- 海水水资源的利用
- 共657题
纯碱和硫酸都是重要的化工原料，用途非常广泛。
（1）利用氨碱法得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。工艺流程如下图所示：
氨碱法示意图
图中的中间产物C是_________，D是________（写化学式）；装置乙中发生反应的化学方程式为_________________________________。
（2）火山喷发所产生的硫磺可用于生产重要的化工原料硫酸。甲企业用接触法生产硫酸采用的主要原料是硫磺和空气。工艺流程如下图所示：
为了充分利用反应放出的热量，接触室中应安装____________（填设备名称）。吸收塔中填充许多瓷管，其作用是____________。为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50％。为提高SO2的转化率，经流量计2的氧气量为接触室中SO2完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为____________。
正确答案
（8分）
(1)Ca(OH)2（1分）；NH3（1分）;
NH3+CO2+H2O+NaCl= NaHCO3↓+ NH4Cl（2分）
(2)热交换器（1分）;增加SO3与浓硫酸的接触面积，有利于SO3的吸收（1分）;
6:5（2分）
试题分析：
(1)结合题中信息可以得出C为石灰窑的产物CaO与H2O的生成物Ca(OH)2；D为Ca(OH)2和NH4Cl反应的产物NH3；装置乙中发生的为侯氏制碱法主要反应反应NH3+CO2+H2O+NaCl= NaHCO3↓+ NH4Cl。
(2)为了充分利用反应放出的热量，接触室中应安装热交换器；填充许多瓷管，其作用是增加SO3与浓硫酸的接触面积；设有1molS反应，根据方程式S+O2=SO2，需要1molO2，生成1molSO2,为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50％，需要1.5molO2, 1molSO2在接触室中SO2完全氧化时理论需氧量为0.5mol，经流量计2的氧气量为接触室中SO2完全氧化时理论需氧量的2.5倍即1.25mol。生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为1.5mol: 1.25mol=6:5
⑴配平反应器中发生的反应方程式：
I2 + KIO3 + H2O="=" KH(IO3)2 + KCl + Cl2↑
⑵步骤②中，用硝酸而不用HI，其原因可能是
⑶步骤③要保持溶液微沸1小时，以完全排出氯气，排出氯气的原因为
⑷合成实验中涉及两次过滤，在实验室进行过滤实验时，用到的玻璃仪器有
⑸用氢氧化钾调节溶液的PH值，发生的反应方程式为：
⑹参照碘酸钾溶解度曲线，步骤得到碘酸钾晶体，你建议的方法是
正确答案
（每空2分）（1）6，11，3=6，5，3；（2）HI具有还原性能将已生成的碘酸氢钾还原；（3）反应产生氯气跟KOH反应生成KClO，KClO能将KIO3氧化成KIO4，从而不能得到KIO3。（4）漏斗、烧杯、玻璃棒；（5）KH(IO3)2 +KOH==2KIO3+H2O；（6）蒸发结晶。
该题以KIO3制备实验为载体，考查了氧化还原反应及其方程式配平，过滤实验的仪器、物质的分离方法等。图、表结合，考查学生的阅读理解能力。（1）略（2）HI有较强还原性，IO3-有较强氧化性，二者发生反应：5I-+IO3-+6H+==3I2+3H2O，所以不能用HI酸化；（3）因为ClO-有强氧化性能将KIO3氧化成KIO4，故在加KOH之前要予以排除。（4）、（5）略（6）由表中数据可知KIO3在常温下的溶解度较小，又KIO3在650℃即分解，故最好采用蒸发浓缩溶液，让KIO3结晶析出再行过滤分离的方法。
（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____________________。
正确答案
(1) Cu、O 2分 (2) b、c 2分
(3) ①2Fe3+ + 2I− → I2 + 2Fe2+ 2分 ②2Fe2+ + S2O82− → 2Fe3+ + 2SO42− 2分
(4) a. Al3+ + 4OH− → AlO2− + 2H2O 2分
