- 化学与资源开发利用
- 共19748题
化学科学在药物的开发、合成和使用中起着至关重要的作用。如小苏打、氢氧化铝、三硅酸镁等可治疗胃酸过多,硫酸亚铁可补铁、防治贫血。试回答下列问题:
(1)写出小苏打与胃酸作用的离子方程式:
。
(2)现有一瓶胃舒平药片(复方氢氧化铝),请设计实验验证其主要成分。(写出实验步骤和实验现象):将药片碾碎, ,则说明其主要成分为氢氧化铝。
(3)自选合适的氧化剂,将补铁剂中的Fe2+氧化成Fe3+,写出相关的离子反应方程式:
________________ ______。
正确答案
(1)HCO3— + H+ ="=" CO2 ↑+ H2O (2)取少量碾碎的药片粉末溶解到过量稀盐酸中,过滤,取滤液少许,并向其中逐滴加入氢氧化钠溶液,若先出现白色沉淀,后沉淀溶解。(其它合理答案均给分) (3)2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3++2Cl—(其它合理答案均给分)
略
(本题14分)铅是一种重金属,相对原子量为207。铅和铅的化合物有很多用途,如蓄电池等,但铅类化合物大多有毒,燃煤厂、金属冶炼厂等都有主要的铅污染源。铅一旦进入人体会累积,对人脑、肾脏和造血功能有损害。为了了解环境中的铅污染问题,小红他同学进行了如下的研究。
小题1:在走访调查中,小红观察到某乡镇颜料厂排出的废水带有颜色,经鉴定含有铅。为了测定废水中铅的浓度,他设计了如下实验步骤:
(1)步骤中过滤需要的玻璃仪器是 、 和玻璃棒。
(2)步骤中a操作称为 ,缺少此操作,测得结果 (填“偏高”、“偏低”、或“无影响”)。
小题2:通过研究,小红提出了一系列降低铅对环境污染的建议,下列建议中不恰当的是
正确答案
小题1:(1)烧杯;漏斗
(2)烘干;偏高
小题2:C
小题1:溶液要盛放在烧杯中,过滤要使用分液漏斗。洗涤以后,要烘干后,才能称量,否则有水,会使测得结果偏高。
小题2:适用铅蓄电池作动力的电动车,不会降低铅对环境污染。
SO2是一种重要的化工原料,也是引起酸雨污染的重要来源。
(1)下列有关酸雨的说法正确的是 (填序号)。
A. SO2、NO2或CO2都会导致酸雨的形成
B. NO不溶于水,所以不会造成酸雨污染
C. 燃煤时鼓入足量空气,可以减少酸雨的产生
D. 采用清洁能源,可以减少酸雨的产生
(2)某兴趣小组采用右图装置制取并探究SO2气体的性质。
①下列实验方案适用于用右图所示装置制取所需SO2的是 (填序号)。
A. Na2SO3溶液与HNO3 B. Na2SO3固体与浓硫酸
C. 固体硫在纯氧中燃烧 D.铜与浓H2SO4
②组装完仪器后,检查装置气密性的方法是:关闭活塞b,
③指导老师指出应增加一尾气吸收装置,并帮助同学们设计了如下装置,其中合理的是
(填序号)。
④小组同学设计在试管d中加入FeCl3溶液,验证SO2的还原性。为了验证SO2与Fe3+发生了氧化还原反应,他们在通入足量SO2后,取试管d中的溶液,分成三份,并设计了如下实验:
方案A:往第一份试液中加入KmnO4溶液,紫红色褪去
方案B:往第二份试液加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红
方案C:往第三份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀。
上述方案不合理的是 原因是
正确答案
(1)D (2分)
(2)① B(2分)
②试管d中加水至浸没长导管口,(塞紧试管c和d的胶塞,)加热c(或用手捂热c),试管d中有气泡冒出,停止加热后,试管d中有一段水柱上升,说明装置气密性良好.(2分)
③AD(2分) ④A (2分)因为SO2和Fe2+都可以使KmnO4溶液褪色,所以无法确定一定有Fe2+生成(2分)
略
(6分)某次采集酸雨样品,每隔一段时间测定一次pH,得到数据如下
(1)放置时,雨水样品pH变化的主要原因 。
(2)pH变化的离子方程式:
正确答案
(1)雨水样品里弱酸H2SO3和SO2不断被空气中氧气氧化生成强酸H2SO4,所以pH随时间延长而H+浓度增大,pH下降,至全部氧化后,溶液中形成H2SO4不会氧化和挥发,pH不再发生变化。
(2)2SO2+2H2O+O2====4H++2SO42-或2H2SO3+O2====4H++2SO42-
略
(16分)
根据废水中所含有害物质的不同,工业上有多种废水的处理方法。
(1)①废水I若采用CO2处理,离子方程式是 。
②废水Ⅱ常用明矾处理。实践中发现废水中的c(HCO-3)越大,净水效果越好,这是因为 。
③废水III中的汞元素存在如下转化(在空格上填相应的化学式):
Hg2++ =====CH3Hg++H+
我国规定,Hg2+的排放标准不能超过0.05 mg/L。若某工厂排放的废水1 L中含 Hg2+3×10-17mo1,是否达到了排放标准 (填“是”或“否”)。
