高中化學(xué) 主題綜合測(cè)評(píng)2 海水資源 工業(yè)制堿 魯科版選修2

主題綜合測(cè)評(píng)(二)主題2海水資源工業(yè)制堿 (時(shí)間：60分鐘分值：100分)一、選擇題(本題包括12小題，每小題5分，共60分)1污水處理的主要方法有：中和法；化學(xué)沉淀法；氧化還原法；過(guò)濾法。其中屬于化學(xué)方法的有()ABCD【答案】A2下列關(guān)于硬水的敘述錯(cuò)誤的是()A硬水中的Ca2、Mg2會(huì)阻礙肥皂起泡B用漂白粉對(duì)自來(lái)水消毒，會(huì)增加水的總硬度C向硬水中加入明礬，可以使硬水軟化D雨水的硬度比海水的硬度小【解析】明礬凈水是由于Al3水解：Al33H2OAl(OH)33H，生成的Al(OH)3具有吸附作用，將水中的懸浮顆粒沉淀，不能對(duì)硬水起軟化作用?！敬鸢浮緾3加熱后沒(méi)有沉淀生成的水肯定不是()A純凈的水B蒸餾水C具暫時(shí)硬度的水D具永久硬度的水【解析】具暫時(shí)硬度的水中含Ca2、Mg2、HCO，加熱后產(chǎn)生難溶性的CaCO3和MgCO3，MgCO3又轉(zhuǎn)變?yōu)楦y溶的Mg(OH)2?！敬鸢浮緾4電解飽和食鹽水兩電極上產(chǎn)生氣體的體積比應(yīng)是11，但實(shí)際測(cè)量時(shí)卻發(fā)現(xiàn)V(H2)>V(Cl2)(常溫常壓)，其原因可能是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：28920030】AH2的摩爾質(zhì)量比Cl2的小BCl2有刺激性氣味CH2的熔、沸點(diǎn)比Cl2的低DH2的溶解度比Cl2的小【解析】由于H2難溶于水而Cl2能溶于水，故實(shí)測(cè)V(H2)>V(Cl2)?！敬鸢浮緿5下列反應(yīng)原理在索爾維制堿法中沒(méi)有使用的是()A2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2OBNH4ClNH3HClC2NaHCO3Na2CO3CO2H2ODNH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl【解析】A項(xiàng)在索爾維制堿法中用于回收NH3；C項(xiàng)用于制備純堿；D項(xiàng)用于制備NaHCO3。【答案】B6屬于聯(lián)合制堿法優(yōu)點(diǎn)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(dá)95%以上D以上全是【解析】聯(lián)合制堿法的反應(yīng)為：NaClH2ONH3CO2=NaHCO3NH4Cl，合成氨廠為制備原料H2，同時(shí)得副產(chǎn)物CO2：COH2O(g)CO2H2，故A對(duì)；由聯(lián)合制堿反應(yīng)得B對(duì)，C項(xiàng)則考查了教材中的數(shù)據(jù)?！敬鸢浮緿71791年，法國(guó)醫(yī)生呂布蘭首先獲得制堿專利，以食鹽、濃硫酸、石灰石、煤為原料制堿，該方法分三步：用NaCl與H2SO4反應(yīng)制Na2SO4：2NaClH2SO4Na2SO42HCl用焦炭還原Na2SO4制Na2S：Na2SO42CNa2S2CO2用硫化鈉與石灰石反應(yīng)制Na2CO3：Na2SCaCO3Na2CO3CaS下列說(shuō)法正確的是()A兩步都是氧化還原反應(yīng)B只有第步是氧化還原反應(yīng)C該方法對(duì)生產(chǎn)設(shè)備基本沒(méi)有腐蝕D該方法原料利用率較高【解析】依據(jù)氧化還原反應(yīng)是有化合價(jià)變化的反應(yīng)可知，第步是氧化還原反應(yīng)，故A錯(cuò)，B對(duì)；該生產(chǎn)中產(chǎn)生HCl，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；該方法原料利用不充分，故C、D錯(cuò)?！敬鸢浮緽8關(guān)于NaHCO3的性質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是()A和酸反應(yīng)放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少B相同溫度下溶解度比Na2CO3要大C加熱法可除去NaHCO3中混有的Na2CO3DNaHCO3只能和酸作用不能和堿作用【解析】A項(xiàng)中生成等量的CO2時(shí)，Na2CO3消耗的酸多，A正確；B項(xiàng)NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)中2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)NaHCO3和酸、堿都能反應(yīng)，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼9反應(yīng)NaClCO2NH3H2O=NaHCO3NH4Cl是著名的“侯氏制堿法”的重要反應(yīng)。