一模分类汇工业.docx
- 文档编号:10584417
- 上传时间:2023-02-21
- 格式:DOCX
- 页数:23
- 大小:491.50KB
一模分类汇工业.docx
《一模分类汇工业.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一模分类汇工业.docx(23页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
一模分类汇工业
2016分类汇编——工业生产
一、工业流程I(重点:
反应原理):
1.(XC)下图表示氮及其化合物在一定条件下的转化关系:
(1)反应I:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=–92kJ•mol-1
右图是反应I中平衡混合气中NH3的体积分数随温度或压强变化的曲线,图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强。
其中X代表的是______(填“温度”或“压强”),判断L1、L2的大小关系并说明理由___________________________。
(2)
反应II的化学方程式是______________________。
反应II其中一步反应为
2NH3(g)+3Cl2(g)=N2(g)+6HCl(g)ΔH=–462kJ•mol-1
已知:
断开1molH–N键与断开1molH–Cl键所需能量相差约为_______kJ。
(3)反应III是利用右图所示装置电解制备NCl3(氯的化合价为+1),其原理是:
NH4Cl+2HCl
NCl3+3H2↑。
b接电源的_______极(填“正”或“负”)。
②阳极反应式是___________________。
(4)反应III得到的NCl3可以和NaClO2制备ClO2,同
时生成NH3,该反应的离子方程式是
___________________________________________。
(DC)2.诺贝尔化学奖获得者乔治·欧拉教授率领团队首次采用金属钌作催化剂,从空气中捕获CO2直接转化为甲醇,为通往未来“甲醇经济”迈出了重要一步,并依据该原理开发如图所示转化。
(1)CO2中含有的化学键类型是__________键。
(2)将生成的甲醇(沸点为64.7℃)与水分离可采取的方法是_________。
(3)上图所示转化中,由第1步至第4步的反应热(ΔH)依次是akJ/mol、bkJ/mol、ckJ/mol、dkJ/mol,则该转化总反应的热化学方程式是_________________________。
(4)500℃时,利用金属钌做催化剂,在固定容积的密闭容器中可直接实现如(3)中转化得到甲醇。
测得该反应体系中X、Y浓度随时间变化如图。
①Y的化学式是_____________,判断的理由是_____________________________________。
②下列说法正确的是(选填字母)______。
a.Y的转化率是75%
b.其他条件不变时,若在恒压条件下进行该反应,Y的转化率高于75%
c.升高温度使该反应的平衡常数K增大,则可知该反应为吸热反应
d.金属钌可大大提高该反应中反应物的转化率
③从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率v(H2)=_____________mol/(L·min)。
(CY)4.氢能是理想的清洁能源,资源丰富。
以太阳能为热源分解Fe3O4,经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下:
(1)过程Ⅰ:
2Fe3O4(s)
6FeO(s)+O2(g)ΔH=+313.18kJ/mol
①将O2分离出去,目的是提高Fe3O4的________。
②平衡常数K随温度变化的关系是。
③在压强p1下,Fe3O4的平衡转化率随温度变化的α(Fe3O4)~T曲线如图1所示。
若将压强由p1增大到p2,在图1中画出p2的α(Fe3O4)~T曲线示意图。
(2)过程Ⅱ的化学方程式是。
(3)过程Ⅱ,其他条件不变时,在不同温度下,H2O的转化率随时间的变化α(H2O)~t曲线如图2所示。
比较温度T1、T2、T3的大小关系是___,判断依据是______
_________________________________.。
(4)科研人员研制出透氧膜(OTM),它允许电子、O2-同时透过,可实现水连续分解制H2。
工作时,CO、H2O分别在透氧膜的两侧反应。
工作原理示意图如下:
H2O在______侧反应(填“a”或“b”),在该侧H2O释放出H2的反应式是。
(FT)5.氮肥的使用在提高粮食产量的同时,也导致了土壤、水体污染等环境问题。
(1)长期过量使用NH4Cl等铵态化肥,易导致土壤酸化,请用化学用语解释原因______
__________________。
(2)过量的NH4+将导致水体富营养化,检测水样中NH4+所需的试剂是、。
