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化学选修二：化学与技术1. 水处理技术在生产、生活中应用广泛。（1）含有较多_离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为（写一个即可）_（2）将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应先使硬水通过_（填“RH”或“ROH”）型离子交换树脂，原因是_。（3）通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为_。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是_。（4）检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的_。2. 技术的发展与创新永无止境。我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下图所示：（1）向沉淀池中要通入CO2和氨气，应先通入_（填化学式），原因是_ _。（2）沉淀池中发生反应的化学方程式是_ _。（3）母液中的溶质主要是_，向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用是_ _。（4）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了_（填上述流程中的编号）的循环；物质x是_，从沉淀池中提取沉淀的操作是_ _ 。（5）写出煅烧炉中发生反应的化学方程式_ _。（6）这样制得的产品碳酸钠中可能含有的杂质是_（填化学式），为检验该杂质的存在，具体操作是_ _。3. 海洋是化学资源宝库，海洋资源的综合利用具有广阔的前景。回答下列问题：（1）蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法，技术和工艺比较完备，但常规蒸馏法法也存在较大缺陷，请说明常规蒸馏法淡化海水的最大缺陷。_ _（2）离子交换法也是常用的水处理技术。聚丙烯酸钠是一种离子交换树脂，写出聚丙烯酸钠单体的结构简式。（3）目前从海水中提取溴的常用流程如下（苦卤，海水蒸发结晶分离出食盐的母液）：从反应后的溶液中分离出单质溴的方法是 。（4）海水提镁过程中，与石灰窑和盐酸厂有着紧密的联系，试说明海水提镁与盐酸厂之间的必然联系。_ _4. 海水中有丰富的化学资源，从海水中可提取多种化工原料，下图是海水综合利用合成氨纯碱的联合生产工艺流程： （1）写出反应器中发生反应的化学方程式： 。 （2）分离器中进行的操作名称是，图中操作是 。 （3）产品是(填化学式)。 （4）写出合成氨厂里用天然气和水蒸气在催化剂和高温下反应制备原料气H2的化学方程式： 。 （5）设计用卤水和石灰及其他必要试剂提取镁的过程：(用化学方程式表示)。5.已知煤的近代结构模型如图所示：（1）从煤的结构模型来看，煤是工业上获得_烃的重要来源（2）我国大约70%的煤是直接用于燃烧的，从煤的结构模型来看，在提供热量的同时产生大量的_等气体物质，造成严重的大气污染（3）“型煤”技术不仅可以减少87%的废气排放量，烟尘排放量也可减少80%，致癌物苯并芘的排放量也减少，同时节煤20%30%“型煤”技术的原理是利用固硫剂在燃烧过程中生成稳定的硫酸盐下列物质中适宜于做固硫剂的是_A氯化钙 B氧化钙 C硫酸钙 D氢氧化钙（4）某“型煤”生产厂利用石灰石作固硫剂，试用化学方程式表示其“固硫”过程（5）除上述的“型煤”技术外，为了解决煤燃烧所造成的污染问题和提高煤的利用价值，煤资源的综合利用方法还有_，_，_等6. 铬（Cr）属于重金属元素，含铬废水和废渣排放必须经过处理达到有关的安全标准。 （1）含铬废水排放到河水中一定浓度会使鱼类等水生动物死亡的原因是； （2）铬元素以Cr2O72的形式存在于酸性废水中，常用FeSO4将其还原为Cr3，再用沉淀法进行分离。 c(OH)106molL1 c(OH)104molL1已知：Cr3Cr(OH)3CrO2 FeSO4还原Cr2O72的离子方程式为 。 Cr2(SO4)3溶液中加入过量NaOH浓溶液，反应的离子方程式为 。 沉淀法分离废水中的Cr3离子，pH应控制在范围内。 下列关于铬及其化合物的说法中正确的是。aK2Cr2O7是一种常用的强氧化剂 bNaCrO2溶液与AlCl3溶液混合有沉淀生成c酸性K2Cr2O7溶液可用于检验司机是否酒后驾车 d金属铬硬度大、耐腐蚀，是常用的镀层金属 （3）铬冶炼工业的废渣粉碎后掺入煤矸石经过高温处理可以制砖，为了探究其中的铬元素在使用过程中是否会重新污染环境，研究组在一定条件下浸溶砖样，检测浸出液中Cr元素浓度，结果如图： 我国规定“固体废弃物浸出标准值含铬不得超过10 mgL1”。分析图表，可得出多个结论： 实验取用的砖样是否符合上述标准：。 