高中化學(xué)高考三輪沖刺 2023屆高三化學(xué)總復(fù)習(xí)鞏固練習(xí)41化學(xué)與資源的開發(fā)利用

鞏固練習(xí)41化學(xué)與資源的開發(fā)利用時間：45分鐘分值：100分1．(12分)自來水生產(chǎn)的流程示意圖如下：(1)①混凝劑除去懸浮物質(zhì)的過程________(填字母)。a．只是物理變化b．只是化學(xué)變化c．是物理和化學(xué)變化②FeSO4·7H2O是常用的混凝劑，它在水中最終生成________沉淀。(2)實驗室中，過濾操作用到的玻璃儀器是______________________________________________________。(3)一打開自來水的水龍頭，會感覺略有刺激性氣味，其原因是________________________________________________________________。(請寫出相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式)；該過程中，如果消耗了標準狀況下的Cl2112L，則在反應(yīng)中作氧化劑的Cl2為____g。(4)測定水中的溶解氧：量取20mL水樣，迅速加入MnSO4和KOH混合溶液，再加入KI溶液，立即塞好塞子，振蕩使反應(yīng)完全。打開塞子，迅速加入適量硫酸，此時有碘單質(zhì)生成。用mol·L－1Na2S2O3溶液滴定生成的碘，消耗了mLNa2S2O3溶液。已知在堿性溶液中，氧氣能迅速氧化Mn2＋，生成物在酸性條件下可以將碘離子氧化為碘單質(zhì)，自身重新被還原為Mn2＋。上述過程發(fā)生的反應(yīng)可表示為：2Mn2＋＋4OH－＋O2=2MnO(OH)2，MnO(OH)2＋2I－＋4H＋=I2＋Mn2＋＋3H2O，I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)。據(jù)此確定水中的溶解氧量________(以mg·L－1為單位)。[答案](1)①C②Fe(OH)3(2)漏斗、燒杯、玻璃棒(3)Cl2＋H2OHCl＋HClO(4)mg·L－1[解析](1)混凝劑溶于水生成膠體的過程是化學(xué)變化，膠體吸附懸浮物質(zhì)的過程是物理變化。(2)實驗室過濾操作所用到的玻璃儀器有漏斗、燒杯和玻璃棒。(3)自來水往往用氯氣消毒，氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cl2＋H2OHCl＋HClO，該反應(yīng)中，Cl2既作氧化劑、又作還原劑，且二者的質(zhì)量比為1∶1，因而標準狀況下的112LCl2中，作氧化劑的Cl2為112L÷2÷22.4L·mol－1×71g·mol－1＝177.5g。(4)由方程式可得關(guān)系式：O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2Oeq\o\al(2－,3)，故20mL水樣中溶解O2的質(zhì)量為：eq\f(1,4)×mol·L－1××10－3L×32g·mol－1＝×10－3g＝mg，即水中的溶解氧量為eq\fmg,20×10－3L)＝mg·L－1。2．(10分)下面的框圖是利用海水和海邊貝殼為原料設(shè)計的制備漂白粉的工藝流程。分析圖示各物質(zhì)的關(guān)系，然后回答問題。(1)反應(yīng)條件的選擇是工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟。寫出①、③、④三步的反應(yīng)條件：①________、③________、④________。(2)反應(yīng)②需要加入的試劑是________。(3)寫出反應(yīng)⑤生成漂白粉的化學(xué)方程式：__________________________。(4)工業(yè)生產(chǎn)要注重效益、要關(guān)注節(jié)能減排，保護環(huán)境。請你從這個思路出發(fā)，列舉上述工藝中的特點：____________________________________(列出兩個即可)。[答案](1)高溫加熱(或高溫)蒸發(fā)結(jié)晶電解(2)水(或H2O)(3)2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(4)利用廢棄物貝殼、利用電解產(chǎn)生的氫氣燃燒給貝殼加熱、生產(chǎn)副產(chǎn)物NaOH等(或其他合理答案，答出兩個即可)[解析]貝殼受熱，其中的有機物燃燒掉，而無機物主要是碳酸鈣，分解所得A為CaO，制備漂白粉的反應(yīng)物為Ca(OH)2和Cl2，故B、D分別為Ca(OH)2和Cl2，C為氯化鈉，E為氫氣。3．(10分)已知粗鹽中常含有泥沙和Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)等雜質(zhì)，必須精制后才能供電解使用。氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程如下：(1)精制過程中加入凈化劑的順序依次是(用化學(xué)式表示)________________________________________________________________________。(2)電解過程的總反應(yīng)方程式為________。(3)電解槽陽極產(chǎn)物可用于________________(至少寫出兩種用途)。(4)已知NaOH、NaCl在水中的溶解度數(shù)據(jù)如下表：溫度/℃2030405060708090100NaOH/g109118129146177300313318337NaCl/g363739根據(jù)上述數(shù)據(jù)，脫鹽的主要工序應(yīng)為________、________。脫鹽后的堿液含NaOH約50%，含NaCl僅約2%左右，NaCl能夠從溶液中大量析出的原因是__________________。[答案](1)NaOH、BaCl2、Na2CO3(或BaCl2、NaOH、Na2CO3)(2)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(3)制漂白粉、生產(chǎn)鹽酸、自來水消毒、制高純硅、合成塑料等(任寫兩種)(4)蒸發(fā)濃縮過濾(多寫冷卻不對)蒸發(fā)過程中溶劑(水)大量減少，Na＋濃度顯著增加促進NaCl的沉淀溶解平衡向沉淀方向移動(或Na＋濃度顯著增加抑制NaCl的溶解)(從溶度積角度作答敘述正確也可)[解析](1)根據(jù)粗鹽中所含雜質(zhì)離子的性質(zhì)，NaOH可除去Mg2＋、Fe3＋；Na2CO3可除去Ca2＋、Mg2＋；BaCl2可除去SOeq\o\al(2－,4)。但是選擇這三種溶液又會引入新的雜質(zhì)離子COeq\o\al(2－,3)、OH－、Ba2＋，除去COeq\o\al(2－,3)和OH－可通過加適量鹽酸將它們轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，但過量Ba2＋必須由Na2CO3除去。因此Na2CO3溶液的加入必須在BaCl2溶液之后，而NaOH溶液和BaCl2溶液加入的順序可以相互調(diào)換。故順序為NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3。(2)電解飽和食鹽水的總反應(yīng)：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(3)電解槽陽極得到Cl2，可以用于制取漂白粉、自來水消毒等。(4)脫鹽的主要工序為蒸發(fā)濃縮、過濾。蒸發(fā)時能夠促進NaCl的沉淀溶解平衡向沉淀方向移動，因此NaCl能夠從溶液中大量析出。4．(14分)“低碳”既是時尚，也是環(huán)保要求?！暗吞肌痹诠I(yè)生產(chǎn)中意義重大，充分利用原材料，不排放或減少排放“三廢”，不同工廠聯(lián)合生產(chǎn)等都是很好的“低碳”生產(chǎn)方式。下面是幾個工廠利用廢氣、廢渣(液)聯(lián)合生產(chǎn)化肥硫酸銨的工藝：請回答下列問題：(1)工藝操作①②分別為___________________________________________________________、________________________________________________________________________。(2)工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式為：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)寫出生成“產(chǎn)品”的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)檢驗合成氨廠廢氣中是否含有氨氣的方法是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)副產(chǎn)品的化學(xué)式為________。該聯(lián)合生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是________________。[答案](1)將空氣液化后蒸發(fā)分離出氧氣獲得氮氣過濾(2)N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3(3)CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O=CaCO3＋2NHeq\o\al(＋,4)＋SOeq\o\al(2－,4)(4)用濕潤的紅色石蕊試紙放在導(dǎo)氣管口，若試紙變藍，則證明有NH3(或其他可行的方法)(5)CaOCO2[解析](1)合成氨原料之一氮氣來源于空氣，分離方法是將空氣液化后蒸發(fā)分離出氧氣獲得氮氣。