題目列表(包括答案和解析)
2.精制食鹽水時(shí)下列物質(zhì)中,不必用到的有( )
①NaOH溶液、邴}酸 ③K2CO3溶液、蹷aCl2溶液 ⑤硫酸、轓a2CO3溶液 ⑦Ba(NO3)2溶液
A.③④⑤ B.③⑤⑦
C.②⑤⑥ D.②④⑤⑦
[解析] 精制食鹽水時(shí)要除去粗鹽水中的Ca2+、Mg2+、SO42-分別用到的試劑為Na2CO3、NaOH、BaCl2,最后再加鹽酸除多余的CO32-、OH-。
[答案] B
1.目前下列工藝過(guò)程沒(méi)有直接使用離子交換技術(shù)的是( )
A.硬水的軟化 B.電解飽和食鹽水制造NaOH
C.電滲析淡化海水 D.海水中提取金屬M(fèi)g
[解析] A項(xiàng)中離子交換法使用了離子交換樹脂;B項(xiàng)中通常選用石棉隔膜,可阻止氣體通過(guò),而不阻止水分子和離子通過(guò);C項(xiàng),通常選用陰、陽(yáng)離子交換膜;只有D項(xiàng)沒(méi)直接使用離子交換技術(shù)。
[答案] D
10.某化工廠為了綜合利用生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品CaSO4,與相鄰的合成氨廠聯(lián)合設(shè)計(jì)了以下制備(NH4)2SO4的工藝流程:
請(qǐng)回答以下問(wèn)題:
(1)合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________。沉淀池中發(fā)生的主要反應(yīng)方程式是__________________________________________。該反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是______________________________________。
(2)在上述流程的沉淀池中通入足量氨氣的目的是________
________________________________________________________________________,
可以循環(huán)使用的X是________。
(3)該生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品是________,從綠色化學(xué)和資源綜合利用的角度說(shuō)明上述流程的主要優(yōu)點(diǎn)是______________________________;從物質(zhì)的性質(zhì)和工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的角度考慮該流程的主要缺陷是________________________________。
[解析] 根據(jù)反應(yīng)CaSO4+CO2+2NH3+H2O===CaCO3↓+(NH4)2SO4和平衡原理可知,生成的CaCO3溶解度小于CaSO4,有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,溶液呈堿性有利于CO2的吸收,所以通入足量氨氣;根據(jù)流程判斷可知循環(huán)的氣體X是CO2,副產(chǎn)品是生石灰。
[答案] (1)N2+3H22NH3 CaSO4+CO2+2NH3+H2O===CaCO3↓+(NH4)2SO4 生成的CaCO3溶解度小于CaSO4,有利于反應(yīng)正向進(jìn)行
(2)一方面提供反應(yīng)物,另一方面使溶液呈堿性有利于CO2的吸收 CO2
(3)生石灰 該流程中,產(chǎn)生的CO2循環(huán)使用,得到的產(chǎn)品和副產(chǎn)品都是有用物質(zhì),無(wú)廢物產(chǎn)生 由于CaSO4溶解度小,此反應(yīng)的產(chǎn)率比較低
9. 純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝。請(qǐng)按要求回答問(wèn)題:
(1)“氨堿法”產(chǎn)生大量CaCl2廢棄物,請(qǐng)寫出該工藝中產(chǎn)生CaCl2的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________;
(2)寫出“聯(lián)合制堿法”有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(3)CO2是制堿工業(yè)的重要原料,“聯(lián)合制堿法”與“氨堿法”中CO2的來(lái)源有何不同?________________________________________________________________________
;
(4)綠色化學(xué)的重要原則之一是提高反應(yīng)的原子利用率。根據(jù)“聯(lián)合制堿法”總反應(yīng)列出計(jì)算原子利用率的表達(dá)式:
原子利用率(%)=________________________________________________________________________。
[解析] 氨堿法的原料:氯化鈉、堿酸鈣及NH3。
工藝流程:CaCO3CaO+CO2↑
CO2+NH3+H2O===NH4HCO3
NaCl+NH4HCO3===NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑
CaO+H2O===Ca(OH)2
