2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 考點加餐訓(xùn)練 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 考點加餐訓(xùn)練 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（含解析） 1．采用循環(huán)操作可提高原料的利用率，下列工業(yè)生產(chǎn)中，沒有采用循環(huán)操作的是（　?。? A.硫酸工業(yè) B.合成氨工業(yè) C.硝酸工業(yè) D.氯堿工業(yè) 【答案】D 【解析】硫酸工業(yè)中對尾氣要進行第二次氧化，采用了循環(huán)操作。合成氨工業(yè)中未轉(zhuǎn)化的N2和H2要循環(huán)到壓縮機重新反應(yīng)；硝酸工業(yè)吸收塔中由NO2轉(zhuǎn)化成的NO要循環(huán)操作。 2．工業(yè)煉鐵，用到的原料有：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石，下列對原料在冶煉過程中的作用敘述不正確的是： A．焦炭是鐵礦石煉鐵時的還原劑 B． 空氣在與焦炭的反應(yīng)中，為煉鐵提供能量 C．石灰石是助礦石中雜質(zhì)形成爐渣 D． 固體原料需粉碎，增大與氣體的接觸面 【答案】A 【解析】A.焦炭在高爐中主要是提供能量及得到還原劑CO，高爐內(nèi)的反應(yīng)需要熱量也是需要焦炭提供． 點評：此題是對煉鐵知識的考查，只要掌握煉鐵的原理及相關(guān)的反應(yīng)即可解決問題． 3．“無土栽培”是一項利用化學(xué)試劑配成的營養(yǎng)液來栽培植物的新技術(shù)．下列是某營養(yǎng)液所含的主要成分，其中屬于復(fù)合肥料的是 A．KNO3 B．CO（NH2）2 C．Ca（H2PO4）2 D．（NH4）2SO4 【答案】A 【解析】 試題分析：A、KNO3中含有鉀元素，屬于鉀肥，含有氮元素，屬于氮肥，故屬于復(fù)合肥，故A正確；B、CO（NH2）2中含有氮元素，屬于氮肥，故B錯誤；C、Ca（H2PO4）2中含有磷元素，屬于磷肥，故C錯誤；D、（NH4）2SO4中含有氮元素，屬于氮肥，故D錯誤；故選A。 考點：考查了化學(xué)肥料的相關(guān)知識。 4．對于可逆反應(yīng)N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)），下列說法中正確的是（　?。?。 A．達到平衡后加入N2，當(dāng)重新達到平衡時，NH3的濃度比原平衡的大，H2的濃度比原平衡也大 B．達到平衡后，升高溫度，既加快了正、逆反應(yīng)的速率，又提高了NH3的產(chǎn)率 C．達到平衡后，縮小容器的體積，既有利于加快正、逆反應(yīng)速率，又有利于提高氫氣的轉(zhuǎn)化率 D．加入催化劑可以縮短達到平衡的時間，是因為正反應(yīng)速率增大了，逆反應(yīng)速率減小 【答案】C 【解析】達到平衡后，加入N2平衡向正反應(yīng)方向移動，NH3的濃度增大了，而H2的濃度會減??；達到平衡后，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，但平衡向逆反應(yīng)方向移動，不利于NH3的生成；達到平衡后，縮小體積即增大壓強，正、逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率；加入催化劑，能同等程度地增大正、逆反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)達到平衡的時間。 5．要經(jīng)常向農(nóng)田里施用鉀肥的主要原因是(　　)。 A．土壤中鉀元素的含量太少，需靠施用鉀肥才能滿足農(nóng)作物生長的需要 B．土壤中鉀元素的含量不少，但大多數(shù)以難溶于水的礦物質(zhì)形式存在，農(nóng)作物難以吸收 C．土壤中鉀元素的含量不少，但都易溶于水被雨淋失，需施鉀肥加以補充 D．鉀元素是農(nóng)作物生長需要量最大的元素，必須經(jīng)常施鉀肥加以補充 【答案】B 【解析】土壤中的鉀元素主要以難溶性的正長石(KAlSi3O8)存在，農(nóng)作物難以吸收；農(nóng)作物生長需要量最大的營養(yǎng)元素是氮。 6．下列屬于侯氏制堿法的優(yōu)點的是: A.氨和二氧化碳由合成氨廠提供 B.母液可回收氯化銨 C.氯化鈉的利用率達96% D.以上全是 【答案】D 7．