高中化学 主题综合测评2 海水资源 工业制碱 鲁科版选修2

主题综合测评(二)主题2海水资源工业制碱 (时间：60分钟分值：100分)一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)1污水处理的主要方法有：中和法；化学沉淀法；氧化还原法；过滤法。其中属于化学方法的有()ABCD【答案】A2下列关于硬水的叙述错误的是()A硬水中的Ca2、Mg2会阻碍肥皂起泡B用漂白粉对自来水消毒，会增加水的总硬度C向硬水中加入明矾，可以使硬水软化D雨水的硬度比海水的硬度小【解析】明矾净水是由于Al3水解：Al33H2OAl(OH)33H，生成的Al(OH)3具有吸附作用，将水中的悬浮颗粒沉淀，不能对硬水起软化作用。【答案】C3加热后没有沉淀生成的水肯定不是()A纯净的水B蒸馏水C具暂时硬度的水D具永久硬度的水【解析】具暂时硬度的水中含Ca2、Mg2、HCO，加热后产生难溶性的CaCO3和MgCO3，MgCO3又转变为更难溶的Mg(OH)2。【答案】C4电解饱和食盐水两电极上产生气体的体积比应是11，但实际测量时却发现V(H2)V(Cl2)(常温常压)，其原因可能是() 【导学号：28920030】AH2的摩尔质量比Cl2的小BCl2有刺激性气味CH2的熔、沸点比Cl2的低DH2的溶解度比Cl2的小【解析】由于H2难溶于水而Cl2能溶于水，故实测V(H2)V(Cl2)。【答案】D5下列反应原理在索尔维制碱法中没有使用的是()A2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2OBNH4ClNH3HClC2NaHCO3Na2CO3CO2H2ODNH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl【解析】A项在索尔维制碱法中用于回收NH3；C项用于制备纯碱；D项用于制备NaHCO3。【答案】B6属于联合制碱法优点的是()A氨和二氧化碳由合成氨厂提供B母液可回收氯化铵C氯化钠的利用率达95%以上D以上全是【解析】联合制碱法的反应为：NaClH2ONH3CO2=NaHCO3NH4Cl，合成氨厂为制备原料H2，同时得副产物CO2：COH2O(g)CO2H2，故A对；由联合制碱反应得B对，C项则考查了教材中的数据。【答案】D71791年，法国医生吕布兰首先获得制碱专利，以食盐、浓硫酸、石灰石、煤为原料制碱，该方法分三步：用NaCl与H2SO4反应制Na2SO4：2NaClH2SO4Na2SO42HCl用焦炭还原Na2SO4制Na2S：Na2SO42CNa2S2CO2用硫化钠与石灰石反应制Na2CO3：Na2SCaCO3Na2CO3CaS下列说法正确的是()A两步都是氧化还原反应B只有第步是氧化还原反应C该方法对生产设备基本没有腐蚀D该方法原料利用率较高【解析】依据氧化还原反应是有化合价变化的反应可知，第步是氧化还原反应，故A错，B对；该生产中产生HCl，对生产设备腐蚀严重；该方法原料利用不充分，故C、D错。【答案】B8关于NaHCO3的性质，下列说法正确的是()A和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少B相同温度下溶解度比Na2CO3要大C加热法可除去NaHCO3中混有的Na2CO3DNaHCO3只能和酸作用不能和碱作用【解析】A项中生成等量的CO2时，Na2CO3消耗的酸多，A正确；B项NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的，B错误；C项中2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，C错误；D项NaHCO3和酸、碱都能反应，D错误。【答案】A9反应NaClCO2NH3H2O=NaHCO3NH4Cl是著名的“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。其中不正确的是()【解析】析出NaHCO3后的溶液为NaHCO3的饱和溶液。【答案】C10某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是()A电解过程中，铜电极上有H2产生B电解初期，主反应方程式为：CuH2SO4CuSO4H2C电解一定时间后，石墨电极上无铜析出D整个电解过程中，H的浓度不断增大【解析】从装置图可以看出铜接电源正极作阳极，石墨作阴极，应在阴极区产生H2，且H浓度应逐渐减小，故A、D错。电解初期主要是电解H2SO4，而随电解进行，溶液中CuSO4浓度逐渐增大，Cu2参与电极反应而在石墨电极上析出Cu，故B正确，C错误。【答案】B11在水中加入等物质的量的Ag、Pb2、Na、SO、NO、Cl，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物质量之比为()A35.5108B16207C81D10835.5【解析】等物质的量的离子混合后，因发生沉淀反应生成AgCl、PbSO4沉淀，故实质上是电解NaNO3溶液，此时电解反应为2H2O2H2O2。