人教版高考化学复习选修2第2章《化学与资源开发利用》配套练习含答案.docx
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人教版高考化学复习选修2第2章《化学与资源开发利用》配套练习含答案
课时检测(三十六)
(45分钟 100分)
1.(10分)煤和石油等化石燃料对促进经济、社会发展起到了重要的作用,这些燃料合理的综合利用是当前节能减排的要求。
请回答下列问题:
(1)石油分馏是石油炼制的重要环节,这种操作是在 (填设备名称)内完成的。
工业上通常用于分馏石油的方法有常压分馏和 ,分馏的目的是
。
(2)石油不仅是重要的燃料,还是重要化工原料的来源,如利用石油生产乙烯。
为了使石油分馏产物进一步生成更多的乙烯、丙烯等短链烃而采取 措施。
(3)目前石油资源逐渐匮乏,人们把目光聚集到储量相对丰富的煤上。
煤综合利用的主要方法是 、 和煤的气化,煤气化涉及的化学方程式有:
C+O2
CO2 2C+O2
2CO (写出第三个化学方程式)。
2.(14分)水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质。
水质优劣直接影响人体健康。
请回答下列问题:
(1)天然水中溶解的气体主要有 、 ;
(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是 (填其中任何两种),其净水作用的原理是 ;
(3)水的净化与软化的区别是水的净化是用混凝剂(如明矾等)将
________________________________________________________________;
(4)硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO)。
若某天然水中c(Ca2+)=1.2×10-3mol·L-1,c(Mg2+)=6×10-4mol·L-1,则此水的硬度为 ;
(5)若(4)中的天然水还含有c(
)=8×10-4mol·L-1,现要软化10m3这种天然水,则需先加入Ca(OH)2 g,然后加入Na2CO3 g。
3.(14分)我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求:
pH
6.5~8.5
Ca2+、Mg2+总浓度
<0.0045mol·L-1
细菌总数
<100个/mL
以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图:
请填空:
(1)原水中含Ca2+、Mg2+、
、Cl-等,加入生石灰后生成Ca(OH)2,进而发生若干复分解反应,一级沉降池中生成的沉淀主要是 。
(2)通入CO2除了能除去过量石灰外,还能起到 作用。
(3)图中的混凝剂常用 。
其作用原理是(用离子方程式表示)
。
(4)有些自来水厂在用氯气对水进行消毒时,还加入一定量的氨,使氨和氯气生成消毒效果更好的氯胺(NH2Cl)。
氯胺的消毒原理是 。
A.NH2Cl+HCl====NH3↑+Cl2↑
B.NH2Cl+H2O
NH3+HClO
C.NH2Cl====
+Cl-
D.NH2Cl+HClO
NH2ClO+HCl
(5)洪水泛滥后,水中含有大量的细菌和杂质,灾民喝了这样的水后很容易患肠道传染病。
如果你是支援灾区的志愿者,请你设计方案使用最廉价的化学试剂,将被污染的水处理成饮用水 。
4.(14分)某工业废水中含有CN-和
等离子,需经处理达标后才能排放,污水处理厂拟用下列流程进行处理。
回答下列问题:
(1)上述处理废水流程中主要采用的方法是 。
(2)流程②中,反应后无气体放出,该反应的离子方程式为 。
(3)含Cr3+的废水需进一步处理,请你设计一个处理方案:
。
(4)反应③中,每消耗0.4mol
转移2.4mole-,该反应的离子方程式为
。
(5)取少量待检水样于试管中,加入NaOH溶液观察到有蓝色沉淀生成,继续加NaOH溶液至不再产生蓝色沉淀为止,再向溶液中加入足量Na2S溶液,蓝色沉淀转化成黑色沉淀,解释产生该现象的原因:
(用离子方程式表示)。
5.(16分)(2013·兰州模拟)高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。
其生产工艺如下:
已知:
①温度较低时,Cl2通入KOH溶液生成次氯酸盐;温度较高时,Cl2通入KOH溶液生成氯酸盐;
②Fe(NO3)3溶液与KClO溶液在强碱性环境中生成K2FeO4。
请回答下列问题:
(1)该生产工艺应在 (选填“温度较高”或“温度较低”)的情况下进行。
(2)为了提高生活用水的卫生标准,自来水厂常使用高铁酸钾进行消毒、净化以改善水质,其原因是 。
(3)经过高铁酸钾处理后的水并不是纯净水,若要得到纯净水,可采用的净化方法是 。
(4)高铁酸钾溶于水形成浅紫红色溶液,溶液静置时会逐渐生成氧气并沉淀出氢氧化铁,此过程也会使溶液的pH增大。
