高考化学二轮复习 第一篇 专题满分突破 专题七 化学与技术习题1

化学与技术(限时：45分钟)1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：(1)石油的分馏是在分馏塔中进行的，该过程为连续操作过程。(2)石油裂化分为热裂化、催化裂化和加氢裂化，裂化的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。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒浮动进行燃烧的过程。(4)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和催化剂存在下与氢气作用生成液体燃料的过程。答案：(1)分馏塔连续(2)催化裂化轻质燃料油(或汽油)(3)硫(或S)浮动(4)催化剂氢气(或H2)2(2015高考山东卷)工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3，工艺流程如下：已知：Na2CO3NONO2=2NaNO2CO2(1)中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，还有_(填化学式)。(2)中和液进行蒸发操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是_。蒸发产生的蒸汽中含有少量NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的_(填操作名称)最合理。(3)母液进行转化时加入稀HNO3的目的是_。母液需回收利用，下列处理方法合理的是_。a转入中和液 b转入结晶操作c转入转化液 d转入结晶操作(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为21，则生产1.38吨NaNO2时，Na2CO3的理论用量为_吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。解析：(1)NO2与碱液反应可生成NaNO3。(2)蒸发操作的目的是使NaNO2结晶析出，使NaNO3留在母液中，当水蒸发量太大时，可能会造成NaNO3的浓度过大，从而形成饱和溶液而结晶析出。NaNO2冷凝后用于流程中的溶碱操作，以达到原料循环利用的目的。(3)酸性条件下，NaNO2易被氧化，加入HNO3可提供酸性环境。母液中含有NaNO3，将其转入转化液，或转入结晶操作，以达到原料循环利用的目的。(4)设Na2CO3理论用量为x，根据Na元素守恒得2，解得x1.59 t。答案：(1)NaNO3(2)防止NaNO3的析出溶碱(3)将NaNO2转化为NaNO3cd(4)1.593(2016全国卷)高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：回答下列问题：(1)原料软锰矿与氢氧化钾按11的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是_。(2)“平炉”中发生反应的化学方程式为_。(3)“平炉”中需要加压，其目的是_。(4)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。“CO2歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4发生歧化反应。反应中生成KMnO4、MnO2和_(写化学式)。“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液。电解槽中阳极发生的电极反应为_，阴极逸出的气体是_。“电解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为_。(5)高锰酸钾纯度的测定：称取1.080 0 g样品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。取浓度为0.200 0 molL1的H2C2O4标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48 mL。该样品的纯度为_(列出计算式即可，已知2MnO5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O)。解析：(1)从化学反应速率的角度分析矿石粉碎的目的。固体之间反应接触面积小，反应速率慢，原料利用率低，将矿石粉碎，可以增大反应物接触面积，提高反应速率，提高原料利用率。(2)书写陌生氧化还原反应的化学方程式，要会运用氧化还原反应原理。从框图可看出，平炉中参与反应的反应物有KOH、MnO2和O2，产物有K2MnO4，根据原子守恒知，有氢参与反应，可能有水生成，故化学方程式为2MnO24KOHO22K2MnO42H2O。(3)从上述化学方程式可看出，该反应是气体分子数减小的反应，加压的目的是提高氧气的压强，加快反应速率，促进反应正向进行，提高原料转化率。(4)向锰酸钾溶液中通入CO2至溶液呈中性或弱酸性，在中性或弱酸性条件下生成碳酸氢钾，而不是碳酸钾。反应的化学方程式为3K2MnO44CO22H2O=2KMnO4MnO24KHCO3，产物中除二氧化锰、高锰酸钾外，还有碳酸氢钾。以惰性材料为电极，电解锰酸钾溶液，阳极的电极反应式为MnOe=MnO；阴极的电极反应式为2H2O2e=2OHH2，电解方程式为2K2MnO42H2O2KMnO42KOHH2，阴极逸出的气体为氢气。电解法：2K2MnO42H2O2KMnO42KOHH2，CO2歧化法：3K2MnO44CO22H2O=2KMnO4MnO24KHCO3，如果3 mol K2MnO4参与反应，则用电解法生产得到3 mol KMnO4，用CO2歧化法生产得到2 mol KMnO4，电解法与CO2歧化法中锰酸钾的利用率之比为32。(5)根据新信息反应式或得失电子守恒计算高锰酸钾产品纯度，注意配制溶液体积与取用量之间的转化问题。草酸中碳元素为3价，氧化产物为CO2；高锰酸钾被还原为2价锰离子，根根得失电子守恒知，5n(KMnO4)2n(H2C2O4)，(KMnO4)100%答案：(1)增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率(2)2MnO24KOHO22K2MnO42H2O(3)提高氧气的压强，加快反应速率，增加软锰矿的转化率(4)KHCO3MnOe=MnOH232(5)100%4(2016全国卷)双氧水是一种重要的氧化剂、漂白剂和消毒剂。生产双氧水常采用蒽醌法，其反应原理和生产流程如图所示：A氢化釜B过滤器C氧化塔D萃取塔E净化塔F工作液再生装置G工作液配制装置生产过程中，把乙基蒽醌溶于有机溶剂配制成工作液，在一定的温度、压力和催化剂作用下进行氢化，再经氧化、萃取、净化等工艺得到双氧水。回答下列问题：(1)蒽醌法制备H2O2理论上消耗的原料是_，循环使用的原料是_，配制工作液时采用有机溶剂而不采用水的原因是_。(2)氢化釜A中反应的化学方程式为_。