化学与资源开发利用-选修2分章练习

【选修2——化学与技术】分节练习

第二单元化学与资源开发利用

第一节获取洁净的水

1．（09年海南化学·20.3）下列有关硬水及其软化的说法中错误

．．的是：

A．离子交换法可以软化硬水

B．硬水中含有较多Ca2+、Mg2+

C．生产、生活使用的天然水必须经软化

D．加热可使暂时硬水中的Ca2+生成CaCO3沉淀

2．（2010全国新课标卷）【选修2——化学与技术】

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 (填两种物质的名称)，其净水作用的原理是

(3)水的净化与软化的区别是

(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，c(Mg2+)=6′10-4mol/L，则此水的硬度为

(5)若(4)中的天然水还含有c(HCO3-)=8′10-4mol/L，现要软化10m3这种天然水，则需先加入Ca(OH)2 g ,后加入Na2CO3 g

第二节海水的综合利用

1.（2009年宁夏卷）【选修2——化学与技术】

请回答氯碱的如下问题：

（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品。理论上k＝_______（要求计算表达式和结果）;

（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是______________（填序号）

（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池

相组合的新工艺可以节（电）能30％以上。在这种工艺设计

中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标

出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。

①图中X、Y分别是_____、_______（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小_________;

②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：______; 负极：_____;

③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）____________、____________。

2.（07年山东理综·31）（8分）【化学－化学与技术】工业上对海水资源合开发利用的部分工艺流程如右图所示。

（1）电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是。电解槽中的阳极材料为。

（2）本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备？原因是。

（3）溴单质在四氧化碳中的溶解度比在水中大得多，

四氧化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中

却不用四氧化碳，原因

是。

3.（09年天津理综·9）（18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，其目的为。

（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，了如下装置简图：

请你参与分析讨论：

①图中仪器B的名称：。

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中液体产生颜色为。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。

4.（14分）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示。

⑴溶液A的溶质是。

⑵电解饱和食盐水的离子方程式是。

⑶电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：。

⑷电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca2＋、Mg2＋、NH

4＋、SO

4

2－[c(SO

4

2－)>c(Ca2＋)]。精制流程如下

（淡盐水和溶液A来自电解池）：

①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是。

②过程I中将NH

4＋转化为N

2

的离子方程式是。

③BaSO

4的溶解度比BaCO

3

的小。过程II中除去的离子有。

④经过程III处理，要求盐水c中剩余Na

2SO

3

的含量小于5mg/L。若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L，

则处理10m3盐水b，至多添加10% Na

2SO

3

溶液 kg（溶液体积变化忽略不计）。

5.（12西城1模）（ 14分）工业上以粗食盐（含有少量Ca2+、Mg2+杂质）、氨、石灰石等为原料，可以制备Na

2CO

3

。

其过程如下图所示。

请回答：

（1）在处理粗盐水的过程中，可加入石灰乳和纯碱作为沉淀剂，则所得滤渣的成分除过量的沉淀剂外还有。

（2）将CaO投入含有大量的NH

4Cl的母液中，能生成可循环使用的NH

3

，该反应的

化学方程式是。

（3）向饱和食盐水中首先通入的气体是，过程Ⅲ中生成NaHCO

3

晶体的反应的化学方程式是。

（4）碳酸钠晶体失水的能量变化示意图如下：

Na

2CO

3

·H

2

O (s) 脱水反应的热化学方程式是。

（5）产品纯碱中常含有NaCl。取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体。则该产品中Na2CO3的质量分数是。

