第36题 化学与技术(选考)典例导语题型解读挖掘题头信息烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。(1)原料：化工生产所需材料。(2)目的：把握题干中的“制备”或“提纯”关键词。分析流程图(1)箭头：进入的是投料(反应物)，出来的是产物。(2)三线：主线、分支(副产品)、回头(循环利用)。(3)信息：反应条件和分离提纯方法。清晰考查哪些问题(1)酸浸时反应的化学方程式为Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O；滤渣Ⅰ的主要成分为SiO2(填化学式)。(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6－2x。滤渣Ⅱ的主要成分为CaSO4(填化学式)；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是3CaCO3＋2Al3＋＋3SO＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑(用离子方程式表示)。(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是溶液中的部分SO被氧化成SO；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将减小考查角度：(1)原理：原料转化为产品的反应及条件。(2)分离提纯：除杂的方法及条件。(3)效益：提高产量、产率的方法及原料的成本。(4)绿色：减少污染的方法。(5)流程：生产工艺简单，设备简单。\n(填“增大”、“减小”或“不变”)。[挑战满分](限时35分钟)1.水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存且不可缺少的物质，水质优劣直接影响人体健康。(1)含有较多Ca2＋、Mg2＋的水称为硬水，硬水加热后产生沉淀的离子方程式为_____________________________________________________(写出生成的一种沉淀物即可)。(2)下图为某饮用水厂从天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图：①活性炭的作用是________________；O3消毒的优点是______________。②A、B中放置的物质名称分别是：A________________；B____________。A、B中放置的物质是否可以互换？请说明原因___________________________________________________。(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为__________________。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是______________。(4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的________________。2.在从传统材料到信息材料的发展过程中，硅创造了一个又一个奇迹。(1)请列举硅在现代社会中的两个重要应用：__________________________、________________________。(2)多晶硅的生产工艺流程如下：①将粗硅粉碎的目的是________________________。分离SiHCl3(l)和SiCl4(l)的方法为________________________________________________________________________。②整个制备过程必须严格控制无水无氧。因为SiHCl3遇水会剧烈反应，生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式：__________________________________________。③900℃以上，H2与SiHCl3发生如下反应：SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g) ΔH\n>0，为提高SiHCl3的转化率，可采取的措施为______________(填一条即可)。④该流程中可以循环使用的物质是________________(填化学式)。3.化工生产工艺的实现涉及许多问题，如化学反应原理、原料选择、能源消耗、设备结构、环境保护以及综合经济效益等。请回答下列问题：(1)海水中含有多种盐类，目前由海水制盐的方法以________为主。(2)工业制硫酸主要分为造气、催化氧化和吸收三个阶段。所需原料主要有硫(或硫铁矿)、空气和__________。工业生产硫酸时，会排放出一些炉渣和矿灰，这些废渣可用于____________________(写出一种用途即可)。(3)联合制碱法是我国化工专家侯德榜发明的制碱工艺。联合制碱法和氨碱法中所需的二氧化碳来源有什么不同？__________________________________________________________。(4)在硫酸工业实际生产中，常采用“二转二吸法”，即将第一次转化生成的SO3吸收后，将未转化的SO2进行二次转化。若两次SO2的转化率均为95%，则最终SO2的转化率为________。(5)为了防止大气污染，硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学方程式为2NO2＋Na2CO3===NaNO3＋NaNO2＋CO2；NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2。现用足量的纯碱溶液吸收硝酸工业尾气(含NO和NO2)，每产生22.4L(标准状况)CO2时，吸收液质量就增加44g。则硝酸工业尾气中NO和NO2的体积比为________。4.世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下：(1)ClO2中所有原子________(填“是”或“不是”)都满足8电子结构。上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊溶液显蓝色，除去杂质气体可选用________(填序号，下同)。A.饱和食盐水B.碱石灰C.浓硫酸D.蒸馏水(2)稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品，下列说法正确的是________。A.二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理\nB.应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期C.稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围D.在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装置(3)欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备。化学反应方程式为_______________________。缺点主要是产率低、产品难以分离，还可能污染环境。(4)我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠(NaClO2)反应制备，化学方程式是_________________________，此法相比欧洲方法的优点是_________________________。(5)科学家又研究出了一种新的制备方法，利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠，反应化学方程式为_________________________________________________________________。此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是______________________________________。5.如图是某企业设计的硫酸—磷肥—水泥联产、海水—淡水多用、盐—热—电联产的三大生态产业链流程图。根据上述产业流程回答下列问题：(1)该流程①、②、③、④、⑤为能量或物质的输送，请分别写出输送的主要物质的化学式或能量形式：①________、②________、③________、④________、⑤________。(2)沸腾炉发生反应的化学方程式：________________________________________________。磷肥厂的主要产品是普钙(磷酸二氢钙和硫酸钙)，写出由磷矿石和硫酸反应制普钙的化学方程式：________________________________________________________________________。(3)用1t硫铁矿(FeS2的质量分数为36%)接触法制硫酸，硫酸的产率为65%，则最后能生产出质量分数为98%的硫酸________t。(4)热电厂的冷却水是________，该流程中浓缩盐水除提取盐以外还可提取的物质有________(写出一种即可)。\n(5)根据现代化工厂设计理念，请提出高炉炼铁厂废气、废渣及多余热能的利用设想：________________________________________________________________________，________________________________________________________________(写出两点即可)。答案精析第36题 化学与技术(选考)[挑战满分]1.(1)Ca2＋＋2HCOCaCO3↓＋CO2↑＋H2O(或Mg2＋＋2HCOMgCO3↓＋CO2↑＋H2O、MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑)(2)①吸附水中的有机物(或去除水中的异味) 反应产物无毒无害②阳离子交换树脂 阴离子交换树脂 不能，水中的Ca2＋、Mg2＋会与阴离子树脂中的OH－生成Mg(OH)2、Ca(OH)2沉淀造成堵塞，损坏离子交换树脂(3)反渗透法 电势差(或电场力)(4)电导率(或电阻率)2.(1)用作半导体材料 制作太阳能电池板(或其他合理答案)(2)①增大反应物接触面积，加快反应速率，使粗硅充分反应 蒸馏 ②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋3HCl＋H2↑ ③升高温度(或其他合理答案) ④HCl、H2解析 粉碎后可以增大粗硅与其他反应物的接触面积，加快化学反应速率，使粗硅充分反应。SiHCl3(l)和SiCl4(l)的沸点不同，可以用蒸馏的方法进行分离。SiHCl3遇水剧烈反应，生成H2SiO3、HCl，根据元素守恒，可知另一种物质是氢气。H2与SiHCl3的反应是一个气体分子数增大的吸热反应，升高温度或增大氢气浓度等，都可以使平衡正向移动，提高SiHCl3的转化率。流程中参与反应的HCl、H2在反应中又可再生成，故可以循环使用。3.(1)蒸发法(或盐田法) (2)98%硫酸 制造水泥(或制砖、作为炼铁的原料、提炼贵重的有色金属等其他合理答案)(3)前者来自合成氨厂，后者来自煅烧石灰石(4)99.75% (5)1∶7解析 (4)设转化前二氧化硫的物质的量为xmol，则第一次转化95%xmol，剩余5%xmol；第二次转化5%x×95%mol。故两次的总转化率为＝0.9975。(5)2NO2＋Na2CO3===NaNO3＋NaNO2＋CO2 Δm＝48g\nNO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2 Δm＝32g设由NO2与纯碱反应产生的CO2为amol，由NO和NO2与纯碱反应产生的CO2为bmol。则有：，解得，则NO的物质的量为0.25mol，NO2的物质的量为0.75mol×2＋0.25mol＝1.75mol，NO和NO2的体积比为0.25∶1.75＝1∶7。4.(1)不是 C(2)ABCD(3)2NaClO3＋4HCl(浓)===2NaCl＋Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O(4)2NaClO2＋Cl2===2NaCl＋2ClO2 安全性好，没有产生毒副产品(5)H2C2O4＋2NaClO3＋H2SO4===Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O 反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用解析 (1)ClO2中Cl原子不能满足8电子结构，NH3可用浓H2SO4除去。(3)NaClO3是氧化剂，浓盐酸是还原剂，此法中有Cl2生成，造成产率较低，且污染环境。(4)由于2NaClO2＋Cl2===2NaCl＋2ClO2，此法安全性好，没有毒副产品。(5)NaClO3为氧化剂，H2C2O4为还原剂，生成的CO2对ClO2起到稀释作用。5.(1)①Fe2O3 ②电能 ③热能 ④SO2 ⑤浓H2SO4 (2)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 2Ca5(PO4)3F＋7H2SO4===3Ca(H2PO4)2＋7CaSO4＋2HF (3)0.39 (4)海水 镁或溴(5)废气(主要是高炉煤气)经除尘后可作为燃料；废渣(主要成分是硅酸钙等)可用作水泥生产原料；废渣(主要成分是硅酸钙等)可用作矿渣磷肥的生产原料(合理即可)解析 (3)根据原子守恒可知FeS2 ～ 2H2SO4120t 2×98t1t×36%×65% m×98%即＝解得m＝0.39t。
