专题升级训练15 化学与技术(选修2)
(时间：45分钟 满分：100分)
填空题(本题包括7小题，共100分)
1．(10分)某工业废水中含有CN－和Cr2O等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理厂拟用下列流程进行处理：【来源：全,品…中&高*考*网】
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回答下列问题：
(1)上述处理废水流程中主要采用的方法是______。
(2)流程②中，反应后无气体放出，该反应的离子方程式为________________________。
(3)含Cr3＋废水需进一步处理，请你设计一个处理方案：____________________________。
(4)反应③的离子方程式为____________________。
2．(15分)下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。
请回答下列问题：
(1)请列举一种海水淡化的方法______________。
(2)工业上常用离子交换膜电解槽生产NaOH，电解过程中大量通过离子交换膜的离子是____，NaOH在电解槽的______室生成，由饱和食盐水制取NaOH的化学方程式为________________。
(3)侯氏制碱法中向饱和食盐水中通入CO2和NH3制得NaHCO3，先通入______________(填化学式)，理由是______________。再由NaHCO3制得纯碱，化学方程式为________________。
3．(15分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。下图是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：
已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
③160 g·L－1NaOH溶液是指160 g NaOH固体溶于水所得溶液的体积为1 L。
(1)发生器中鼓入空气的作用可能是____________(选填序号)。
a．将SO2氧化成SO3，增强酸性 b．稀释ClO2以防止爆炸 c．将NaClO3氧化成ClO2
(2)吸收塔内的反应的化学方程式为____________________________________________。
吸收塔的温度不能超过20 ℃，其目的是______________________________________。
(3)在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是________________________________________________________。
(4)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可以选择的还原剂是________(选填序号)。
a．Na2O2 b．Na2S c．FeCl2
(5)从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的实验操作依次是________(选填序号)。
a．蒸馏 b．蒸发 c．灼烧 d．过滤 e．冷却结晶
4．(14分)火法炼铜的主要反应为：2CuFeS2＋4O2800 ℃Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)；2Cu2S＋3O21 200 ℃2Cu2O＋2SO2；2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑；电解精炼得到铜。现有一种催化氧化酸浸硫化铜(CuS)矿的湿法冶炼法，其工艺流程如下图所示：
温度、固液比、反应时间、氯离子浓度都对铜的浸取率有较大影响，下面是实验得出的这几种因素对铜的浸取率影响的变化曲线图。
(1)写出反应1的化学方程式__________________。
(2)该湿法炼铜与火法炼铜相比，从环境和资源利用角度看，优点是_________________。
(3)从溶液中得到FeSO4·7H2O的操作是：蒸发浓缩、__________、________；实验时常用乙醇洗涤此晶体，优点是__________________________。
(4)根据实验以及工业生产的实际要求，从下表中得出的最佳工艺条件为________。
反应温度/℃
固液比
反应时间/h
A
100
1∶5.5
0.7
7
B
95
1∶5
0.8
6
C
110
1∶6
0.9
8
5.(2012衢州三中期末复习)(14分)将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4·2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下在石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。
(1)本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O外，还需要____________等原料。
(2)写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：__________________。
(3)过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO的方法是：______________________________________________________。
(4)氯化钙结晶水合物(CaCl2·6H2O)是目前常用的无机储热材料，选择的依据是________。
a．熔点较低(29 ℃熔化) b．能导电 c．易溶于水 d．无毒
(5)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是______________________________________。
6．(16分)合成氨的流程示意图如下：
回答下列问题：
(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是________、________；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式____________，____________；