下面是4位同學(xué)對(duì)該反應(yīng)涉及的有關(guān)知識(shí)發(fā)表的部分見(jiàn)解。其中不正確的是()【解析】析出NaHCO3后的溶液為NaHCO3的飽和溶液?！敬鸢浮緾10某同學(xué)按圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是()A電解過(guò)程中，銅電極上有H2產(chǎn)生B電解初期，主反應(yīng)方程式為：CuH2SO4CuSO4H2C電解一定時(shí)間后，石墨電極上無(wú)銅析出D整個(gè)電解過(guò)程中，H的濃度不斷增大【解析】從裝置圖可以看出銅接電源正極作陽(yáng)極，石墨作陰極，應(yīng)在陰極區(qū)產(chǎn)生H2，且H濃度應(yīng)逐漸減小，故A、D錯(cuò)。電解初期主要是電解H2SO4，而隨電解進(jìn)行，溶液中CuSO4濃度逐漸增大，Cu2參與電極反應(yīng)而在石墨電極上析出Cu，故B正確，C錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽11在水中加入等物質(zhì)的量的Ag、Pb2、Na、SO、NO、Cl，該溶液放在用惰性材料作電極的電解槽中，通電片刻，則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物質(zhì)量之比為()A35.5108B16207C81D10835.5【解析】等物質(zhì)的量的離子混合后，因發(fā)生沉淀反應(yīng)生成AgCl、PbSO4沉淀，故實(shí)質(zhì)上是電解NaNO3溶液，此時(shí)電解反應(yīng)為2H2O2H2O2?！敬鸢浮緾12某地有甲、乙兩工廠排放污水，污水中各含有下列8種離子中的四種(兩廠不含相同離子)：Ag、Ba2、Fe3、Na、Cl、SO、NO、OH。兩廠單獨(dú)排放都會(huì)造成嚴(yán)重的水污染，如將兩廠的污水按一定比例混合，沉淀后污水便變成無(wú)色澄清且只含NaNO3，污染程度會(huì)大大降低。關(guān)于污染源的分析，你認(rèn)為正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：28920031】ASO和NO可能來(lái)自同一工廠BCl和NO一定在不同工廠CAg和Na可能在同一工廠DNa和NO來(lái)自同一工廠【解析】水污染是當(dāng)今世界一個(gè)普遍問(wèn)題，根據(jù)題意知，甲、乙廠各自的廢水中必定不存在沉淀，且陰、陽(yáng)離子同時(shí)存在。若Ag在甲廠，則Cl、SO、OH必在乙廠；那么Ba2、Fe3也得在甲廠中，否則將生成沉淀。由于甲廠中為陽(yáng)離子，所以NO必在甲廠中，陽(yáng)離子Na必在乙廠中。故Ag、Na不同廠，SO、NO不同廠，Na、NO不同廠，因而B(niǎo)正確?！敬鸢浮緽二、非選擇題(包括4小題，共40分)13(10分)水處理技術(shù)在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。(1)含有較多_的水稱為硬水。硬水加熱后產(chǎn)生碳酸鹽沉淀的離子方程式為_(kāi)(寫出一個(gè)即可)。(2)將RH型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和ROH型陰離子交換樹(shù)脂串接來(lái)軟化天然硬水，應(yīng)先使硬水通過(guò)_(填“RH”或“ROH”)型離子交換樹(shù)脂，原因是_。(3)通過(guò)施加一定壓力使水分子通過(guò)半透膜而將大分子或離子截留，從而獲得純凈水的方法稱為_(kāi)。電滲析法凈化水時(shí)，使離子通過(guò)半透膜的推動(dòng)力是_。(4)檢驗(yàn)蒸餾水的純度時(shí)，最簡(jiǎn)單易行的方法是測(cè)定水的_?！窘馕觥?1)通常按水中Ca2、Mg2的多少，把天然水分為硬水和軟水。含有較多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，這種硬度叫做暫時(shí)硬度。具有暫時(shí)硬度的水可以用加熱的方法進(jìn)行軟化，方程式為Ca22HCOCaCO3CO2H2O、Mg22HCOMgCO3CO2H2O。(2)如果水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的，這種硬度叫做永久硬度。具有永久硬度的水可以采用離子交換法進(jìn)行軟化。