④废水Ⅳ常用C12氧化CN-成CO2和N2,若参加反应的C12与CN-的物质的量之比为5:2,则该反应的离子方程式为 。
(2)化学需氧量(COD)可量度水体受有机物污染的程度,它是指在一定条件下,用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化刹的量,换算成氧的含量(以mg/L计)。某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量(COD),过程如下:
I.取V1mL水样于锥形瓶,加入10.00 mL 0.2500 mol/L K2Cr2O7溶液。
II.加碎瓷片少许,然后慢慢加入硫酸酸化,混合均匀,加热。
III.反应完毕后,冷却,加指示剂,用c mol/L的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定。终点时消耗硫酸亚铁铵溶液V2 mL。
①I中,量取K2Cr20,溶液的仪器是 。
②Ⅱ中,碎瓷片的作用是 。
③III中,发生的反应为:Cr2O2-7+6Fe2++14 H+==2Cr3++6Fe3+7H2O
由此可知,该水样的化学需氧量COD= (用含c、V1、V2的表达式表示)。
正确答案
(1)①OH-+CO2 HCO3-(2分)
②HCO3-会促进Al3+的水解,生成更多的Al(OH)3,净水效果增强(2分)
③CH4(2分) 否(2分)
④4Cl2+2CN-+4H2O10Cl-+2CO2+N2+8H+(2分)
(2)①酸式滴定管(或移液管)(2分)
②防止暴沸(2分)
③8000(15-cV2)/V1(2分)
略
(6分)鲨鱼是世界上唯一不患癌症的动物,研究发现其体内含有的角鲨烯(分子式为C30H50)有抗癌作用。试计算:
(1)角鲨烯中碳、氢两元素的质量比_________;
(2)41 g角鲨烯与_________克水中所含的氢元素的质量相等?
正确答案
7.2 45
(1)m(C)∶m(H)==36∶5(或7.2)
(2)m(H2O)×="41" g×
m(H2O)="45" g。
(8分)为提高人体素质, 避免人体缺碘影响正常的生命活动,我国早已采取食盐加碘措施。据报道, 人从食物中摄取碘后碘便在甲状腺中积存下来, 通过一系列化学反应可形成甲状腺素。甲状腺素的结构如下图,回答下列问题:
(1)甲状腺素由________种元素组成;
(2)“加碘食盐”中的碘元素以碘酸钾(KIO3 )的形式存在 , KIO3中碘的化合价是 ,我们用稀盐酸和淀粉KI试纸可以检验食盐中碘酸钾的存在,实验现象是 。
(3)在“加碘食盐”包装袋上有“烹调时,待食品熟后加入碘盐” 文字说明,由此可推测碘酸钾在受热时容易 。
正确答案
小题1:5
小题2:+5; 试纸变蓝色
小题3:分解
略
水处理主要包括水的净化、污水处理、硬水软化和海水淡化等。
(1)水处理技术的核心是减少或除去水中的各种杂质离子。目前________和________是主要的去离子方法。
(2)ClO2是一种性能优良的消毒剂,可将废水中少量的S2-、NO2-和CN-等有毒有害的还原性离子氧化除去。请写出ClO2将废水中剧毒的CN-氧化成无毒气体的离子方程式________。
(3)地下水往往含有钙、镁的碳酸盐,自来水厂需要对地下水进行________处理。把进行过离子交換的CaR2(或MgR2)型树脂置于______中浸泡一段时间后便可再生。
(4)海水的淡化是除去海水中所含的盐分,右面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含有Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,电极为惰性电极。请回答:
①阳离子交换膜是指________(填“A”或“B”)。
②写出通电后阳极区的电极反应式________________。
正确答案
(1)离子交换法 膜分离法
(2)2CN-+2ClO2=2CO2↑+N2↑+2Cl-
(3)软化 盐酸或酸
(4)①B ②2Cl--2e-=Cl2↑
(1)水处理的核心是减少或处理水中的各种杂质,采用的主要方法是,离子交换法、膜分离法。
(2)ClO2具有强氧化性,CN-中的碳被氧化成CO2,氮容易被还原为N2,方程式为2CN-+2ClO2=2CO2↑+N2↑+2Cl-。
(3)地下水硬度很大,需要软化,则自来水有厂需要对地下水进行软化,阳离子交换树脂可以实现阳离子之间的交换,阴离子交换树脂交换出H+离子,生成CaR2,可用盐酸或酸溶液使阴离子交换树脂再生。
(4)①阴离子交换树脂只允许阴离子自由通过,阳离子交换树脂只允许阳离子自由通过,隔膜B和阴极相连,电解池阴极是阳离子放电,所以隔膜B是阳离子交换膜。②Cl-在电解池中的阳极放电,即2Cl-2e-=Cl2↑。
(8分)CO2、SO2、NOx是对环境影响较大的气体,控制和治理CO2、SO2、NOx是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径。