【答案】C12某地有甲、乙两工厂排放污水，污水中各含有下列8种离子中的四种(两厂不含相同离子)：Ag、Ba2、Fe3、Na、Cl、SO、NO、OH。两厂单独排放都会造成严重的水污染，如将两厂的污水按一定比例混合，沉淀后污水便变成无色澄清且只含NaNO3，污染程度会大大降低。关于污染源的分析，你认为正确的是() 【导学号：28920031】ASO和NO可能来自同一工厂BCl和NO一定在不同工厂CAg和Na可能在同一工厂DNa和NO来自同一工厂【解析】水污染是当今世界一个普遍问题，根据题意知，甲、乙厂各自的废水中必定不存在沉淀，且阴、阳离子同时存在。若Ag在甲厂，则Cl、SO、OH必在乙厂；那么Ba2、Fe3也得在甲厂中，否则将生成沉淀。由于甲厂中为阳离子，所以NO必在甲厂中，阳离子Na必在乙厂中。故Ag、Na不同厂，SO、NO不同厂，Na、NO不同厂，因而B正确。【答案】B二、非选择题(包括4小题，共40分)13(10分)水处理技术在生产、生活中应用广泛。(1)含有较多_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_(写出一个即可)。(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_。【解析】(1)通常按水中Ca2、Mg2的多少，把天然水分为硬水和软水。含有较多Ca2、Mg2的水叫做硬水；如果水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起的，这种硬度叫做暂时硬度。具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软化，方程式为Ca22HCOCaCO3CO2H2O、Mg22HCOMgCO3CO2H2O。(2)如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，这种硬度叫做永久硬度。具有永久硬度的水可以采用离子交换法进行软化。离子交换剂中阳离子与水中的Ca2、Mg2发生离子交换，使水得到净化。如果硬水先通过ROH型阴离子交换树脂时可能产生Mg(OH)2等沉淀而影响交换效果，所以先通过RH型阳离子交换树脂。(3)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法。在外加电场的作用下，水溶液中阴、阳离子会分别向两极移动，如果在中间加上一种交换膜，就可能达到分离浓缩的目的。所以电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是电势差或电场力。(4)因为水的电离程度极小，所以纯水是几乎不导电的，因此要检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的电导率或电阻率。【答案】(1)Ca2、Mg2Ca22HCOCaCO3CO2H2O(或Mg22HCOMgCO3CO2H2O)(2)RH先通过阴离子交换树脂时可能产生Mg(OH)2等沉淀而影响交换效果(3)反渗透法电势差或电场力(4)电导率(或电阻率)14(10分)工业上电解饱和食盐水能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。(1)上图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是_；NaOH溶液的出口为_(填字母)；精制饱和食盐水的进口为_(填字母)；干燥塔中应使用的液体是_。(2)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注。SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同)，方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为_。SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用，一定条件下，在20 L恒容密闭容器中的反应：3SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4SiHCl3(g)达平衡后，H2和SiHCl3物质的量浓度分别为0.140 mol/L和0.020 mol/L，若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯NaCl的质量为_kg。(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0 kg，则生成氢气_m3(标准状况)。【解析】(1)电解饱和食盐水的电极反应分别为：阴极：2H2e=H2；阳极：2Cl2e=Cl2。所以阳极产物为氯气，H在阴极放电，水中的c(OH)增大，即NaOH在阴极(a处)产生。电解饱和食盐水所用的阳离子交换膜只允许阳离子(Na)通过，阻止阴离子和气体通过，电解过程中，Cl在阳极大量消耗，因此应在阳极区(d处)补充NaCl。干燥塔干燥的气体为Cl2，应用浓H2SO4。