硫酸工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)考慮綜合經(jīng)濟效益問題。 （1）若從下列四個城市中選擇一處新建一座硫酸廠，你認(rèn)為廠址宜選在 的郊區(qū)（填選項的標(biāo)號） A．有豐富黃鐵礦資源的城市 B．風(fēng)光秀麗的旅游城市 C．消耗硫酸甚多的工業(yè)城市 D．人口稠密的文化、商業(yè)中心城市 （2）據(jù)測算，接觸法制硫酸過程中，若反應(yīng)熱都未被利用，則每生產(chǎn)1t 98%硫酸需消耗3.6105kJ能量。請通過計算判斷,若反應(yīng):SO2（g）+1/2O2（g） ?SO3（g）;△H=－98．3kJmol－1；放出的熱量能在生產(chǎn)過程中得到充分利用,則每生產(chǎn)1t98%硫酸只需外界提供（或可向外界輸出） 千焦能量； （3）CuFeS2是黃鐵礦的另一成分，煅燒時，CuFeS2轉(zhuǎn)化為CuO、Fe2O3和SO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 （4）由硫酸廠沸騰爐排出的礦渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4（由CuO與SO3在沸騰爐中化合而成），其中硫酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨沸騰爐溫度不同而變化（見下表） 沸騰爐溫度/℃ 600 620 640 660 礦渣中CuSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 9.3 9.2 9.0 8.4 已知CuSO4在低于660℃時不會分解，請簡要分析上表中CuSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而降低的原因 。 【答案】（1）C（2）輸出6．23105kJ能量 （3）4CuFeS2+13O2=4CuO+2Fe2O3+8SO2 （4）SO2轉(zhuǎn)化為SO3是正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)，隨溫度升高，平衡逆移，SO3物質(zhì)的量減少，所以CuSO4的量減少（或溫度升高，SO3物質(zhì)的量減少，故CuSO4的量減少） 8．化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活密切相關(guān)。下列說法中錯誤的是 A．晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料，是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料 B．開發(fā)利用風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等新能源符合“低碳經(jīng)濟”戰(zhàn)略 C．海輪外殼上鑲?cè)脘\塊，可減緩船體的腐蝕 D．酸雨就是pH <7的雨水，主要是由大氣中的SO2、NO2等造成的 【答案】D 9．對于可逆反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，下列說法正確的是(　　)。 A．達到平衡時反應(yīng)物和生成物濃度一定相等 B．達到平衡后加入氨氣，重新達到平衡時，氨氣的濃度比原平衡時大 C．達到平衡時，升高溫度加快了吸熱反應(yīng)的速率，降低了放熱反應(yīng)的速率，所以平衡向逆反應(yīng)的方向移動 D．加入催化劑可以縮短到達平衡的時間，這是因為加快了正反應(yīng)的速率，而減慢了逆反應(yīng)的速率 【答案】B 【解析】本題往往錯選C、D，原因是對升高溫度可以使平衡向吸熱反應(yīng)方向移動的原因認(rèn)識不清；對使用催化劑可縮短到達平衡所用時間的原因認(rèn)識不清；正確選項為B。 10．在硫酸的工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作與說明的原因二者都正確的是 A．硫鐵礦燃燒前需將礦粒粉碎，這樣易于向沸騰爐中投料 B．爐氣進入接觸室之前需要凈化、干燥，因為爐氣中的雜質(zhì)易與SO2反應(yīng) C．SO2氧化為SO3時需使用催化劑，這樣可提高SO2的轉(zhuǎn)化率 D．接觸室的反應(yīng)溫度控制在400～500 ℃，因為在該溫度范圍內(nèi)催化劑的活性較高 【答案】D 【解析】 試題分析：硫鐵礦燃燒前需將礦粒粉碎，增大反應(yīng)物的接觸面積，反應(yīng)速率加快，A不正確；爐氣進入接觸室之前需要凈化、干燥的目的是防止催化劑中毒，B不正確；催化劑只能改變反應(yīng)速率，但不能改變平衡狀態(tài)，C不正確，所以正確的答案選D。 