸雾,吸收速率快D.用浓硫酸吸收不生成酸雾,吸收速率慢答案:C10.硫酸工业中,在催化反应室中装有热交换器。采用热交换器的好处是()充分利用热量,降低能耗促使平衡向正反应方向移动,提高产率减少热量及环境污染提高最终产品的纯度A.B.C.D.解析:使用热交换器能充分利用热量,减少热量对环境的污染。SO2转化为SO3是放热反应,温度降低有利于平

7、衡向正反应方向移动。答案:C11.美国化学家诺塞拉研制出一种可以将水分解成氢气和氧气的催化剂,这将使氢气生产成为可能,并使太阳能使用步入新的时代,被称为“水发电技术”。下列有关说法正确的是()A.“水发电技术”是指水分解生成氢气和氧气,同时放出能量来发电B.“水发电技术”的能量转换形式为:化学能热能电能C.若水分解产生的H2和O2分别通入燃料电池的两极,通H2的极为电源正极D.“水发电技术”可实现发电过程中的零排放解析:A项水分解的过程是吸热过程,A说法有误;B项“水发电技术”的能量转换形式为太阳能化学能电能;C项氢氧燃料电池中,通H2的为电源负极;D项正确。答案:D12.下列有关硫铁矿制硫酸

8、的说法中,正确的是()A.沸腾炉中出来的炉气,可直接进入转化器中进行催化氧化B.焙烧硫铁矿的反应中,二氧化硫是唯一的氧化产物C.生产过程中要采用高温高压,以有利于二氧化硫更好地转化为三氧化硫D.三氧化硫在吸收塔中被吸收时,通常用质量分数为98.3%的硫酸作吸收剂,而不直接用水吸收解析:考查硫酸的生产工艺流程原理。沸腾炉中出来的炉气除了含有SO2、O2、N2外还有水蒸气及其他杂质,水蒸气和杂质对设备和下一步进行的氧化反应有害,因此必须进行净化和干燥处理,故A错误。FeS2被氧化,氧化产物为SO2和Fe2O3,故B错误。高温对反应速率有利,但对转化率不利;高压虽然对二者皆有利,但实践证明常压下二氧

9、化硫转化率已经很高,故C错误。用质量分数98.3%的硫酸作吸收剂,可以防止形成酸雾提高二氧化硫的吸收率,故D正确。答案:D13.下列关于电解饱和食盐水现象叙述正确的是()A.阴极产生使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体B.阳极产生使湿润的淀粉碘化钾试纸变红的气体C.阴极区溶液使酚酞试液变红D.阳极区溶液使酚酞试液变红解析:阳极产生Cl2使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,阴极区生成NaOH使酚酞试液变红。答案:C14.在一定温度下,用铂电极电解饱和Na2SO4溶液,对电解液判断不正确的是()A.会有晶体析出B.pH变小C.浓度不变D.pH不变解析:电解饱和Na2SO4溶液只消耗水。答案:B15.接触法制硫

10、酸中,进入接触室的气体组成(体积分数)为SO27%、O211%、N282%。在一定条件下达到平衡时,SO2的转化率为77%,则平衡时气体总体积是反应前的()A.38.5%B.77%C.6.4%D.97.3%解析:根据2SO2+O22SO3V217%77%7%77%2解得:(1-7%77%2)(1100%)=97.3%答案:D二、非选择题(共40分)16.(8分)硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。(1)硫酸的最大消费渠道是化肥工业,用硫酸制造的常见化肥有(任写一种)。(2)硫酸生产中,根据化学平衡原理来确定的条件或措施有(填序号)。A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎B.使用V2O5作催化剂C.接

11、触室中使用适宜的温度D.净化后的炉气中要有过量的空气E.催化氧化在常压下进行F.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3(3)在硫酸工业中,通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-98.3 kJmol-1在实际工业生产中,常采用“二转二吸法”,即将第一次转化生成的SO2分离后,将未转化的SO2进行二次转化,假若两次SO2的转化率均为95%,则最终SO2的转化率为。(4)硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备(沸腾炉、接触室、吸收塔)。三个设备分别使反应物之间或冷热气体间进行了“对流”。请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的。工业生产中常

12、用氨酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理。(只写出2个方程式即可)。解析:(2)根据化学平衡原理来确定的条件改变是D项(增大反应物浓度,使平衡正向移动)。根据化学平衡原理,降温有利于平衡正向移动,保持适宜温度是为了使催化剂效率最高。(3)转化率为95%+(1-95%)95%=99.75%。(4)注意SO2用NH3吸收后再用硫酸处理,可得相应化肥。SO2可以再次循环利用。答案:(1)硫酸铵(或硫酸钾)(2)D(3)99.75%(4)SO3从吸收塔底部进入,吸收剂(浓硫酸)从顶部下淋,形成对流SO2+NH3+H2ONH4HSO32NH4HSO3+H2SO4(

13、NH4)2SO4+2H2O+2SO2或SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO3(NH4)2SO3+H2SO4(NH4)2SO4+H2O+SO217.(8分)某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4,与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备(NH4)2SO4的工艺流程:请回答以下问题:(1)合成氨反应的化学方程式是。沉淀池中发生的主要反应方程式是。该反应能够发生的原因是。(2)在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是,可以循环使用的X是。(3)该生产过程中的副产品是,从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是;从物质的性质和工业生产实际的角度考虑该流程的主要缺陷是。解析:根据反应