⑴下列措施中,有利于降低大气中的CO2、SO2、NOx浓度的有______(填字母)。
a.减少化石燃料的使用,开发新能源
b.使用无氟冰箱,减少氟里昂排放
c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车
d.将工业废气用碱液吸收后再排放
⑵新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外,还能得到一种复合肥料,该复合肥料可能的化学式为 (只要求写一种)。
⑶有学者设想以右图所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料。
①若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,则正极电极反应式为 。
②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4。科研人员希望每分钟从C处获得100mL10mol/LH2SO4,则A处通入烟气(SO2的体积分数为1%)的速率为 L/min(标准状况)。
正确答案
⑴ acd ⑵(NH4)3PO4(或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4)
⑶①CO2+6H++6e—=CH3OH+H2O ②2240(每空2分,共8分)
略
2010年第41届世博会将在上海举办,世博会的主题是“城市,让生活更美好”。回答下列问题:
(1)①世博园地区的改造提升了上海的环境质量,位于规划区的一座大型钢铁厂搬迁后,附近居民将不再受到该厂产生的红棕色烟尘的困扰。你认为棕红色烟尘是__。
②上海白龙港污水处理厂升级改造,处理废水时加入明矾可作为混凝剂以吸附水中的杂质,明矾的化学式为____________;明矾净水的原理是(用离子方程式表示)________________________。
③世博会期间,为了确保空气质量的优良率,人们需要定时测定空气中各种污染物的浓度来计算出空气污染指数。因此,人们需要监测的空气污染物除了可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫以外,还有___________________。
(2)世博会中国馆“东方之冠”,它由钢筋混凝土、7000多块红色铝板和1200多块玻璃等建成。
①钢筋混凝土__________(选填“是”或“不是”)复合材料。
② 生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是_______________。
③ 石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小,是一种特种玻璃,石英玻璃的主要成分是______________;有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)实际上不是硅酸盐材料,而是一种______________(选填“橡胶”或“纤维”或“塑料”),有机玻璃是由甲基丙烯酸甲酯在一定条件下通过_________________反应合成的有机高分子材料。
(3)低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,上海世博会的亮点之一是实现“二氧化碳零排放”。
① 现在人们使用乙醇汽油作为汽车燃料充分体现了低碳经济,物质的量相同的乙醇与汽油(设为C8H18)均完全燃烧产生的CO2的物质的量之比为____________;人们已尝试使用_____________作为汽车燃料可真正实现“二氧化碳零排放”。
② 世博停车场,安装有汽车尾气催化光解设施,它能将汽车尾气中CO和NOx反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,写出CO和NOx在一定条件下反应的化学方程式:______________________________________________________。
③ 世博会期间将用可降解的“玉米塑料”替代一次性饭盒、并可被用来制作世博会证件及胸卡,目的是为了防止产生_______________污染。
正确答案
(1)①C ②_ K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O或KAl(SO4)2·12H2O;2Cl2 + 2Ca(OH)2= Ca(ClO)2 + CaCl2+ 2H2O ③二氧化氮(NO2)
(2)①是 ②石灰石(碳酸钙、CaCO3 ③石英或二氧化硅(SiO2);塑料,加聚反应(或聚合反应)
(3)①1∶4; 氢气② 2xCO+2NOx2xCO2+N2 ③白色
略
