一、選擇題1．化學已滲透到人類生活的各個方面。下列有關化學與科技、社會、生活、環境等的敘述錯誤的是()A．農藥和化肥對環境和人類健康有害，應該禁止使用B．用K2FeO4替代Cl2作水處理劑，既可以消毒殺菌，又可以除去懸浮雜質C．肥皂、合成洗滌劑的去污原理相同，都含有憎水基與親水基D．精細化工產品在使用時都有嚴格的使用劑量、適用范圍等解析：選A。合理使用化肥、農藥可提高農作物的產量，A項錯誤。2．固硫劑是把煤燃燒時生成的二氧化硫以鹽的形式固定在爐渣中的物質，可減少二氧化硫對大氣的污染。下列物質中可用作固硫劑的是()A．CaO B．NaHSO3C．NH4NO3 D．P2O5解析：選A。CaO是堿性氧化物，可與SO2反應；NaHSO3、NH4NO3、P2O5均不與SO2反應。3．下列關于化工生產原理的敘述中，符合目前工業生產實際的是()A．氯堿工業中的陽離子交換膜阻止陽離子通過B．氯氣和氫氣混合在光照條件下反應生成氯化氫，用水吸收得到鹽酸C．合成氨工業中，用鐵觸媒作催化劑，可提高單位時間氨的產量D．二氧化硫在轉化器被氧化成三氧化硫，三氧化硫在吸收塔內被水吸收制成濃硫酸解析：選C。解答本題要注意以下兩點：(1)氯堿工業中的陽離子交換膜的作用是阻止陰離子通過；(2)氯氣和氫氣混合在光照條件下發生爆炸，反應不易控制，不能用于工業生產；(3)三氧化硫在吸收塔內用98.3%的濃硫酸吸收。4．(2016·東北三校聯考)下列有關工業生產的敘述正確的是()A．在硫酸工業、合成氨工業、硝酸工業中，均必須對尾氣進行吸收處理B．硫酸工業中，在轉化器安裝熱交換器是為了利用SO3轉化為H2SO4時放出的熱量C．煉鐵是鐵礦石在高溫下被氧化的過程D．用燒堿溶液吸收硝酸工業尾氣中的氮氧化物，不僅可以防止有害物質的排放，還可以生產有用的NaNO2解析：選D。合成氨工業不需要對尾氣進行吸收，但需采用循環操作；硫酸工業中轉化器中發生的反應為2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3，利用該反應放出的熱量來預熱SO2；金屬冶煉的實質是Mn＋＋ne－=M，為金屬被還原的過程；NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，NO、NO2可以被堿液吸收。5．(2016·山西太原高三模擬)化學工業在經濟發展中的作用舉足輕重。下列有關工業生產的敘述中，正確的是()A．硫酸生產中常采用高壓條件來提高SO2的轉化率B．合成氨中采用及時分離液態氨來提高轉化率C．電解精煉銅中，溶液中c(Cu2＋)保持不變D．氯堿工業中陽極得到氫氧化鈉和氫氣解析：選B。2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3，該反應在常壓下轉化率非常高，不需要采用高壓來提高轉化率；N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3，由于NH3液化后使混合氣體中c(NH3)降低，平衡正向移動，轉化率提高；電解精煉銅時，陽極Cu、Ni、Fe等失電子，陰極Cu2＋得電子，所以溶液中c(Cu2＋)減小；2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑陰極產物＋eq\o(Cl2↑,\s\do4(陽極產物))。二、非選擇題6．(2016·湖北武漢調研)化學肥料在農業生產中有重要作用。農業生產中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥和鉀肥。(1)普鈣是磷肥，它的有效成分是________(寫化學式)。(2)尿素是一種含氮量較高的氮肥，工業生產尿素是將氨氣與二氧化碳在加壓、加熱的條件下反應生成氨基甲酸銨(H2NCOONH4)，再使氨基甲酸銨脫水得到尿素。反應的化學方程式為________________________________________________________________________、_________________________。(3)農諺說的“糞和灰，肥料飛”指的是糞尿與草木灰攪和在一起會降低肥效。請你說明其中的化學原理：_________________________。解析：(1)普鈣的成分為Ca(H2PO4)2與CaSO4，其有效成分為Ca(H2PO4)2。(2)由題中信息，利用原子守恒可直接寫出反應的方程式：2NH3＋CO2eq\o(=,\s\up7(加壓),\s\do5(△))H2NCOONH4、H2NCOONH4eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())H2NCONH2＋H2O。答案：(1)Ca(H2PO4)2(2)2NH3＋CO2eq\o(=,\s\up7(加壓),\s\do5(△))H2NCOONH4H2NCOONH4△,H2NCONH2＋H2O(3)糞尿中的氮元素最終轉化為銨鹽，而草木灰的有效成分為K2CO3，K2CO3受潮后水解為KOH，顯堿性，NHeq\o\al(＋,4)與OH－可發生反應生成NH3逸出而降低肥效7．(2016·遼寧沈陽模擬)制取硝酸銨的流程圖如下：請回答下列問題：(1)合成氨原料的_________________________。