（6）熔融Na 2CO 3可作甲烷——空气燃料电池的电解质，该电池负极的反应式 是 。

6. (12东城一模) (14分)某小组根据工业生产原理设计如下转化关系，以获取烧碱和金属钛(Ti)。

（1） 燃料电池中通入氧气的电极是 （填“正”或“负”）极，电极反应式是 ；用该

电池电解饱和食盐水，若消耗32 g 甲醇，理论上Ⅰ中可生成NaOH ________mol 。

（2）如图所示，理论上加入Ⅱ中的TiO 2和焦炭的物质的量之比是 ；由TiCl 4得到金属Ti 的化

学方程式是 。

（3）根据Ⅲ中合成甲醇的反应，该小组保持温度不变，在两个相同的恒容密闭容器中进行实验，有关

实验数据如下：

① P 1 4MPa ② 实验Ⅰ条件下合成甲醇的热化学方程式是 。

7．（12年丰台一模）（15分）（1）A 为用惰性电极电解饱和食盐水（含少量Ca 2+、Mg 2+）的装置。

TiO 2

①电解一段时间后，B中出现浑浊现象，请用离子方程式表示原因。

此时电极a附近的现象为，因此工业上电解所用的食盐水需精制。

②随反应的进行，C中溶液红色褪去，主要原因有两种可能。请按要求填写表格。

（2）电解饱和食盐水所得气体X，可应用于提取溴单质。现有流程图如下：

Br2请回答：

①气体X的化学式为，反应II的化学方程式为。

②在母液苦卤中含有较多的NaCl、KCl、MgCl2、MgSO4等物质。用沉淀法测定苦卤中镁元素的含量（g/L），实

验过程中应测定的数据有。

【山东省某重点高中2012届高三下学期4月冲刺】

8．（8分）【化学－化学与技术】据科学家预测：再过100年后，全球气温估计将上升大约1.4～5.8 ℃。根据这一预测，全球气温上升将给全球环境带来不可估测影响，其中水资源的匮乏将是首当其冲。

海水占地球总储水量的97.2％。若把海水淡化和化工生产结合起来，既能解决淡水资源缺乏的问题，又能充分利用海洋资源。

（1）就目前技术而言，结合能源消耗等问题，下列适用于“海水淡化”的技术是____（填序号）。

A．蒸馏法 B．电渗析法C．冷结法D．离子交换法E．反渗透法中.国.学.考.频.道（2）远古时代就利用海水晒盐，此项技术属于物质分离实验操作中的________。

（3）海水晒盐得到的母液中，还有大量的镁、钾离子和一定量的溴、碘化合物。其中通过先进的分离技术得到MgCl2·6H2O产品，此产品还需要在不断通入“干燥氯化氢”的条件下脱水才能得到无水MgCl2，此原因是：；如果实验以海水、氯气等为基本原料来制得单质溴、碘，最基本操作过程是__________、__________、__________。

（4）钛被称为21世纪金属，具有密度小、强度大，不溶于一般的强酸、强碱等优良性能，广泛用于航空、航天以及生物医学等领域。工业上可以用Mg高温还原TiCl4而制得。请设计合理的实验操作，处理上述反应产物，得到纯钛，简述操作过程：

______________________________________________________________________。

第三节石油、煤和天然气的综合利用

1．（8分）[化学——化学与技术]

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。

新课标高二化学同步测试（2）—化学与资源开发利用

一、选择题（本小题共5小题，每小题3分，共15分，每小题只有一个正确答案）

1．下列广告用语在科学上没有错误的是（）

A．这种饮料中不含任何化学物质

B．这种蒸馏水绝对纯净，其中不含任何离子

C．这种口服液含丰富的氮、磷、锌等微量元素

D．没有水就没有生命

2．下列关于硬水的叙述中不正确的是（）

A．硬水中的Ca2+、Mg2+可与肥皂的主要成分结合而生成沉淀，从而浪费肥皂

B．凡含有Ca2+、Mg2+离子的水都是硬水

C．水的硬度是用CaO的量为标准的

D．1L水中含10 mg CaO（或相当于10 mg CaO）称为1度

3．下列石油分馏产物中，沸点范围最高的是（）

A．汽油B．煤油C．柴油D．燃料油

4．分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离，下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是（）

A．分离工业废水，回收废液中的有用成分

B．食品工业中，浓缩天然果汁、乳汁品加工和酿酒

C．胶体的渗析

D．海水的淡化

5．工业上电解食盐水的阴极区产物是（）

A．氯气B．氢气和氯气

C．氢气和氢氧化钠D．氯气和氢氧化钠

二、选择题（共10小题，每小题4分，计40分，每小题有1—2个正确答案，只有一个正确选项的，多选不给分；有

两个正确选项的，选对一个给2分，选错一个该小题不给分。）

6．下列哪种工业生产的过程不必使用电解的方法（）

A．由光卤石制镁B．由黄铁矿制硫酸

C ．由铝土矿制铝

D ．由海水制氢氧化钠

7．某氯碱厂不慎有大量氯气逸出周围空间，此时，可以用浸有某种物质的一定浓度的水溶液的毛巾捂住鼻子。最适宜

采用的物质是 （ ） A ．NaOH B ．NaCl

C ．KBr

D ．Na 2CO 3

8．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的化学式可表示为[Al 2(OH)n Cl m ·yH 2O]x 式中m

等于 （ ） A ．3-n

B ．6-n

C ．6+n

D ．3+n

9．在电解食盐水之前，需要提纯食盐水。为了除去粗盐中的Ca 2+、Mg 2+、SO 42-及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行

