化學與技術(限時：45分鐘)1石油和煤炭加工過程涉及多種技術和設備。(1)石油分餾時，在不斷向_(填工業(yè)設備名稱)內(nèi)投放原料的同時獲得產(chǎn)品，該過程為_操作過程。(2)石油裂化分為熱裂化、_和加氫裂化，裂化的目的是提高_的產(chǎn)量。(3)煤的洗選是為了降低原煤中灰分和_的含量。煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒，并使全部煤炭顆粒_進行燃燒的過程。(4)煤的直接液化是煤與適當溶劑混合后在高溫和_存在下與_作用生成液體燃料的過程。解析：(1)石油的分餾是在分餾塔中進行的，該過程為連續(xù)操作過程。(2)石油裂化分為熱裂化、催化裂化和加氫裂化，裂化的目的是提高輕質(zhì)燃料油(或汽油)的產(chǎn)量。(3)煤的洗選是為了降低原煤中灰分和硫的含量。煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒，并使全部煤炭顆粒浮動進行燃燒的過程。(4)煤的直接液化是煤與適當溶劑混合后在高溫和催化劑存在下與氫氣作用生成液體燃料的過程。答案：(1)分餾塔連續(xù)(2)催化裂化輕質(zhì)燃料油(或汽油)(3)硫(或S)浮動(4)催化劑氫氣(或H2)2(2015高考山東卷)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：Na2CO3NONO2=2NaNO2CO2(1)中和液所含溶質(zhì)除NaNO2及少量Na2CO3外，還有_(填化學式)。(2)中和液進行蒸發(fā)操作時，應控制水的蒸發(fā)量，避免濃度過大，目的是_。蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽中含有少量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)母液進行轉(zhuǎn)化時加入稀HNO3的目的是_。母液需回收利用，下列處理方法合理的是_。a轉(zhuǎn)入中和液 b轉(zhuǎn)入結晶操作c轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液 d轉(zhuǎn)入結晶操作(4)若將NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比設為21，則生產(chǎn)1.38噸NaNO2時，Na2CO3的理論用量為_噸(假定Na2CO3恰好完全反應)。解析：(1)NO2與堿液反應可生成NaNO3。(2)蒸發(fā)操作的目的是使NaNO2結晶析出，使NaNO3留在母液中，當水蒸發(fā)量太大時，可能會造成NaNO3的濃度過大，從而形成飽和溶液而結晶析出。NaNO2冷凝后用于流程中的溶堿操作，以達到原料循環(huán)利用的目的。(3)酸性條件下，NaNO2易被氧化，加入HNO3可提供酸性環(huán)境。母液中含有NaNO3，將其轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液，或轉(zhuǎn)入結晶操作，以達到原料循環(huán)利用的目的。(4)設Na2CO3理論用量為x，根據(jù)Na元素守恒得2，解得x1.59 t。答案：(1)NaNO3(2)防止NaNO3的析出溶堿(3)將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3cd(4)1.593(2016全國卷)高錳酸鉀(KMnO4)是一種常用氧化劑，主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等。以軟錳礦(主要成分為MnO2)為原料生產(chǎn)高錳酸鉀的工藝路線如下：回答下列問題：(1)原料軟錳礦與氫氧化鉀按11的比例在“烘炒鍋”中混配，混配前應將軟錳礦粉碎，其作用是_。(2)“平爐”中發(fā)生反應的化學方程式為_。(3)“平爐”中需要加壓，其目的是_。(4)將K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝?！癈O2歧化法”是傳統(tǒng)工藝，即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱酸性，K2MnO4發(fā)生歧化反應。反應中生成KMnO4、MnO2和_(寫化學式)?！半娊夥ā睘楝F(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液。電解槽中陽極發(fā)生的電極反應為_，陰極逸出的氣體是_?！半娊夥ā焙汀癈O2歧化法”中，K2MnO4的理論利用率之比為_。(5)高錳酸鉀純度的測定：稱取1.080 0 g樣品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，搖勻。取濃度為0.200 0 molL1的H2C2O4標準溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的體積為24.48 mL。