考點：考查工業(yè)生產(chǎn)硫酸的有關(guān)判斷 點評：該題是常識性知識的考查，主要是考查學(xué)生靈活運用基礎(chǔ)知識解決生活以及生產(chǎn)中實際問題的能力，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)求知欲，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力。 11．化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，下列生產(chǎn)過程中不涉及化學(xué)變化的是 A．化工廠用氯氣制漂白粉 B．冶煉廠用氧化鋁生產(chǎn)鋁 C．硝酸廠用氨制硝酸 D．煉油廠分餾法生產(chǎn)汽油 【答案】D 【解析】 試題分析：分餾法分離液體混合物，是應(yīng)用的各成分的沸點不同，分離各餾分的，不涉及化學(xué)變化。 考點：物質(zhì)生成、分離過程。 12．下列物質(zhì)的工業(yè)制備原理的方程式書寫正確的是 A．乙醇：C6H12O62CH3CH2OH+2CO2↑ B．乙烯：CH3CH2OHCH2=CH2↑+ H2O C．鹽酸：NaCl+H2SO4NaHSO4+HCl↑ D．純堿：2NaCl+2NH3+CO2+H2O → Na2CO3↓+ 2NH4Cl 【答案】A 【解析】 試題分析：A、采用葡萄糖生產(chǎn)乙醇，正確；B、該法為實驗室制法，工業(yè)用石油裂解制備，錯誤；C、實驗室制法，工業(yè)采用氫氣與氯氣反應(yīng)制的，錯誤；D、該反應(yīng)得到溶解度更小的碳酸氫鈉晶體，錯誤。 考點：考查物質(zhì)的制備有關(guān)問題。 13．純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝。下列說法不正確的是 (　　)。 A．“聯(lián)合制堿法”和“氨堿法”的化學(xué)反應(yīng)原理中都有下列化學(xué)反應(yīng) NH3＋CO2＋NaCl＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3 Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑ B．“聯(lián)合制堿法”生產(chǎn)中有氨的循環(huán)利用工藝 C．“氨堿法”生產(chǎn)中有氨的循環(huán)利用工藝 D．“聯(lián)合制堿法”和“氨堿法”都有一定的局限性 【答案】B 【解析】“氨堿法”將NH4Cl和Ca(OH)2再反應(yīng)，使NH3循環(huán)利用；“聯(lián)合制堿法”是制得純堿和副產(chǎn)品氯化銨。 14．在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器接觸室（見下圖）。按此密閉體系中氣體的流向，則在A處流出的氣體為 A．SO2 B．SO3、O2 C．SO2、SO3 D．SO2、O2 【答案】D 【解析】 試題分析：通入接觸室的氣體主要是SO2和O2，經(jīng)過熱交換后從A處流出，然后才能接觸催化劑，反應(yīng)后的氣體經(jīng)過內(nèi)管又從下口通出．故A處流出的氣體仍為SO2和O2；故選D。 考點：考查了工業(yè)制硫酸的流程的相關(guān)知識。 15．（2分）海水淡化的方法有多種是（寫出2種） 16．（14分） 硫酸是工業(yè)生產(chǎn)中一種重要的化工產(chǎn)品，我國工業(yè)生產(chǎn)硫酸的主要方法是接觸法，主要原料為黃鐵礦，請回答下列問題： （1）已知煅燒黃鐵礦的化學(xué)方程式為 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 該反應(yīng)中氧化劑和氧化產(chǎn)物之比為 ；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下得到4.48升SO2 時，一共轉(zhuǎn)移了 mol e－ 。（每空3分） （2）已知溫度、壓強對SO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響如下表所示：根據(jù)上表回答，SO2轉(zhuǎn)化到SO3的 最佳反應(yīng)條件是 。（每空2分） A．400－500℃ 0.1 MPa B．400℃ 10 MPa C．500℃ 10 MPa D．