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专题检测卷(十一)
第2讲 化工生产流程
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分)
1.如图是某研究小组采用电解法处理石油炼制过程中产生的大量H2S废气的工艺流程。该方法对H2S的吸收率达99%以上，并可制取H2和S。下列说法正确的是（ ）
A.吸收H2S的离子方程式为Fe3++H2S====Fe2++S↓+2H+
B.电解过程中的阳极反应主要为2Cl--2e-====Cl2↑
C.该工艺流程体现绿色化学思想
D.实验室可用点燃充分燃烧的方法消除H2S污染
2.接触法生产H2SO4的过程中，对废气、废液、废渣和“废热”的处理正确的是
（ ）
①尾气用氨水处理 ②污水用石灰乳处理 ③废渣用来造水泥、炼铁 ④设置“废热”锅炉产生蒸汽，供热或发电
A.只有①② B.只有①③④ C.只有①②③ D.全部
3.海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A.可用BaCl2溶液除去粗盐中的S
B.从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br-+Cl2====2Cl-+Br2
C.试剂1可以选用石灰乳
D.工业上，电解熔融Mg(OH)2冶炼金属镁
4.下列有关化工生产的说法中，不正确的是（ ）
A.工业上用热还原法冶炼铁：Fe2O3+3CO 3CO2+2Fe
B.适当提高合成氨原料气中N2的含量，可提高H2的转化率
C.在铁管上镀锌，用铁管作阳极，锌块作阴极
D.利用反应：NaCl(饱和)+CO2+NH3+H2O====NaHCO3↓+NH4Cl制取NaHCO3时，应先通入过量的NH3，再通入过量的CO2
5.某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4，其工艺流程如下：
下列推断不合理的是（ ）
A.直接蒸干滤液得到纯净的(NH4)2SO4
B.生成1 mol(NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3
C.CO2可循环使用
D.往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4生成
6.美国普度大学研究开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺(工业流程如图所示)。下列有关该工艺的说法中错误的是（ ）
A.该过程能量转化的形式只有两种
B.铝镓合金可以循环使用
C.铝镓合金与水的反应属于置换反应
D.总反应式为：2H2O====2H2↑+O2↑
7.天然海水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、S 、Br-、C 、HC 等离子，火力发电燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫，其工艺流程如图所示：
下列说法错误的是（ ）
A.天然海水pH≈8的原因是海水中的C 、HC 水解
B.“氧化”是利用氧气将HS 、S 等氧化生成S
C.“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸
D.“排放”出来的海水中S 的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同
二、非选择题(本题包括4小题，共58分)
8.(14分)( 2012•大纲版全国卷)氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按如图所示步骤进行操作。
回答下列问题：
（1）起始滤液的pH__________7(填“大于”“小于”或“等于”)，其原因是______________________________________________；
（2）试剂Ⅰ的化学式为______________，①中发生反应的离子方程式为______
__________________________________________________________________；
（3）试剂Ⅱ的化学式为______________，②中加入试剂Ⅱ的目的是__________
__________________________________________________________________；
（4）试剂Ⅲ的名称是__________，③中发生反应的离子方程式为___________
__________________________________________________________________；
（5）某同学称取提纯的产品0.775 9 g，溶解后定容在100 mL容量瓶中，每次取25.00 mL溶液，用0.100 0 mol•L-1的硝酸银标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.62 mL，该产品的纯度为________(列式并计算结果)。
9.(15分)(2013•龙岩一模)MgSO4•7H2O在医药上常用作泻药，工业上可用氯碱工业中的一次盐泥为原料生产。已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分。其主要工艺如下：
请回答下列问题：
（1）用H2SO4调节溶液pH至1～2，H2SO4的作用是______________________。