該樣品的純度為_(列出計算式即可，已知2MnO5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O)。解析：(1)從化學反應速率的角度分析礦石粉碎的目的。固體之間反應接觸面積小，反應速率慢，原料利用率低，將礦石粉碎，可以增大反應物接觸面積，提高反應速率，提高原料利用率。(2)書寫陌生氧化還原反應的化學方程式，要會運用氧化還原反應原理。從框圖可看出，平爐中參與反應的反應物有KOH、MnO2和O2，產(chǎn)物有K2MnO4，根據(jù)原子守恒知，有氫參與反應，可能有水生成，故化學方程式為2MnO24KOHO22K2MnO42H2O。(3)從上述化學方程式可看出，該反應是氣體分子數(shù)減小的反應，加壓的目的是提高氧氣的壓強，加快反應速率，促進反應正向進行，提高原料轉(zhuǎn)化率。(4)向錳酸鉀溶液中通入CO2至溶液呈中性或弱酸性，在中性或弱酸性條件下生成碳酸氫鉀，而不是碳酸鉀。反應的化學方程式為3K2MnO44CO22H2O=2KMnO4MnO24KHCO3，產(chǎn)物中除二氧化錳、高錳酸鉀外，還有碳酸氫鉀。以惰性材料為電極，電解錳酸鉀溶液，陽極的電極反應式為MnOe=MnO；陰極的電極反應式為2H2O2e=2OHH2，電解方程式為2K2MnO42H2O2KMnO42KOHH2，陰極逸出的氣體為氫氣。電解法：2K2MnO42H2O2KMnO42KOHH2，CO2歧化法：3K2MnO44CO22H2O=2KMnO4MnO24KHCO3，如果3 mol K2MnO4參與反應，則用電解法生產(chǎn)得到3 mol KMnO4，用CO2歧化法生產(chǎn)得到2 mol KMnO4，電解法與CO2歧化法中錳酸鉀的利用率之比為32。(5)根據(jù)新信息反應式或得失電子守恒計算高錳酸鉀產(chǎn)品純度，注意配制溶液體積與取用量之間的轉(zhuǎn)化問題。草酸中碳元素為3價，氧化產(chǎn)物為CO2；高錳酸鉀被還原為2價錳離子，根根得失電子守恒知，5n(KMnO4)2n(H2C2O4)，(KMnO4)100%答案：(1)增大反應物接觸面積，加快反應速率，提高原料利用率(2)2MnO24KOHO22K2MnO42H2O(3)提高氧氣的壓強，加快反應速率，增加軟錳礦的轉(zhuǎn)化率(4)KHCO3MnOe=MnOH232(5)100%4(2016全國卷)雙氧水是一種重要的氧化劑、漂白劑和消毒劑。生產(chǎn)雙氧水常采用蒽醌法，其反應原理和生產(chǎn)流程如圖所示：A氫化釜B過濾器C氧化塔D萃取塔E凈化塔F工作液再生裝置G工作液配制裝置生產(chǎn)過程中，把乙基蒽醌溶于有機溶劑配制成工作液，在一定的溫度、壓力和催化劑作用下進行氫化，再經(jīng)氧化、萃取、凈化等工藝得到雙氧水?；卮鹣铝袉栴}：(1)蒽醌法制備H2O2理論上消耗的原料是_，循環(huán)使用的原料是_，配制工作液時采用有機溶劑而不采用水的原因是_。(2)氫化釜A中反應的化學方程式為_。進入氧化塔C的反應混合液中的主要溶質(zhì)為_。(3)萃取塔D中的萃取劑是_，選擇其作萃取劑的原因是_。(4)工作液再生裝置F中要除凈殘留的H2O2，原因是_。(5)雙氧水濃度可在酸性條件下用KMnO4溶液測定，該反應的離子方程式為_。一種雙氧水的質(zhì)量分數(shù)為27.5%(密度為1.10 gcm3)，其濃度為_molL1。解析：本題主要考查蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的工藝流程，意在考查考生對化工流程的綜合分析能力。(1)根據(jù)制備原理，蒽醌法制備H2O2，消耗的原料為H2和O2，乙基蒽醌為催化劑，可以循環(huán)使用。乙基蒽醌不溶于水，易溶于有機溶劑，因此配制工作液時采用有機溶劑。(2)氫化釜A中發(fā)生乙基蒽醌與氫氣的加成反應。進入氧化塔C的反應混合液中的溶質(zhì)為生成的乙基氫蒽醌及過量的乙基蒽醌。(3)D中萃取劑能萃取出H2O2，故萃取劑為水，因為H2O2易溶于水，而乙基蒽醌不溶于水。(4)工作液再生裝置F中要除凈殘留的H2O2，是因為H2O2分解會放出氧氣，與氫氣混合，易發(fā)生爆炸。(5)酸性條件下KMnO4能與H2O2發(fā)生氧化還原反應：2MnO5H2O26H=2Mn25O28H2O。根據(jù)物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分數(shù)的換算公式，得c8.9(molL1)答案：(1)氫氣和氧氣乙基蒽醌乙基葸醌(乙基氫蒽醌)不溶于水，易溶于有機溶劑(2) (3)水H2O2溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水(4)H2O2分解放出氧氣，與氫氣混合，易發(fā)生爆炸(5)2MnO6H5H2O2=2Mn28H2O5O28.95(2016全國卷)聚合硫酸鐵(PFS)是水處理中重要的絮凝劑。如圖是以回收的廢鐵屑為原料制備PFS的一種工藝流程?；卮鹣铝袉栴}：(1)廢鐵屑主要為表面附有大量鐵銹的鐵，鐵銹的主要成分是_。