離子交換劑中陽(yáng)離子與水中的Ca2、Mg2發(fā)生離子交換，使水得到凈化。如果硬水先通過(guò)ROH型陰離子交換樹(shù)脂時(shí)可能產(chǎn)生Mg(OH)2等沉淀而影響交換效果，所以先通過(guò)RH型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。(3)電滲析法是一種利用離子交換膜進(jìn)行海水淡化的方法。在外加電場(chǎng)的作用下，水溶液中陰、陽(yáng)離子會(huì)分別向兩極移動(dòng)，如果在中間加上一種交換膜，就可能達(dá)到分離濃縮的目的。所以電滲析法凈化水時(shí)，使離子通過(guò)半透膜的推動(dòng)力是電勢(shì)差或電場(chǎng)力。(4)因?yàn)樗碾婋x程度極小，所以純水是幾乎不導(dǎo)電的，因此要檢驗(yàn)蒸餾水的純度時(shí)，最簡(jiǎn)單易行的方法是測(cè)定水的電導(dǎo)率或電阻率?！敬鸢浮?1)Ca2、Mg2Ca22HCOCaCO3CO2H2O(或Mg22HCOMgCO3CO2H2O)(2)RH先通過(guò)陰離子交換樹(shù)脂時(shí)可能產(chǎn)生Mg(OH)2等沉淀而影響交換效果(3)反滲透法電勢(shì)差或電場(chǎng)力(4)電導(dǎo)率(或電阻率)14(10分)工業(yè)上電解飽和食鹽水能制取多種化工原料，其中部分原料可用于制備多晶硅。(1)上圖是離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖，電解槽陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體是_；NaOH溶液的出口為_(kāi)(填字母)；精制飽和食鹽水的進(jìn)口為_(kāi)(填字母)；干燥塔中應(yīng)使用的液體是_。(2)多晶硅主要采用SiHCl3還原工藝生產(chǎn)，其副產(chǎn)物SiCl4的綜合利用受到廣泛關(guān)注。SiCl4可制氣相白炭黑(與光導(dǎo)纖維主要原料相同)，方法為高溫下SiCl4與H2和O2反應(yīng)，產(chǎn)物有兩種，化學(xué)方程式為_(kāi)。SiCl4可轉(zhuǎn)化為SiHCl3而循環(huán)使用，一定條件下，在20 L恒容密閉容器中的反應(yīng)：3SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4SiHCl3(g)達(dá)平衡后，H2和SiHCl3物質(zhì)的量濃度分別為0.140 mol/L和0.020 mol/L，若H2全部來(lái)源于離子交換膜法的電解產(chǎn)物，理論上需消耗純NaCl的質(zhì)量為_(kāi)kg。(3)采用無(wú)膜電解槽電解飽和食鹽水，可制取氯酸鈉，同時(shí)生成氫氣，現(xiàn)制得氯酸鈉213.0 kg，則生成氫氣_m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)?！窘馕觥?1)電解飽和食鹽水的電極反應(yīng)分別為：陰極：2H2e=H2；陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2。所以陽(yáng)極產(chǎn)物為氯氣，H在陰極放電，水中的c(OH)增大，即NaOH在陰極(a處)產(chǎn)生。電解飽和食鹽水所用的陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子(Na)通過(guò)，阻止陰離子和氣體通過(guò)，電解過(guò)程中，Cl在陽(yáng)極大量消耗，因此應(yīng)在陽(yáng)極區(qū)(d處)補(bǔ)充NaCl。干燥塔干燥的氣體為Cl2，應(yīng)用濃H2SO4。(2)光導(dǎo)纖維為SiO2，產(chǎn)物為兩種，另一種物質(zhì)只能為HCl。n(H2)(0.140)20 mol3 mol，由2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2258.5 2m(NaCl) 6gm(NaCl)351 g0.351 kg。(3)由題意，可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaCl3H2ONaClO33H2 106.56 213.0 kg m(H2)m(H2)12 kg，n(H2)6000 mol，V(H2)134.4 m3?！敬鸢浮?1)氯氣ad濃硫酸(2)SiCl42H2O2SiO24HCl0.351(3)134.415(10分)氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如圖所示。(1)溶液A的溶質(zhì)是_。(2)電解飽和食鹽水的離子方程式是_。