下列五项操作：①过滤 ② 加过量的NaOH 溶液 ③ 加适量的盐酸 ④ 加过量的碳酸钠溶液 ⑤ 加过量的氯化钡溶液

正确的操作顺序是 （ ） A ．①④②⑤③ B ．④①②⑤③

C ．②⑤④①③

D ．⑤②④③①

10．用惰性电极电解500 mL NaCl 溶液，当两极产生气体的总体积为16.8 mL （标准状况）时，溶液的pH 范围为

（ ） A ．8 ~ 10

B ．10 ~ 12

C ．5 ~ 6

D ．3 ~ 4

11．为减少大气污染，许多城市推广清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气（CNG ），另一类

是液化石油气（LPG ）。这两类燃料的主要成分都是（ ） A ．氢气 B ．一氧化碳 C ．酒精 D ．碳氢化合物 12．工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯所采用的方法是 （ ） A ．聚乙烯

B ．聚丁二烯

C ．石油裂化

D ．石油裂解

13．下列说法错误的是 （ ）

A ．煤主要含碳元素外还有少量的氢、氮、硫、氧、硅、铝、钙、铁等元素

B ．煤是由有机物组成的复杂的混合物

C ．煤含有苯和甲苯，可用先干馏后分馏方法将它们分离出来

D ．石油含有C 5—C 11的烃，可以通过石油的分馏得到汽油

14．某混合气体通过溴水（使其褪色），再通过灼热的氧化铜（使其黑色变红色），再通过无水硫酸铜白色粉末（使其

变蓝色），再通过澄清的石灰水（石灰水由澄清变浑浊，再变澄清），最后剩余气体在空气中点燃，火焰呈蓝色，该混合气体是 （ ） A ．水煤气 B ．焦炉煤气

C ．石油液化气

D ．高炉煤气

15．海水中含有MgCl 2，从海水中提取镁，正确的方法是 （ ）

A ．海水??

→?NaOH Mg(OH)2??→?电解

Mg

B ．海水??→

?HCl

MgCl 2溶液→ MgCl 2（熔融）??→?电解

Mg C ．海水??

→?石灰乳Mg(OH)2??→?灼烧MgO ??→?电解

Mg D ．海水??

→?石灰乳

Mg(OH)2??→?HCl

MgCl 2溶液 → MgCl 2（熔融）??→?电解

Mg 三、填空、简答题（45分） 16．（8分）工业上用电解饱和食盐水来制取烧碱、氯气和氢气。

（1）净化食盐水时除Ca 2+、Mg 2+的有关反应为 。 （2）若Cl 2在电解液中与烧碱溶液相遇的后果是 。

（3）在极生成烧碱，其形成是由于。

（4）铁网阴极使用石棉隔膜的理由是。

17．（8分）在氯碱的生产过程中，为什么强调是电解“饱和食盐水”？用碳棒做电极电解稀的食盐水时，阳极放出得气体能不能使湿润的淀粉碘化钾试纸改变颜色？为什么？如果要进一步检验阳极放出的气体，如何改进实验装置？

。

18．（12分）“C1化学”是指以分子中只含一个碳原子的物质为原料进行物质合成的化学。下图是以天然气的主要成分为原料的合成路线流程图，其中“混合气体”的成分与水煤气相同；B的水溶液有杀菌防腐性能；D是C的钠盐，

2 molD分子间脱去1 molH2分子可缩合生成E；H是F与A按物质的量之比为1?2反应的产物。

填写下列空白：

（1）天然气主要成分的电子式是；E的化学式是。

（2）D、G的结构简式是D 、G 。

（3）写出下列反应的化学方程式：

A→B ；

A+F→H 。

19．（8分）在调水工程中，沿途工业污水的任意排放是造成水质恶化的最大隐患。检测某工厂废液中含有大量Mg2+、Al3+、Cu2+、Ag+。试分析回答下列问题：

（1）该废液中可能大量存在的一种阴离子是（填序号）；

A．SO-2

4B．NO-

3

C．Cl-D．CO-23

（2）为检测废液中铝元素的含量需将其从废水样品中分离出来，所用的试剂是；铝元素发生变化的离子方程式是；

（3）为了回收废液中的金属银，某同学设计了如下方案：

若该方案获得Ag 108 g，为保证不污染环境和Cl2的循环利用，理论上应提供标准状况下的H2的体积是L。20．（9分）用CO和H2在442~473K温度下，并用钴（Co）作催化剂，可以反应生成n = 5~8的烷烃，这是人工合成汽油的方法之一。

（1）写出用C n H2n+2表示的人工合成汽油的化学方程式。

（2）如果向密闭的合成塔里通入恰好能完全反应的CO和H2，当完全反应后，合成塔内温度不变，而塔内气体压强降低到原来的2/5，通过计算说明有无汽油生成。

（3）要达到上述合成汽油的要求，CO和H2的体积比的取值范围是多少？