（2）加NaClO溶液至pH为5～6并加热煮沸5分钟～10分钟，沉淀2中主要含有MnO2和另外两种难溶物，这两种难溶物的化学式分别为__________________、________________；其中NaClO溶液将MnSO4转化为MnO2的离子方程式为____
_____________________________________________________。
（3）检验滤液Ⅱ中是否含有Fe3+的实验方法是________________________。
（4）“操作X”是将溶液____________________、____________________、过滤洗涤，即得到MgSO4•7H2O晶体。
10.(14分)为提高物质、能源利用率，化学工业近年提出共生工程，工业生产活动应尽可能多功能化。比如以硫酸工业的尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵及氯化钾等为原料，可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：
（1）除了可用于制备其他物质，SO2还可用于_________________；
（2）反应Ⅴ的原料A是________(填化学式)；
（3）反应Ⅲ生成1 mol CaS转移的电子数为_________________________；
（4）生产中，向反应Ⅱ的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，其目的是________________________________________。
产物(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气的脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式____________________________________；
（5）反应Ⅳ是往CaSO4悬浊液中加入碳酸氢铵、通入氨气，控制在60℃～70℃左右搅拌，温度太高和太低的不足分别是______________________________。
已知25℃时，Ksp(CaSO4)=7.10×10-5。向0.100 L含CaSO4固体的溶液中加入
2.22 g CaCl2粉末充分搅拌，假设溶液的体积变化忽略不计，所得溶液中c(S )=__________。
11.(15分)(2013•广东高考)银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
(注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃)
（1）电解精炼银时，阴极反应式为__________；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为____________
____________________________________________________。
（2）固体混合物B的组成为____________；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量。若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为______________
____________________________________________________。
（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：
______CuO+____Al2O3 ______CuAlO2+____↑。
（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为________mol CuAlO2，至少需要1.0 mol•L-1的Al2(SO4)3溶液____________L。
（5）CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是__________、过滤、洗涤和干燥。
答案解析
1.【解析】选C。选项A不符合电荷守恒，正确的离子方程式为2Fe3++H2S====2Fe2++
S↓+2H+，所得滤液中含有Fe2+、H+和Cl-，由于还原性Fe2+>Cl-(或根据图示循环)，电解时阳极反应式为Fe2+-e-====Fe3+，故B错。由于H2S充分燃烧的化学方程式为2H2S+3O2====2SO2+2H2O，生成的SO2也是一种有毒气体，故D也错。
2.【解析】选D。
选项 联系分析 结论
① 硫酸工业的尾气含有SO2和少量SO3，用氨水吸收得到(NH4)2SO3、NH4HSO3、(NH4)2SO4，再加入H2SO4可制备(NH4)2SO4，生成的SO2可循环利用 正确
② 污水中含有H2SO4可与石灰乳反应制备石膏 正确
③ 废渣中含有的Fe2O3可用于炼铁，也可用于制造水泥 正确
④ 利用“废热”锅炉产生蒸汽，可供热或发电 正确
3.【解析】选D。Ba2++S ====BaSO4↓，可知A正确。由流程图可知从苦卤中提取Br2发生了反应2Br-+Cl2====2Cl-+Br2，所以B正确。试剂1的作用是沉淀Mg2+，所以C正确。工业上用电解熔融MgCl2的方法冶炼金属镁，所以D错误。
4.【解析】选C。在电镀过程中，一般用镀层金属作阳极，镀件金属作阴极，用含有镀层金属阳离子的溶液作电解液，因此在铁管上镀锌，应用锌块作阳极，铁管作阴极，C说法错误。其余说法均符合工业生产实际，正确。
