化學與技術(shù)專題(一)及答案

1、化學與技術(shù)專題（一）1.工業(yè)上生產(chǎn)高氯酸（沸點：90）時還同時生產(chǎn)了亞氯酸鈉，其工藝流程如下：  （1）冷卻過濾的目的是降低NaHSO4的_并分離出NaHSO4晶體。（2）反應器2中發(fā)生反應的離子方程式為_。SO2的作用是作_劑。（3）循環(huán)使用的物質(zhì)是_。（4）可以通過蒸餾濾液的方法得到高氯酸的原因可能是_（5）工業(yè)上用鉑作陽極、銅或銀作陰極電解鹽酸也可制得高氯酸，在陽極區(qū)可得到20%的高氯酸。寫出陽極的電極反應式_2.KMnO4是一種常用的強氧化劑，工業(yè)上以軟錳礦（主要成分MnO2）為原料，通過液相法生產(chǎn)即在反應器中堿性條件下用氧氣氧化MnO2得到K2MnO4，分離后得到K2MnO

2、4，再在電解槽中用鉑板作用陽極，鐵作陰極電解K2MnO4溶液得到KMnO4，簡略生產(chǎn)過程如下所示：回答下列問題：（1）寫出反應器中反應的方程式_（2）生產(chǎn)過程中最好使用含MnO280%以上的富礦，因為MnO2含量較低的貧礦中Al的氧化物含量較高，會導致KOH消耗量偏離，用離子方程式表示KOH消耗偏高的原因_（3）寫出電解槽中陰極和陽極的電極反應方程式陰極：_陽極：_（4）在傳統(tǒng)工藝中，得到K2MnO4后，向其溶液中避入CO2制備KMnO4，配平方程式： _K2MnO4+_CO2=_KMnO4+_MnO2+_K2CO3將所得到的KMnO4配成0.1molL-1 KMnO4溶液，滴定20.00mL

3、未知濃度的FeCl2液，消耗KMnO4溶液30.00mL滴定達到終點時的現(xiàn)象為：_,則FeCl2溶液的濃度為_mol/L3.氟化鈉的用途非常廣泛，可作殺菌劑、殺蟲劑和木材防腐劑實驗室可通過下圖所示的流程來制取：請結(jié)合每小題的相關(guān)信息，回答下列有關(guān)問題：（1）已知：飽和氟硅酸（H2SiF6）溶液為無色透明的發(fā)煙液體，密度為1.32gmL1，易揮發(fā)，有刺激性氣味，與等物質(zhì)的量濃度的H2SO4酸性相當，它對玻璃、陶瓷都有較強的腐蝕性以上實驗所用儀器全部用聚酯類材料 做成，在該類材料做成的容器中混合NH4HCO3固體、H2SiF6濃溶液和H2O時，加入試劑的順序應是_，加好試劑后，為了讓它們

4、充分反應，不能用_棒攪拌（填字母）A玻璃          B鐵          C聚乳酸            D陶瓷（2）已知在20時Na2SiF6的溶解度為2.12g，請寫出1L 1molL1的H2SiF6溶液與1L 1molL1Na2CO3溶液混合后

5、（假設混合液中水的質(zhì)量約等于2000g）發(fā)生化學反應的離子方程式為_（3）上述流程圖中產(chǎn)生渾濁液的原因是生成了_（填字母）ANH4F     BH2SiO3     C（NH4）2SiF6     D（NH4）2CO3（4）操作1后是否需要對沉淀進行洗滌_（填“是”或“否”），選擇“是”或“否”的原因是_（5）溶液B中經(jīng)操作_可得到副產(chǎn)品氯化銨；粗產(chǎn)品晶體經(jīng)_（填操作名稱）可得純凈的產(chǎn)品.4.新型鋰離子電池在新能源的開發(fā)中占有重要地位，可用作節(jié)能

6、環(huán)保電動汽車的動力電池。磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)是新型鋰離子電池的首選電極材料，它的制備方法如下：方法一：將碳酸鋰、乙酸亞鐵(CH3COO)2Fe、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后，在800左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰，同時生成的乙酸及其他產(chǎn)物均以氣體逸出。方法二：將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，在800左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰。在鋰離子電池中，需要一種有機聚合物作為正負極之間鋰離子遷移的介質(zhì)，該有機聚合物的單體之一(用M表示)的結(jié)構(gòu)簡式如下： 請回答下列問題：

7、(1)上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進行。其原因是_。(2)在方法一所發(fā)生的反應中，除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外，還有_、_、_(填化學式)生成。(3)在方法二中，陽極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應式為_(4)寫出M與足量氫氧化鈉溶液反應的化學方程式：_(5)已知該鋰離子電池在充電過程中，陽極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，則該電池放電時正極的電極反應式為_ 5.（15分）氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，為了提高原料的利用率，將電解的Y氣體作為燃料電池燃料，為電解池供電；X氣體作為鈦的冶煉原料，在這種工藝設計中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，其中氯堿工業(yè)裝置中的電極未標出，所用的離子膜都只允

8、許陽離子通過。如下圖所示：（1）上圖中的節(jié)能型氯堿工業(yè)部分，X、Y分別是_、_(填化學式)，分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)a與b的大小_；分別寫出燃料電池B中正極、負極上發(fā)生的電極反應正極：_；負極：_；這樣設計的主要節(jié)(電)能之處在于(寫出2處)_、_。(2)寫出鈦鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的化學方程式                        