写出其化学方程式
。
(5)在“反应液Ⅰ”中加KOH固体的目的是为了①吸收“反应液Ⅰ”中过量的Cl2,生成更多的KClO;② 。
(6)从“反应液Ⅱ”中分离出K2FeO4后,副产品是 和 (写化学式)。
6.(14分)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:
保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。
Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。
阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用。
某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置示意图如下:
(1)实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。
此时,应向污水中加入适量的 。
a.BaSO4 b.CH3CH2OH c.Na2SO4d.NaOH
(2)电解池阳极发生了两个电极反应,其中一个反应生成一种无色气体,则阳极的电极反应式分别是
Ⅰ. ;
Ⅱ. 。
(3)电极反应Ⅰ和Ⅱ的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是
。
(4)该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料作电极。
为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环(见上图)。
A物质的化学式是
。
7.(18分)(能力挑战题)海水资源的利用具有广阔前景。
海水中主要离子的含量如表所示:
成分
含量(mg·L-1)
成分
含量(mg·L-1)
Cl-
18980
Ca2+
400
Na+
10560
142
2560
Br-
64
Mg2+
1272
(1)电渗析法淡化海水的示意图如图所示,其中阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。
①阳极的主要电极反应式是 。
②在阴极附近产生少量白色沉淀,其成分有 和CaCO3,生成CaCO3的离子方程式是 。
③淡水的出口为 (填“a”“b”或“c”)。
(2)利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下。
①提取溴的过程中,经过两次Br-→Br2转化的目的是 ,吸收塔中发生反应的离子方程式是 。
用平衡移动原理解释通空气的目的是 。
②从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶体的主要操作是 、 、过滤、洗涤、干燥。
③依据上述流程,若将10m3海水中的溴元素转化为工业溴,至少需要标准状况下Cl2的体积为 L(忽略Cl2的溶解、忽略Br-的损失)。
答案解析
1.【解析】
(1)石油分馏是在分馏塔中完成的,分馏的种类有常压分馏和减压分馏。
(2)为了获得化工原料乙烯,往往对石油进行裂解,需要较高的温度(700℃~
1000℃),这种反应属于化学反应。
(3)煤的干馏是化学变化,这是煤的综合利用;而煤的气化、液化也是近年来煤综合利用的重要方法。
答案:
(1)分馏塔 减压分馏
获得沸点范围不同的各种馏分
(2)高温裂解
(3)煤的干馏 煤的液化
C+H2O
CO+H2
2.【解析】
(1)空气中的O2、CO2可以溶于水,故天然水中溶解的气体主要有O2、CO2。
(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂水解生成胶状物质,可吸附杂质而净水。
(3)水的软化是通过化学方法除去水中的钙离子和镁离子,如加热;也可以通过离子交换树脂除去。
(4)1.2×10-3mol×56g·mol-1×1000mg·g-1=67.2mg,为6.72°;6×10-4mol×40g·mol-1×1000mg·g-1=24mg,为3.38°,故此水的硬度为10.1°。
(5)中和10m3c(
)=8×10-4mol·L-1中的
和沉淀10m3c(Mg2+)=6×10-4mol·L-1中的Mg2+需要Ca(OH)2740g,然后沉淀加入的Ca(OH)2及原溶液中的Ca2+需要Na2CO31484g。
答案:
(1)O2 CO2
(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(任写两种,合理即可)
铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体,吸附天然水中的悬浮物并破坏天然水中的其他带异电荷的胶体,使其下沉,达到净化目的
