專題限時(shí)集訓(xùn)(十五)[專題十五化學(xué)與技術(shù)](時(shí)間：40分鐘)1．下列化學(xué)工業(yè)有關(guān)設(shè)備、原料、反應(yīng)條件配套的是()A．聯(lián)合制堿法制純堿：吸氨塔、碳酸塔、食鹽、二氧化碳、氨、30℃～35℃的氨化飽和食鹽水吸收CO2B．接觸法制硫酸：氧化爐、硫鐵礦、V2O5、4000～5000℃C．合成氨：沸騰爐、焦炭、鐵觸媒、500℃D．氨氧化法制硝酸：合成塔、空氣、鉑銠合金、8000℃2．海水淡化的方法有多種，如蒸餾法、電滲析法等。電滲析法是一種利用離子交換膜進(jìn)行離子交換的方法，其原理如圖15－1所示。已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等離子，電極為惰性電極。下列敘述中正確的是()圖15－1A．B膜是陰離子交換膜B．通電后，海水中陽(yáng)離子向a電極處運(yùn)動(dòng)C．通電后，a電極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2↑D．通電后，b電極上產(chǎn)生無(wú)色氣體，溶液中出現(xiàn)少量白色沉淀3．請(qǐng)回答下列化工生產(chǎn)中的一些問題：(1)若從下列四個(gè)城市中選擇一處新建一座硫酸廠，你認(rèn)為廠址宜選在________的郊區(qū)(填標(biāo)號(hào))。A．有豐富黃鐵礦資源的城市B．風(fēng)光秀麗的旅游城市C．消耗硫酸甚多的工業(yè)城市D．人口稠密的文化、商業(yè)中心城市(2)CuFeS2是黃鐵礦的另一成分，煅燒時(shí)CuFeS2轉(zhuǎn)化為CuO、Fe2O3和SO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)為提高SO3吸收率，實(shí)際生產(chǎn)中通常用__________________吸收SO3。(4)已知反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0，現(xiàn)將0.050molSO2和0.030molO2充入容積為1L的密閉容器中，反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡，測(cè)得反應(yīng)后容器壓強(qiáng)縮小到原來(lái)壓強(qiáng)的75%，則該條件下SO2的轉(zhuǎn)化率為__________；該條件下的平衡常數(shù)為________________。(5)由硫酸廠沸騰爐排出的礦渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO與SO3在沸騰爐中化合而成)，其中硫酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨沸騰爐溫度不同而變化(見下表)沸騰爐溫度/℃600620640爐渣中CuSO4的質(zhì)量數(shù)/%9.39.29.0已知CuSO4在低于660℃時(shí)不會(huì)分解，請(qǐng)簡(jiǎn)要分析上表中CuSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而降低的原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)在硫酸工業(yè)尾氣中，SO2是主要大氣污染物，必須進(jìn)行凈化處理，處理方法可用__________(填名稱)吸收，然后再用硫酸處理，重新生成SO2和一種生產(chǎn)水泥的輔料，寫出這兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．銀氨溶液放久后會(huì)產(chǎn)生疊氮化銀(AgN3)而引起爆炸，直接排放會(huì)污染環(huán)境，且造成銀資源的浪費(fèi)。某研究小組設(shè)計(jì)了從銀鏡反應(yīng)后的廢液中(含過量的銀氨溶液，假設(shè)不含單質(zhì)銀)回收銀的如下兩種實(shí)驗(yàn)流程：(已知：[Ag(NH3)2]＋在溶液中存在平衡：[Ag(NH3)2]＋Ag＋＋2NH3)圖15－2(1)寫出甲方案第①步廢液與稀HNO3反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________。(2)甲方案第②步加入的鐵粉要過量的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。甲方案流程可能產(chǎn)生的大氣污染物是________________________________________________________________________。(3)乙方案若最終得到銀粉的質(zhì)量偏大，排除未洗滌干凈的因素，可能的原因是________________________________________________________________________。(4)實(shí)驗(yàn)室配制銀氨溶液的操作過程是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)已知乙方案第③步反應(yīng)有H2S氣體產(chǎn)生，若最終得到銀粉21.6g，不考慮其他損失，理論上該步需要加入鐵粉________g。5．由鋁土礦(主要成分是Al2O3)煉制鋁的工藝流程示意圖如下：圖15－3(1)電解生成的鋁在熔融液的________(填“上層”或“下層”)，電解時(shí)不斷消耗的電極是________(填“陰極”或“陽(yáng)極”)。(2)寫出通入過量二氧化碳酸化時(shí)反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)電解制備鋁時(shí)，需加入冰晶石(Na3AlF6)，其作用是____________，工業(yè)上可以用氟化氫氣體、氫氧化鋁和純堿在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)來(lái)制取冰晶石，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。