產(chǎn)生CaCl2的反應(yīng):Ca(OH)2+2NH4Cl===CaCl2+2NH3↑+2H2O,該反應(yīng)的CaCl2中的Cl-來(lái)源于NaCl,Ca2+來(lái)源于CaCO3,產(chǎn)生無(wú)用的CaCl2,降低了NaCl的利用率。
聯(lián)合制堿法:NH3和CO2來(lái)源于合成氨廠
工藝流程:NH3+CO2+H2O===NH4HCO3
NaCl+NH4HCO3===NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑
依據(jù)總反應(yīng):
2NaCl+CO2+H2O+2NH3===Na2CO3+2NH4Cl
可得:原子利用率=×100%=49.77%。
[答案] (1)2NH4Cl+Ca(OH)2===2NH3↑+CaCl2+2H2O
(2)NH3+CO2+H2O===NH4HCO3;
NaCl+NH4HCO3===NaHCO3↓+NH4Cl;
2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑
(3)“聯(lián)合制堿法”中的CO2來(lái)源于合成氨廠,“氨堿法”中的CO2來(lái)源于石灰石
(4)×100%=49.77%
8.將磷肥生產(chǎn)過(guò)程中形成的副產(chǎn)物石膏(CaSO4·2H2O)轉(zhuǎn)化為硫酸鉀肥料和氯化鈣水合物儲(chǔ)熱材料,無(wú)論在經(jīng)濟(jì)效益、資源綜合利用還是保護(hù)環(huán)境方面都具有重要意義。以下是石膏轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣的工藝流程示意圖。
(1)本工藝中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外,還需要 等。
(2)石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________
。
(3)過(guò)濾Ⅰ操作所得固體中,除CaCO3外還含有________(填化學(xué)式)等物質(zhì),該固體可用作生產(chǎn)水泥的原料。
(4)過(guò)濾Ⅰ操作所得濾液是(NH4)2SO4溶液,但很容易混有(NH4)2CO3。檢驗(yàn)濾液中是否含有CO32-的方法是:__________________________。
(5)氯化鈣結(jié)晶水合物(CaCl2·6H2O)是目前常用的無(wú)機(jī)儲(chǔ)熱材料,是因?yàn)開_______(選填序號(hào))。
a.熔點(diǎn)較低(29 ℃熔化) b.能導(dǎo)電
c.能制冷 d.無(wú)毒
[解析] (1)從石膏轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣的工藝流程示意圖可以看出,所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外,還需要CaO、NH3、H2O、CO2等,CaO、CO2可由CaCO3煅燒得到。
(2)寫離子方程式時(shí)石膏懸濁液應(yīng)寫為分子式,離子方程式為CaSO4+CO32-===CaCO3↓+SO42-。
(3)由于CaSO4微溶,過(guò)濾Ⅰ操作所得固體中,除CaCO3外還含有CaSO4。
(4)此題中檢驗(yàn)CO32-可滴加鹽酸看是否產(chǎn)生氣泡。
(5)物質(zhì)的三態(tài)變化要吸收或放出熱量,能實(shí)現(xiàn)熱量的儲(chǔ)存或釋放,無(wú)機(jī)儲(chǔ)熱材料往往具有熔點(diǎn)低和無(wú)毒的特點(diǎn)。
[答案] (1)CaCO3、NH3、H2O (2)CaSO4+CO32-===CaCO3↓+SO42- (3)CaSO4 (4)向?yàn)V液中滴加鹽酸看是否產(chǎn)生氣泡 (5)ab
7.硫酸工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。
(1)硫酸的最大消費(fèi)渠道是化肥工業(yè),用硫酸制造的常見(jiàn)化肥有________(任寫一種)。
(2)硫酸生產(chǎn)中,根據(jù)化學(xué)平衡原理來(lái)確定的條件或措施有________(填寫序號(hào))。
A.礦石加入沸騰爐之前先粉碎
B.使用V2O5作催化劑
C.轉(zhuǎn)化器中使用適宜的溫度
D.凈化后的爐氣中要有過(guò)量的空氣
E.催化氧化在常壓下進(jìn)行
F.吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收SO3
(3)在硫酸工業(yè)中,通過(guò)下列反應(yīng)使二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,常采用“二轉(zhuǎn)二吸法”,即將第一次轉(zhuǎn)化生成的SO2分離后,將未轉(zhuǎn)化的SO2進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化,假若兩次SO2的轉(zhuǎn)化率均為95%,則最終SO2的轉(zhuǎn)化率為________。
(4)硫酸的工業(yè)制法過(guò)程涉及三個(gè)主要的化學(xué)反應(yīng)及相應(yīng)的設(shè)備(沸騰爐、轉(zhuǎn)化器、吸收塔)。
①三個(gè)設(shè)備分別使反應(yīng)物之間或冷熱氣體間進(jìn)行了“對(duì)流”。請(qǐng)簡(jiǎn)單描述吸收塔中反應(yīng)物之間是怎樣對(duì)流的。
