22《氯碱生产》同步练习含答案苏教版化学选修2.docx
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22《氯碱生产》同步练习含答案苏教版化学选修2.docx
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22《氯碱生产》同步练习含答案苏教版化学选修2
第二单元 氯碱生产
(时间:
30分钟)
考查点一 氯气的性质
1.家用消毒液的发生器是以精盐和自来水为反应物,通电时,发生器电解槽的极板上产生大量气泡,切断电源后,生成液具有强烈的杀菌消毒能力。
与该反应器工作原理直接有关的化学方程式是( )。
A.2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
B.H2+Cl2
2HCl
C.2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
D.2HClO===2HCl+O2↑
解析 根据发生器的反应物和反应条件,可以推测在发生器中电解食盐水,C中反应会发生。
再根据生成液具有强烈的杀菌消毒能力,结合电解食盐水后的产物可以推断Cl2和NaOH发生反应生成NaClO,A中反应也会发生。
答案 AC
2.下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )。
解析 由电解原理可知,电解饱和NaCl溶液时阳极(电子流出的一端)发生反应:
2Cl--2e-===Cl2↑,可用淀粉KI溶液来检验产生的Cl2,阴极(电子流入的一端)发生反应:
2H++2e-===H2↑,同时由于该极因H+放电,而使溶液中c(OH-)增大,酚酞试液变红。
放出的H2用向下排空气法收集后可做爆鸣实验。
结合所给图示,电子流动方向与题要求一致的有B、D两个选项,但因B选项不能检出是否产生Cl2,而不符合题意。
答案 D
3.电解饱和食盐水两电极上产生气体的体积比应是1∶1,但实际测量时却发现V(H2)>V(Cl2)(常温常压),其原因可能是( )。
A.H2的摩尔质量比Cl2的小
B.Cl2有刺激性气味
C.H2的熔、沸点比Cl2的低
D.H2的溶解度比Cl2的小
解析 由于H2难溶于水而Cl2能溶于水故V(H2)>V(Cl2)。
答案 D
考查点二 氯碱工业电解原理
4.下图所示装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后,b极附近溶液呈红色。
下列说法中正确的是( )。
A.X是正极,Y是负极
B.X是负极,Y是正极
C.CuSO4溶液的pH逐渐变小
D.CuSO4溶液的pH不变
解析 b极变红说明b极区呈碱性,故H+放电得H2,所以b为阴极,a为阳极,X为正极,Y为负极,Pt为阳极,Cu为阴极,电解CuSO4溶液放出O2,故pH变小。
答案 AC
5.下列关于离子交换膜电解槽的叙述,错误的是( )。
A.精制的饱和食盐水进入阳极室
B.纯水(加少量NaOH)进入阴极室
C.阴极产物为NaOH和氢气
D.电解槽的阳极用金属铁网制成
解析 离子交换膜电解槽阳极产物为Cl2,阴极为NaOH和H2,阳极发生氧化反应:
2Cl--2e-===Cl2↑,若是铁做阳极,则Fe原子失去电子,阳极不会得到Cl2;阴极发生还原反应:
2H++2e-===H2↑,需补充H2O,Na+自阳极室进入阴极室后,与OH-形成NaOH。
故选D。
答案 D
考查点三 粗盐提纯
6.“粗盐提纯”实验中,蒸发时,正确的操作是( )。
A.把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热
B.开始析出晶体后用玻璃棒搅拌
C.待水分完全蒸干后停止加热
D.蒸发皿中出现较多量固体时即停止加热
解析 “粗盐的提纯”实验涉及溶解、过滤、蒸发、结晶等基本操作内容,四项操作从始至终均要使用玻璃棒(加速溶解、引流、防迸溅)。
为达到提纯目的,过滤后要用澄清滤液进行蒸发,加热至蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干(最后用玻璃棒把固体转移到纸上,称量后回收)。
答案 D
考查点四 电解原理的应用
7.海水是取之不尽的化工原料资源库,从海水中可提取各种化工原料。
下列是工业上对海水的几项综合利用的示意图:
试回答下列问题:
(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO
等杂质,精制时所用试剂为:
A.盐酸;B.BaCl2溶液;C.NaOH溶液;D.Na2CO3溶液。
加入试剂的顺序是______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(2)电解饱和食盐水时,与电源正极相连的电极上发生的反应为________。
与电源负极相连的电极附近溶液pH________(填“变大”“不变”或“变小”)。
若1mol电子的电量为96500C,则用电流强度为100A的稳恒电流持续电解3分13秒,则在两极上共可收集到气体________mL(STP)。
若保证电解后饱和食盐水的浓度不变,则可采取的方法是
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(3)由MgCl2·6H2O晶体脱水制无水MgCl2时,MgCl2·6H2O晶体在________气氛中加热脱水,该气体的作用是
________________________________________________________________。
(4)电解无水MgCl2所得的镁蒸气可以在下列________气体中冷却。
A.H2B.N2C.CO2D.O2
解析
(1)该小题属离子除杂题。
除杂原则是在除去Ca2+、Mg2+、SO
时,不能带入杂质离子。
所以,解此题的关键是把握好加入离子的顺序:
①Ba2+必须在CO
之前加入;②CO
、OH-必须在H+之前加入,所以B、C不分先后,而D、A本身既分前后,又必须放在B、C之后才能满足条件。
(2)电解饱和食盐水时,与正极相连的阳极发生的反应是:
2Cl--2e-===Cl2↑,与负极相连的阴极发生的反应是:
2H++2e-===H2↑。
H+不断消耗,使得溶液中c(OH-)增大,pH变大。
电解中外逸的是Cl2、H2,所以要确保原溶液浓度不变,只能向体系中通入一定量的HCl气体以补足损失的氢、氯。
易错处是加入盐酸,使溶液浓度变小。
(3)抑制水解平衡MgCl2+H2OMg(OH)Cl+HCl正向移动。
(4)镁蒸气可以与氮气、氧气和二氧化碳反应,所以只能用氢气来冷却。
答案
(1)BCDA或CBDA
(2)2Cl--2e-===Cl2↑ 变大 4480 向电解液中通入一定量的HCl气体
(3)HCl 抑制Mg2+水解 (4)A
第三单元 硫酸工业
(时间:
30分钟)
考查点一 制备H2SO4的反应原理所需的条件
1.在接触法生产硫酸中,对于SO2的催化氧化反应有下面4个图,其中正确的是( )。
解析 SO2氧化成SO3的反应是放热反应,升温则平衡左移,SO3的含量降低;升温反应速率加快,到达平衡所需的时间缩短。
答案 A
考查点二 H2SO4生产工艺
2.有关接触法制硫酸的叙述不正确的是( )。
A.硫磺和硫铁矿均可作为生产原料
B.将矿石粉碎,是为了提高矿石的利用率
C.反应中通入过量的空气是为了提高FeS2和SO2的转化率
D.从吸收塔出来的硫酸经浓缩后可以变成发烟硫酸
解析 A项,理论上,可转化为SO2的含硫物质均可作为硫酸的生产原料(如S、FeS2、H2S等),但在生产实践中,应选取那些储量大、矿质品位高、资源丰富、便于开采和加工的矿物作为化工原料。
综合分析,A正确。
答案 D
3.关于接触法制硫酸的叙述中,不正确的是( )。
A.从沸腾炉出来的炉气必须净化,主要目的是防止催化剂中毒
B.之所以叫“接触法”是因SO2被氧化成SO3时反应是在催化剂表面进行的
C.黄铁矿粉碎成细小矿粒,在沸腾炉中燃烧快、反应完全,提高了原料的利用率
D.SO3用稀硫酸吸收而不用水吸收,可防止形成酸雾并使SO3吸收完全
解析 SO3的吸收所用的试剂是98.3%的浓H2SO4。
答案 D
考查点三 绿色化学与环境保护
4.国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中的( )。
A.对废气、废水、废渣进行严格处理
B.在化工生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质
C.在化工生产中,不使用任何化学物质
D.在化工厂种草种树,使其成为花园式工厂
解析 “绿色化学”总的来说,就是从化学的角度从源头上根本性地解决发展所带来的环境污染问题。
答案 B
5.读某城市的城市布局示意图,回答有关问题:
①煤炭基地 ②大型硫酸厂 ③自来水厂 ④疗养院 ⑤大型商场 ⑥食品厂 ⑦化工厂 ⑧造纸厂 ⑨污水处理厂 ⑩高等院校
(1)该城市布局是否合理?
