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2019-2020年高中化學 第一單元 走進化學工業(yè)過關檢測（含解析）新人教版選修2 一、選擇題(本題共8個小題,每小題6分,共48分。每小題只有一個正確選項) 1.在以下條件下,宜于建工廠的城市是(　　) A.城市郊區(qū)有豐富的黃鐵礦資源,但水源、能源稍顯不充足 B.城市是一座風光秀麗、空氣清新的旅游城市 C.城市有豐富的磷灰石,擬建一座大型的磷肥廠 D.城市需使用硫酸的工業(yè)不多,卻有豐富的黃鐵礦資源 解析:A項能源不足,B項旅游城市不宜建工廠,D項硫酸的運輸成本較高,不宜建硫酸廠。 答案:C 2.為了降低硫氧化物造成的空氣污染,可以在含硫的燃料中加入生石灰,這種方法稱為“鈣基固硫”,則燃料燃燒過程中的“固硫”反應為(　　) ①2CaO+2S2CaS+O2?、赟+O2SO2?、跜aO+SO2CaSO3　④2CaSO3+O22CaSO4 　　　　　　　　　　　　　　 A.①③ B.②③ C.③④ D.①④ 解析:加入生石灰是為了把硫燃燒產(chǎn)生的二氧化硫吸收。產(chǎn)生亞硫酸鈣,再氧化生成硫酸鈣制成石膏,廢物利用。 答案:C 3.下列化工生產(chǎn)體現(xiàn)綠色化學內(nèi)涵的措施是(　　) A.減少工業(yè)“三廢”(廢氣、廢水、廢渣)的排放量 B.回收未反應的原料、副產(chǎn)物和非反應試劑 C.研究有關產(chǎn)品的回收和再生利用 D.對廢棄物進行排放前的無害化處理 解析:因為綠色化學的含義就是開發(fā)新工藝,使得生產(chǎn)達到無毒、無害、零排放等,而A、B、D都是指在生產(chǎn)后再處理有毒、有害的物質,而不是從源頭上杜絕污染源,所以選C。 答案:C 4.采用循環(huán)操作的是(　　) ①硫酸工業(yè)?、诤铣砂惫I(yè)　③硝酸工業(yè) A.只有① B.只有② C.只有③ D.①②③ 解析:硫酸工業(yè)中、合成氨工業(yè)中、硝酸工業(yè)中循環(huán)利用的分別是SO2和98%硫酸、N2和H2、NO和NO2。 答案:D 5.反應:NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl是“氨堿法”的重要反應,以下是對該反應涉及的有關知識的部分見解,其中不正確的是(　　) A.該條件下NaHCO3的溶解度較小 B.NaHCO3不是純堿 C.析出晶體后的溶液為NaHCO3的不飽和溶液 D.析出晶體后的溶液為NaHCO3的飽和溶液 解析:該條件下NaHCO3的溶解度不大,因此析出NaHCO3,析出后應為NaHCO3的飽和溶液。 答案:C 6.下列廢物處理方法中正確的是(　　) A.化學實驗中產(chǎn)生的二氧化硫廢氣可用濃硫酸吸收 B.化學實驗中產(chǎn)生的二氧化氮廢氣可用水直接吸收 C.用黃鐵礦作原料生產(chǎn)硫酸的過程中產(chǎn)生的廢渣可用于提取燃料 D.用黃鐵礦作原料生產(chǎn)硫酸的過程中產(chǎn)生的廢氣可用于提取漂白劑 解析:二氧化硫在濃硫酸中的溶解度非常小。二氧化氮與水反應:3NO2+H2O2NHO3+NO,還會放出有毒氣體NO。黃鐵礦本來就是無機礦物質,經(jīng)過高溫煅燒后,廢渣的主要成分是氧化鐵、二氧化硅、氧化鋁等,從中提取燃料是不現(xiàn)實的。硫酸生產(chǎn)的廢氣中含有少量二氧化硫氣體,二氧化硫可用作漂白劑。 答案:D 7.據(jù)報道,在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實。 2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) 下列敘述錯誤的是(　　) A.使用Cu-Zn-Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率 B.反應需在300 ℃進行,可推測該反應是吸熱反應 C.充入大量CO2氣體可提高H2的轉化率 D.從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率 解析:反應是放熱反應還是吸熱反應,與反應條件無關。 答案:B 8.我國化工專家侯德榜根據(jù)NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl都小的性質,運用CO2+NH3+H2O+NaClNaHCO3↓+NH4Cl的反應原理制備純堿。