高二化学人教版选修2课时训练：第二单元 化学与资源开发利用 过关检测 (2)

第二单元过关检测

(时间:60分钟,满分:100分)

一、选择题(本题共8个小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个正确选项)

1.商品“纯净水”“太空水”“蒸馏水”等作为日常饮用水,因缺少某些成分而不利于儿童身体健康发育。你认为制备上述商品饮用水时还需要添加的化学物质是()

A.钙、镁的碳酸氢盐

B.含碘酸钾的食盐

C.漂白粉、消毒剂

D.小苏打

解析:人体必需的元素钙的来源之一就是饮用水,长期饮用“纯净水”“太空水”“蒸馏水”等会缺少某些无机盐,对身体无益。

答案:A

2.某些化学试剂可用于净水。水处理中使用的一种无机高分子混凝剂X的化学式可表示为[Al2(OH)n Cl m·y H2O],式中m等于()

A.3-n

B.6-n

C.6+n

D.3+n

解析:由化合价代数和为0可知:6=m+n。

答案:B

3.下列说法中,不正确的是()

A.蒸馏法淡化海水是将水加热至105 ℃蒸发汽化,然后将蒸气冷凝而得到蒸馏水的方法

B.天然水里一般溶有Ca2+、Mg2+等金属阳离子,我们把溶有较多量Ca2+、Mg2+的水称为硬水

C.阳离子交换树脂中的H+可与水中的金属阳离子M n+交换

D.阴离子交换树脂中既含有阳离子,又含有阴离子,因此既能与水中的阳离子交换,又能与水中的阴离子交换

解析:在进行水处理时,阳离子交换树脂中的H+只能和水中的金属阳离子M n+交换,阴离子交换树脂中的OH-只能和水中的阴离子Y m-交换。

答案:D

4.下列与处理方法对应的反应方程式不正确的是()

A.用Na2S去除废水中的Hg2+:Hg2++S2-HgS↓

B.用催化法处理汽车尾气中的CO和NO:CO+NO C+NO2

C.向污水中投放明矾,生成能凝聚悬浮物的胶体:Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+

D.用高温催化氧化法去除烃类废气(C x H y):C x H y+(x+)O2x CO2+H2O

解析:B中生成的NO2仍为大气污染物,反应产物应为N2和CO2,故B错。

答案:B

5.自来水加工处理流程如下,下列有关说法不正确的是()

A.若用FeSO4作混凝剂,最终铁将以Fe(OH)2形式进入反应沉淀池

B.投药时常加入适量的石灰,是为了除去水中Mg2+、HC等

C.自来水生产中,前加氯起消毒杀菌作用,后加氯是保持水中有效氯的含量,防止自来水二次污染

D.用ClO2消毒自来水,消毒效率是同质量氯气的2.63倍

解析:根据流程中提示,进入沉淀池之前通入了氯气,氯气具有氧化性,所以不可能是Fe(OH)2,只能是Fe(OH)3,A选项错误。

答案:A

6.煤、石油、天然气和生物能作为能源的共同特点是()

A.可再生能源,取之不尽,用之不竭

B.不可再生能源,用一点,少一点

C.来自太阳辐射的能量

D.污染环境的能源

解析:煤、石油和天然气是化石能源,不可再生;生物能来自植物,可以再生,但其共同的一点是它们的能量最初都来自于太阳辐射。

答案:C

7.离子交换膜制碱法的生产过程中,进入阳极室的物质是()

A.精制的饱和食盐水

B.纯水

C.加一定量NaOH的纯水

D.饱和粗盐水

解析:阳极室为精制饱和食盐水,此题正确答案为A。

答案:A

8.煤的气化是煤高效、洁净利用的方向之一。右图为加热某地煤样所得煤气组成及体积分数随温度变化的曲线图。由图可知该煤气中()

A.只含有碳、氢两种元素

B.所含的有机物是CH4、C n H m、CO

C.800 ℃时CO体积分数小于CH4体积分数

D.氢气体积分数最大

解析:根据图像知,该煤气中含CO、CH4、H2、C n H m,则该煤气中含碳、氢、氧元素,故A错误;CO 不是有机物,属于无机物,故B错误;随着温度升高,甲烷含量降低,CO含量升高,温度在400~1 000 ℃时,CO的体积分数比CH4的体积分数小,可能在较高温度下CO的体积分数高于甲烷的,故C正确;根据图像知,在600 ℃以下,H2的体积分数不是最高的,故D错误。

答案:C

二、非选择题(本题共4个小题,共52分)

9.(10分)石油和煤炭加工过程涉及多种技术和设备。

(1)石油分馏时,在不断向(填工业设备名称)内投放原料的同时获得产品,该过程为

操作过程。

(2)石油裂化分为热裂化、和加氢裂化,裂化的目的是提高的产量。

(3)煤的洗选是为了降低原煤中灰分和的含量。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒,并使全部煤炭颗粒进行燃烧的过程。

(4)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和存在下与作用生成液体燃料的过程。

解析:(2)石油裂化是将长链、高沸点的烃断裂为短链、低沸点的烃。其目的是提高轻质燃料油(或汽油)的产量。

(3)煤的洗选是为了降低原煤中灰分和硫的含量,减少燃烧过程中烟尘、SO2的排放。空气从底部吹向煤炭颗粒,可以使煤炭颗粒浮动,增大其与空气的接触面积,使燃料油燃烧更充分。

(4)煤的直接液化是指在高温、催化剂条件下煤与氢气作用生成甲醇等液体燃料的过程。答案:(1)分馏塔连续

(2)催化裂化轻质燃料油(或汽油)

(3)硫(S)浮动

(4)催化剂氢气(H2)