(2)工業(yè)合成氨的條件是高溫、高壓和催化劑。(3)“產(chǎn)品”是硫酸銨，反應(yīng)物是硫酸鈣懸濁液、二氧化碳、氨氣等，產(chǎn)物除產(chǎn)品硫酸銨外，還有碳酸鈣沉淀。(4)氨氣顯堿性，實驗室中可以用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，或利用氨氣與濃鹽酸的反應(yīng)進行檢驗等。(5)分析框圖中各物質(zhì)的關(guān)系可知“副產(chǎn)品”為氧化鈣，能夠循環(huán)使用的物質(zhì)是二氧化碳。5．(14分)下圖所示是以海水為原料，獲得某產(chǎn)物的工藝流程圖。已知在吸收塔中，溶液的pH顯著減小。試回答下列問題：(1)圖中兩次氯化的作用是否相同？________(選填“是”或“否”)。(2)吸收塔中反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________，第二次氯化的離子方程式為________________________________________________________________。(3)資料證實，在酸性介質(zhì)中，第一次氯化過程中可用O2或空氣替代。但在實際工業(yè)生產(chǎn)中為什么不用更廉價的空氣替代Cl2？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)本工藝的處理方法可簡單概括為“空氣吹出、X氣體吸收、氯化”。某同學(xué)認為在工業(yè)生產(chǎn)過程中對第一次氯化液直接蒸餾也可得到產(chǎn)物，不必進行上述過程，請對該同學(xué)的說法作出正確的評價：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案](1)是(2)Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－(3)若用廉價的空氣替代Cl2進行第一次氯化，反應(yīng)的離子方程式為4Br－＋O2＋4H＋=2Br2＋2H2O，很顯然反應(yīng)時需要將大量的鹽鹵(濃度不大)酸化，反應(yīng)后又要將廢液中和才能排放，在經(jīng)濟上顯然沒有吸引力(4)氯化后的海水雖然含有溴單質(zhì)，但濃度低，如果直接蒸餾，產(chǎn)品成本高，“空氣吹出、SO2吸收、氯化”的過程實際上是一個溴的富集過程，提高其濃度，以減少能源的消耗[解析]本工藝流程是海水提溴。根據(jù)題中信息，吸收塔內(nèi)溶液pH顯著減小，可確定氣體X是SO2，吸收塔內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式為Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，生成的Br－再被Cl2氧化，生成的Br2用蒸氣蒸出，再冷凝得到液態(tài)溴。6．(14分)(2023·山東，31)水處理技術(shù)在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。(1)含有較多________離子的水稱為硬水。硬水加熱后產(chǎn)生碳酸鹽沉淀的離子方程式為________(寫出一個即可)。(2)將RH型陽離子交換樹脂和ROH型陰離子交換樹脂串接來軟化天然硬水，應(yīng)先使硬水通過________(填“RH”或“ROH”)型離子交換樹脂，原因是_______________________________________________________________。(3)通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留，從而獲得純凈水的方法稱為________。電滲析法凈化水時，使離子通過半透膜的推動力是________。(4)檢驗蒸餾水的純度時，最簡單易行的方法是測定水的________。[答案](1)Ca2＋、Mg2＋Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)eq\o(=,\s\up7(△))CaCO3↓＋CO2↑＋H2O(或Mg2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)eq\o(=,\s\up7(△))MgCO3↓＋2CO2↑＋H2O)(2)RH先通過陰離子交換樹脂可能產(chǎn)生Mg(OH)2等沉淀而影響樹脂交換效果(3)反滲透法電勢差(或電場力)(4)電導(dǎo)率(或電阻率)[解析]本題主要考查了水的凈化原理。