5.【解析】选A。直接蒸干滤液所得(NH4)2SO4不纯，故不正确。
6.【解析】选A。该过程能量转化的形式有3种，A错误。由所给工业流程图可知B正确。铝镓合金与水的反应的实质是铝把水中的H置换出来，属于置换反应，C正确。由图可知该流程的总反应为2H2O====2H2↑+O2↑，D正确。
7.【解析】选D。D项，排放出的海水中吸收了SO2气体，并通过氧化生成了S ，故S 的物质的量浓度大于进入吸收塔的天然海水，故不正确。
8.【解析】（1）起始滤液中含有碳酸钾，碳酸根水解呈碱性，故溶液的pH大于7。
（2）要除掉杂质离子硫酸根离子和碳酸根离子，应加入过量的钡离子，又不能引入其他离子，因此试剂Ⅰ选用BaCl2溶液，与S 和C 均能反应。
（3）要除掉多余的钡离子，所需试剂必须既能除去过量的Ba2+，又不能引入其他杂质且过量离子较易除去，因此选用K2CO3。
（4）要除掉多余的碳酸根离子，要滴加过量的盐酸。
（5）计算样品的纯度，注意0.775 9 g样品配成100 mL溶液，每次只取
25.00 mL；另外从本题所给数据来看需保留四位有效数字。
答案：（1）大于 强碱弱酸盐K2CO3发生水解使体系呈碱性
（2）BaCl2 S +Ba2+====BaSO4↓、C +Ba2+====BaCO3↓
（3）K2CO3 除去A中的Ba2+
（4）盐酸 C +2H+====CO2↑+H2O
（5）
9.【解析】（1）通过加入硫酸可以使一次盐泥中的镁、铁、铝、锰转化为可溶的硫酸盐，同时生成CaSO4和H2SiO3沉淀而除去。
（2）ClO-具有强氧化性，将Mn2+转化为MnO2。其反应离子方程式为Mn2++ClO-+H2O====MnO2↓+Cl-+2H+。同时将Fe2+转化为Fe3+，其反应离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+====2Fe3++Cl-+H2O，调节溶液的pH使Fe(OH)3(完全沉淀pH≥3.2)、Al(OH)3沉淀(完全沉淀pH≥3.2)，分离出来。
（3）利用Fe3+与SCN-形成特征颜色变化，或与苯酚显紫色等，现象明显，灵敏度高，可检验Fe3+。
（4）对滤液蒸发浓缩，得到高浓度的MgSO4溶液，然后经冷却结晶即可得到MgSO4•7H2O晶体。
答案：（1）将一次盐泥中的碳酸盐和硅酸盐转化为可溶性的硫酸盐，同时生成硫酸钙和硅酸沉淀而除去
（2）Al(OH)3 Fe(OH)3
Mn2++H2O+ClO-====MnO2↓+Cl-+2H+
（3）取滤液Ⅱ1 mL～2 mL于试管中，加入少量的KSCN溶液，若不显红色，证明滤液Ⅱ中无Fe3+
（4）蒸发浓缩 冷却结晶
10.【解析】（1）根据SO2的性质可得知SO2还可用于漂白。
（2）反应Ⅳ是CaSO4、NH4HCO3、NH3反应生成CaCO3和(NH4)2SO4，因此反应Ⅴ是物质A和(NH4)2SO4反应生成K2SO4和NH4Cl，故根据元素守恒可推知A为KCl。
（3）反应Ⅲ是CaSO4+C→CO+CaS，其中硫元素由+6价降低为-2价，故生成1 mol CaS转移的电子的物质的量为8 mol。
（4）反应Ⅱ中得到的产品是(NH4)2SO3•H2O，而+4价的硫具有较强的还原性易被氧化，所以加入还原性较强的对苯二酚的作用是防止+4价的硫被氧化。
（5）由于NH4HCO3受热易分解，故温度太高会导致NH4HCO3分解，而温度太低会使反应的速率太小，不利于反应进行。
2.22 g CaCl2的物质的量为0.02 mol，所以有
Ksp(CaSO4)=7.10×10-5= ×c(S )，解得c(S )=3.55×10-4mol•L-1。
答案：（1）漂白 （2）KCl （3）8NA
（4）防止+4价硫(S )被氧化
2NO2+4(NH4)2SO3====N2+4(NH4)2SO4
（5）温度太高引起碳酸氢铵的分解；温度太低化学反应速率太小 3.55×10-4mol•L-1
11.【解析】（1）仿照精炼铜的原理可以确定粗银做阳极：Ag-e—====Ag+，纯银做阴极：Ag++e—====Ag。滤渣A中的金属与稀硝酸反应生成无色的NO，NO与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2：2NO+O2====2NO2。
（2）结合信息和流程图分析可知：硫酸铜、硫酸铝固体与稀氢氧化钠反应生成氢氧化铜和氢氧化铝，煮沸时氢氧化铜分解为CuO，氢氧化铝不分解，所以B应该为CuO和Al(OH)3，若NaOH过量，两性氢氧化物Al(OH)3就会溶解：Al(OH)3+
OH—====Al +2H2O。（3）依据题给反应物和生成物可以判断：CuO转化为CuAlO2，铜元素化合价由+2下降为+1，CuO做氧化剂，所以生成的物质还应有氧气(化合价-2→0)，根据氧化还原反应中得失电子守恒可配平反应：4CuO+2Al2O3 4CuAlO2+O2↑。（4）银铜合金中的铜的物质的量n(Cu)= =50.0 mol，根据元素守恒可得生成的CuAlO2也是50.0 mol，依据CuAlO2中的Cu和Al个数关系及铝原子个数守恒可得，n=25.0 mol，则需要硫酸铝溶液的体积是25.0 L。（5）用溶液制备带结晶水的晶体的一般操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
答案：（1）Ag++e—====Ag 2NO+O2====2NO2
（2）CuO和Al(OH)3
Al(OH)3+OH—====Al +2H2O
（3）4 2 4 O2
（4）50.0 25.0 （5）蒸发浓缩、冷却结晶