粉碎過篩的目的是_。(2)酸浸時最合適的酸是_，寫出鐵銹與酸反應的離子方程式_。(3)反應釜中加入氧化劑的作用是_，下列氧化劑中最合適的是_(填標號)。aKMnO4 bCl2cH2O2 dHNO3(4)聚合釜中溶液的pH必須控制在一定的范圍。pH偏小時Fe3水解程度弱，pH偏大時則_。(5)相對于常壓蒸發(fā)，減壓蒸發(fā)的優(yōu)點是_。(6)鹽基度B是衡量絮凝劑絮凝效果的重要指標，定義式為B(n為物質(zhì)的量)。為測量樣品的B值，取樣品m g，準確加入過量鹽酸，充分反應，再加入煮沸后冷卻的蒸餾水，以酚酞為指示劑，用c molL1的標準NaOH溶液進行中和滴定(部分操作略去，已排除鐵離子干擾)。到終點時消耗NaOH溶液V mL。按上述步驟做空白對照試驗，消耗NaOH溶液V0mL。已知該樣品中Fe質(zhì)量分數(shù)w，則B的表達式為_。解析：本題考查化學與技術相關知識，意在考查考生對相關原理的遷移應用能力。(1)接觸面積越大，反應速率越快，所以粉碎過篩的目的是除去大顆粒的反應物，選取細小顆粒的反應物。(2)酸浸時最合適的酸是硫酸，這是因為硫酸既是一種難揮發(fā)性酸，又是一種穩(wěn)定性酸，且產(chǎn)物中有硫酸根離子，不會引入雜質(zhì)離子。(3)廢鐵屑與酸反應時，生成物中往往含有Fe2，根據(jù)流程圖知，必須將其轉(zhuǎn)化為Fe3，加入氧化劑即可達到目的。若用高錳酸鉀則會引入K、Mn2等雜質(zhì)離子，氯氣有毒且會引入Cl，硝酸易揮發(fā)、易分解且會引入NO，所以a、b、d項均不宜使用。過氧化氫是綠色氧化劑，還原產(chǎn)物是水，對反應無影響，所以最合適。(4)pH偏大時，溶液中c(OH)偏大，則Fe3會轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，降低產(chǎn)物的產(chǎn)率。(5)減壓蒸發(fā)時，物質(zhì)的沸點降低，在較低溫度下蒸發(fā)，可防止產(chǎn)物分解。(6)根據(jù)題意m g樣品消耗的HCl的物質(zhì)的量為103c(V0V)mol，則樣品中n(OH)103c(V0V)mol。根據(jù)鹽基度的定義得：B。答案：(1)Fe2O3xH2O選取細小顆粒，增大反應物接觸面積，提高“酸浸”反應速率(2)H2SO4Fe2O3xH2O6H=2Fe3(x3)H2O(3)使Fe從2價變成3價c(4)形成氫氧化鐵沉淀(5)降低蒸發(fā)溫度防止產(chǎn)物分解(6)6(2015課標全國卷)氯化亞銅(CuCl)廣泛應用于化工、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生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下：回答下列問題：(1)步驟中得到的氧化產(chǎn)物是_。溶解溫度應控制在6070，原因是_。(2)寫出步驟中主要反應的離子方程式_。(3)步驟包括用pH2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，步驟不能省略，理由是_。(5)步驟、都要進行固液分離。工業(yè)上常用的固液分離設備有_(填字母)。A分餾塔 B離心機C反應釜 D框式壓濾機(6)準確稱取所制備的氯化亞銅樣品m g，將其置于過量的FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加入適量稀硫酸，用a molL1的K2Cr2O7溶液滴定到終點，消耗K2Cr2O7溶液b mL，反應中Cr2O被還原為Cr3。樣品中CuCl的質(zhì)量分數(shù)為_。解析：本題主要考查工業(yè)上制取CuCl的流程分析，意在考查考生的分析、判斷能力以及結合所學知識和題給條件解答綜合問題的能力。(1)題中采用硝酸銨氧化分解技術生產(chǎn)CuCl，所以步驟還原劑只能是單質(zhì)銅，氧化產(chǎn)物為CuSO4。(2)步驟中的反應物為硫酸銅、亞硫酸銨、氯化銨，生成了CuCl，銅元素化合價降低，所以SO作還原劑，生成SO，配平得：2Cu2SO2ClH2O=2CuClSO2H。(3)由步驟中加入了硫酸，經(jīng)過步驟回收到硫酸銨可知酸洗采用的酸是硫酸。(4)CuCl難溶于乙醇，在潮濕的空氣中易水解氧化，所以醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化。(5)工業(yè)上常用的固液分離設備有離心機和框式壓濾機。(6)根據(jù)題中信息可得關系式：6CuCl6Fe2Cr2O，則n(CuCl)ab1036 mol，m(CuCl)ab103699.5 g0.597ab g，故樣品中CuCl的質(zhì)量分數(shù)為100%。答案：(1)CuSO4或Cu2溫度低溶解速度慢、溫度過高銨鹽分解(2)2Cu2SO2ClH2O=2CuClSO2H(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)B、D(6)100%