(2)已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1。①請解釋可逆反應的概念：_________________________________________________________________________________________________。②為有效提高氨的產率，實際生產中宜采取的措施是_________________________。(3)氨催化氧化的化學方程式為________________________________________________________________________，鉑-銠合金網的作用為________________，鉑-銠合金網未預熱也呈紅熱狀態的原因是_________________________________________________________________________________________________。(4)生產硝酸的過程中常會產生一些氮的氧化物，如何消除它們對大氣的污染？__________________，寫出有關化學反應方程式：_________________________________________________________________________________________________。(5)硝酸銨的兩種主要用途是_________________________。(6)在一定溫度和壓強的密閉容器中，將平均相對分子質量為8.5的H2和N2混合，當該反應達到平衡時，測出平衡混合氣的平均相對分子質量為10，試求此時N2的轉化率和平衡混合氣體中NH3的體積分數分別為____________、________________。解析：(1)氮氣的來源是空氣，而氫氣來源于燃料(煤、石油產品等)與水反應的產物。(2)①可逆反應是指在同一條件下，既能向正反應方向進行，又能向逆反應方向進行的反應；②為提高合成氨的產率，可采取增壓、適當溫度和使用鐵觸媒等措施。(3)氨的催化氧化反應為放熱反應，故鉑-銠合金網雖未預熱也呈紅熱狀態。(4)氮的氧化物可以用堿液吸收消除其危害。(6)根據“十字交叉法”可得：則n(N2)∶n(H2)＝6.5∶19.5＝1∶3。設反應前混合氣體的總物質的量為4mol，平均相對分子質量與氣體的總物質的量成反比，設反應后氣體的總物質的量為xmol，則有：eq\f(8.5,10)＝eq\f(x,4)，x＝3.4，反應前后氣體的物質的量差值為0.6mol，設反應消耗N2的物質的量為ymol，生成氨的物質的量為zmol，則有：N2＋3H22NH3物質的量之差122ymolzmol0.6moly＝0.3，z＝0.6，N2的轉化率為eq\f(0.3,1)×100%＝30%；氨的體積分數為eq\f(0.6,3.4)×100%＝17.6%。答案：(1)N2來源于空氣，H2可來源于水煤氣(2)①在同一條件下，既能向正反應方向進行，又能向逆反應方向進行的反應②增壓、適當溫度和使用鐵觸媒等(3)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(Pt-Rh))4NO＋6H2O作催化劑氨的催化氧化反應是放熱反應，可使Pt-Rh合金網達到一定溫度而不必預熱(4)可用堿溶液吸收氮的氧化物NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O(5)可作化肥和炸藥(6)30%17.6%8．生態工業園區的建設，不僅僅是體現環保理念更要依據循環經濟理論和充分考慮經濟成本的可持續發展。如圖是某企業設計的硫酸—磷銨—水泥聯產，海水—淡水多用，鹽—熱—電聯產三大生態產業鏈流程圖。根據上述產業流程回答下列問題：(1)從原料、能源、交通角度考慮該企業應建在______。A．西部山區 B．沿海地區C．發達城市 D．東北內陸(2)將硫鐵礦磨成細粉末的目的是______________________________。吸收塔中用________吸收SO3，從吸收塔中循環到轉化器的物質是________。(3)磷肥廠的產品是普鈣，生產普鈣的化學方程式為_________________________________________________________________________________________________。(4)下列對于硫酸工業中的廢氣、廢液、廢渣處理合理的是________。A．廢氣采用尾氣脫硫處理B．廢水采用河水自凈能力處理C．廢渣深埋D．對硫酸生產采用“兩轉兩吸法”工藝解析：(1)該產業流程涉及濃縮鹽水制鹽，應選擇在沿海地區。(2)沸騰爐中發生硫鐵礦的燃燒，將硫鐵礦研磨成細粉末可以增大與氧氣的接觸面積，使反應更充分，速率更快。吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收SO3，從吸收塔中循環到轉化器的物質是SO2、O2。(3)普鈣的主要成分為Ca(H2PO4)2和CaSO4，制取的化學方程式為Ca3(PO4)2＋2H2SO4=Ca(H2PO4)2＋2CaSO4。(4)硫酸工業中的廢水應治理后排放，廢渣可用于煉鐵工藝和制造水泥。