下面是在實驗室進行模擬實驗的生產(chǎn)流程示意圖: 氣體A的飽和溶液A和食鹽的飽和溶液懸濁液晶體純堿 則下列敘述錯誤的是(　　) A.A氣體是NH3,B氣體是CO2 B.第Ⅲ步得到的晶體是發(fā)酵粉的主要成分 C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒 D.第Ⅳ步操作的主要過程有溶解、蒸發(fā)、結晶 解析:侯氏制堿法是中學階段常研究的四大工業(yè)生產(chǎn)知識之一,主要應注重對其反應原理的理解。它是先制得氨化的飽和食鹽水,再往其中通入CO2(即是往飽和食鹽水中依次通入足量的NH3、CO2,不能依次通入CO2、NH3,因為NH3在水中的溶解度遠遠大于CO2,先將溶液氨化后,吸收CO2的效果更好),第Ⅱ步即得到NaHCO3懸濁液,第Ⅳ步應將NaHCO3加熱分解,以得到Na2CO3。 答案:D 二、非選擇題(本題共4個小題,共52分) 9.(10分)在硫酸工業(yè)中,通過下列反應使SO2氧化成SO3: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-213.8 kJmol-1 (1)在生產(chǎn)中,常用過量空氣是為了　。 (2)加熱到400~500 ℃可以　。 (3)常用濃硫酸而不用水吸收SO3,是由于　。 (4)尾氣中SO2必須回收是為了　。 答案:(1)增大O2的濃度,使成本較高的SO2充分利用 (2)提高反應速率,縮短反應達到平衡所需時間,同時此溫度下催化劑活性最好 (3)用水吸收會形成酸霧,吸收速率慢 (4)減少對環(huán)境的污染 10.(14分)形成酸雨的原理之一可簡示如下: 含硫燃氣AB硫酸。 回答下列問題: (1)A物質的化學式　　　,B物質的化學式　　　。 (2)三個反應中不屬于氧化還原反應的是　　　(填序號)。 (3)SO2中硫元素顯+4價,它可能降低到0價,利用這一性質可在工廠的煙道氣中通入合適的　　　(填“氧化劑”或“還原劑”)除去SO2,達到減小污染的目的。 (4)從環(huán)境保護的角度認為:雨水的pH<5.6時,就判斷為酸雨,已知pH=-lg c(H+),經(jīng)測定某次雨水中只含硫酸,且濃度為510-5 molL-1,這次降雨　　　(填“是”或“不是”)酸雨。 (5)火力發(fā)電廠燃燒的煤中含有大量的硫,其排出的廢氣中往往含有SO2、O2、N2、CO2等氣體。為了除去有害的SO2氣體,在英國已進行的一個研究結果表明:高煙囪可以有效降低地表SO2濃度。在20世紀60年代到70年代的10年間,由發(fā)電廠排放的SO2增加了35%。但由于建造高煙囪的結果,地面濃度降低了30%之多。 ①你認為減少酸雨產(chǎn)生的途徑可采取的措施是　　　。 A.少用煤作燃料 B.把工廠煙囪造高 C.燃料脫硫 D.把工廠遷移到農(nóng)村 E.開發(fā)新能源 ②請從全球環(huán)境保護的角度,分析這種建造高煙囪的方法是否可取,　　　,理由是　。 答案:(1)SO2　SO3　(2)③　(3)還原劑　(4)是　(5)①A、C、E?、诓豢扇　「邿焽璨]有降低大氣中的SO2的含量,SO2隨著雨水仍會降落地面 11.(14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)路布蘭法是以食鹽、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)氨堿法的工藝如下圖所示,得到的碳酸氫鈉經(jīng)煅燒生成純堿。 氨堿法示意圖 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相似,故也可用氨堿法以氯化鉀和石灰石等為原料制碳酸鉀。請結合下圖的溶解度(S)隨溫度變化曲線,分析說明是否可行?　　　　　　　　　　　　　　。 解析:(1)①食鹽和濃硫酸反應可制取揮發(fā)性HCl:NaCl+H2SO4(濃)NaHSO4+HCl↑、NaCl+NaHSO4Na2SO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑。②Na2SO4、CaCO3和C在高溫下反應,其中一種產(chǎn)物為CaS,說明該反應為氧化還原反應,反應的產(chǎn)物中應有CO氣體: Na2SO4+CaCO3+4CCaS+Na2CO3+4CO↑。 (2)由工藝流程圖可知,NH4Cl應與Ca(OH)2反應生成CaCl2并產(chǎn)生NH3,NH3通入NaCl溶液中,D為NH3。