400－500℃ 1 MPa （3）在一定條件下，1mol SO2完全轉(zhuǎn)化成SO3氣體時放出熱量為Q1 KJ，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： 。若在該條件下將2 mol SO2 放入一定容積的密閉容器中，一段時間后測得反應(yīng)放出熱量為Q2 KJ，則此時SO2的轉(zhuǎn)化率為 （用含Q1、Q2代數(shù)式表示）。（每空2分） （4）市售濃硫酸的密度是1.84 g / cm3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98 % ，若用H2SO4 XH2O來表示這種濃硫酸，則X為 。（每空2分） 【答案】（14分） （1）11：10 1.1 mol e－ 。（每空3分） （2）B（2分） （3）SO2（g）+1/2O2（g） == SO3（g） △H=-QKJ/mol Q2/2Q1 。（每空2分） （4）1/ 9 。（每空2分） 【解析】 17．（I）多項選擇題（6分） 化學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境密切相關(guān)，下列做法中正確的是__________。 A．研制乙醇汽油(汽油中添加一定比例乙醇)技術(shù)，不能降低機動車尾氣中有害氣體排放 B．工業(yè)上用石灰乳對煤燃燒后形成的煙氣進行脫硫，最終能制得石膏 C．為了有效的發(fā)展清潔能源，采用電解水的方法大量制備H2 D．世博停車場安裝催化光解設(shè)施，可將汽車尾氣中CO和NOx反應(yīng)生成無毒氣體 E．利用化學(xué)反應(yīng)原理，設(shè)計和制造新的藥物 （II）（14分） 浩瀚的海洋是一個巨大的資源寶庫，蘊藏著豐饒的礦產(chǎn)，是寶貴的化學(xué)資源，下圖是海水加工的示意圖，根據(jù)下圖回答問題。 淡 水 食 鹽 溴 鎂 重 水 海 水 濃縮海水 海水淡化工廠 （1）海水淡化工廠通常采用的制備淡水的方法有 （寫出兩種）。 （2）下圖是從濃縮海水中提取溴的流程圖。寫出下圖中①②的化學(xué)式：① ，② ，吸收塔中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。 濃縮 海水 含Br2 溶液 含 ① 吸收塔 含濃Br— 溶液 濃Br2 溶液 含Br2空氣 空氣和水蒸氣 C12 ② （3）制備金屬鎂是通過電解熔融的MgC12，而不用MgO，其原因是 。 （4）食鹽也是一種重要的化工原料，氯堿工業(yè)就是通過電解飽和食鹽水來制備NaOH、H2和C12。海水中得到的粗鹽中往往含有一些雜質(zhì)，必須加入一些化學(xué)試劑，使雜質(zhì)沉淀，處理后的鹽水還需進入陽離子交換塔，其原因是 。電解食鹽水在離子交換膜電解槽中進行，離子交換膜的作用是 。 （5）多晶硅主要采用SiHCl3還原工藝生產(chǎn)，其副產(chǎn)物SiCl4可轉(zhuǎn)化為SiHCl3而循環(huán)使用。一定條件下，在20L恒容密閉容器中的反應(yīng)：3 SiCl4（g）+2 H2（g）+Si（g） 4 SiHCl3（g）。達平衡后，H2與SiHCl3物質(zhì)的量濃度分別為0.140mol/L和0.020mol/L，若H2全部來源于氯堿工業(yè)，理論上需消耗純NaCl的質(zhì)量為 kg。 【答案】（20分） （I）（6分）BDE（答對1個得2分，見錯得0分） （II）（14分） （1）蒸餾法、電滲析法 （2分） （2）①SO2 （1分） ②C12 （1分） SO2 + C12 + 2H2O = H2SO4 + 2HC1（2分） （3）MgO熔點很高，會消耗大量電能 （2分） （4）用試劑處理后的鹽水中還含有少量Mg2+、Ca2+，堿性條件下會生成沉淀，損害離子交換膜。（2分） 防止H2與C12混合發(fā)生爆炸，同時防止C1—進入陰極室，這樣可以獲得純凈的NaOH。（2分） （5）0.35 （2分） 18．（11分） 已知NaHCO3低溫時溶解度小，侯德榜制堿的方法是：向氨化的飽和食鹽水中通入過量的二氧化碳，即有晶體析出，經(jīng)過濾、洗滌、焙燒得純堿。此過程可以表示為： ① NaCl (飽和) + NH3+CO2+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl（此反應(yīng)是放熱反應(yīng)） ② 2NaHCO3Na2CO3 +CO2↑+H2O 現(xiàn)某化學(xué)小組根據(jù)上述原理在實驗室中模擬制堿過程，下圖C裝置是溶有氨和NaCl的溶液，且二者均達到了飽和。 （1）制CO2時為了使反應(yīng)隨開隨用，隨關(guān)隨停，上圖A方框內(nèi)應(yīng)選用以下 裝置（填序號）。簡述該裝置能隨關(guān)隨停的理由 。 （2）為使實驗?zāi)軌蜻M行，在B方框內(nèi)內(nèi)應(yīng)選用上圖中的 裝置（填寫序號），該裝置內(nèi)應(yīng)裝入的試劑是 。 （3）該小組同學(xué)按正確的方法連接裝置，檢驗氣密性合格后進行實驗，發(fā)現(xiàn)析出的晶體非常少，在老師的指導(dǎo)下，他們對某個裝置進行了改進，達到了實驗?zāi)康?。你認(rèn)為他們的改進方法是 。 （4）若所用飽和食鹽水中含有NaCl的質(zhì)量為5.85g，實驗后得到干燥的NaHCO3晶體的質(zhì)量為5.46g，假設(shè)第二步分解時沒有損失，則Na2CO3的產(chǎn)率為 (產(chǎn)率為實際產(chǎn)量占理論產(chǎn)量的百分比)。 【答案】（1）③（1分）， 關(guān)閉彈簧夾后反應(yīng)生成的氣體使上部壓強增大，到達一定程度后可把反應(yīng)液壓回漏斗，使固液分離從而停止反應(yīng) （2分） （2）⑤（1分） 飽和碳酸氫鈉溶液 （1分） （3）將C裝置浸泡在一個盛有冰水混合物的水槽里（或大燒杯中）（2分） （4）65%（2分） 【解析】 試題分析：（1）①能控制反應(yīng)的發(fā)生但反應(yīng)的停止不理想，②不能控制反應(yīng)的發(fā)生和停止。只有③通過止水夾來控制反應(yīng)的發(fā)生于停止。關(guān)閉彈簧夾后反應(yīng)生成的氣體使上部壓強增大，到達一定程度后可把反應(yīng)液壓回漏斗，使固液分離從而停止反應(yīng)。 （2）B裝置的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氫氣體，故采用將氣體通過裝飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶吸收氯化氫。故選擇⑤。 （3）為增加晶體的析出，可采取降溫使碳酸氫鈉的溶解度減小從而更易析出。故改進方法可以為“將C裝置浸泡在一個盛有冰水混合物的水槽里（或大燒杯中）”。 （4）根據(jù)鈉原子守恒2NaCl-------Na2CO3 117 ： 106 5.85 ： 5.3 理論可生產(chǎn)Na2CO3為5.3克， 又因為 2NaHCO3 -------Na2CO3 168g ： 106g 5.46g ： 3.45g 實際得到碳酸鈉為3.445克 所以Na2CO3的產(chǎn)率為：3.445/5.3=0.65 考點：純堿的制取 點評：理解侯氏制堿法的原理，方法，注意產(chǎn)率=實際質(zhì)量/理論得到的質(zhì)量。 19．【化學(xué)與技術(shù)】 工業(yè)上制取硝酸銨的流程圖如下，請回答下列問題： （1）在上述工業(yè)制硝酸的生產(chǎn)中，B設(shè)備的名稱是 ，其中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 （2）此生產(chǎn)過程中，N2與H2合成NH3所用的催化劑是 。1909年化學(xué)家哈伯在實驗室首次合成了氨，xx年化學(xué)家格哈德埃特爾在哈伯研究所證實了氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的反應(yīng)過程，示意圖如下： 分別表示N2、H2、NH3 。圖⑤表示生成的NH3離開催化劑表面，圖②和③的含義分別是 、 。 （3）在合成氨的設(shè)備（合成塔）中，設(shè)置熱交換器的目的是 ；在合成硝酸的吸收塔中通入空氣的目的是 。 （4）生產(chǎn)硝酸的過程中常會產(chǎn)生一些氮的氧化物，可用如下兩種方法處理： 堿液吸收法：NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O NH3還原法：8NH3＋6NO2催化劑△ 7N2＋12H2O（NO也有類似的反應(yīng)） 以上兩種方法中，符合綠色化學(xué)的是 。 （5）某化肥廠用NH3制備NH4NO3。已知：由NH3制NO的產(chǎn)率是96%、NO制HNO3的產(chǎn)率是92%，則制HNO3所用去的NH3的質(zhì)量占總耗NH3質(zhì)量（不考慮其它損耗）的　 %。 （6）硝酸銨是一種常用的氮肥，在貯存和使用該化肥時，應(yīng)注意的事項及理由是： 注意事項 理由 ① ② 【答案】（1）氧化爐，4NH3+5O24NO+6H2O （2）鐵砂網(wǎng)（或鐵）。