(3)工业上处理氨氮废水的方法如下:
步骤Ⅰ:
采用生物硝化法将NH4+转化NO3-
1生物硝化法处理废水,会导致水体pH逐渐下降,用离子方程式解释原因____
_____________________
②微生物保持活性的pH范围为7~9,最适宜用来调节水体pH的物质是。
A.NaOHB.CaCO3C.NH3·H2OD.CO2
步骤Ⅱ:
采用电解法将NO3-转化为N2
③与电源正极相连的一极是(填“A”或“B”)。
④B极的电极反应是_________。
⑤除去1L废水中的62mgNO3-后,废水的pH=。
(SJS)5.氰化物在冶金等行业应用广泛,含氰废水的处理显得尤为重要。
含氰废水中的氰化物常以[Fe(CN)6]3-和CN-的形式存在,工业上有多种废水处理方法。
.电解处理法
用图1所示装置处理含CN-废水时,控制溶液pH为9~10并加入NaCl,一定条件下电解,阳极产生的ClO-将CN-氧化为无害物质而除去。
(1)铁电极为___________(填“阴极”或“阳极”),
阳极产生ClO-的电极反应为______________________。
.UV(紫外光线的简称)—H2O2氧化法。
实验过程:
取一定量含氰废水,调节pH,加入一定物质的量的H2O2,置于UV工艺装置中,光照一定时间后取样分析。
【查阅资料】
①在强碱性溶液中4[Fe(CN)6]3-+4OH—===4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O,[Fe(CN)6]4-更稳定;
②[Fe(CN)6]3-转化为CN-容易被H2O2除去;
③HCN是有毒的弱酸,易挥发。
(2)废水中的CN一经以下反应实现转化:
CN一+H2O2+H2O===A+NH3↑,则A是_____(用符号表示)。
(3)K3[Fe(CN)6]在中性溶液中有微弱水解,用方程式表示水解反应___________________。
(4)含氰废水在不同pH下的除氰效果如图2所示,pH选择的最佳范围应为______(a.7-10;b.10-11;c.11-13),解释选择该pH范围的原因______________________________。
(5)图3表示某pH时,加入不同量H2O2,处理30min后测定的样品含氰浓度。
由图可知:
n(H2O2):
n(CN-)=250:
1时,剩余总氰为0.16mg·L-1,除氰率达80%,计算0-30min时间段反应速率v(CN-)=____________mg·L-1min-1(结果保留两位有效数字)。
(YQ)6.空气和水的污染是人类生存的重大问题。
国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%,2006年的新标准修订水中硝酸盐的含量为10毫克/升(与美国相同),考虑到全国各地的具体情况,又特别规定在使用地下水等条件受限时可放宽至20毫克/升。
目前,消除大气和水中的污染有多种方法。
(1)NOx是汽车尾气的主要污染物之一。
汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
写出N2和O2反应的热化学方程式:
________________。
氧化还原法消除氮氧化物的转化如下:
反应II中,当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时,反应的化学方程式是_______________________。
(2)利用I2O5消除CO污染的反应为:
5CO(g)+I2O5(s)
5CO2(g)+I2(s);不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2molCO,测得CO2的物质的量分数(CO2)随时间t变化曲线如图.请回答下列问题:
T2温度下,0.5min内CO2的平均速率为______,
T1时化学平衡常数K=______。
②d点时,向恒容容器中充入2molCO,再次
平衡后,CO2的百分含量______(增大、减小或不变)
(3)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
用离子方程式表示反应器中发生的反应 。
②用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的
是 。
(4)催化反硝化法和电化学沉解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化反硝化法中,用H2将NO3-还原N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强.则反应离子方程式为。
②电化学降解NO3-的原理如右下图,电源正极为
(填“A”或“B),阴极反应式为。
(SY)7.某工程技术人员在检测维修高铁时发现,某段铁轨大面积锈蚀,周围大面积森林枯萎。
经调查发现附近有一个水泥厂,生产水泥原料是煤矸石,煅烧煤矸石产生二氧化硫污染空气形成酸雨造成的。