14、CaSO4+CO2+2NH3+H2OCaCO3+(NH4)2SO4和平衡原理可知,生成的CaCO3溶解度小于CaSO4的溶解度,有利于反应正向进行,溶液呈碱性有利于CO2的吸收,所以要通入足量氨气;根据流程判断可知循环的气体X是CO2,副产品是生石灰。答案:(1)N2+3H22NH3CaSO4+CO2+2NH3+H2OCaCO3+(NH4)2SO4生成的CaCO3溶解度小于CaSO4的溶解度,有利于反应正向进行(2)一方面提供反应物,另一方面使溶液呈碱性有利于CO2的吸收CO2(3)生石灰该流程中,产生的CO2循环使用,得到的产品和副产品都是有用物质,无废物产生由于CaSO4溶解度小,此反应的

15、产率比较低18.(14分)氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,不溶于水、乙醇,熔点422 ,沸点1 366 ,在空气中迅速被氧化成绿色,常用作有机合成工业中的催化剂。以粗盐水(含Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质)、Cu、稀硫酸、SO2等为原料合成CuCl的工艺如下:(1)反应中加Na2CO3溶液的作用是。(2)反应在电解条件下进行,电解时阳极发生的电极反应可表示为。(3)写出反应的化学方程式:。(4)反应加入的Cu必须过量,其目的是。(5)反应后,过滤得到CuCl沉淀,用无水乙醇洗涤沉淀,在真空干燥机内于70 干燥2 h,冷却,密封包装即得产品。于70 真空干燥的目的是。解析:本题考查综合性实

16、验,难度中等。(1)加入Na2CO3溶液的作用是除去粗盐中的Ca2+和过量的Ba2+;(2)电解饱和食盐水时,阳极是阴离子放电;(3)从流程看出,Cu、O2、稀硫酸的产物是CuSO4,则反应物有CuSO4、SO2、NaCl,产物中有CuCl,方程式为2CuSO4+2NaCl+SO2+2H2O2CuCl+2NaHSO4+H2SO4或2CuSO4+2NaCl+SO2+2H2O2CuCl+Na2SO4+2H2SO4;(4)铜若少量,则铜直接与Cl2反应生成CuCl2;(5)真空干燥的目的是防止CuCl被空气氧化,70 的目的为加快乙醇和水的蒸发。答案:(1)除去Ca2+和过量的Ba2+(2)2Cl-

17、2e-Cl2(3)2CuSO4+2NaCl+SO2+2H2O2CuCl+2NaHSO4+H2SO4(或2CuSO4+2NaCl+SO2+2H2O2CuCl+Na2SO4+2H2SO4)(4)防止生成CuCl2(5)加快乙醇和水的蒸发,防止CuCl被空气氧化19.(10分)空气、海水等常见物质可以作为化工生产的原料,来制备纯碱等产品,下图所示为几种工业生产流程中有关物质的转化关系(部分产物和反应条件已略去)。请回答下列问题:(1)X的化学式为。(2)反应的化学方程式为;反应的反应类型为。(3)用海水制得的粗盐中常含有少量Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子,实验室中欲除去溶液中的这

18、些离子,应先加入沉淀剂(Na2CO3溶液、BaCl2溶液、NaOH溶液),过滤后再加入适量盐酸调节溶液的pH。沉淀剂的滴加顺序依次为(只填化学式);沉淀过滤后要用蒸馏水洗涤沉淀表面附着的可溶性杂质,检验沉淀是否洗净的方法是。(4)常温下,N2(g)和H2(g)反应生成2 mol NH3(g)放出92.4 kJ热量,则工业合成氨的热化学方程式为;合成氨时,原料N2不能用空气代替,其主要原因是。(5)饱和食盐水、NH3和CO2三种物质混合反应可以制取NaHCO3(溶解度较小,可从溶液中析出)。向饱和食盐水中分别通入两种气体的先后顺序应为,该反应的化学方程式为。解析:根据侯德榜联合制碱法的反应原理N

19、aCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl,可知X为NH4Cl。电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气,只要配平即可。反应为碳酸钙高温分解生成二氧化碳和氧化钙,为分解反应。除去粗盐中的杂质离子,因为只有碳酸钠能除去过量的氯化钡,故试剂的添加顺序,只要保证碳酸钠在氯化钡之后即可。书写热化学方程式要注意各物质的聚集状态;因空气中含有氧气,故在高温下不能与氢气混合。CO2在饱和食盐水中的溶解度很小,先通NH3,可提高饱和食盐水溶液的碱性,在碱性条件下,CO2能被大量吸收。答案:(1)NH4Cl(2)2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2分解反应(3)BaCl2、Na2CO3、NaOH(或BaCl2、NaOH、Na2CO3或NaOH、BaCl2、Na2CO3)取最后一次洗涤液,向其中加入硝酸银溶液,若溶液中无沉淀产生,说明沉淀已洗涤干净(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1在高温下,空气中的氧气与氢气混合会爆炸(5)先通入NH3,后通入CO2NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl