1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时提升作业 四十五化学与资源开发利用(30分钟50分)1.(14分)(2016安阳模拟)水处理技术在生产、生活中应用广泛，对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。(1)生活用水必须保证安全，自来水厂需要对取自江河湖泊中的淡水进行_、_、_三项工艺处理。(2)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂。某研究小组的同学设计了用工业废铁屑(含铜、碳、硅等)制取高铁酸钠的工艺流程，其中使用到X、Y、Z等含铁化合物。废铁屑中加入碳酸钠热溶液的目的是
2、_；写出上述过程中X转化为Y的离子方程式_；写出Cl2将Z氧化为Na2FeO4的化学方程式_；高铁酸钠作消毒剂后的还原产物具有净水作用，解释其净水原理：_。工业上用电化学法制备高铁酸钠，采用铁片作阳极，浓NaOH溶液作为电解质溶液。试写出阳极的电极反应式：_。(3)石灰软化法是常用的硬水软化法。已知25时Ksp(CaCO3)=2.810-9，某硬水中c(C)为5.610-6molL-1，若加入石灰使其中的C生成CaCO3除去，则所需c(Ca2+)的最小值为_。【解析】(1)自来水厂处理淡水时，应先用沉淀剂将杂质离子沉淀除去，过滤后再选择无污染物生成的物质进行消毒杀菌。(2)Na2CO3溶液呈碱
3、性，而水解需要吸热，热Na2CO3溶液碱性更强，油污更容易被除去；由废铁屑制取Na2FeO4的转化流程为FeFe2+(X)Fe3+(Y)Fe(OH)3(Z)Na2FeO4，Fe2+Fe3+常采用的是使用H2O2在酸性条件下氧化2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O；氧化剂是Cl2，还原产物是Cl-，还原剂是Fe(OH)3，氧化产物是Na2FeO4，由得失电子守恒可知：n(Cl2)n=32，最后再由质量守恒配平得：10NaOH+3Cl2+2Fe(OH)32Na2FeO4+6NaCl+8H2O。阳极是活性电极Fe在碱性条件下失去电子发生氧化反应生成Fe：Fe+8OH-6e-Fe+4H2O。(
4、3)c(Ca2+)=molL-1=5.010-5molL-1。答案：(1)混凝沉淀过滤杀菌消毒(2)清洗废铁屑表面的油污2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O(合理即可)10NaOH+3Cl2+2Fe(OH)32Na2FeO4+6NaCl+8H2O高铁酸盐在杀菌消毒时，本身被还原成Fe3+，Fe3+易水解生成Fe(OH)3胶体，可吸附水中的悬浮杂质，从而起到净化水的作用Fe+8OH-6e-Fe+4H2O(3)5.010-5molL-1【加固训练】水是生命之源，但随着工业的发展，许多宝贵的水资源受到了污染。下面是对某自来水厂水源进行水质分析时得到的部分信息：水体浑浊，有一定异味，pH为6.
5、5，细菌数为1 mL水中含有250个(国家标准规定每毫升不得超过100个)。(1)为了达到饮用水标准，下列处理措施中不正确的是_。A.加混凝剂沉降B.用碱调节到中性C.用活性炭吸附D.注入液氯消毒(2)已知高铁酸钠(Na2FeO4)加入水中，能杀死水中的微生物和细菌，并能产生类似明矾的净水作用，写出其中净水过程中发生反应的离子方程式：_。(3)刚出厂的自来水中含少量余氯，它在配水管中停留可有效地起到杀菌作用，并能保持较长时间。请解释其原因：_。(4)水中可溶性钙及镁的化合物含量的高低可用水的硬度来表示。下列问题的出现与水的硬度无关的是_。A.锅炉管道结垢B.肥皂去污效果降低C.水中溶解氧降低D
6、.长期饮用造成尿道结石【解析】(1)自来水的pH应控制在6.58.5范围内，该自来水的pH=6.5，因此不需要用碱调节，B项错误。(2)Na2FeO4因有强氯化性而能杀菌、消毒，其还原产物是Fe3+，Fe3+能水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮物，起到净水作用。(3)当HClO在杀菌的过程中被消耗以后，由于余氯的存在，化学平衡Cl2+H2OHCl+HClO向正反应方向移动，使水中的HClO得到补充，因此杀菌作用能保持较长时间。(4)硬水中的主要成分是Ca2+、Mg2+、HC等，将硬水加热煮沸会生成CaCO3、Mg(OH)2造成锅炉管道结垢，长期饮用时会造成尿道结石。肥皂的主要成分是硬脂酸钠
7、，Ca2+、Mg2+会与硬脂酸钠生成难溶的硬脂酸盐，而导致去污效果降低。答案：(1)B(2)Fe3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+(3)Cl2+H2OHCl+HClO，由于余氯的存在，当HClO消耗后，平衡正向移动，使水中的HClO得到及时补充(4)C2.(13分)目前世界上60%的镁是从海水提取的。海水提镁的主要流程如下：请回答下列问题：(1)从离子反应的角度思考，在海水中加入石灰乳的作用是_，写出在沉淀池发生反应的离子方程式：_。(2)石灰乳是生石灰与水形成的化合物，从充分利用海洋化学资源，提高经济效益的角度考虑，生产生石灰的主要原料来源于海洋中的_。(3)操作A是_，操作B是_。
8、(4)加入的足量试剂a是_(填化学式)。(5)无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式为_。从考虑成本和废物循环利用的角度，副产物氯气可以用于_。【解析】(1)石灰乳中的Ca(OH)2与海水中的镁盐发生复分解反应生成Mg(OH)2沉淀。(2)海滩上贝壳的主要成分是CaCO3，可用于制取生石灰。(3)从沉淀池中得到Mg(OH)2固体，应利用过滤操作，加热浓缩MgCl2溶液，可使其结晶出MgCl2晶体。(4)溶解Mg(OH)2应用足量盐酸。(5)MgCl2(熔融)Mg+Cl2，Cl2可用于生产盐酸，循环利用。答案：(1)沉淀Mg2+Mg2+2OH-Mg(OH)2(2
9、)贝壳(或牡蛎壳等)(3)过滤加热浓缩(或蒸发结晶)(4)HCl(5)MgCl2(熔融)Mg+Cl2制盐酸，循环使用【方法规律】海水提取镁中平衡原理的应用(1)沉淀溶解平衡原理的应用。向海水中加入沉淀剂Ca(OH)2，由于c(OH-)增大，Mg(OH)2的Ksp小于Ca(OH)2，则最大程度地将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀。向Mg(OH)2沉淀中加入盐酸，使沉淀溶解平衡右移。(2)水解平衡原理的应用。在MgCl26H2O脱水变为MgCl2时，由于MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl水解平衡的存在，在干燥的HCl气体环境中，增大c(HCl)，抑制了MgCl2的水解，避免了Mg(OH)
10、2的生成。3.(11分)(2016泰安模拟)煤是重要的能源，也是化工生产的重要原料。(1)煤燃烧产生的废气直接排放到空气中，可能导致的环境污染问题是_。(2)如图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的流程示意图。废气脱硫过程中，主要反应的化学方程式为_、_。在煤中直接添加一种物质，可有效减少煤燃烧产生的SO2，则该物质是_。石膏在工业生产中的用途是_(写出一种即可)。(3)煤经过_(填加工方法，下同)可以得到焦炉气、煤焦油和焦炭。煤焦油经过_可得到芳香族化合物。【解析】(1)煤燃烧产生的废气中含有SO2，会导致酸雨形成；产生的固体小颗粒会导致粉尘污染。(2)废气脱硫的反应主要包括石灰石与SO2
11、的反应及CaSO3与O2的反应。煤燃烧时加入CaCO3、CaO或Ca(OH)2，可以减少SO2的产生。石膏可以用于医疗、建筑、制作模型等。(3)煤的干馏可以得到焦炉气、煤焦油和焦炭；煤焦油分馏可得到芳香族化合物。答案：(1)酸雨、粉尘污染(2)SO2+CaCO3CaSO3+CO22CaSO3+O22CaSO4CaCO3用于医疗(或制作建筑材料、制作模型等其他合理答案)(3)干馏分馏4.(12分)(能力挑战题)(2014山东高考)工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3+)生产重铬酸钾(K2Cr2O7)。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：(1)由Na2Cr2O7生产K2
12、Cr2O7的化学方程式为_。通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是_。(2)向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是_。(3)固体A主要为_(填化学式)，固体B主要为_(填化学式)。(4)用热水洗涤固体A，回收的洗涤液转移到母液_(填“”“”或“”)中，既能提高产率又可使能耗最低。【解析】(1)Na2Cr2O7与KCl发生复分解反应，化学方程式为Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl，根据图象可知，低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K2Cr2O7的溶解度明显减小。(2)加碱可以使Fe3+转化为沉淀而除去。(3)根据溶解度的大小，高温浓缩时，NaCl析
13、出，所以固体A主要为NaCl；冷却结晶时，K2Cr2O7析出，所以固体B主要为K2Cr2O7。(4)用热水洗涤固体NaCl，洗涤液中含有NaCl，所以洗涤液转移到母液中，既能提高产率又能使能耗最低。答案：(1)Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K2Cr2O7的溶解度明显减小(合理即可)(2)除去Fe3+(3)NaClK2Cr2O7(4)【加固训练】电石浆是氯碱工业中的一种废弃物，其组成如下表所示：成分CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaS其他不溶于酸的物质质量分数/%65663.55.01.53.50.20.80
14、.21.11.01.82326用电石浆可生产无水CaCl2，某化工厂设计了以下工艺流程：已知氯化钙晶体化学式是CaCl26H2O，H2S是一种酸性气体，具有还原性。(1)反应器中加入的酸应选用_。(2)脱色槽中应加入的物质X是_；设备A的作用是_；设备B的名称是_；设备C的作用是_。(3)为了满足环保要求，需将废气H2S通入吸收池，下列物质中最适合作为吸收剂的是_。A.水B.浓硫酸C.石灰乳D.硝酸(4)将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是_。【解析】(1)该题的工艺流程是为了生产无水CaCl2，故生产流程中应除去其他杂质。选用酸溶解电石浆时，应选用盐酸，因为选用硫酸和硝酸时，会引入杂质，且硫酸钙微溶。(2)脱色剂应用活性炭。由流程图可知设备A应是蒸发浓缩设备，B应是过滤器，C应是脱水设备。(3)H2S是酸性气体，具有还原性，故吸收时不能用浓硫酸和硝酸，应用碱性物质石灰乳。(4)将B中的母液再引入反应器是为了循环利用，对母液进行回收、减少废弃物的排放，提高经济效益，保护环境。答案：(1)盐酸(2)活性炭蒸发浓缩过滤器脱水干燥(3)C(4)对母液回收利用，降低废弃物排放量，提高经济效益关闭Word文档返回原板块