(6分)目前地球环境污染问题越来越严重,如温室效应、臭氧层破坏、烟雾事件、酸雨的形成、有毒物质的污染等已成为目前世界各国人民普遍关心的问题。请回答下列问题:
(1)产生温室效应的原因主要是大气中含有
A、SO2 B、NO2 C、CO2 D、CO
(2)臭氧层的破坏导致紫外线对地球表面辐射量增加,从而使全球皮肤癌的发病人数明显增加。造成这一现象的主要原因是
A、人们大量使用氟氯代烷
B、人们在炼钢时向空气中排放了大量的高炉煤气
C、石油炼制厂排放了大量的甲烷、氢气
D、硫酸、硝酸工厂排放了大量的二氧化硫和一氧化氮
(3)在20世纪60年代,一些工业发达国家的城市都发生过烟雾事件,并造成数以千计的人死亡。造成这一现象的主要原因是
A、汽油的不完全燃烧 B、大量使用了农药化肥
C、白色塑料垃圾的漂浮 D、金属矿物的冶炼
正确答案
C A A
略
(10分)“低碳循环”已经引起了国民的重视,试回答下列问题:
(1)煤的气化和液化可以提高燃料的利用率。
已知25℃,101时:
则在25℃,101时:
.
(2)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:
,已知在1100℃时,该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数K值 (填“增大”、“减小”或“不变”);
②1100℃时测得高炉时,,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态? (填“是”或“否”),其判断依据是 。
③目前工业上可用来生产燃料甲醇
,有关反应为:
。现向体积为1L的密闭容器中,充入1mol
和3mol
,反应过程中测得
和
(g)的浓度随时间的变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率 ;
②下列措施能使增大的是 (填符号)。
E.充入He(g),使体系压强增大
正确答案
.(共10分)(1)115.4KJ·mol-1(2分)
(2)①增大(1分) ②否(1分)因为(2分)
(3)①0.225mol·L-1·min -1(2分) ②BD(2分,答对1个得1分,答错1个得0分)
略
发展混合动力车是实施节能减排的重要措施之一。混合动力车可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低了汽油的消耗;在刹车和下坡时电动机处于充电状态以节省能耗。
(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料,汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应,每生成1mol水蒸气放热569.1kJ。则该反应的热化学方程式为 。
(2)混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池,镍氢电池采用镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解液。镍氢电池充放电原理如下图,其总反应式是:
H2+2NiOOH2Ni(OH)2。
根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH将
(填“增大”、“不变”或“减小”),该电极的电极反应式为 ;在刹车和下坡时甲电极的电极反应为 。
(3)汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物,可通过如下反应降低其浓度:
(g)。已知:平衡时各物质的浓度关系有
已知:平衡时各物质的浓度关系有,K是一个只与温度有关的常数,称为化学平衡常数。
①某温度下,在两个容器中进行上述反应,容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中的空格。
②相同温度下,某汽车尾气中CO、CO2的浓度分别为1.0×10-5 mol/L和1.0×10-4mol/L。若在汽车的排气管上增加一个补燃器,不断补充O2并使其浓度保持为1.0×10-4mol/L,则最终尾气中CO的浓度为 。
正确答案
(1)C8H18(l)+25/2 O2 =" 8" CO2(g)+ 9 H2O(g);△H= —5121.9 kJ/mol
(2)增大 NiOOH + H2O+eˉ= Ni(OH)2 + OHˉ 2 H2O + 2eˉ= H2 + 2OHˉ
(3)① v(正)> v(逆) ② 1.1×10-6
略
(6分)“绿色奥运”是北京2008奥运会的三大主题之一,使用清洁能源,防治交通污染,改善空气质量,加速建设污水处理和回收工程,防止固体废弃物污染,植树造林,促进生态良性循环等,是北京实现“绿色奥运”主要工作。北京申奥时向国际奥委会承诺:位于北京城西的首都钢铁公司在2008年前迁出。
(1)首钢为什么会对北京市区环境造成污染?
