1、第4步 模拟练习达标1(2016江西南昌铁路3月检测)工业生产Na2S常用方法是无水芒硝(Na2SO4)碳还原法，其流程示意图如下： (1)若煅烧阶段所得气体为等物质的量的CO和CO2。写出煅烧时发生的总反应方程式：_ _。(2)用碱液浸出产品比用热水更好，理由是_ _。(3)废水中汞常用硫化钠除去，汞的除去率与溶液pH和硫化钠实际用量与理论用量比值x的关系如图所示。为使除汞达到最佳效果，应控制的条件是_ _。(4)取Na2S(含少量NaOH)，加入到CuSO4溶液中，充分搅拌，若反应后溶液pH4，此时溶液中c(S2)_molL1已知：CuS的Ksp8.81036；Cu(OH)2的Ksp2.2
2、1020(保留2位有效数字)。(5)纳米Cu2O常用电解法制备，制备过程用铜棒和石墨棒作电极，Cu(NO3)2作电解液。电解生成Cu2O应在_(填“阳极”或“阴极”)；该电极pH将_(填“升高”“不变”或“降低”)，用电极方程式解释pH发生变化的原因：_。解析：(1)由题意分析知，反应除生成等物质的量的CO和CO2外还生成Na2S。(2)Na2S是强碱弱酸盐，水解后溶液显碱性，加热会促进S2水解，而加碱则可以抑制其水解。(3)由图象可知当pH介于9.010，x12.0时汞的除去率最大。(4)pH4，则c(OH)1010 molL1，根据Cu(OH)2溶度积可求得c(Cu2)2.2 molL1，
3、代入CuS的溶度积求得c(S2)41036 molL1。(5)Cu由2价变为1价，得电子，所以在阴极反应：2Cu22eH2O=Cu2O2H，有H生成，所以溶液的pH降低。答案：(1)3Na2SO48C3Na2S4CO24CO(2)热水能促进Na2S水解，而稀碱可抑制Na2S水解(3)pH介于9.010之间，x12.0(4)4.01036(5)阴极降低2Cu22eH2O=Cu2O2H2(2016河北唐山一中期末)2013年硫酸工业污染物排放标准中二氧化硫在尾气中的含量不得超过05 mg/m3，可见硫酸工业生产既要考虑经济效益，也要考虑社会效益。(1)在用硫铁矿生产硫酸的过程中，与之无关的设备是(
4、)a吸收塔b接触室c沸腾炉 d氧化炉(2)为了提高SO2转化为SO3的质量分数，工业上常使用适当过量的空气，从接触室导出的气体的成分是_。(3)在硫酸工业中，常用浓H2SO4而不用水吸收SO3是因为_；为了消除硫酸厂尾气排放对环境污染，常用氨水吸收SO2，化学方程式为_ _。(4)压强及温度对SO2转化率的影响如下：工业上，二氧化硫催化氧化过程采用的是常压而不是高压，主要原因是_ _。分析上表数据可知，二氧化硫的催化氧化是放热反应，理由是_。(5)接触法制硫酸的过程中，已知进入接触室的气体体积组成是：SO2占8%、N2占81%、O2占11%，在一定温度下，反应达到平衡后总体积变为原来的96.5
5、%，则SO2转化为SO3的百分率为_。解析：(1)工业制硫酸的过程是硫铁矿石在沸腾炉中燃烧生成SO2，SO2在接触室中氧化为SO3，SO3在吸收塔中被浓硫酸吸收生成硫酸，故所用设备中没有氧化炉。(2)SO2被空气氧化为SO3是可逆反应，因此从接触室中导出的气体是SO3、O2、SO2、N2。(5)设反应前气体的体积为100 L，则V3.5 L，即反应的O2体积为3.5 L，则反应的SO2体积为7 L，则SO2的转化率100%87.5%。答案：(1)d(2)SO3、O2、SO2、N2 (3)用水吸收易形成酸雾，阻碍SO3再吸收SO22NH3H2O=(NH4)2SO3H2O(合理即可)(4)常压时S
6、O2的转化率已经很大，增大压强会增加动力成本和设备成本 压强一定时，温度升高，SO2转化率下降(5)87.5%3(2016辽宁大连21中期末)长效碳酸氢铵是我国自主研发的一种新型化肥，工业生产碳酸氢铵的工艺流程如下：根据题意回答下列问题：(1)操作1由多步组成，包括冷却、过滤、洗涤、干燥；实验室进行过滤操作用到的玻璃仪器有_，实验室进行该洗涤操作时宜用酒精代替水洗涤，理由是_ _；(2)分离工序是将氨从反应混合物中分离出来，其分离原理利用了氨的_性质，设计循环的目的是_ _；(3)造气工序包括脱硫过程，目的是除去气体中的SO2等气体，实验室进行此操作可选用的试剂是_(填写编号)；aNaHCO3
7、溶液 bNaOH溶液cCa(OH)2溶液 dNa2SO3溶液(4)索尔维创建氨碱法不久后的1898年，施莱信(Schlosing)就提出用碳酸氢铵固体与氯化钠饱和溶液作用生成碳酸氢钠再加热制纯碱的方法。写出生成碳酸氢钠的化学方程式：_；为了进一步提纯碳酸氢钠晶体，可采用的方法有：_(填写编号)；a加热灼烧法 b重结晶法c酸中和法 d碱沉淀法(5)测定施莱信法生成的碳酸氢钠样品中碳酸氢钠的质量分数，分别称取m g样品进行试验，下列方案中最合理的是_(填写编号)。a加入硫酸气体通过排水量气装置收集到气体n L(折算成标准状况)b加热冷却溶解加入BaCl2过滤、洗涤、干燥称量固体为n gc溶解加入酚
8、酞作指示剂用w mol/L NaOH溶液滴定，耗用NaOH n mLd加入盐酸气体通过碱石灰称量碱石灰增重n g样品中碳酸氢钠的质量分数为_(用含m、n或w、n、m的代数式表示)。解析：(1)碳酸氢铵易溶于水，用水洗涤易造成损失。(2)合成氨反应中利用氨气易液化的性质，不断分离出氨气，使化学平衡正向移动。并使氨气循环使用，以增加原料利用率。(3)注意造气工序除去气体中的SO2时，不能消耗二氧化碳。(4)碳酸氢钠不稳定，受热易分解生成碳酸钠、二氧化碳和水；分离互溶的两种盐一般用结晶法。(5)样品中含有NH4HCO3，所以b最合理。答案：(1)烧杯、漏斗、玻璃棒 减少洗涤时固体碳酸氢铵的损失(2)
9、易液化 提高原料气的利用率(3)ad (4)NH4HCO3NaCl=NaHCO3NH4Cl b(5)b4(2016湖北武汉调研)化学肥料在农业生产中有重要作用。农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥。(1)普钙是磷肥，它的有效成分是_(写化学式)。(2)尿素是一种含氮量较高的氮肥，工业生产尿素是将氨气与二氧化碳在加压、加热的条件下反应生成氨基甲酸铵(H2NCOONH4)，再使氨基甲酸铵脱水得到尿素。反应的化学方程式为_、_。(3)农谚说的“粪和肥，肥料飞”指的是粪尿与草木灰搅和在一起会降低肥效。请你说明其中的化学原理：_ _。(4)合成氨是生产氮肥的重要环节。合成氨生产简易流程示意图
10、如下：从示意图可知其存在循环操作。简要说明为什么在化工生产中经常采用循环操作？_ _。解析：(1)普钙的成分为Ca(H2PO4)2H2O与CaSO4，其有效成分为Ca(H2PO4)2H2O。(2)由题中信息，利用原子守恒可直接写出反应的方程式：2NH3CO2H2NCOONH4、H2NCOONH4H2NCONH2H2O。(4)可从生产成本(原料的利用率)、生产原理、生产工艺以及环保等角度综合分析化工生产过程中设计循环操作的目的、作用。答案：(1)Ca(H2PO4)2H2O(2)2NH3COH2NCOONH4、H2NCOONH4H2NCONH2H2O(3)粪尿最终转化为铵盐，而草木灰的有效成分为K
11、2CO3，K2CO3受潮后水解为KOH，显碱性，NH与OH可发生反应生成NH3逸出而降低肥效(4)从原因来讲，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从结果来说，循环操作的主要目的在于充分利用原料、降低成本；从工艺设计来说，循环操作有利于连续化生产、减少工序；从环保角度来说，循环操作实现全封闭生产，控制废弃物排放5(2016河北石家庄第二次质检)纯碱一直以来都是工业生产的重要原料，很长一段时期内纯碱的制法都被欧美国家所垄断。上个世纪初，我国著名的工业化学家侯德榜先生，经过数年的反复研究终于发明了优于欧美制碱技术的联合制碱法(又称侯氏制碱法)，并在天津建立了我国第一家具有独立研发技术的制碱厂，其制碱原