政府部门为了我国国民的人身安全果断关闭水泥厂。
(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应:
________________。
(2)已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH=-99kJ/mol。
2SO2+O2
2SO3反应过程的能量变化如图a所示。
1图a中ΔH= kJ/mol;该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图a中
A点降低,理由是________________。
②L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。
图b表示L一定时,SO2(g)的平衡转化率随X的变化关系。
a.X代表的物理量是。
b.判断L1、L2的大小关系,并简述理由:
__________。
(3)钢铁锈蚀图示如图c所示:
①用箭头画出图c中电子的运动方向
②请你分析高铁铁轨锈蚀的原因是。
(4)我国的科技人员为了消除SO2的污染,利用原电池原理,变废为宝,设计由SO2和O2
来制备硫酸,设计装置如图d所示,电极A、B为多孔的材料。
①A极为(填“正极”或“负极”)。
2B极的电极反应式是。
(HR)8.2015年冬北京出现了两次严重雾霾,发布了“空气重污染红色预警”。
其中大气中可吸入颗粒物PM2.5主要来源为燃煤、机动车尾气等。
(1)若取某PM2.5样本,用蒸馏水处理,测得溶液中含有的离子有:
K+、Na+、NH4+、SO42-、NO3-、Cl-,则该溶液为(填“酸性”或“碱性”)溶液,其原因用离子方程式解释是:
。
(2)①“洗涤”燃煤烟气可减轻PM2.5中SO2的危害,下列可适用于吸收SO2的试剂
有(填代号)
a.CaCl2溶液b.氨水c.Ca(OH)2悬浊液d.浓H2SO4
②汽车尾气系统中装有催化转化器,可将NOx还原成N2排出,减少氮氧化物及一氧化碳的排放,已知下列热化学方程式:
ⅰN2(g)+O2(g)
2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-1
ⅱ2C(s)+O2(g)
2CO(g)ΔH=-221.0kJ·mol-1
ⅲC(s)+O2(g)
CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1
写出一氧化氮与一氧化碳反应的热化学方程式
(3)开发、使用清洁能源发展“低碳经济”,正成为科学家研究的主要课题。
氢气、甲醇是优质的清洁燃料,也可制作燃料电池。
生产甲醇的原料CO和H2来源于:
CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)ΔH>0
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
则Tl________T2(填“<”、“>”、“=”)
②100℃时,将1molCH4和2molH2O通入容积为1L的定容密闭容器中,发生反应,能说明该反应已经达到平衡状态的是__________
a.容器内气体密度恒定
b.单位时间内消耗0.1molCH4同时生成0.3molH2
c.3v正(CH4)=v逆(H2)d.容器中气体的分子总数不随时间而变化
(4)氢气燃料电池可以提升能量利用率。
下图是利用氢气燃料电池电解50mL2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图:
请回答:
①氢气燃料电池的负极反应式是________。
②当线路中有0.1mol电子通过时,b极增重________g
二、工业流程II(重点:
元素及其化合物)
(XC)1.以铝土矿(主要成分是Al2O3,杂质有SiO2、Fe2O3等)为原料,采用拜耳法生产Al2O3的流程如下图所示:
(1)Al2O3可用于电解制Al,其反应的化学方程式是_______________________。
(2)调控反应池中钠铝元素之比一定时,Al2O3溶于NaOH,SiO2转化为铝硅酸钠沉淀。
Al2O3溶于NaOH的离子方程式是__________________________。
(3)该生产过程中,需向沉淀池中加入X。
①X可为过量的CO2,则滤液II中主要的溶质是_______,为了使滤液II循环利用,应补充的物质是_______(选填字母);
a.CaOb.HClc.Na2CO3
②X也可为少量Al(OH)3晶种(晶种可加速沉淀的生成),其优点是________________。
(4)测铝土矿中铝元素含量:
将mg铝土矿样品经处理配成VmL溶液
取少量该溶液用EDTA法测得该溶液中Fe3+、Al3+浓度之和为amol·L-1
另取少量该溶液,将Fe3+用盐酸羟胺还原为Fe2+后,利用吸光度法测得吸光度为0.400(吸光度与Fe2+浓度对应曲线如下图)