(2)其主要的大气污染物各是怎样形成的(写出必要的化学方程式)?
(3)请用化学方程式表示其中任意一种污染物对北京造成的危害。
正确答案
(1)因为炼钢过程中产生大量的SO2、NOx等有毒、有害气体和粉尘,还有大量的污水与废渣需要排放,而首钢所处地理位置恰好是西北风的上风区域,对周边区域或北京市区的环境造成严重污染。(2)主要燃烧含硫燃料或焦炭燃烧,电炉炼钢都会产生大量有害气体和粉尘污染物。化学方程式为:
S+O2SO2;C+O2
CO2;N2+O2
2NO;2NO+O2====2NO2。
③如SO2(或其他有害气体)与水反应的化学方程式为:
SO2+H2O====H2SO3;2SO2+O2====2SO3;SO3+H2O====H2SO4。(每问2分)
(1)钢铁生产过程中会产生有污染的气体,如SO2、NOx等和粉尘。环境污染包括:大气污染、水污染、土壤污染、食品污染、噪声污染等。造成污染的物质主要有:SO2、NOx、COx、煤烟和碳氢化合物。主要来源是:化石燃料、煤、炭、石油等燃料的燃烧,冶炼含硫矿石,使用硝酸的工厂等都会造成环境污染,而首钢位于北京西城区,当北京市处于盛行西北风的季节时是上风区。(2)生产过程中会产生粉尘,含硫燃料燃烧会产生SO2,生产过程中产生大量的污水和废渣。这些都会造成对北京的环境污染。SO2:S+O2SO2,焦炭燃烧会产生CO2,C+O2
CO2,电炉炼钢中会产生NOx:N2+O2
2NO。(3)如SO2。SO2对人体的直接危害是引起呼吸道疾病,严重时还会使人死亡,空气中的SO2在O2和H2O共同作用下,会形成酸雨:SO2+H2O====H2SO3。空气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就形成了酸雨。酸雨的危害极大,直接破坏农作物、森林、草地,使土壤的酸性增强,湖泊酸化,造成水生物死亡,加速建筑设施、桥梁、工业设备、电信电缆腐蚀。
汽车尾气中含有NOx、CO及碳氢化合物,直接排入空气会造成大气污染,某研究性学习小组拟探究汽车尾气相关问题,请你参与并回答问题。
(1)有人建议汽车尾气中的CO,可用加入催化剂催化热分解的方法消除。已知热分解反应
CO(g)=c(s)+O2(g)的△H=+110.5kJ/mol,△S=-0.089kJ·mol-1.K-1,这一方案理论上是否可行,____________(选填:“可行”或“不可行”)。
(2)有人提议在一定的条件下使NO、CO两种气体反应转变为N2和CO2,其方程式可表示为:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-373.4kJ/mol.△S<0,又知该反应的平衡常数极大,常温下反应速率极小。
①上述反应的平衡常数表达式为:_________________________。
②下列有关说法正确的是_____________________________
A.减少CO和NO浓度的有效方法是加长汽车尾气排气管的长度
B.提高NO及CO转化率的有效方法是低温催化
C.汽车尾气中的NO主要是由于石油中含有大量的氮元素
D.使用催化剂,在适当温度和压力下有利干提高上述反应转化效率
(3)测定汽车尾气中NO,NO2的方法之一,用3%的H2o2溶液吸收生成HNO3,再用NaOH标准溶液滴定。若要确定尾气中NO,NO2体积分数总和,所需的数据有___________(选填序号)。
A.气体样品的体积 B.NaOH标准溶液的浓度及所消耗的体积
C.从滴定开始到指示剂变色所需的时间 D.两种氮氧化物的体积比
正确答案
(1)对应一个化学反应而言,当△H=-373.4kJ/mol.△S<0时在低温下自发,故不可行。(2)反应温度太低会极大地降低反应速率;(3)先确定实验方案的选择,再逐一研究需要测量的物理量。
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