(4)上述工藝所得鋁中往往含有少量Fe和Si等雜質(zhì)，可用電解方法進(jìn)一步提純，該電解池的陰極材料是________(填化學(xué)式)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。(5)對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長(zhǎng)其使用壽命。①控制一定條件進(jìn)行電解(見圖15－4)，此時(shí)鋁表面可形成耐酸的致密氧化膜，其電極反應(yīng)式為__________________________________；圖15－4②鋼材鍍鋁后，能防止鋼材腐蝕，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。6．(1)火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫黃可用于生產(chǎn)重要的化工原料硫酸。某企業(yè)用如圖15－5所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸。圖15－5請(qǐng)回答下列問題：①為充分利用反應(yīng)放出的熱量，接觸室中應(yīng)安裝______________(填設(shè)備名稱)。吸收塔中填充有許多瓷管，其作用是__________________________。②為使硫黃充分燃燒，經(jīng)流量計(jì)1通入燃燒室的氧氣過量50%。為提高SO2轉(zhuǎn)化率，經(jīng)流量計(jì)2的氧氣量為接觸室中二氧化硫完全氧化時(shí)理論需氧量的2.5倍，則生產(chǎn)過程中流經(jīng)流量計(jì)1和流量計(jì)2的空氣體積比應(yīng)為________。假設(shè)接觸室中SO2的轉(zhuǎn)化率為95%，b管排出的尾氣中二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為________。(空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)按0.2計(jì))，該尾氣的處理方法是________________________________________________________________________。③與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比，該工藝的特點(diǎn)是________(可多選)。A．耗氧量減少B．二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高C．產(chǎn)生的廢氣減少D．不需要使用催化劑(2)硫酸的用途非常廣泛，可應(yīng)用于下列哪些方面________(可多選)。A．橡膠的硫化B．表面活性劑“烷基苯磺酸鈉”的合成C．鉛蓄電池的生產(chǎn)D．過磷酸鈣的制備(3)礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入適量的石灰石，可有效減少煤燃燒時(shí)SO2的排放，請(qǐng)寫出此脫硫過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。7．據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè)：再過100年后，全球氣溫估計(jì)將上升大約1.4～5.8℃。根據(jù)這一預(yù)測(cè)，全球氣溫上升將給全球環(huán)境帶來(lái)不可估測(cè)的影響，其中水資源的匱乏將是首當(dāng)其沖。海水占地球總儲(chǔ)水量的97.2%。若把海水淡化和化工生產(chǎn)結(jié)合起來(lái)，既能解決淡水資源缺乏的問題，又能充分利用海洋資源。(1)就目前技術(shù)而言，結(jié)合能源消耗等問題，下列適用于“海水淡化”的技術(shù)是________(填序號(hào))。A．蒸餾法B．電滲析法C．冷結(jié)法D．離子交換法E．反滲透法(2)遠(yuǎn)古時(shí)代就利用海水曬鹽，此項(xiàng)技術(shù)屬于物質(zhì)分離實(shí)驗(yàn)操作中的____________。(3)海水曬鹽得到的母液中，還有大量的鎂、鉀離子和一定量的溴、碘化合物。其中通過先進(jìn)的分離技術(shù)得到MgCl2·6H2O產(chǎn)品，此產(chǎn)品還需要在不斷通入“干燥氯化氫”的條件下脫水才能得到無(wú)水MgCl2，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；如果實(shí)驗(yàn)以海水、氯氣等為基本原料來(lái)制得單質(zhì)溴、碘，最基本的操作過程是________、________、________。(4)鈦被稱為21世紀(jì)金屬，具有密度小、強(qiáng)度大，不溶于一般的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等優(yōu)良性能，廣泛用于航空、航天以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。工業(yè)上可以用Mg高溫還原TiCl4而制得。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)操作，處理上述反應(yīng)產(chǎn)物，得到純鈦，簡(jiǎn)述操作過程：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