答案：(1)B(2)增大與氧氣的接觸面積，使反應更充分，速率更快98．3%的濃硫酸SO2、O2(3)Ca3(PO4)2＋2H2SO4=Ca(H2PO4)2＋2CaSO4(4)AD9．(2016·山東青島模擬)工業上制硫酸的設備分為三大部分，一是沸騰爐、二是轉化器、三是吸收塔。在沸騰爐內煅燒硫鐵礦生成二氧化硫；在轉化器內有催化劑存在下，二氧化硫進一步與氧氣結合，生成三氧化硫；三氧化硫流經吸收塔時，采用98.3%的濃硫酸吸收，使三氧化硫最終與水化合形成硫酸。下面的裝置是仿照工業上制備硫酸的工藝流程設計出來的，用于探究工業上為何采用98.3%的濃硫酸吸收三氧化硫。請回答下列問題：(1)寫出沸騰爐內煅燒硫鐵礦的反應方程式：_________________________________________________________________________________________________。(2)上圖中的乙、丙分別相當于工業上制取硫酸設備中的________、________。(3)丙中的現象為________，丁中的現象為________。(4)下表是壓強和溫度對SO2平衡轉化率的影響。對SO2轉化為SO3的反應，增大壓強可使轉化率______，通常采用常壓操作是因為_________________________。解析：硫酸的工業生產分為三大步，其中第一步為制氣：4FeS2＋11O2高溫,2Fe2O3＋8SO2；乙、丙分別相當于轉化器、吸收塔；丙中無酸霧，丁中有酸霧；增大壓強，SO2轉化率增大，但是因為常壓下SO2的轉化率已很大，所以采用常壓操作。答案：(1)4FeS2＋11O2高溫,2Fe2O3＋8SO2(2)接觸室吸收塔(3)無酸霧有酸霧(4)增大常壓下SO2的轉化率已很大10．(2014·高考全國卷Ⅰ，36,15分)磷礦石主要以磷酸鈣[Ca3(PO4)2·H2O]和磷灰石[Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3]等形式存在。圖(a)為目前國際上磷礦石利用的大致情況。其中濕法磷酸是指磷礦石用過量硫酸分解制備磷酸。圖(b)是熱法磷酸生產過程中由磷灰石制單質磷的流程。部分物質的相關性質如下：熔點/℃沸點/℃備注白磷44280.5PH3－133.8－87.8難溶于水，有還原性SiF4－90－86易水解回答下列問題：(1)世界上磷礦石最主要的用途是生產含磷肥料，約占磷礦石使用量的________%。(2)以磷灰石為原料，濕法磷酸過程中Ca5F(PO4)3反應的化學方程式為_________________________?，F有1t折合含有P2O5約30%的磷灰石，最多可制得85%的商品磷酸________t。(3)如圖(b)所示，熱法磷酸生產過程的第一步是將SiO2、過量焦炭與磷灰石混合，高溫反應生成白磷。爐渣的主要成分是________(填化學式)。冷凝塔1的主要沉積物是________，冷凝塔2的主要沉積物是________。(4)尾氣中主要含有________，還含有少量的PH3、H2S和HF等。將尾氣先通入純堿溶液，可除去________；再通入次氯酸鈉溶液，可除去________。(均填化學式)(5)相比于濕法磷酸，熱法磷酸工藝復雜，能耗高，但優點是_________________________。解析：(1)4%＋96%×85%×80%≈69%。(2)Ca5F(PO4)3＋5H2SO4=5CaSO4＋HF↑＋3H3PO4，依據P元素守恒：生成磷酸的量為1×30%÷142×2×98÷85%≈0.49(t)。(3)爐渣主要成分是CaSiO3，冷凝塔1的主要沉積物是液態白磷，冷凝塔2的主要沉積物是固態白磷。(4)尾氣主要含有CO、SiF4，還含有少量PH3、H2S和HF等。通過純堿溶液可以除去SiF4、HF、H2S，再通入NaClO溶液可以除去PH3。(5)熱法磷酸工藝的優點是產品的純度高。答案：(1)69(2)Ca5F(PO4)3＋5H2SO4=5CaSO4＋HF↑＋3H3PO40.49(3)CaSiO3液態白磷固態白磷(4)CO、SiF4SiF4、H2S、HFPH3(5)產品純度高11．[2015·高考全國卷Ⅰ，36－(1)～(5)]氯化亞銅(CuCl)廣泛應用于化工、印染、電鍍等行業。CuCl難溶于醇和水，可溶于氯離子濃度較大的體系。在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料，采用硝酸銨氧化分解技術生產CuCl的工藝過程如下：回答下列問題：(1)步驟①中得到的氧化產物是________，溶解溫度應控制在60～70℃，原因是_________________________。(2)寫出步驟③中主要反應的離子方程式：_________________________________________________________________________________________________。(3)步驟⑤包括用pH＝2的酸洗、水洗兩步操作，酸洗采用的酸是________(寫名稱)。(4)上述工藝中，步驟⑥不能省略，理由是_________________________。(5)步驟②、④、⑤、⑧都要進行固液分離。工業上常用的固液分離設備有________(填字母)。A．分餾塔 B．離心機C．反應釜