(2)设备A中有电加热器、触媒和热交换器，设备A的名称是__________，其中发生的化学反应方程式为____________________；
(3)设备B的名称是________，其中m和n是两个通水口，入水口是________(填“m”或“n”)。不宜从相反方向通水的原因是__________；
(4)设备C的作用是__________。
7．(16分)“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式的划时代的意义。
请回答下列问题：
(1)无机非金属材料
高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。这种材料可以按下列方法制备：
SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)
①写出步骤Ⅰ的化学方程式：____________________________。
②步骤Ⅱ经过冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点为57.6 ℃)和HCl(沸点为－84.7 ℃)，提纯SiHCl3的实验方法是____________________________。
(2)磁性材料
这种材料一般含有铁元素，铁是用途最为广泛的金属，也较为活泼，所以从它的使用开始就不断实施对它的防护。最常见的铁制品腐蚀是电化学腐蚀，请写出最为普遍的电化学腐蚀的负极反应式：____________________________。
(3)激光材料
我国是激光技术先进的国家，红宝石(Al2O3)是最早用于产生激光的材料，它是一种两性氧化物，请用离子方程式加以说明：______________________________。
(4)高分子材料
它可以分成无机高分子材料和有机高分子材料。一种新型高效净水剂[AlFe(OH)nCl6－n]m就属于无机高分子材料，它广泛应用于生活用水和工业污水的处理，其中铁元素的化合价为__________；一种合成纤维腈纶，又称“人造羊毛”，以丙烯腈(CH2===CH—CN)为原料聚合生成，请写出生成该有机高分子材料的化学方程式：________________________。
(5)合金材料
14 g铜银合金与一定量某浓度的硝酸完全反应后，将放出的气体与1.12 L(标准状况下)O2混合通入水中，恰好全部被水吸收，则合金中铜的质量为________ g。
参考答案
1．答案：(1)氧化还原法
(2)CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－
(3)调节废水pH，使其转化成Cr(OH)3沉淀除去(其他合理答案也可)
(4)3S2O＋4Cr2O＋26H＋===6SO＋8Cr3＋＋13H2O
解析：(1)CN－和Cr2O的化合价均发生变化；(2)反应物为CN－和ClO－，生成物之一为CNO－，依据电荷守恒，所以氯元素化合价降低生成Cl－；(3)除去Cr3＋应该用沉淀法。
2．答案：(1)蒸馏法(或电渗析法、冷冻法、离子交换法等)【来源：全,品…中&高*考*网】
(2)Na＋ 阴极 2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
(3)NH3 NH3极易溶于水，有利于充分吸收CO2，增大溶液中碳酸氢根的浓度 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
解析：(2)离子交换膜电解饱和食盐水，只有Na＋通过离子交换膜，阴极H＋得电子生成氢气，阴极区溶液中OH－浓度增大。
3．答案：(1)b
(2)2NaOH＋2ClO2＋H2O2===2NaClO2＋2H2O＋O2 防止H2O2分解
(3)连续测定吸收塔内溶液的pH
(4)a
(5)bed
解析：(2)由流程可知吸收塔内一定生成NaClO2，由化合价ClO2→NaClO2化合价降低，所以H2O2中O的化合价升高，产物为O2，配平化学方程式即可；(4)应选择还原性不强的还原剂，Na2S、FeCl2还原性太强，可把NaClO2还原成NaCl，结合H2O2可知Na2O2符合。
4．答案：(1)2CuS＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O＋2S
(2)污染小，同时得到副产品硫酸亚铁，资源得到充分利用
(3)冷却结晶 过滤 洗去晶体表面的水和杂质离子，同时减少晶体的损失
(4)B
解析：(1)反应物为CuS、O2、H2SO4，经分析生成物中含有S、CuSO4，最后用水配平即可。(4)随着温度升高浸取率逐渐增大，但达到95 ℃以后再升高温度，浸取率变化不大，所以应该选择95 ℃。
5．答案：(1)CaCO3、KCl、H2O
(2)CaSO4＋CO===CaCO3↓＋SO
(3)将滤液滴加到盐酸中产生气泡
(4)ad
(5)原子利用率高，没有有害物质排放到环境中
6．答案：(1)液化、分馏 与碳反应后除去CO2 C＋H2OCO＋H2 CH4＋H2OCO＋3H2
(2)合成塔 N2＋3H22NH3
(3)冷却塔(或冷凝器) n 高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好
(4)将液氨与未反应的原料气分离【来源：全,品…中&高*考*网】
解析：(1)分离空气提取氮气的方法一种是液化和分馏；另一种方法是与碳反应后除去CO2；制取氢气的两个方程式分别为：C＋H2OCO＋H2；CH4＋H2OCO＋3H2；(2)合成氨的设备名称是合成塔；合成氨的方程式为：N2＋3H22NH3；(3)冷凝分离产品设备为冷却塔或冷凝器，入水口应该在下面，此时水流和气流是逆向的，冷凝效果好；(4)分离器是气—固分离设备，分离液氨和未反应的原料气。
7．答案：(1)①SiO2＋2CSi＋2CO↑ ②蒸馏(或分馏)
(2)Fe－2e－===Fe2＋
(3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(4)＋3 nCH2===CH—CNCH2CHCN
(5)3.2
解析：(5)结合电子守恒：
64 g·mol－1n(Cu)＋108 g·mol－1n(Ag)＝14 g【来源：全,品…中&高*考*网】
2n(Cu)＋n(Ag)＝1.12 L÷22.4 mol·L－1×4
n(Cu)＝0.05 mol，m(Cu)＝3.2 g。
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