專題限時(shí)集訓(xùn)(十五)1．A[解析]接觸法制硫酸的適宜溫度為400～500℃，B項(xiàng)錯(cuò)誤；合成氨不使用沸騰爐，其主要設(shè)備為合成塔，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氨氧化法制硝酸的溫度不需要8000℃高溫，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．D[解析]如題圖所示，b電極連接外接電源的負(fù)極，為陰極，電解時(shí)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，故B膜應(yīng)為陽(yáng)離子交換膜，A項(xiàng)錯(cuò)誤；a電極連接外接電源的正極，為陽(yáng)極，電解時(shí)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Cl－失電子能力強(qiáng)于OH－，故該電解池陽(yáng)極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該電解池陰極反應(yīng)為2H2O＋Mg2＋＋2e－=H2↑＋Mg(OH)2↓，D項(xiàng)正確。3．(1)C(2)4CuFeS2＋13O2eq\o(=,\s\up7(煅燒))4CuO＋2Fe2O3＋8SO2(3)98%的濃硫酸(4)80%1.6×103(5)SO2轉(zhuǎn)化為SO3是正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)，隨溫度升高，平衡左移，SO3物質(zhì)的量減少，所以CuSO4的量減少(或溫度升高，SO3物質(zhì)的量減少，故CuSO4的量減少)(6)石灰水SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋H2OCaSO3＋H2SO4=CaSO4＋SO2↑＋H2O[解析](1)硫酸具有很強(qiáng)的腐蝕性，運(yùn)輸成本較高，故硫酸廠廠址應(yīng)靠近硫酸消費(fèi)中心；(2)由題意可知，反應(yīng)物為CuFeS2和O2，產(chǎn)物為CuO、Fe2O3和SO2，配平即可；(3)SO3與水反應(yīng)放出大量的熱，易形成酸霧，影響SO3的吸收，故用水吸收的效率很低，而用98%的濃硫酸則可避免酸霧的形成，達(dá)到較高的吸收率；(4)設(shè)平衡時(shí)反應(yīng)的O2的物質(zhì)的量為x，可得反應(yīng)的三段式：2SO2＋O22SO3開始時(shí)0.050mol0.030mol0反應(yīng)了2xmolxmol2xmol平衡時(shí)(0.050－2x)mol(0.030－x)mol2xmol由題意可知反應(yīng)后氣體分子物質(zhì)的量為反應(yīng)前的75%。則：eq\f(0.050－2x＋0.030－x＋2x,0.050＋0.030)×100%＝75%，解得x＝0.020，則SO2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(2×0.020,0.050)×100%＝80%；該條件下的平衡常數(shù)K＝eq\f(c2（SO3）,c2（SO2）·c（O2）)＝eq\f(（2×0.020）2,（0.050－2×0.020）2·（0.030－0.020）)＝1.6×103；(6)SO2溶于水顯酸性，可用堿性溶液吸收，和硫酸反應(yīng)后可得到一種生產(chǎn)水泥的輔料，可知所用堿性溶液為Ca(OH)2溶液，反應(yīng)為SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋H2O，CaSO3＋H2SO4=CaSO4＋SO2↑＋H2O。4．(1)Ag[(NH3)2]＋＋OH－＋3H＋=Ag＋＋2NHeq\o\al(＋,4)＋H2O(2)使溶液中的Ag＋全部被還原NO(3)鐵粉或Ag2S未反應(yīng)完混于其中(4)在洗凈的試管中，注入1mLAgNO3溶液，然后逐滴加入氨水，邊滴邊振蕩，直到最初生成的沉淀剛好溶解為止(沒有強(qiáng)調(diào)“洗凈”不算全對(duì)，氨水與AgNO3具體濃度不作要求)(5)5.6[解析]甲方案可解讀為：向銀氨溶液中加入稀硝酸，使平衡([Ag(NH3)2]＋Ag＋＋2NH3)右移，破壞銀氨溶液，再加入過量鐵粉置換Ag＋，最后加入過量稀鹽酸溶解過量的鐵粉，過濾、洗滌得銀粉。但此方案中過量的稀硝酸可能與鐵反應(yīng)生成污染性氣體NO。乙方案可解讀為：向銀氨溶液中加入(NH4)2S使Ag＋轉(zhuǎn)化為Ag2S沉淀，獲取Ag2S后與濃鹽酸、鐵粉加熱煮沸使發(fā)生反應(yīng)：Ag2S＋2HCl＋Fe=2Ag＋FeCl2＋H2S，由方程式看出，要獲得0.2molAg，需要加入0.1molFe。5．(1)下層陽(yáng)極(2)AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)(3)助熔劑(或降低熔化溫度)2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O(4)AlAl－3e－=Al3＋(5)①2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋②致密的氧化鋁膜起著保護(hù)內(nèi)部金屬的作用，若鍍層破損后，與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)形成原電池，鋁作負(fù)極防止鋼材被腐蝕[解析](1)電解熔融的氧化鋁冶煉鋁，陽(yáng)極生成O2，與石墨電極反應(yīng)生成CO。(3)氧化鋁的熔點(diǎn)很高，是常用的耐高溫材料，故冶煉時(shí)加入冰晶石降低其熔點(diǎn)。(4)遷移電解法精煉銅的原理，電解時(shí)鋁在陰極析出，故陰極材料為純鋁。(5)根據(jù)題中信息，鋁表面生成的應(yīng)為Al2O3，故陽(yáng)極電極反應(yīng)為鋁失去電子，生成的Al3＋與H2O作用形成Al2O3。6．(1)①熱交換器使?jié)釮2SO4與SO3充分接觸②6∶50.41%用氨水吸收③A(2)BCD(3)SO2＋CaO=CaSO32CaSO3＋O2=2CaSO4[解析](1)①熱交換器可促進(jìn)熱量的充分利用；增大接觸面積可以加快反應(yīng)速率，提高吸收效率。②燃燒室中的反應(yīng)為S＋O2eq\o(