(3)電解時(shí)用鹽酸控制陽(yáng)極區(qū)溶液的pH在23。用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋鹽酸的作用：_。(4)電解所用的鹽水需精制，去除有影響的Ca2、Mg2、NH、SOc(SO)>c(Ca2)。精制流程如下(淡鹽水和溶液A來(lái)自電解池)：鹽泥a除泥沙外，還含有的物質(zhì)是_。過(guò)程中將NH轉(zhuǎn)化為N2的離子方程式是_。BaSO4的溶解度比BaCO3的小。過(guò)程中除去的離子有_。經(jīng)過(guò)程處理，要求鹽水c中剩余Na2SO3的含量小于5 mgL1。若鹽水b中NaClO的含量是7.45 mgL1，則處理10 m3鹽水b，至多添加10% Na2SO3溶液_kg(溶液體積變化忽略不計(jì))。【解析】根據(jù)鈉離子的移動(dòng)方向可知左邊為陽(yáng)極室，右邊為陰極室，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉，溶液A為氫氧化鈉溶液。堿性條件下鎂離子形成氫氧化鎂沉淀，故鹽泥a中還含有Mg(OH)2；堿性條件下，具有氧化性的氯氣將銨根離子氧化成氮?dú)猓葰廪D(zhuǎn)化為氯離子，離子方程式為2NH3Cl28OH=N26Cl8H2O；硫酸鋇的溶度積小于碳酸鋇，在鹽水a(chǎn)中加入碳酸鋇，將有硫酸鋇沉淀生成，從而除去SO，同時(shí)引入了CO，CO與Ca2結(jié)合生成碳酸鈣沉淀，從而除去鈣離子；10 m3鹽水b中次氯酸鈉的物質(zhì)的量為1(mol)，由電子守恒知，其完全反應(yīng)消耗亞硫酸鈉1 mol，鹽水c中剩余亞硫酸鈉的含量小于5 mgL1，則有：1 mol126 gmol15103 gL110103 L10%m，m1 760 g1.76 kg?！敬鸢浮?1)NaOH(2)2Cl2H2OH2Cl22OH(3)Cl2與水反應(yīng)：Cl2H2OHClHClO，增大HCl的濃度使平衡逆向移動(dòng)，減少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出(4)Mg(OH)22NH3Cl28OH=N26Cl8H2OSO、Ca21.7616(10分)工業(yè)上可用食鹽和石灰石為主要原料，經(jīng)不同的方法生產(chǎn)純堿。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)呂布蘭法是以食鹽、石灰石、濃硫酸、焦炭為原料，在高溫下進(jìn)行煅燒，再浸取，結(jié)晶而制得純堿。食鹽和濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。硫酸鈉和焦炭、石灰石反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)(已知產(chǎn)物之一為CaS)。(2)氨堿法的工藝如圖所示，得到的碳酸氫鈉經(jīng)煅燒生成純堿。圖中的中間產(chǎn)物C是_，D是_。(寫化學(xué)式)裝置乙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)聯(lián)合制堿法是對(duì)氨堿法的改進(jìn)，其優(yōu)點(diǎn)是_。(4)有人認(rèn)為碳酸氫鉀與碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)相似，故也可用氨堿法以氯化鉀和石灰石為原料制碳酸鉀。請(qǐng)結(jié)合下圖的溶解度(S)隨溫度變化曲線，分析說(shuō)明是否可行？_?！窘馕觥?1)是考查工業(yè)生產(chǎn)中的基本原理；(2)是生產(chǎn)過(guò)程中工藝的考查，在細(xì)讀生產(chǎn)工藝圖中各物質(zhì)的變化后，可得出；(3)考查對(duì)教材知識(shí)的掌握情況；(4)分析圖可看出NaHCO3與新信息KHCO3在溶解度曲線中的差別，可推測(cè)溶解度的差別是判斷的依據(jù)?！敬鸢浮?1)2NaClH2SO4(濃)Na2SO42HClNa2SO44CCaCO3CaSNa2CO34CO(或Na2SO42CCaCO3CaSNa2CO32CO2)(2)Ca(OH)2NH3NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl(3)保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn)，使食鹽的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，原料氣氨氣和二氧化碳都由氨廠提供，減少CaCO3制CO2這一工序，降低了能耗與污染(4)不可行，因?yàn)樘妓釟溻浫芙舛容^大，且在常溫下與氯化鉀的溶解度差別小，在氨鹽水碳酸化時(shí)無(wú)法大量析出