(1)硬水是指含有較多鈣鎂離子的水(大多是碳酸氫鹽溶液)，其硬度可以消除或治理，其中碳酸氫鈣或碳酸氫鎂加熱即可除去，方程式為：Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)eq\o(=,\s\up7(△))CaCO3↓＋CO2↑＋H2O(或Mg2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MgCO3↓＋2CO2↑＋H2O)。(2)根據(jù)交換樹脂RH的工作原理，其原因是先通過RH后，溶液呈酸性，可避免產(chǎn)生沉淀，防止交換樹脂堵塞，若先通過ROH，交換后溶液呈堿性，造成CaCO3和Mg(OH)2沉淀，從而造成交換樹脂堵塞。(3)該方法為反滲透法，電滲析法的動力來自于電勢差(或電場力)。(4)檢驗蒸餾水的純度最簡單的方法是測定溶液的電導(dǎo)率。因為若含有其他離子時，誰的電導(dǎo)率越大，說明蒸餾水的純度越低。7．(12分)四川有豐富的天然氣資源。以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出)：請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)已知mol甲烷和mol水蒸氣在t℃，pkPa時，完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(合成氣)，吸收了akJ熱量。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是：________________________________________________________________________。(2)在合成氨的實際生產(chǎn)過程中，常采取的措施之一是：將生成的氨從混合氣體中及時分離出來，并將分離出氨后的氮氣和氫氣循環(huán)利用，同時補充氮氣和氫氣。請應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀點說明采取該措施的理由：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)已知尿素的結(jié)構(gòu)簡式為H2NCONH2，請寫出由CO2與NH3合成尿素的反應(yīng)方程式：__________________________________________________________。[答案](1)CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH(t℃，pkPa)＝＋2a(2)增大氮氣和氫氣的濃度有利于增大反應(yīng)速率；減小氨氣的濃度、增大氮氣和氫氣的濃度都有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(3)CO2＋2NH3eq\o(=,\s\up7(催化劑))CO(NH2)2＋H2O[解析](1)據(jù)題中所給的數(shù)據(jù)可直接寫出熱化學(xué)方程式：eq\f(1,2)CH4(g)＋eq\f(1,2)H2O(g)=eq\f(1,2)CO(g)＋eq\f(3,2)H2(g)ΔH(t℃，pkPa)＝＋akJ/mol(2)分離氨氣目的是減小生成物濃度，使平衡正向移動，增大氮氣和氫氣濃度既可加快反應(yīng)速率又可使平衡向正反應(yīng)方向移動。8．(14分)為研究“海水提溴”工藝，甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計的流程如下，請你對他們的方案進行評價與分析：甲：eq\x(苦鹵)eq\o(→,\s\up7(①硫酸酸化),\s\do5(②通過量氯氣))eq\x(\a\al(含溴,海水))eq\o(→,\s\up7(③空氣吹出))eq\x(\a\al(含溴,空氣))eq\o(→,\s\up7(④SO2吸收),\s\do5(⑤通過量氯氣))eq\x(\a\al(溴水混,合物))eq\o(→,\s\up7(⑥蒸餾))eq\x(溴蒸氣)eq\o(→,\s\up7(⑦冷凝),\s\do5(⑧分離))eq\x(液溴)乙：eq\x(苦鹵)eq\o(→,\s\up7(①通過,量氯氣))eq\x(\a\al(含溴,海水))eq\o(→,\s\up7(②蒸餾))eq\x(溴蒸氣)eq\o(→,\s\up7(③冷凝),\s\do5(④分離))eq\x(液溴)(1)甲、乙兩同學(xué)在第一階段得到含溴海水時，Cl2的利用率較高的是________(填“甲”或“乙”)，為什么？____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)甲同學(xué)步驟④的離子方程式為：_______________________________________________________________________