10.(10分)假如你是一位企业家,在开发海水资源的众多项目中,选择了海水提镁,在前期考察

过程中你将遇到许多问题,请根据背景材料的提示,按要求回答相关问题:

背景材料1:下图为海水中各元素含量情况(mg·L-1)

背景材料2:部分化学试剂的市场价格

试剂

氢氧化

钾氢氧化

钠

氢氧化

钙

氧化

钙

价格(元/吨)5238.0

2

300.00

1

200.00

700.00

请回答下列问题:

(1)在海水提镁的过程中要实现对镁离子的富集、分离,有以下三个方案:

方案一:直接往海水中加入沉淀剂;

方案二:加热蒸发海水后再加入沉淀剂;

方案三:在晒盐后的卤水中加入沉淀剂。

你认为方案最合理。

不选方案的理由是。

不选方案的理由是。

(2)应该选择试剂作为镁离子的沉淀剂。不考虑其他费用,沉淀相同量的镁离子所用氢氧化钠和氧化钙的价格比为。

(3)为了节省成本,你可考虑以海边上的贝壳为原料,试简述其理由:。

解析:(1)海水提镁首先要对海水进行浓缩,然后加入沉淀剂,显然方案一浪费原料,方案二浪费能量,最合理的是方案三。

(2)根据市场价格,CaO作为镁离子的沉淀剂最为经济。假设沉淀a mol Mg2+,需要氢氧化钠和氧化钙的价格比为:(2a×40×2 300.00)∶(a×56×700.00)=230∶49。

(3)贝壳的主要成分为碳酸钙,可以通过高温煅烧贝壳的方式生产氧化钙,作为镁离子的沉淀剂,降低成本。

答案:(1)三一海水中镁浓度太低,要沉淀必须加入大量的沉淀剂,浪费原料二要加热海水需很多的能源

(2)CaO230∶49

(3)贝壳中含碳酸钙,加热分解生成氧化钙可作为沉淀剂,节省了成本

11.(16分)(1)氯碱工业是利用电解食盐水生产为基础的工业体系。

(2)电解前,为除去食盐水中的Mg2+、Ca2+、S等杂质离子,下列加入顺序合理的

是。

A.碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡

B.碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠

C.氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡

D.氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠

(3)“盐泥”是粗盐提纯及电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下:

成

分NaCl Mg(OH)2CaCO3BaSO4

其他

不溶

于酸

的物

质

质

量

分

数

/%

15~2015~205~1030~4010~15

为了生产MgSO4·7H2O,设计了以下工艺流程:

MgSO4·7H2O工艺流程图

1—反应器2—过滤器3—蒸发浓缩器4—结晶槽5—洗涤槽6—真空干燥器

装置1中加入的酸应选用,加入的酸应适当过量,控制pH为5左右,反应温度在50 ℃左右。持续搅拌使之充分反应,以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4,在此过程中同时生成CaSO4。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因

是。

装置2中滤渣的主要成分为。

装置3中通入高温水蒸气并控制温度在100~110 ℃,蒸发结晶,此时析出的晶体主要

是。

用装置6(真空干燥器)干燥MgSO4·7H2O晶体的理由

是。

解析:(2)在粗盐提纯过程中,所加除杂试剂的顺序通常为先加BaCl2,再加NaOH,最后加入

Na2CO3。加NaOH的顺序可以放在BaCl2的前面也可以放在Na2CO3的后面,但Na2CO3的加入顺序必须放在BaCl2的后面,因过量的BaCl2需用Na2CO3除去。(3)由于最终的产品为MgSO4·7H2O,所以在酸溶时所加的酸应该是H2SO4,加入H2SO4后发生的反应

有:Mg(OH)2+H2SO4MgSO4+2H2O,CaCO3+H2SO4CaSO4+CO2↑+H2O。CaCO3和H2SO4的反应之所以能够持续进行,是因为该反应是在50 ℃左右及持续搅拌的条件下进行的,该条件下CO2可以迅速从溶液中逸出,使平衡不断向正反应方向移动。CaSO4是一种微溶物,滤渣中除BaSO4和不溶于酸的物质外还应含有CaSO4。在真空干燥器中MgSO4·7H2O表面的水不需要加热烘干就能挥发掉,这样就能有效防止失去结晶水。

答案:(1)氯气、烧碱、氢气(只写出氯气、烧碱也可)

(2)D

(3)(稀)硫酸搅拌过程中CO2不断逸出,使平衡

CaCO3+H2SO4CaSO4+H2O+CO2↑不断向右移动CaSO4、BaSO4和其他不溶于酸的物质氯化钠防止失去结晶水

12.(16分)海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下:

(1)请列举海水淡化的两种方法:。

(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2、、或

H2、。

(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的是。

(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式

为,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是。

(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59 ℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,绘制了如下装置简图:

请你参与分析讨论:

①图中仪器B的名称是。

②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因

是。

③实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条

件:。

④C中液体产物颜色为,为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是。

解析:(2)电解NaCl溶液:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,若产生的Cl2直接与溶液中NaOH 反应,可以生产消毒液NaClO;(4)SO2吸收溴,依据氧化还原反应生成物书写基本规律,溴元素在自然界中-1价稳定而写出离子方程式。由于此反应有强酸HBr和H2SO4生成而得出工业生产需要解决的问题;(5)由于题干中给出信息Br2的沸点是59 ℃,提纯溴应该收集59 ℃时的馏分。

答案:(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换膜法(任意两种)

(2)Cl2NaOH NaClO

(3)富集溴元素

(4)Br2+SO2+2H2O4H++S+2Br-强酸对设备的严重腐蚀

(5)①冷凝管②Br2腐蚀橡胶③控制温度计b的温度,并收集59 ℃时的馏分④深红棕色分液(或蒸馏)