该铝土矿样品中铝元素的质量分数表达式是_______(用字母表示)。
(DC)2.Na2SO3应用广泛。
利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的成本低,优势明显,其流程如下。
(1)举例说明向大气中排放SO2导致的环境问题:
___________________。
(2)下图为吸收塔中Na2CO3溶液与SO2反应过程中溶液组成变化。
则初期反应(图中A点以前)的离子方程式是______________________________。
(3)中和器中发生的主要反应的化学方程式是________________________________。
资料显示:
Ⅰ.Na2SO3在33℃时溶解度最大,将其饱和溶液加热至33℃以上时,由于溶解度降低会析出无水Na2SO3,冷却至33℃以下时析出Na2SO3·7H2O;
Ⅱ.无水Na2SO3在空气中不易被氧化,Na2SO3·7H2O在空气中易被氧化。
(4)为了降低由中和器所得溶液中Na2SO3的溶解度,从而提高结晶产率,中和器中加入的NaOH是过量的。
①请结合Na2SO3的溶解平衡解释NaOH过量的原因___________________________。
②结晶时应选择的最佳操作是(选填字母)___________________________________。
a.95~100℃加热蒸发,直至蒸干
b.维持95~100℃蒸发浓缩至有大量晶体析出
c.95~100℃加热浓缩,冷却至室温结晶
(5)为检验Na2SO3成品中是否含少量Na2SO4,需选用的试剂是_______________。
(6)KIO3滴定法可测定成品中Na2SO3的含量:
室温下将0.1260g成品溶于水并加入淀粉做指示剂,再用酸性KIO3标准溶液(xmol/L)进行滴定至溶液恰好由无色变为蓝色,消耗KIO3标准溶液体积为ymL。
①滴定终点前反应的离子方程式是:
IO3-+
SO32-=
+
(将方程式补充完整)
②成品中Na2SO3(M=126g/mol)的质量分数是____________________________。
(CY)3..含硫化合物在生产生活中应用广泛,科学使用对人体健康及环境保护意义重大。
(1)红酒中添加一定量的SO2可以防止酒液氧化。
这应用了SO2的性。
(2)某水体中硫元素主要以S2O
形式存在。
在酸性条件下,该离子会导致水体中亚硫酸的浓度增大,原因是。
(3)实验室采用滴定法测定某水样中亚硫酸盐含量:
①滴定时,KIO3和KI作用析出I2,完成并配平下列离子方程式:
盐酸
IO3-+I-+
I2+H2O
②反应①所得I2的作用是。
③滴定终点时,100mL的水样共消耗xmL标准溶液。
若消耗1mL标准溶液相当于
SO
的质量1g,则该水样中SO
的含量为mg/L。
(4)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。
某微生物燃料电池的工作原理如下图所示:
①HS-在硫氧化菌作用下转化为SO
的反应式是。
②若维持该微生物电池中两种细菌的存在,则电池可以持续供电,原因是。
(FT)4.碳循环与人类的生存息息相关,请回答下列问题:
(1)下列说法正确的是。
A.CO2过度排放将导致酸雨B.植物的光合作用有利于维持大气中O2和CO2平衡
C.煤和石油的主要成分是有机物D.碳循环过程中,碳元素均被氧化
(2)动物通过呼吸作用将葡萄糖转化为CO2的化学方程式为。
(3)测定煤或石油的含碳量:
将ag的样品进行充分燃烧,测定所得气体(CO2、SO2、NO2、N2)中CO2的含量,实验装置如下图所示(所用试剂均过量):
。
1装置A的作用是。
②实验结束后,还需要向装置中通入N2,其目的是。
③用xmol/LHCl溶液滴定装置B中过量的Ba(OH)2,消耗ymLHCl溶液,样品(ag)中碳元素的质量分数为(列出计算式)。
(4)将CO2转化为甲醇,既可减少CO2的排放,又可节约能源,转化过程涉及如下反应:
反应Ⅰ:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1kJ/mol
反应Ⅱ:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)ΔH2
反应Ⅲ:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)ΔH3=-90.0kJ/mol
①ΔH2=。
②在下图中画出,不同温度下(T1>T2),反应Ⅱ中CO2的平衡转化率随压强变化的关系图(请在图上标注温度T1、T2)。
(SJS)5.中药在世界医学界越来越受到关注。
中药药剂砒霜(主要成分As2O3)可用于治疗急性白血病,为此,砷及其化合物的提取再次引起关注。
(1)As的原子结构示意图为
,则其在周期表中的位置是_____________。
(2)N元素非金属性比As强,下列说法正确的是_______。
①NH3的热稳定性比AsH3差
②HNO3的酸性比H3AsO4强