请分析原因。
(2)图中②处分布大型硫铁矿(主要成分是FeS2)。
写出制取二氧化硫、三氧化硫的化学方程式。
(3)接触法制硫酸的尾气中还含有少量的二氧化硫,如果排入大气,就会造成环境污染。
你认为该企业应该采用什么方法回收、利用尾气中的二氧化硫,写出有关反应的化学方程式。
(4)该市经济发达,每天有大量的汽车排放氮氧化合物、碳氢化合物,以及企业、家庭炉灶排放大量的二氧化硫、二氧化碳等,该市应采取哪些措施防治大气污染?
解析
(1)煤炭基地、大型硫酸厂、化工厂布局合理,理由是它们都接近原料基地,且在垂直风向的郊外。
自来水厂、疗养院、大型商场、食品厂布局合理,自来水厂在河流上游,不受或少受污染。
造纸厂不合理,理由是它位于夏季风的上风地带,且离居民区、高等院校较近,大气污染严重。
铁路穿过市区不合理,因为噪声污染、大气污染严重。
污水处理厂在河流下游,合理。
(2)4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2、
2SO2+O2
2SO3
(3)氨吸收法:
SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3、(NH4)2SO3+H2SO4===(NH4)2SO4+SO2↑+H2O,这样得到的SO2含量较高,可返回用作原料。
(4)该市应采取的措施是:
①大力植树造林;②限制大量汽车将碳氢化合物、氮氧化合物排入大气;③采用科学技术对硫酸厂、化工厂、造纸厂、煤炭基地的废气进行回收处理;④创造条件,将造纸厂迁移到远离市区的郊外等等。
答案 略(合理即可)。
6.(江苏化学改编)下面是一种燃煤烟气脱硫方法的原理:
用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成(NH4)2SO4。
其中氨水吸收燃煤烟气中SO2的化学反应为:
2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3
(NH4)2SO3+SO2+H2O===2NH4HSO3
能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有________(填字母)。
①增大氨水浓度
②升高反应温度
③使燃煤烟气与氨水充分接触
④通入空气使HSO
转化为SO
A.①②B.①②③④
C.①③D.②③④
解析 ①③均可以提高燃煤烟气中二氧化硫的去除率,②升高温度,气体溶解度降低,反而会降低二氧化硫的去除率;④通入空气不仅能氧化HSO
,还能氧化第一步反应生成的SO
,导致第二步反应不能发生,二氧化硫的去除率降低。
答案为C。
答案 C
7.(重庆理综改编)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。
V2O5是接触法制硫酸的催化剂。
(1)一定条件下,SO2与空气反应tmin后,SO2和SO3物质的量浓度分别为amol·L-1和bmol·L-1,则SO2起始物质的量浓度为________mol·L-1;生成SO3的化学反应速率为________mol·L-1·min-1。
(2)工业制硫酸,尾气SO2用________吸收。
解析
(1)2SO2+O2
2SO3
tmin后:
amol·L-1 bmol·L-1
生成bmolSO3需要反应物SO2bmol,故起始时SO2浓度为(a+b)mol·L-1。
v(SO3)=bmol·L-1÷tmin=
mol·L-1·min-1。
(2)二氧化硫尾气用碱液(氨水)吸收。
答案
(1)(a+b)
(2)氨水
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