还能得出的其它结论是（写出2条即可）： ； 。7. 交警常用“司机饮酒检测仪”检查司机是否酒后驾车，其原理是硫酸酸化的重铬酸盐(Cr2O72橙红色)和乙醇反应生成铬盐(Cr3绿色)和乙酸等。重铬酸钠(Na2Cr2O7)在工业中有很广泛的应用，常用来制备金属铬。方法如下：将铬铁矿主要成分Fe(CrO2)2与纯碱、氧气高温焙烧，除杂、酸化，得到重铬酸钠，碳和重铬酸钠在高温下反应生成Cr2O3、Na2CO3和CO，Cr2O3再经铝热法还原，即可制得金属铬。请回答：（1）硫酸酸化的K2Cr2O7和乙醇反应的化学方程式是 。（2）写出碳和重铬酸钠高温反应的化学方程式 。Cr2O3经铝热法还原制得金属铬的化学方程式是 。（3）硫酸酸化的Na2Cr2O7和FeSO4反应，生成Cr3等，该反应的离子方程式是 。（4）某Na2Cr2O7样品2.00g恰好和4.56gFeSO4完全反应，该样品的纯度为。8. ()德国人哈伯在1905年发明的合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);已知298 K时,H=-92.4 kJmol-1,S=-198.2 Jmol-1K-1.试回答下列问题:(1)请根据正反应的焓变和熵变计算分析298 K下合成氨反应能自发进行(列出算式即、可)_.其浓度熵(Qc) _化学平衡常数(Kc)(填“大于”“等于”或“小于”）时，反应向右进行.(2)在实际工业合成氨生产中采取的措施是_ (填序号).A.采用较低压强 B.采用800 K左右的高温 C.用铁触媒作催化剂D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,N2和H2循环到合成塔中并补充N2和H2(3)如下图所示是实验室模拟工业法合成氨的简易装置,简述检验有氨气生成的方法_ _ _. ()硝酸是一种重要的化工原料,工业上通常采用氨氧化法制取.某校化学兴趣小组的同学设计了如下图所示装置利用中学实验室常见试剂制取NH3,并以空气,NH3为原料模拟工业制HNO3(三氧化二铬为催化剂,加热及夹持装置未画出):回答下列问题:(1)实验时,A,C两装置均需加热,应先加热_装置,原因是_;(2)D装置中应填充的物质是_,该物质的主要作用是_;(3)E装置的作用是_,F,G装置中的物质分别是_、_;(4)若保留上图中黑色粗线框内的装置但去掉通空气的导管B,将C装置中的双孔橡皮塞换成单孔橡皮塞,请你用图示的方法设计一个最简单的实验方案同样完成硝酸的制取(在如下图所示的方框中画出装置图并注明所用药品的名称).9. 水是生命之源，2005年12月发生在黑龙江省的北江水污染事件再次提醒人们保护水资源的必要性和紧迫性。(1)据报道，北江水污染事件是由于某冶炼厂设备检修期间排放的废水所致，推测其主要污染物是。如果有害废水已经在河流中扩散，为了尽量减少危害，对河水的处理应该采取的措施是(2)自来水的生产流程如图，其中的试剂A、B、C分别可以选择、。 (3)电镀厂排放的废水中含铬(以Cr2O72形式存在)，常用电解的方法处理。电解时，以铁为阳极，生成的Fe2+将Cr2O72还原为Cr3+，产物再与电解时生成的OH-形成氢氧化物沉淀而除去。两个电极上发生的反应分别为：阳极，阴极。溶液中发生的总反应为(用离子方程式表示)。(4)化学需氧量(COD)是水体质量的控制项目这一，它是量废水中还原性污染物的重要指标。COD是指用强氧化剂(我国采用K2Cr2O7)处理一定量水样时消耗的氧化剂的量,并换算成以O2作为氧化剂时,1L水样所消耗O2的质量(mgL-1)。现取某池塘水样20.00mL,反应消耗10.00mL0.0400molL-1K2Cr2O7溶液(反应后转化为Cr3+)。该水样的COD为mgL-1。10. 火力发电在能源利用中占较大比重，但是排放出的SO2会造成一系列环境和生态问题。利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如下图所示：（1）天然海水呈碱性，写出SO2与OH-反应的离子方程式： 。（2）天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3分子，使用氧气将其氧化的化学原理是 （用化学方程式表示）。氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是 。化学选修二：化学与技术 参考答案1. （1）Ca2+、Mg2+Ca2+2HCO3CaCO3+CO2+H2O（或Mg2+2HCO3MgCO3+CO2+H2O） （2）RH先通过阴离子交换树脂可能产生Mg(OH)2等溶液而影响树脂交换效果 （3）反渗透法电势差（或电场力） （4）电导率（或电阻率）2. （1）NH3 （1分）因为CO2在NaCl溶液中的溶解度较小，而NH3极易溶于水 （2分）（2）（2分）NH3CO2NaClH2ONaHCO3NH4Cl（3）（2分）NH4Cl 增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出（4）（3分）循环（1分） CO2（1分） 过滤（1分）（5）（2分）2NaHCO3Na2CO3CO2H2O（6）（3分） NaCl 取少量试样溶于水后，再滴加用硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色 沉淀生成，说明含NaCl杂质。