热门试卷

【化学选修2：化学与技术】(15分)

工业上为了使原料和能量得到充分的利用，常常采用循环操作。

I、利用热化学循环制氢能缓解能源矛盾。最近研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解水制氢。MnFe2O4的制备：

已知Fe3+、Mn2+沉淀的pH如右表所示。

(1)此工艺中理论上投入原料Fe(NO3)3和Mn(NO3)2的物质的量之比应为       。

(2)控制pH的操作中m的值为       。

II、用MnFe2O4热化学循环制取氢气：

(3)由上可知，H2燃烧的热化学方程式是                           。

(4)该热化学循环制取氢气的优点是          (填字母编号)。

A．过程简单、无污染                        B．物料可循环使用

C．氧气和氢气在不同步骤生成，安全且易分离

III、工业上可用H2、HCl通过下图的循环流程制取太阳能材料高纯硅。

反应①

反应②：

（5）上图中，假设在每一轮次的投料生产中，硅元素没有损失，反应①中HCl的利用率和反应②中H2的利用率均为75％。则在下一轮次的生产中，需补充投入HCl和H2的体积比是            。

重铬酸钠(Na2Cr2O7)广泛用作氧化剂、鞣革剂等。以铬矿石(主要成分为

03，还含有FeO、A1203、Si02等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如下：

请回答下列问题：

(1)Cr203在高温焙烧时反应的化学方程式为     。

(2)生产过程中，调节(含Na2Cr04、Na2Si03、NaAl02

的溶液)pH的目的是       。

(3)某化工厂采用石墨作电极电解Na2Cr04溶液，实现了  

Na2Cr04转化为Na2Cr207的生产，其原理如下图所示。

①写出阳极的电极方程式：        ；

②此生产方法和上述流程相比的优点主要有     。

(4)Na2Cr207可用于测定废水的化学耗氧量(即COD，指每升水样中还原性物质被

氧化所需要的02的质量)。现有某水样100．00 mL，酸化后加入cl mol／L。的

Na2Cr207溶液mL，使水中的还原性物质完全被氧化(还原产物为)；再用

的FeS04溶液滴定剩余的，结果消耗FeS04溶液mL。则该水

样的COD为   。

（10分）第63届联合国大会通过决议，将2011年定为“国际化学年”，其主题是“化学——我们的生活，我们的未来”，以纪念化学学科所取得的成就及对人类文明的贡献。请回答下列问题：

（1）工业上生产玻璃、水泥和炼铁都要用到的原料是（填名称）     ，工业炼铁主要设备是     。

（2）工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉，漂白粉的有效成分是（填化学式）     。

（3）印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路板时，要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”。

①写出FeCl3溶液“腐蚀”铜箔的离子方程式     。

②某化学兴趣小组为分析某厂家腐蚀以后所得混合溶液组成，试探性地向100 mL腐蚀后的混合溶液中加入2.80g铁粉，结果全部溶解且未见固体析出。则混合溶液的组成为（填写化学式）：     。

下面是甲、乙、丙、丁四个种群，在一个达到生态平衡的环境中所含有的总能量和残留农药DDT的平均浓度。

（1）这四个种群中属于生产者的是______________。

（2）写出四个种群的能量流动的渠道_______________________________。

（3）在能量流动的渠道中_____________越高，生物体内的DDT浓度也越高。

太湖、巢湖、滇池是我国重点治理的三大湖，三大湖受到严重的富营养化污染，藻类疯狂繁殖，破坏了生态平衡，影响了人民的健康，必须迅速进行治理。请回答：

（1）藻类的狂长，说明水中哪些元素超标？     这些元素从哪里引入的？                                                             

（2）您认为引起藻类大量繁殖最主要的是哪一种元素？      以什么形态出现？      请你设计一个测定此元素的方法。

（3）水质污染程度的重要标志之一为BOD（生物化学耗氧量），它是指由于水中微生物的繁殖或呼吸作用，或水中有机物分解时所消耗的溶解氧的量，单位为mgO2/L。现有巢湖沿岸某电镀厂，不遵守环境法规，每周向湖中排放一次含氰废水，使近岸湖水含CN－的浓度为7.5×10－5mol/L，CN－与O2作用生成CO2、N2等。试问此电镀厂每排放一次废水将使近岸湖水的BOD增大多少？