乙中發(fā)生反應為NH3+CO2+NaCl+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。 答案:(1)①NaCl+H2SO4(濃)NaHSO4+HCl↑、NaCl+NaHSO4Na2SO4+HCl↑(或2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑) ②Na2SO4+CaCO3+4CCaS+Na2CO3+4CO↑ (2)①Ca(OH)2　NH3 ②NH3+CO2+NaCl+H2ONaHCO3↓+NH4Cl (3)聯(lián)合制堿法保留了氨堿法的優(yōu)點,消除了它的缺點,使食鹽的利用率提高到96%;NH4Cl可作氮肥;可與合成氨廠聯(lián)合,使合成氨的原料氣CO轉化成CO2,免除了CaCO3制CO2這一工序 (4)不可行,由溶解度(S)隨溫度變化曲線可知,NaHCO3的溶解度較小且受溫度的影響不大;KHCO3的溶解度較大且受溫度的影響較大,并且KHCO3的溶解度與NH4Cl相差不大,故不能用氨堿法制碳酸鉀 12.(14分)火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫黃可用于生產(chǎn)重要的化工原料硫酸。某企業(yè)用下圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸: 請回答下列問題: (1)為充分利用反應放出的熱量,接觸室中應安裝　　　(填設備名稱)。吸收塔中填充有許多瓷管,其作用是　。 (2)為使硫黃充分燃燒,經(jīng)流量計1通入燃燒室的氧氣過量50%。為提高SO2轉化率,經(jīng)流量計2的氧氣量為接觸室中二氧化硫完全氧化時理論需氧量的2.5倍,則生產(chǎn)過程中流經(jīng)流量計1和流量計2的空氣體積比應為　　　　　　。假設接觸室中SO2的轉化率為95%,b管排出的尾氣中二氧化硫的體積分數(shù)為　　　　　(空氣中氧氣的體積分數(shù)按20%計)。該尾氣的處理方法是　。 (3)與以黃鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比,該工藝的特點是　　　(可多選)。 A.耗氧量減少 B.二氧化硫的轉化率提高 C.產(chǎn)生的廢渣減少 D.不需要使用催化劑 (4)礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入適量的石灰石,可有效減少煤燃燒時SO2的排放,請寫出此脫硫過程中反應的化學方程式　。 解析:(1)反應設備中應安裝熱交換器,用來移去反應中放出的熱量,使反應后的氣體降溫并預熱未反應的氣體。塔內(nèi)裝有瓷管,從塔的下部通入的三氧化硫與塔上淋灑下來的濃硫酸在瓷管表面接觸而被吸收。 (2)流量計1通入氧氣的作用是與硫黃發(fā)生反應生成SO2,流量計2通入氧氣的作用是與SO2反應生成SO3。設有1 mol的硫黃,則在燃燒室中消耗氧氣1 mol,生成1 mol SO2,實際通入氧氣為1.5 mol,則空氣為7.5 mol;在接觸室中1 mol SO2理論消耗0.5 mol O2,則需通入接觸室中的O2為1.25 mol,空氣為6.25 mol,故流量計1與流量計2中空氣的體積比為1.5∶1.25=6∶5=1.2。SO2的轉化率為95%,消耗0.475 mol的O2,剩余0.05 mol SO2,則SO2的體積分數(shù)為:[0.05(7.5+6.25-1-0.475+0.05)]100%≈0.4%=0.004。用氨水吸收尾氣中低濃度的SO2生成亞硫酸氫銨,最終用作化肥。 (3)兩種方法的不同在于第一步反應:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2與S+O2SO2的不同,由化學方程式可看出生成等量的SO2用黃鐵礦的反應耗氧量增多,產(chǎn)生的廢物也多。 (4)SO2可用石灰石除去,反應為2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2(或2SO2+2CaO+O22CaSO4)。 答案:(1)熱交換器　增大SO3與濃硫酸的接觸面,有利于SO3的吸收 (2)1.2　0.004　用氨水吸收 (3)AC (4)CaCO3CaO+CO2↑、2SO2+2CaO+O22CaSO4(或2SO2+2CaCO3+O22CaSO4+2CO2)