热门试卷

我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素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)：

填写下列空白：

(1)已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸气在t ℃，p k Pa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)上述流程中，工业上分离H2 、CO2合理的方法是        。

A混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸

B混合气加压冷却，使CO2液化

C混合气用氨水洗涤

D混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体，

(3)为了保证氨气顺利合成，在空气进入合成塔之前必须对空气进行      ，目的是____________________；在合成氨的实际生产过程中，常采取将生成的氨从混合气体中分离出来，分离出氨的方法         。                        

(4)合理地利用资源不仅可以提高经济效益，而且也是对社会、对全人类负责的表现，阐述图中的两处可以合理利用资源情况                。

用离子交换法从海带中提取碘是一种较为先进的制碘工艺应用技术。

①浸泡海带：取海带500g，加13～15倍水量分两次浸泡，得浸出液6000mL左右，碘含量为0.5g/L。 

②碱化浸出液除褐藻糖胶：即海带浸出液1000mL，加入浓度为40% 的NaOH溶液，控制pH值为12左右，充分搅拌后使褐藻酸钠絮状沉淀而沉降。采用倾析法分离出清液。

③氧化游离：向上述清液中加入浓度为6mol× L-1的H2SO4溶液，使pH值为1.5～2。往酸化后溶液中加入NaClO溶液或H2O2溶液，充分搅拌并观察溶液颜色变化。待溶液由淡黄逐渐变成棕红色即表明I－离子已转变为多碘离子（I3－）。

④交换吸附：氯型强碱性阴离子交换树脂（R—Cl表示）注入交换柱中（树脂层高度为12cm），如右图连接交换装置，待溶液全部通过后，树脂颜色变为黑红色。

⑤洗脱：分两步进行

第一步：取8～10% 的NaOH溶液40mL注入交换柱中。在强碱作用下，树脂颜色逐渐变浅，待树脂基本褪色后，放出溶液，收集于一小烧杯中为碱性洗脱液。    

第二步：取10% 的NaCl溶液40mL注入上述交换柱中。稍待一会儿，慢慢放出溶液收集于另一小烧瓶中，为氯化钠洗脱液。

⑥往碱性洗脱液中滴加H2SO4溶液（6mol/L），烧杯底部会析出一层泥状粗碘。

⑦往氯化钠洗脱液中滴加H2SO4溶液（6mol/L）使之酸化，再滴加10% 的NaNO2溶液（在通风橱中进行）。待溶液由无色转变为棕红色直至出现棕黑色浑浊。

⑧离心分离即得粗碘。

试回答下列问题

（1）步骤③在酸性条件下用NaClO（或H2O2）氧化碘的离子方程式：  　 　 ，

及I2 +I－I3－。如何用化学方法检验有多碘离子生成                     。

（2）第④步发生的离子反应为：                            。

（3）步骤⑤洗脱时第一步发生的离子反应为（洗脱液中含有I－和IO3－离子）：

           ；第二步洗脱发生的离子反应为：                 。

（4）步骤⑦发生反应的离子方程式为                                 。

（10分）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30％以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出：

回答下列有关问题：

（1）电解池的阴极反应式为___________________________。

（2）通入空气的电极的电极反应式为___________________________，燃料电池中阳离子的移动方向_________________________（“从左向右”或“从右向左”）。

（3）电解池中产生2 mol Cl2，理论上燃料电池中消耗O2的物质的量为_____________。

（4）a、b、c的大小关系为：_____________。

马格尼特法冶炼镁的工艺流程如下图。炉料中除有煅烧白云石和硅铁外，还加入煅烧过的铝土矿，加Al2O3的主要目的是降低渣的熔点，便于液态排渣。

已知白云石的成分为CaCO3·MgCO3,硅铁是指含有55%硅左右的铁[可表示为Si(Fe)]，作还原剂,最后得到低品位的硅铁[可表示为Fe(Si)]，简易流程图如下

试回答下列问题

（1）反应①，白云石煅烧得CaO·MgO的化学方程式为：                     。

（2）反应②，还原炉中发生反应生成镁和炉渣的化学方程式为：      。

（3）该成分的沪渣是一种工业生产的重要原料，可作为生产             原料。

（4）马格尼特法冶炼镁，一台4500千瓦的炉子可日产约7.2吨镁，一天至少约消耗含硅60%的硅铁       吨。

电子产品产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某化学兴趣小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

按要求回答下列问题：

(1)滤渣1中存在的金属有_____________。

(2)已知沉淀物的pH如下表：

①则操作②中X物质最好选用的是___________(填编号)

a．酸性高锰酸钾溶液    b．漂白粉    c．氯气       d．双氧水

②理论上应控制溶液pH的范围是________________________。

(3)检验滤液2中既不存在Fe2+又不存在Fe3+的操作步骤是____________________。

(4)用一个离子方程式表示在酸浸液中加入适量铝粉的反应：___________________。

(5)由CuSO4·5H2O制备CuSO4时，应把CuSO4·5H2O放在______(填仪器名称)中加热脱水。

(6)现在某些电器中使用的高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH，该电池放电时负极反应式为_______，每有1mol K2FeO4被还原，转移电子的物质的量为____，充电时阳极反应式为___________。