12、理的流程如下：(1)侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件(举两例说明)_、_。(2)合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体X和Y，其化学式分别为_、_。这两种气体在使用过程中是否需要考虑通入的顺序_(填“是”或“否”)，原因为_ _。(3)在沉淀池中发生的反应的化学方程式为_ _。(4)使原料水中溶质的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了_(填上述流程中的编号)。从母液中提取的副产品的应用是_(举一例)。解析：(1)侯氏制碱法是以NH3、食盐水、CO2为原料制纯碱，天津属沿海城市，原料丰富，交通便利。(2)由制碱工业的原料可知需要的气体为NH3和CO2；制碱时应先向饱和食盐水中通
13、入溶解度大的NH3，再通入足量CO2，相当于用NH3H2O吸收CO2，这样反应更充分，吸收CO2效果更好，有利于产生大量的NH4HCO3。(3)沉淀池中发生反应：NH3NaClCO2H2O=NaHCO3NH4Cl，NaHCO3溶解度小，以沉淀形式析出。(4)母液中有大量NH4Cl，原料水中溶质为NaCl，设计循环可提高Na的利用率，母液中NH4Cl提取后可制氮肥。答案：(1)原料丰富运输便利(2)CO2 NH3 是 氨气在水中溶解度大，先通氨气后通CO2，产生碳酸氢铵多，有利于碳酸氢钠析出 (3)NaClCO2NH3H2O=NaHCO3NH4Cl(4)循环 制氮肥6工业生产纯碱的工艺流程示意图
14、如下：完成下列填空：(1)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂)，写出A、B的化学式。 A_，B_。(2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、_、沉淀、_、_、冷却结晶、_、烘干。(3)工业生产纯碱的工艺流程中，碳酸化时产生的现象是_。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是_。(4)碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是_(填化学式)，检验这一成分的阴离子的具体方法是_ _。(5)氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，向滤液D中加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为_。滤液D加石灰水前先要加热，原因是_。(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢
15、钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为_(加热前后固体质量分别用m1，m2表示)。解析：(1)沉淀剂A来源于石灰窑厂，说明是生石灰或熟石灰以除去粗盐中的镁离子；粗盐中和钙离子一般用碳酸钠除去；(2)实验室提纯粗盐的整个操作过程为：取样、溶解、沉淀、过滤、蒸发、冷却结晶、过滤、烘干：(3)纯碱生产过程中碳酸化时，会看到溶液中析出晶体，这是因为碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠；(4)根据操作过程，碳酸化后溶液中主要是NH4Cl；检验其中的氯离子时，要经过取样，加硝酸酸化再加硝酸银溶液，有白色沉淀产生，则该阴离子是氯离子；(5)滤液中主要含有的是氯化铵，和石灰水反应时：NHOHNH3H2O；由于滤液中还含有一定量的碳酸氢钠，故加石灰水前先加热，是为防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀：(6)加热损失的质量为：m1m2，则纯碱中碳酸氢钠的质量为：84(m1m2)/31；故纯碱中含有碳酸氢钠的质量分数为：w(NaHCO3)。答案：(1)Ca(OH)2或CaO Na2CO3(2)溶解 过滤 蒸发 过滤(3)有晶体析出(或出现浑浊) 碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大(4)NH4Cl取样，加硝酸酸化再加硝酸银溶液，有白色沉淀产生，则该阴离子是氯离子(5)NHOHNH3H2O 防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀(6)w(NaHCO3)。