________________________________________________________________________。
②工業(yè)生產(chǎn)中常用氨-酸法進(jìn)行尾氣脫硫,以達(dá)到消除污染、廢物利用的目的。用化學(xué)方程式表示其反應(yīng)原理。(只寫出2個(gè)方程式即可)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析] (2)根據(jù)化學(xué)平衡原理來(lái)確定的條件改變是D項(xiàng)(增大反應(yīng)物濃度,使平衡正向移動(dòng))。
根據(jù)化學(xué)平衡原理,降溫有利于平衡正向移動(dòng),保持適宜溫度是為了使催化劑效率最高。
(3)轉(zhuǎn)化率為95%+(1-95%)×95%=99.75%。
(4)注意SO2用NH3吸收后再用H2SO4處理,可得相應(yīng)化肥。SO2可以再次循環(huán)利用。
[答案] (1)硫酸銨(或硫酸鉀或過(guò)磷酸鈣等) (2)D
(3)99.75% (4)①SO3從吸收塔底部進(jìn)入,吸收劑(濃硫酸)從頂部下淋,形成對(duì)流
②SO2+NH3+H2O===NH4HSO3;2NH4HSO3+H2SO4===(NH4)2SO4+2H2O+2SO2↑
[或SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3;(NH4)2SO3+H2SO4===(NH4)2SO4+H2O+SO2↑]
6.與氨堿法比較,下列關(guān)于聯(lián)合制堿法優(yōu)點(diǎn)的判斷中不正確的是( )
A.提高了原料的原子利用率 B.降低了生產(chǎn)成本
C.減少了環(huán)境污染 D.減輕了對(duì)設(shè)備的腐蝕
[解析] 聯(lián)合制堿法把合成氨和純堿兩種產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn),提高了食鹽利用率,縮短了生產(chǎn)流程,減少了對(duì)環(huán)境污染。
[答案] D
5.合成氨時(shí)既要提高產(chǎn)率,又要使反應(yīng)速率加快,可采取的辦法是( )
①減壓、诩訅骸、凵郎亍、芙禍亍、菁皶r(shí)從平衡混合物中分離出氨氣、扪a(bǔ)充N2和H2、呒哟呋瘎、鄿p少N2或H2的量
A.③④⑤⑦ B.②⑤⑥
C.②⑥ D.②③⑥⑦
[解析]、僬_理解化學(xué)平衡移動(dòng)原理的含義,②要考慮實(shí)際生產(chǎn)的可行性和綜合經(jīng)濟(jì)效益。
合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)是正反應(yīng)是放熱且氣體體積減小,要使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)且反應(yīng)速率加快,應(yīng)選B。
[答案] B
4.下列有關(guān)硫鐵礦制硫酸的說(shuō)法中,正確的是( )
A.沸騰爐中出來(lái)的爐氣,可直接進(jìn)入轉(zhuǎn)化器中進(jìn)行催化氧化
B.焙燒硫鐵礦的反應(yīng)中,二氧化硫是唯一的氧化產(chǎn)物
C.生產(chǎn)過(guò)程中要采用高溫高壓,以有利于二氧化硫更好地轉(zhuǎn)化為三氧化硫
D.三氧化硫在吸收塔中被吸收時(shí),通常用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%的硫酸做吸收劑,而不直接用水吸收
[解析] 考查硫酸的生產(chǎn)工藝流程原理。沸騰爐中出來(lái)的爐氣除了含有SO2、O2、N2外還有水蒸氣及其他雜質(zhì),水蒸氣和雜質(zhì)對(duì)設(shè)備和下一步進(jìn)行的氧化反應(yīng)有害,因此必須進(jìn)行凈化和干燥處理,故A錯(cuò)誤。FeS2被氧化,氧化產(chǎn)物為SO2和Fe2O3,故B錯(cuò)誤。高溫對(duì)反應(yīng)速率有利,但對(duì)轉(zhuǎn)化率不利;高壓雖然對(duì)二者皆有利,但實(shí)踐證明常壓下二氧化硫轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,故C錯(cuò)誤。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)98.3%的硫酸做吸收劑,可以防止形成酸霧提高二氧化硫的吸收率,故D正確。
[答案] D
3.有關(guān)硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的說(shuō)法中正確的是( )
A.甲地有豐富的硫鐵礦資源,水源能源充足,交通便利,是風(fēng)景秀麗的旅游勝地,雖當(dāng)?shù)厥褂昧蛩岬墓I(yè)不多,但為提高當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)效益宜建硫酸廠
B.為減少SO2對(duì)空氣的污染,可以建筑高煙囪,使含SO2的尾氣在高空擴(kuò)散稀釋,到達(dá)地面時(shí)達(dá)到安全濃度
C.硫酸生產(chǎn)過(guò)程排放的污染物主要是含SO2的尾氣、固體燒渣、廢酸和廢水等
D.選擇硫酸廠廠址時(shí),當(dāng)經(jīng)濟(jì)利益與環(huán)保問(wèn)題有沖突時(shí),為提高人們的物質(zhì)生活水平,應(yīng)先考慮經(jīng)濟(jì)利益的問(wèn)題
[答案] C
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