进入氧化塔C的反应混合液中的主要溶质为_。(3)萃取塔D中的萃取剂是_，选择其作萃取剂的原因是_。(4)工作液再生装置F中要除净残留的H2O2，原因是_。(5)双氧水浓度可在酸性条件下用KMnO4溶液测定，该反应的离子方程式为_。一种双氧水的质量分数为27.5%(密度为1.10 gcm3)，其浓度为_molL1。解析：本题主要考查蒽醌法生产双氧水的工艺流程，意在考查考生对化工流程的综合分析能力。(1)根据制备原理，蒽醌法制备H2O2，消耗的原料为H2和O2，乙基蒽醌为催化剂，可以循环使用。乙基蒽醌不溶于水，易溶于有机溶剂，因此配制工作液时采用有机溶剂。(2)氢化釜A中发生乙基蒽醌与氢气的加成反应。进入氧化塔C的反应混合液中的溶质为生成的乙基氢蒽醌及过量的乙基蒽醌。(3)D中萃取剂能萃取出H2O2，故萃取剂为水，因为H2O2易溶于水，而乙基蒽醌不溶于水。(4)工作液再生装置F中要除净残留的H2O2，是因为H2O2分解会放出氧气，与氢气混合，易发生爆炸。(5)酸性条件下KMnO4能与H2O2发生氧化还原反应：2MnO5H2O26H=2Mn25O28H2O。根据物质的量浓度与质量分数的换算公式，得c8.9(molL1)答案：(1)氢气和氧气乙基蒽醌乙基葸醌(乙基氢蒽醌)不溶于水，易溶于有机溶剂(2) (3)水H2O2溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水(4)H2O2分解放出氧气，与氢气混合，易发生爆炸(5)2MnO6H5H2O2=2Mn28H2O5O28.95(2016全国卷)聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂。如图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。回答下列问题：(1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁，铁锈的主要成分是_。粉碎过筛的目的是_。(2)酸浸时最合适的酸是_，写出铁锈与酸反应的离子方程式_。(3)反应釜中加入氧化剂的作用是_，下列氧化剂中最合适的是_(填标号)。aKMnO4 bCl2cH2O2 dHNO3(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围。pH偏小时Fe3水解程度弱，pH偏大时则_。(5)相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是_。(6)盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，定义式为B(n为物质的量)。为测量样品的B值，取样品m g，准确加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，以酚酞为指示剂，用c molL1的标准NaOH溶液进行中和滴定(部分操作略去，已排除铁离子干扰)。到终点时消耗NaOH溶液V mL。按上述步骤做空白对照试验，消耗NaOH溶液V0mL。已知该样品中Fe质量分数w，则B的表达式为_。解析：本题考查化学与技术相关知识，意在考查考生对相关原理的迁移应用能力。(1)接触面积越大，反应速率越快，所以粉碎过筛的目的是除去大颗粒的反应物，选取细小颗粒的反应物。(2)酸浸时最合适的酸是硫酸，这是因为硫酸既是一种难挥发性酸，又是一种稳定性酸，且产物中有硫酸根离子，不会引入杂质离子。(3)废铁屑与酸反应时，生成物中往往含有Fe2，根据流程图知，必须将其转化为Fe3，加入氧化剂即可达到目的。若用高锰酸钾则会引入K、Mn2等杂质离子，氯气有毒且会引入Cl，硝酸易挥发、易分解且会引入NO，所以a、b、d项均不宜使用。过氧化氢是绿色氧化剂，还原产物是水，对反应无影响，所以最合适。(4)pH偏大时，溶液中c(OH)偏大，则Fe3会转化为Fe(OH)3，降低产物的产率。(5)减压蒸发时，物质的沸点降低，在较低温度下蒸发，可防止产物分解。(6)根据题意m g样品消耗的HCl的物质的量为103c(V0V)mol，则样品中n(OH)103c(V0V)mol。根据盐基度的定义得：B。答案：(1)Fe2O3xH2O选取细小颗粒，增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率(2)H2SO4Fe2O3xH2O6H=2Fe3(x3)H2O(3)使Fe从2价变成3价c(4)形成氢氧化铁沉淀(5)降低蒸发温度防止产物分解(6)6(2015课标全国卷)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：回答下列问题：(1)步骤中得到的氧化产物是_。溶解温度应控制在6070，原因是_。(2)写出步骤中主要反应的离子方程式_。(3)步骤包括用pH2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是_(写名称)。(4)上述工艺中，步骤不能省略，理由是_。(5)步骤、都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有_(填字母)。A分馏塔 B离心机C反应釜 D框式压滤机(6)准确称取所制备的氯化亚铜样品m g，将其置于过量的FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用a molL1的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液b mL，反应中Cr2O被还原为Cr3。样品中CuCl的质量分数为_。解析：本题主要考查工业上制取CuCl的流程分析，意在考查考生的分析、判断能力以及结合所学知识和题给条件解答综合问题的能力。(1)题中采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl，所以步骤还原剂只能是单质铜，氧化产物为CuSO4。(2)步骤中的反应物为硫酸铜、亚硫酸铵、氯化铵，生成了CuCl，铜元素化合价降低，所以SO作还原剂，生成SO，配平得：2Cu2SO2ClH2O=2CuClSO2H。(3)由步骤中加入了硫酸，经过步骤回收到硫酸铵可知酸洗采用的酸是硫酸。(4)CuCl难溶于乙醇，在潮湿的空气中易水解氧化，所以醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化。(5)工业上常用的固液分离设备有离心机和框式压滤机。(6)根据题中信息可得关系式：6CuCl6Fe2Cr2O，则n(CuCl)ab1036 mol，m(CuCl)ab103699.5 g0.597ab g，故样品中CuCl的质量分数为100%。答案：(1)CuSO4或Cu2温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解(2)2Cu2SO2ClH2O=2CuClSO2H(3)硫酸(4)醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化(5)B、D(6)100%