N2、H2被吸附在催化劑表面；在催化劑表面，N2、H2中化學(xué)鍵斷裂 （3）利用余熱，節(jié)約能源；使NO循環(huán)利用，全部轉(zhuǎn)化成HNO3 （4）NH3還原法 （5）53 （6）①不能與堿性肥料混施;硝酸銨溶液呈酸性； ②不能劇烈撞擊;硝酸銨易爆炸； ③不能在雨水較多的地區(qū)使用 硝酸銨吸收性強，易流失。 【解析】（1）工業(yè)制硝酸用氨氧化法制硝酸，其方法以氨和空氣為原料，用Pt-Rh合金網(wǎng)為催化劑在氧化爐中進行，加熱條件下生成NO和水，NO在冷卻與O2反應(yīng)生成NO2，NO2在吸收塔內(nèi)用水吸收過量空氣中O2的作用下轉(zhuǎn)化為硝酸。最高濃度可達50%。制濃硝酸就是把50%HNO3與Mg（NO3）2或濃H2SO4蒸餾而得。方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。 （2）N2和H2合成NH3所用催化劑是鐵，由圖知②所示N2和H2被吸附在催化劑表面，而圖③表示在催化劑表面，N2、H2中化學(xué)鍵斷裂。 （3）在合成氨的設(shè)備（合成塔）中，設(shè)置熱交換器的目的是利用余熱，節(jié)約能源；在合成硝酸的吸收塔中不斷通入空氣，目的是提供充足的氧氣，以便使NO循環(huán)利用，全部轉(zhuǎn)化成硝酸； （4）根據(jù)“綠色化學(xué)”要求，從根本上減少或杜絕污染，盡可能使原料和利用率提高來看，符合綠色的要求。 （5）由NH3制NO的產(chǎn)率是96%、NO制HNO3的產(chǎn)率是92%。 根據(jù)氮原子守恒可知：NH3—NO—HNO3，則1mol NH3可得硝酸為 1mol96%92%=0.8832mol；由HNO3—NH3—NH4NO3，則該反應(yīng)消耗的氨氣的物質(zhì)的量為0.8832mol，氨氣的質(zhì)量之比等于物質(zhì)的量之比，硝酸所用去的NH3的質(zhì)量占總消耗NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1mol/（1mol+0.8832mol）100%=53.1%. （6）根據(jù)硝酸銨的性質(zhì)來解答，由于硝酸銨受到撞擊時易爆炸。因此硝酸銨不能與易燃物混放；不能用鐵錘等物將結(jié)塊的硝酸銨砸碎；硝酸銨溶液呈酸性，所以不能與堿性肥料混施。 20．[化學(xué)選修2—化學(xué)與技術(shù)] 為了回收利用廢釩催化劑（含有V2O5、VOSO4及不溶性殘渣），科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，主要流程如下： 部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如下： 物質(zhì) VOSO4 V2O5 NH4VO3 （VO2）2SO4 溶解性 可溶 難溶 難溶 易溶 回答下列問題： （1）工業(yè)由V2O5冶煉金屬釩常用鋁熱劑法，該反應(yīng)的氧化劑為______________； （2）濾液中含釩的主要成分為____________（填化學(xué)式）； （3）該工藝中反應(yīng)③的沉淀率（又稱沉釩率）是回收釩的關(guān)鍵之一，該步反應(yīng)的離子方程式______________；沉釩率的高低除受溶液pH影響外，還需要控制氯化銨系數(shù)（NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O5的質(zhì)量比）和溫度．根據(jù)下圖判斷最佳控制氯化銨系數(shù)和溫度為________、______℃； （4）用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定（VO2）2SO4溶液，以測定反應(yīng)②后溶液中含釩量，反應(yīng)方程式為：2VO2++H2C2O4+2H+=2VOn++2CO2↑+mH2O，其中n、m分別為_______、______； （5）全礬液流電池的電解質(zhì)溶液為VOSO4溶液，電池的工作原理為：VO2++H2O+V3+ VO2++V2++2H+，電池放電時正極的電極反應(yīng)式為______________。 