工业上冶炼钛主要以钛铁矿、金红石（含TiO2大于96％）等为原料生产。

（1）由金红石为原料采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下：

①沸腾氯化炉中反应的化学方程式为：                    

②已知：Ti(s) +2Cl2(g) = TiCl4(l) △H = －804.2kJ/mol；

2Na(s) +Cl2(g) =" 2NaCl(s) " △H = －882.0kJ/mol

Na(s) =" Na(l) " △H ="2.6" kJ/mol

请写出用液态钠与四氯化钛置换出钛的热化学方程式                      

③海绵钛破碎后用0.5%～1.5%的盐酸洗涤，再用蒸馏水洗涤至中性，用盐酸洗涤的目的是                                                        。

（2）科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发，找出了冶炼钛的新工艺。试回答下列有关问题。

①TiO2直接电解法（剑桥法）生产钛是一种较先进的方法，电解质为熔融的氯化钙，原理如图所示,在阴极，被还原的Ca进一步还原TiO2获得钛，则在阴极所发生的反应为：            。

②SOM技术是一种绿色环保先进技术，阳极用金属陶瓷，并用固体氧离子隔膜将两极产物隔开，只允许氧离子通过，在电解过程中阳极通入某种还原性气体，可防止CO、CO2污染物产生，通入的气体若是H2，则阳极电解反应式为        。

)【化学—选修化学与技术】

工业上以磷肥生产形成的副产物石膏(CaSO4·2H2O)与焦炭为原料可生产硫酸，同时

可以得到硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料。以下是有关的工艺流程示意图。

试回答：

(1)写出方程式：反应Ⅰ___________________________________，

(2)写出方程式：反应Ⅱ______________________________________。

(3)请根据下表和化学平衡知识，分析工业上制硫酸中SO2的催化氧化的适宜条件是

____________________________________。

表Ⅰ：

(4)检验滤液H中含有CO的方法是___________________________________。

(5)氯化钙结晶水合物()是目前常用的无机储热材料，选择的依据是___________ (填序号)。

a．熔点较低(29℃熔化)  b．能导电  c．易溶于水  d．无毒

（12分）硫酸铜、硝酸铁都是重要的化工原料。

（1）以下是某工厂用含铁的废铜为原料生产胆巩（CuSO4·5H2O）的生产流程示意图：

胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（∥100g水）见下表。

请回答下列问题：

①红褐色滤渣的主要成分是

②写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式             ；

③操作I的温度应该控制在         左右；

④从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作Ⅱ应为：将热溶液       、        、洗涤、干燥。

（2）某兴趣小组在实验室用铁粉和稀硝酸及右图装置制取Fe（NO3）3（固定所用

仪器和加热装置未画出）。

①为保证原料的充分利用，并加快反应速率，往往将加热温度控制在100℃以内。该实验中对圆底烧瓶加热的最佳方式是       加热；

②请在图中虚线框内画出尾气吸收装置（提示：碱液可快速、充分吸收产生的氮氧化物气体）。

（10分）下图是工业生产硝酸的流程。

合成塔中内置铁触媒，氧化炉中内置Pt－Rh合金网。请回答下列问题：

⑴ 1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意如下：

、、分别表示N2、H2、NH3。图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是   。

⑵ 合成氨反应的化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，写出该反应的化学平衡常数表达式K＝

   。在一定温度和压强下，将H2和N2按3∶1(体积比)混合后进入合成塔，反应达到平衡时，平衡混合气中NH3的体积分数为15％，此时H2的转化率为   。

⑶ 已知：4NH3(g)＋3O2(g)＝2N2(g)＋6H2O(g) △H＝－1266.8 kJ/mol

N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H＝＋180.5 kJ/mol

氨催化氧化的热化学方程式为   。

⑷ 吸收塔中通入空气的目的是   。

（14分）青铜矿（CuFeS2）是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可以制备硫及铁的化合物。

(1)  冶炼铜的反应为

8CuFeS2 + 21O2 8Cu + 4FeO + 2Fe2O3 + 16SO2

若CuFeS2中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是_________（填元素符号）。

(2)  上述冶炼过程产生大量SO2，下列处理方案中合理的是__________（填代号）。

a.  高空排放                                   b.用于制备硫酸

c.  用纯碱溶液吸收制Na2SO4         d.用浓硫酸吸收

(3)  过二硫酸钾（K2S2O8）具有强氧化性，可将I−氧化为I2：S2O82− + 2I− → 2SO42− + I2；通过改变反应途径，Fe3+、Fe2+均可催化上述反应，试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程：__________、__________。

(4)  利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）可制备Fe2O3，方法为：

①用稀盐酸浸取炉渣，过滤；②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。

a.    除去Al3+ 的离子方程式是____________________________；

b.   选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。

提供的试剂：稀盐酸 稀硫酸  KSCN溶液  KMnO4溶液  NaOH溶液 碘水

所选试剂为__________，证明炉渣中含有FeO的实验现象为____________________。