③N的原子半径比As的原子半径小
(3)根据下图写出As2O5分解为As2O3的热化学方程式________________________
(4)查文献得知,可以从硫化砷(As2S3)废渣中提取As2O3,提取的工艺流程简图如下:
①As2S3、Na3AsS3中的S均为-2价,碱浸过程中发生的反应_______(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
②过程Ⅲ的系列操作包括_____________________________________________________。
③写出过程Ⅲ的离子方程式____________________________________________________,
过程Ⅲ中,酸性越强,As2O3的产率越高,请解释其原因__________________________。
(YQ)5.FeCl3在现代工业生产中应用广泛。
某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
经查阅资料得知:
无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。
他们设计了制备无水FeCl3的实验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下:
检验装置的气密性;
通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气
用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;
……
体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的H2赶尽Cl2,将收集器密封。
请回答下列问题:
(1)装置A中反应的化学方程式为。
(2)步骤
加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A右端,要使沉积的FeCl3进入收集器,步骤
操作是。
(3)装置B中冷水浴的作用为;
(4)装置D中FeCl2全部反应后,因失去吸收Cl2的作用而失效,写出检验FeCl2是否失效的试剂是。
(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
(6)该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S,得到单质硫
FeCl3与H2S反应的离子方程式为。
(SY)6.某含锰矿物的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、SiO2、Al2O3等。
已知FeCO3、MnCO3难溶于水。
一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰,主要物质转化关系如下:
(1)设备1中反应后,滤液1里锰元素只以Mn2+的形式存在,且滤渣1中也无MnO2。
滤渣1的主要成分是(填化学式)。
(2)设备1中发生氧化还原反应的离子方程式是。
(3)设备2中加足量双氧水的作用是。
设计实验方案检验滤液2中是否存在Fe2+:
。
(4)设备4中加入过量氢氧化钠溶液,沉淀部分溶解,。
用化学平衡移动原理解释原因:
。
(5)设备3中用阴离子膜法提取金属锰的电解装置图如下:
①电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向,则A电极是直流电源的极。
实际生产中,阳极以稀硫酸为电解液,阳极的电极反应式为_______。
②该工艺之所以采用阴离子交换膜,是为了防止Mn2+进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资源浪费,写出该副反应的电极反应式__________。
(HR)7.硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料,由于铜不能与稀硫酸直接反应,实验中将铜加入浓硫酸,加热使之反应完全(装置如图1、2所示)。
再通过一定的操作得到硫酸铜晶体。
(1)仪器A的名称为
(2)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式
(3)写出烧杯中发生反应的离子反应方程式
(4)装置图2与图1相比的优点是
(5)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
将铜与稀硫酸混合,同时加入试剂X,可生成硫酸铜溶液。
则X可以是(填序号).
a.热空气b.FeCl3c.KNO3d.H2O2
(6)在不加入试剂X的情况下,某同学利用电解法也制得了硫酸铜溶液。
装置如下:
写出
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 分类 工业