（若没有“取少量试样”，则至少扣1分）3. （1） 需要使用大量燃煤，因此能耗多、排污量大 （2）CH2=CHCOONa （3）蒸馏（4）盐酸厂为溶解氢氧化镁提供盐酸，电解氯化镁制镁的过程中，为盐酸厂提供氯气作原料4. （1）（2分）（2）过滤（2分）；蒸发结晶（2分） （3）（2分）（4）（或）（2分）（5）（1分） （1分）（1分） （1分）5. （1）芳香 （2）二氧化硫、氮氧化物 （3）BD（4）CaCO3CaO+CO2 2CaO+2SO2+O22CaSO4 （5）煤的干馏气化液化解析:（1）煤结构中含有较多的苯环，隔绝空气给煤加强热可以使它分解，从而获得芳香烃（2）煤结构中含有S和N，所以直接燃煤能产生SO2和氮氧化物，污染环境（3）煤燃烧产生SO2，固硫过程是使其生成稳定的硫酸盐，所以固硫剂可选用氧化钙或氢氧化钙固硫反应为：SO2+CaOCaSO32CaSO3+O22CaSO4 Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O 2CaSO3+O22CaSO4（4）若利用石灰石作固硫剂，则发生的反应可表示为：CaCO3CaO+CO2 2CaO+2SO2+O22CaSO4（5）此问正是本节选学主要内容之一：煤的干馏、气化和液化6. （1）重金属离子会使蛋白质变性（2分）（2） Cr2O726Fe214H3Cr3+6Fe3+7H2O（2分） Cr3+4OHCrO22H2O （2分） 810 （2分） abcd（2分）（3） 符合（2分） （以下任意2条即可每条2分，共四分）其它条件相同时，含铬废渣掺入的比例越大，Cr元素浸出的浓度越高；酸性环境对Cr元素浸出有抑制作用；冻融对Cr元素浸出影响不明显；曝晒对Cr元素浸出影响不明显解析:（2）根据题目中信息c(OH)106molL1时生成Cr3+，c(OH)104molL1时，生成CrO2。故要是之沉淀，必须生成Cr(OH)3，因此需要106molL1c(OH)104molL1，即pH在8到10之间；当碱过量时，生成CrO2。7. 2K2Cr2O7+ 3CH3CH2OH + 8H2SO4= 2Cr2(SO4)3+ 3CH3COOH + 2K2SO4+ 11H2ONa2Cr2O7+ 2C Cr2O3+ Na2CO3+ CO ；（3分） Cr2O3+ 2Al2Cr + Al2O3（3分）Cr2O72-+ 6Fe2+ 14H+=2Cr3+ 6Fe3+ 7H2O。（3分） 65.5%8. .(1)H-TS=-92.4 kJmol-1-298 K(-198.210-3) kJmol-1K-10 小于(2)BCD(3)用湿润的红色石蕊试纸放在导管口处,若试纸变蓝,说明有氨气生成.(1)C 使催化剂达到适宜温度,提高NH3的转化率(2)P2O5或无水CaCl2 除去C中未反应的氨气(3)安全瓶,防止倒吸 水 NaOH溶液(4)如右图解析:本题为实验题,第部分考查了化学反应方向的判断问题,该问题为新教材新增知识点.依据H-TS代入数值经计算为小于0,故能自发进行.在实际合成氨生产中,结合催化剂的催化活性,综合考虑反应速率和转化率的问题,选定800 K左右的高温,且将生成的NH3及时分离,补充N2和H2以利于反应向生成NH3的方向进行.实验室检验氨气的方法可用湿润的红色石蕊试纸放在导管口处,看是否变蓝色.第部分为模拟工业制硝酸的实验.因氨气的催化氧化需要在一定的温度下进行,故应提前将催化剂加热,提高NH3的转化率,在吸收前设计了除去未反应的氨气的装置;另外题目还设计了防倒吸装置及尾气处理装置.最后一小题让考生设计能将NH3和空气混合气一次制取的最简单方案,故可设计将空气通入浓氨水中,带出氨气的方法.9. (1)重金属离子(1分)利用上游水源稀释(1分)(2)明矾(或硫酸铁等)活性炭Cl2(或ClO2、O3等)(每空1分)(3)Fe-2e-=Fe2+(2分)2H+2e-=H2(2分)6Fe2+Cr2O72-+10OH-+7H2O=6Fe(OH)3+2Cr(OH)3(2分)(4)960(2分)10. （1）SO2+2OH-=SO32-+H2O （2）2H2SO3+O2=2H2SO4中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸（H+）。化学选修二：化学与技术 第10页，共6页
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