【答案】（1）3V2O5+10Al6V+5Al2O3 （2）VOSO4（3）NH4++VO3-=NH4VO3↓ 4 80℃ （4）2 2（5）VO2++2H++e-═VO2++H2O 【解析】 試題分析：（1）鋁與五氧化二釩反應(yīng)生成釩與氧化鋁，反應(yīng)方程式為3V2O5+10Al6V+5Al2O3；（2）廢釩催化劑中含有V2O5、VOSO4及不溶性殘渣，由于V2O5為難溶物，所以濾液中含釩的主要成分為VOSO4；（3）根據(jù)NH4VO3難溶于水，利用復(fù)分解反應(yīng)沉淀VO3-，離子方程式為：NH4++VO3-=NH4VO3↓，根據(jù)沉釩率與沉淀溫度的圖象可知，在80℃時沉礬率最高為98%，再根據(jù)氯化銨系數(shù)與沉釩率可知，氯化銨系數(shù)為4時沉釩率最高，所以最佳控制氯化銨系數(shù)和溫度分別為：4，80℃；（4）2VO2++H2C2O4+2H+═2VOn++2CO2↑+mH2O，根據(jù)電荷守恒，2n=12+12，解得n=2；再根據(jù)氫原子質(zhì)量守恒看得：2+2=2m，則m=2；（5）正極反應(yīng)是還原反應(yīng)，由電池總反應(yīng)可知放電時的正極反應(yīng)為VO2++2H++e-═VO2++H2O。 考點：考查鋁熱反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、電化學(xué)等知識 21．利用黃鐵礦為原料制取硫酸，在煅燒時礦石中硫的利用率為98%，在接觸氧化時二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為90%。煅燒1t含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%的礦石，能生產(chǎn)多少噸H2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸？ 【答案】1.3t 22．鈦冶煉廠與氯堿廠、甲醇廠組成一個產(chǎn)業(yè)鏈（如圖所示），將大大提高資源的利用率，減少環(huán)境污染。 請回答下列問題： （1）Fe的原子序數(shù)為26，其最外層電子數(shù)為2，請寫出鐵原子結(jié)構(gòu)示意圖____。 （2）寫出鈦鐵礦在高溫下與焦炭經(jīng)氯化得到四氯化鈦的化學(xué)方程式。 （3）氯堿廠獲得Cl2的離子方程式為 。 （4）由TiCl4→Ti反應(yīng)后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti，依據(jù)下表信息，需加熱的溫度略高于℃即可。 （5）為了減少產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)時產(chǎn)生的工業(yè)三廢對環(huán)境的威脅，當(dāng)NaCl與FeTiO3的物質(zhì)的量之比為 時，理論上Cl2的利用率最大。 【答案】（1） （2）2FeTiO3＋6C＋7Cl22FeCl3＋2TiCl4＋6CO （3）2Cl- + 2H2O H2↑ + Cl2↑ + 2OH- （4）1412 （5）7：1 【解析】（1）鐵位于元素周期表的第4周期第Ⅷ族，是過渡金屬元素的代表，原子序數(shù)為26，電子層結(jié)構(gòu)為 （2）從圖示可知氯化時的反應(yīng)物為FeTiO3、C、Cl2，生成物為FeCl3、TiCl4、CO，再根據(jù)得失電子和原子守恒即可得出該反應(yīng)的方程式為FeTiO3＋6C＋7Cl22FeCl3＋2TiCl4＋6CO； （3）工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱為氯堿工業(yè)。陽極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑（氧化反應(yīng)）；陰極反應(yīng)：2H＋+2e－=H2↑（還原反應(yīng)）；因此，電解飽和食鹽水的總反應(yīng)可以表示為：2Cl－+2H2OH2↑ + Cl2↑ + 2OH－； （4）Ar氣中進行防止鈦、鎂被氧化；控制溫度使TiCl4、Mg、MgCl2轉(zhuǎn)化為蒸氣，Ti不熔化，故溫度略高于1412℃； （5）根據(jù)2Cl－+ 2H2OH2↑ + Cl2↑ + 2OH－；再根據(jù)圖示可知氯化時的反應(yīng)物為FeTiO3、C、Cl2，生成物為FeCl3、TiCl4、CO，再根據(jù)得失電子和原子守恒即可得出該反應(yīng)的方程式為2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO，得出關(guān)系式2FeTiO3~7Cl2~ 14NaCl，所以為了減少產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)時產(chǎn)生的工業(yè)三廢對環(huán)境的威脅，當(dāng)NaCl與FeTiO3的物質(zhì)的量之比為7：1時，理論上Cl2的利用率最大。