(3)水中胶体及悬浮物沉淀下来,而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子
(4)10.1° (5)740 1484
3.【解析】
(1)Ca2+、
与OH-反应生成碳酸钙沉淀,由于Mg(OH)2的溶解度小,故碱会使Mg2+沉淀下来而不转化为MgCO3沉淀。
(2)CO2溶于水显酸性,故可以调节溶液的pH。
(3)明矾中的Al3+水解生成Al(OH)3胶体,故明矾常用于净水。
(4)NH2Cl中氮元素为-3价,氯元素为+1价,NH2Cl与水的反应,元素的化合价不变化。
(5)先用明矾通过混凝沉淀,然后过滤,再用漂白粉杀菌消毒,可使被污染的水变成饮用水。
答案:
(1)Mg(OH)2、CaCO3
(2)调节酸度
(3)铝盐 Al3++3H2O
Al(OH)3(胶体)+3H+ (4)B
(5)先用明矾通过混凝沉淀,然后过滤,再用漂白粉杀菌消毒,可使被污染的水变成饮用水
4.【解析】含CN-的废水在碱性条件下,CN-与ClO-发生氧化还原反应:
CN-+ClO-====CNO-+Cl-。
含
的废水在酸性条件下与
发生氧化还原反应生成
和Cr3+。
当消耗0.4mol
转移2.4mole-,即有1mol
反应时转移6mol电子,故
的还原产物是Cr3+,二者反应的离子方程式为3
+4
+26H+====6
+8Cr3++13H2O。
答案:
(1)氧化还原法
(2)CN-+ClO-====CNO-+Cl-
(3)调节废水pH,使其转化成Cr(OH)3沉淀除去
(4)3
+4
+26H+====6
+8Cr3++13H2O
(5)Cu2++2OH-====Cu(OH)2↓、
Cu(OH)2(s)+S2-(aq)====CuS(s)↓+2OH-(aq)
5.【解析】
(1)因温度较高时KOH与Cl2反应生成的是KClO3,而不是KClO,故需在较低的温度下进行。
(2)+6价的铁元素易得电子表现出强氧化性,可杀菌消毒;其还原产物为Fe3+,在水中形成Fe(OH)3胶体,可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉。
(3)水的净化需要蒸馏。
(4)根据电子得失守恒和质量守恒来配平,可得4
+10H2O====4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-
(5)下一步反应为2Fe3++3ClO-+10OH-====2
+3Cl-+5H2O,故过量的KOH作为下一步的反应物。
答案:
(1)温度较低
(2)+6价的铁元素易得电子表现出强氧化性,可杀菌消毒;还原产物铁元素为+3价,在水中形成Fe(OH)3胶体,可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉
(3)蒸馏
(4)4K2FeO4+10H2O====4Fe(OH)3+8KOH+3O2↑
(5)为下一步反应提供反应物 (6)KNO3 KCl
6.【解析】
(1)为了增强溶液的导电性,因此可选用易溶性强电解质溶液,排除a和b。
考虑到题中要求电解时保持污水的pH在5.0~6.0之间,因此不能添加NaOH。
(2)电解时铁作阳极,因此主要发生Fe-2e-====Fe2+,同时也发生副反应,即溶液中的OH-失电子被氧化成O2。
(3)根据得失电子守恒和电荷守恒即可得离子方程式。
(4)由于原电池的负极产物有水生成,所以负极必有
参加,同时根据碳守恒可知A必为CO2,负极反应式可表示为CH4+4
-8e-====5CO2+2H2O。
答案:
(1)c
(2)Fe-2e-====Fe2+
4OH--4e-====2H2O+O2↑
(3)4Fe2++10H2O+O2====4Fe(OH)3↓+8H+
(4)CO2
7.【解析】
(1)①在阳极是阴离子放电。
由于海水中Br-浓度太小,所以主要是Cl-放电。
②在阴极是H+放电,致使溶液中OH-浓度增大,所以Mg2+转化为Mg(OH)2;OH-还能与
反应生成
与Ca2+结合生成CaCO3沉淀。
(2)②由于得到的是MgCl2·6H2O,所以需要经过加热浓缩、冷却结晶、过滤等步骤,而不能直接将溶液蒸干。
③10m3海水中Br-的质量为104L×64mg·L-1=6.4×105mg=640g,根据Cl2+2Br-====2Cl-+Br2可知一次转化消耗89.6LCl2(标准状况下),两次需要179.2LCl2(标准状况下)。
答案:
(1)①2Cl--2e-====Cl2↑
②Mg(OH)2 Ca2++OH-+
====CaCO3↓+H2O
③b
(2)①富集溴元素 SO2+Br2+2H2O====4H++2Br-+
通入空气将溴蒸气带出,使Br2(g)
Br2(aq)或Br2+H2O
HBr+HBrO平衡向左移动
②加热浓缩 冷却结晶 ③179.2
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