- 海水淡化——电渗析法
- 共1009题
［化学——选修化学与技术］（15分）
硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。
（1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在 的郊区（填选项的标号）
（2）据测算，接触法制硫酸过程中，若反应热都未被利用，则每生产1t 98%硫酸需消耗3.6×105kJ能量。请通过计算判断,若反应:SO2（g）+1/2O2（g）=SO3（g）;△H=－98．3kJ·mol－1；放出的热量能在生产过程中得到充分利用,则每生产1t98%硫酸只需外界提供（或可向外界输出） 千焦能量；
（3）CuFeS2是黄铁矿的另一成分，煅烧时，CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2，该反应的化学方程式为 。
（4）由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4（由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成），其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化（见下表）
沸腾炉温度/℃
600
620
640
660
矿渣中CuSO4的质量分数/%
9.3
9.2
9.0
8.4
已知CuSO4在低于660℃时不会分解，请简要分析上表中CuSO4的质量分数随温度升高而降低的原因 。
正确答案
（1）C （3分）
（2）输出6．23×105kJ能量 （4分）
（3）4CuFeS2+13O2=4CuO+2Fe2O3+8SO2 （4分）
（4）SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应，随温度升高，平衡逆移，SO3物质的量减少，所以CuSO
略
（10分）氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程示意图如下所示，完成下列填空：
（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上电极反应为__________________，与电源负极相连的电极附近，溶液pH_________（选填“不变”、“升高”或“下降”）。
（2）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为_________
_______________________________________________________________。
（3）如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是_________。
a. Ba(OH)2 b. Ba(NO3)2 c. BaCl2
（4）为了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序为_________（选填a、b、c）
a. 先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
b. 先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
c. 先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
（5）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过_________、冷却、_________（填写操作名称）除去NaCl。
正确答案
（1）2Cl--2e-="=" Cl2↑ （1分） 升高（1分）
（2）Ca2++CO32-="=" CaCO3 ↓ （1分） Mg2++2OH-="=" Mg(OH)2↓ （1分）
（3）ac（2分） （4）bc（2分）
（5）加热蒸发 （1分） 过滤（1分）
略
（10分）分子筛可用于物质的分离提纯。某种型号的分子筛的工业生产流程可简单表示如下：
（1）在加NH3·H2O调节pH的过程中，若pH控制不当会有Al(OH)3生
（2）生产流程中所得滤液的主要成分为
（3）假设生产流程中铝元素和硅元素均没有损耗，钠原子的利用率为10％，试通过计算确定该分子筛的化学式（写出计算过程）。
（4）分子筛的孔道直径为4Å称为4A型分子筛；当Na+被Ca2+取代时就制得5A型分子筛，当Na+被K+取代时就制得3A型分子筛。要高效分离正丁烷（分子直径为4.65Å）和异丁烷（分子直径为5.6Å）应该选用 ▲ 型的
正确答案
共10分。
（1）0.001 mol·L－1（2分） （2）Na2SO4、(NH4)2SO4 （2分）
（3）n[Al2(SO4)3] =" 34.2" g / 342 g·mol-1 =" 0.1" mol，n(Na2SiO3) =" 122" g / 122 g·mol-1 =" 1" mol
n(Al2O3) =" 0.1" mol，n(SiO2) =" 1" mol，n(Na2O) =" 0.1" mol，n(H2O) =" 0.6" mol（2分）
n(Na2O) ∶n(Al2O3) ∶n(SiO2) ∶n(H2O) =" 0.1" mol∶0.1 mol∶ 1mol∶0.6 mol =
= 1∶1∶10∶6
化学式：Na2O ·Al2O3 ·10SiO2 ·6H2O或Na2(Al2Si10O24)·6H2O（2分）
（4）5A（2分）
略
（15分）高纯氧化铁（α—Fe2O3）是现代电子工业的重要材料。实验室用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO，还含有SiO2等杂质）为原料制备高纯氧化铁的步骤如下：
回答下列问题：
（2）实验室欲用18.4mol·L-1的浓硫酸配制100mL 5.0mol·L-1的硫酸
溶液，所用的玻璃仪器胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒外，还有
（填写仪器名称）。
（3）某同学用右图所示装置进行过滤操作。
①请指出其中的错误之处： ；
②过滤后，洗涤过滤器中少量沉淀的方法是 。
（4）某同学用下图所示装置（尾气吸收装置未画出）实验向溶液Y中通入NH3和CO2
①下列为实验室制备NH3和CO2的备选药品：
a.NH4Cl b.CaCO3（块状） c.Ca（OH）2 d.NaOH
e.浓氨水 f.稀盐酸 g.稀硫酸
则上述装置A处的试管中所放药品的最佳选择为 和 （用药品序号填空）；装置D处药品的最佳选择为 和 （用药品序号填空）。
②下列各项制备实验中，也可利用装置D处仪器完成的是 （填序号）。
E．Zn与稀硫酸反应制备H2
③写出上述装置A处的试管中所发生反应的化学方程式 。
④若通入一定量的NH3和CO2后，装置C处的溶液中只含有S、N、H、O四种元素。用pH试纸测定该溶液pH的方法是 ；若该溶液呈中性，则溶液中的NH+4和SO2-4的物质的量浓度间的数量关系为 。（离子的浓度用符号[NH+4]和[SO2-4]表示）
正确答案
略
（8分）江苏连云港开发硅产业比较发达，粗硅提纯经常用“三氯氢硅法”。将干燥的硅粉加入合成炉中，与通入的干燥氯化氢气体在280～330℃有氯化亚铜催化剂存在下进行氯化反应，反应气体旋风分离除去杂质，再用氯化钙冷冻盐水将气态三氯氢硅冷凝成液体，经粗馏塔蒸馏和冷凝，除去高沸物和低沸物，再经精馏塔蒸馏和冷凝，得到精制三氯氢硅液体。纯度达到七个“9”以上，杂质含量小于1×10－7，硼要求在0.5×10－9以下。提纯后的三氯氢硅送入不锈钢制的还原炉内，用超纯氢气作还原剂，在1050～1100℃还原成硅，并以硅芯棒为载体沉积而得多晶硅成品。其反应式如下：
Ⅰ H2＋Cl2 =" 2HCl"
Ⅱ Si（粗）＋3HCl（g）= SiHCl3(l)＋H2(g)
Ⅲ SiHCl3(l) ＋H2(g) = Si(纯)＋3HCl(g)
据以上材料回答问题：
（1）电炉中发生反应后排出气体X的成份 （填化学式）。
（2）目前提倡“低碳类经济”，CO2的吸收转化成有机物可有效实现碳循环，是节能减排的有效措施。某物质y的核磁共振氢谱只有一个峰，与CO2可催化加聚生成自然降解的
塑料聚碳酸酯，其反应方程式
（3）在上述流程中可以循环使用的物质是 。（填名称）
（4）SiH4化学性质比较活泼，它在空气中自燃，有强还原性，在碱存在下迅速水解，由SiH4为原料进行氮化来制备Si3N4纳米材料，则你认为该材料中最大可能存在的杂质
（填化学式）。
（5）已知化学键如表
则下述反应 SiCl4(g)＋2H2（g）
该反应的反应热 △H＝ kJ·mol－1
正确答案
(1)CO（1分）
（2）
（3）氯化氢 氢气（2分）
（4）SiO2 或 SiO2·nH2O（2分）
（5）+236（2分）
略
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