b. 稀硫酸、KMnO4溶液 2分
用稀硫酸浸取炉渣，所得溶液与酸性KMnO4溶液反应，若溶液褪色则证明存在 2分
（1）根据方程式可知，氧气是氧化剂，得到电子，因此被还原的元素是氧元素。CuFeS2中铜元素的化合价是＋2价，而生成物中有单质铜生成，所以被还原的元素还有铜。
（2）SO2是一种酸性氧化物，能用于制备硫酸，b正确。SO2还是一种大气污染物，不能随意丢弃，a不正确，c正确。浓硫酸不能稀释SO2，d不正确，答案选bc。
（3）铁离子能把碘离子氧化生成单质碘，而在一定条件下，而S2O82−又能把亚铁离子氧化生成铁离子，方程式为2Fe3+ + 2I− → I2 + 2Fe2+、2Fe2+ + S2O82− → 2Fe3+ + 2SO42−。
（4）①由于氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于氢氧化钠中，所以方程式为Al3+ + 4OH−＝ AlO2− + 2H2O。
②因为氧化亚铁具有还原性，而酸性高锰酸钾溶液又具有氧化性，亚铁离子能使酸性高锰酸钾溶液褪色，据此可以检验，所以选择的试剂是稀硫酸、KMnO4溶液。实验现象是用稀硫酸浸取炉渣，所得溶液与酸性KMnO4溶液反应，若溶液褪色则证明存在。
工业接触法制硫酸的简单流程图如下：
(1)写出装置甲的名称________。要使黄铁矿充分和迅速地燃烧，工业上常采取的措施为__________________________________。
(2)接触室中二氧化硫与氧气的反应采用________(填“常压”或“高压”)，原因是________________________________。
(3)刚通入接触室中的SO2和O2在热交换器的管道________(填“里”或“外”)流动，在催化剂表面接触反应的SO2和O2在热交换器的管道________(填“里”或“外”)流动，这样两种流体通过管壁进行热交换。
(4)在吸收塔中为什么用98.3%的浓硫酸而不是用水吸收三氧化硫？
______________________________________________________________。
(5)工业接触法制硫酸的过程中，有两个操作过程采用了逆流的原理，它们分别是_____________________________________
正确答案
(1)沸腾炉 把黄铁矿粉碎成细小的矿粒和从炉底通入强大的空气流 (2)常压 常压时SO2的转化率已经很高，采用高压对SO2的转化率提高不大却会大大增加设备成本 (3)外 里 (4)水与SO3反应放出大量的热，容易形成酸雾，不利于SO3吸收 (5)在沸腾炉中矿石由上向下落，空气由下往上升 在吸收塔中98.3%浓硫酸自上而下流，SO3等气体自下向上升
详见答案
（1）工业上生产玻璃、水泥都要用到的原料是 。（选填石灰石、粘土、石英、石膏）
（2）漂白粉由氯气和石灰乳反应生成，其有效成分是 。（填化学式）
（3）测定硅铁合金中硅的含量可以有两种方法，其一是将合金粉末加入足量的稀硫酸中，其二是将合金粉末加入足量的 中，都可以通过收集生成气体并测定其体积数据而确定硅含量。写出第二种方法的反应离子方程式 。
正确答案
(1) 石灰石； （2）Ca(ClO)2 (3) NaOH溶液 Si +2OH-+ H2O ="=" SiO32- +2H2↑
试题分析：（1）工业上生产玻璃、水泥分别需要的原料是纯碱、石灰石和石英、石灰石和粘土，所以都要用到的原料是石灰石。
（2）漂白粉是次氯酸钙和氯化钙的混合物，其有效成分是次氯酸钙。
（3）铁能和酸反应生成氢气，但硅不能。硅可以溶于氢氧化钠溶液中，但铁不能。所以测定硅铁合金中硅的含量可以有两种方法，其一是将合金粉末加入足量的稀硫酸中，其二是将合金粉末加入足量的氢氧化钠溶液中，都可以通过收集生成气体并测定其体积数据而确定硅含量，其中第二种方法的反应离子方程式是Si +2OH-+ H2O ="=" SiO32- +2H2↑。
点评：该题是中等难度的试题，试题注重基础，侧重学生解题方法的培养和指导。该题贴近高考，难易适中，有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生的应试能力和答题效率。
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