(2)光导纤维为SiO2，产物为两种，另一种物质只能为HCl。n(H2)(0.140)20 mol3 mol，由2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2258.5 2m(NaCl) 6gm(NaCl)351 g0.351 kg。(3)由题意，可写出反应的化学方程式为NaCl3H2ONaClO33H2 106.56 213.0 kg m(H2)m(H2)12 kg，n(H2)6000 mol，V(H2)134.4 m3。【答案】(1)氯气ad浓硫酸(2)SiCl42H2O2SiO24HCl0.351(3)134.415(10分)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示。(1)溶液A的溶质是_。(2)电解饱和食盐水的离子方程式是_。(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在23。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：_。(4)电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca2、Mg2、NH、SOc(SO)c(Ca2)。精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：盐泥a除泥沙外，还含有的物质是_。过程中将NH转化为N2的离子方程式是_。BaSO4的溶解度比BaCO3的小。过程中除去的离子有_。经过程处理，要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5 mgL1。若盐水b中NaClO的含量是7.45 mgL1，则处理10 m3盐水b，至多添加10% Na2SO3溶液_kg(溶液体积变化忽略不计)。【解析】根据钠离子的移动方向可知左边为阳极室，右边为阴极室，阴极发生还原反应生成氢气和氢氧化钠，溶液A为氢氧化钠溶液。碱性条件下镁离子形成氢氧化镁沉淀，故盐泥a中还含有Mg(OH)2；碱性条件下，具有氧化性的氯气将铵根离子氧化成氮气，氯气转化为氯离子，离子方程式为2NH3Cl28OH=N26Cl8H2O；硫酸钡的溶度积小于碳酸钡，在盐水a中加入碳酸钡，将有硫酸钡沉淀生成，从而除去SO，同时引入了CO，CO与Ca2结合生成碳酸钙沉淀，从而除去钙离子；10 m3盐水b中次氯酸钠的物质的量为1(mol)，由电子守恒知，其完全反应消耗亚硫酸钠1 mol，盐水c中剩余亚硫酸钠的含量小于5 mgL1，则有：1 mol126 gmol15103 gL110103 L10%m，m1 760 g1.76 kg。【答案】(1)NaOH(2)2Cl2H2OH2Cl22OH(3)Cl2与水反应：Cl2H2OHClHClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出(4)Mg(OH)22NH3Cl28OH=N26Cl8H2OSO、Ca21.7616(10分)工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题：(1)吕布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅烧，再浸取，结晶而制得纯碱。食盐和浓硫酸反应的化学方程式为_。硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为_(已知产物之一为CaS)。(2)氨碱法的工艺如图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。图中的中间产物C是_，D是_。(写化学式)装置乙中发生反应的化学方程式为_。(3)联合制碱法是对氨碱法的改进，其优点是_。(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度(S)随温度变化曲线，分析说明是否可行？_。【解析】(1)是考查工业生产中的基本原理；(2)是生产过程中工艺的考查，在细读生产工艺图中各物质的变化后，可得出；(3)考查对教材知识的掌握情况；(4)分析图可看出NaHCO3与新信息KHCO3在溶解度曲线中的差别，可推测溶解度的差别是判断的依据。【答案】(1)2NaClH2SO4(浓)Na2SO42HClNa2SO44CCaCO3CaSNa2CO34CO(或Na2SO42CCaCO3CaSNa2CO32CO2)(2)Ca(OH)2NH3NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl(3)保留了氨碱法的优点，使食盐的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥；可与合成氨厂联合，原料气氨气和二氧化碳都由氨厂提供，减少CaCO3制CO2这一工序，降低了能耗与污染(4)不可行，因为碳酸氢钾溶解度较大，且在常温下与氯化钾的溶解度差别小，在氨盐水碳酸化时无法大量析出