（4）水质污染程度的另一重要指标为COD（化学耗氧量），它是指水中还原性物质（有机的和无机的），在规定条件下被氧化时，1L水样所消耗的氧的毫克数。测定COD通常有KMnO4法、K2Cr2C7法等。酸性KMnO4法：KMnO4在酸性溶液中经沸水浴加热，将发生：

2KMnO4+3H2SO4==K2SO4+2MnSO4+3H2O+5[O]。

①若为0.01000mol/L KMnO4溶液，则1.00mL相当于    mgO2；

②若巢湖水样100mL，加入1:2 H2SO410mL，AgSO41g，混匀后，又加10mL 0.01000mol/L KMnO4溶液，在沸水中加热30min，取出加入10mL 0.02500mol/L Na2C2O4溶液，立即用0.01000mol/L KMnO4滴至微红色在15秒内不变色为终点，耗KMnO4液7.00mL，求巢湖水样的COD为多少？

(8分)硫酸是许多化学工业的原料，其消费量可作用一个国家工业发展水平的一种标志。硫酸工厂厂址的选择是一个复杂的问题，下图是影响化工厂选址的部分因素。又已知硫酸是一种腐蚀性液体，不便较多贮存，需随产随销。另外，硫酸的运输价格也比较贵，据估算1t H2SO4的运价约为同质量黄铁矿石的三倍。

据以上信息，分析下列条件：

条件(Ⅰ)

①A城市郊区有丰富的黄铁矿资源，水源、能源充足，交通方便。

②A城市需使用硫酸的工业不多，而离它远的B城市却是一个消耗硫酸甚多的工业城市。

③A城市是一个风光秀丽的旅游城市，对环境保护的要求甚高，而且土地价格较贵，土地供应紧张。

条件(Ⅱ)

①C地是重要的农业区，需消耗大量的肥料。

②C地有丰富的磷灰石矿藏，水源、能源充足，土地价格较低，土地供应充足，交通方便。

③磷肥是由磷灰石〔有效成分是Ca3(PO4)2〕与H2SO4作用制得的，制造磷肥需消耗大量的硫酸。

④C地无磷肥厂和硫酸厂，在相邻的D地有丰富的黄铁矿资源。

在A、B、C、D四城市中，你认为应该建设硫酸工厂的城市是______________，应该建造磷肥厂的城市是______________。

（12分）二氯烯丹是一种播前除草剂，其合成路线如下：

且D在反应⑤中所生成的E，其结构只有一种可能。

（1）写出下列反应的类型：反应①是____________，反应③是____________。

（2）写出下列物质的结构简式：A：____________，C：____________，D：____________，E：____________。

（8分）将肥皂液分装在两支试管中，向第一支试管中加入稀硫酸，有____________产生，向第二支试管中加入MgCl2溶液，则产生____________，有关反应的离子方程式为：_____________________________________，_____________________________________。

(17分) 重庆有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成氨的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：

请填写下列空白：

(1)已知2mol甲烷与水蒸气在t℃、p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是_______________________________。

(2)图中X为_____，Y为_____（填化学式）；常用K2CO3溶液吸收分离出的CO2，其离子方程式为_____________________________________

(3)在合成氨工业中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来。请运用化学平衡的观点说明采取该措施的理由：_______________________________。

(4)联合制碱法中，合成氨产生的NH3与CO2通入饱和食盐水最终可制得纯碱，如图所示

①应先向食盐水通足量_______气体（写化学式，后同）；副产品Z为______，可用作______；W为_______。

②若生产 Na2CO3 5.3吨，理论上至少可制得副产品Z_______吨。