9、0;。(3)TiCl4暴露在潮濕空氣中冒白煙，白煙主要為白色的二氧化鈦的水合物H2Ti03，寫出該反應的化學方程式                                        

10、60;   。（4）已知：Mg(s)+Cl2 (g)=MgCl2 (g) H=-641kJ·mol-11/2Ti(s)+Cl2 (g)=1/2TiCl4 (l) H="-385" kJ·mol-1寫出Mg與TiCl4反應的熱化學方程式                ，反應在氬氣氛中進行的理由是    

11、0;                             。6.硫酸工廠排放的尾氣中，含少量的二氧化硫。為防止其污染大氣，在排放前必需進行尾氣處理并設法進行綜合利用。(1)硫酸工廠排放尾氣中的SO2通常用足量石灰水吸收，然后再用稀硫酸處理。寫出上述過程的化學反應方程式：_請說出這種尾氣處理方法的優(yōu)點（說出

12、兩點即可）：_若某硫酸廠每天排放的1萬米3（標準狀況）尾氣中含02%（體積百分數(shù)）的SO2，通過上述方法處理，理論上需生石灰_kg。 (2)近聞美國和日本正在研究用Na2SO3吸收法作為治理SO2污染的一種新方法，該方法：第一步是用Na2SO3水溶液吸收SO2，第二步是加熱吸收溶液，可得到含高濃度SO2的水蒸氣副產(chǎn)品。 這種尾氣處理方法與(1)相比的優(yōu)點是_。(3)某研究小組用NaOH溶液吸收尾氣中的二氧化硫，將所得的Na2SO3溶液進行電解循環(huán)再生，這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法；其中陰陽膜組合循環(huán)再生機理如下圖，a,b離子交換膜將電解槽分為三個區(qū)域，電極材料為石墨。 圖中a表示_（填“陰”或“

13、陽”）離子交換膜。AE分別代表生產(chǎn)中的原 料或產(chǎn)品，其中C為硫酸，則A表示_，E表示_。 陽極的電極反應式為_ 7.重鉻酸鉀是工業(yè)生產(chǎn)和實驗室的重要氧化劑，工業(yè)上常用鉻鐵礦（主要成分為FeO·Cr2O3）為原料生產(chǎn)，實驗室模擬工業(yè)法用鉻鐵礦制K2Cr2O7的主要工藝如下，涉及的主要反應是：6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO312NaCrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O試回答下列問題：(1)在反應器中，有Na2CrO4生成，同時Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)镹aFeO2，雜質(zhì)SiO2、Al2O3與純堿反應轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}，寫出氧化鋁與碳酸鈉反應的化學方程式：_(2)操作的

14、目的是什么，用簡要的文字說明：_(3)操作中，酸化時，CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式：_。 (4)稱取重鉻酸鉀試樣2.5000 g配成250 mL溶液，取出25. 00 mL于碘量瓶中，加入10 mL 2 mol/LH2SO4和足量碘化鉀（鉻的還原產(chǎn)物為Cr3+），放于暗處5 min，然后加入100 mL水，加入3mL淀粉指示劑，用0.1200 mol/L Na2S2O3標準溶液滴定（I2 +2S2O32-=2I-+S4O62-）。判斷達到滴定終點的依據(jù)是：_若實驗中共用去Na2S2O3標準溶液40.00 mL，列式計算所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀的純度（設整個過程中其他雜質(zhì)

15、不參與反應） 8.利用化學原理可以對工廠排放的廢水、廢渣等進行有效檢測與合理處理。  用乙烯作為還原劑將氮的氧化物還原為N2是燃煤煙氣的一種脫硝（除NOx）技術(shù)。其脫硝機理如下圖1，脫硝率與溫度、負載率（分子篩中催化劑的質(zhì)量分數(shù)）的關(guān)系如下圖2所示。 寫出該脫硝過程中乙烯和NO2反應的化學方程式_。 為達到最佳脫硝效果，應采取的條件是_。 有學者設想以下圖所示裝置用電化學原理將燃煤煙氣中的CO2、SO2轉(zhuǎn)化為重要化工原料。 （1）若A為CO2，B為H2，C為CH3OH，則正極電極反應式為_（2）若A為SO2，B為O2，C為H2SO4。則A極的電極反應式為_科研人員希望每分鐘從C處獲得

16、100mL10mol/LH2SO4，則A處通入煙氣（SO2的體積分數(shù)為1）的速率為_ _L/min（標準狀況）。粗CuO是將工業(yè)廢銅、廢電線及廢銅合金高溫焙燒而成的，雜質(zhì)主要是鐵的氧化物及泥沙。以粗CuO為原料制備CuSO45H2O的主要步驟如下圖所示： Fe3+、Fe2+、Cu2+轉(zhuǎn)化為相應氫氧化物時，開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表（1） 加入3 % H2O2之前需將熱溶液冷卻，其目的是_，H2O2的作用是_。（2） 加入2 mol/L氨水后，溶液的pH應在_范圍內(nèi)。（3） 經(jīng)操作得到粗膽礬，經(jīng)操作得到精制膽礬。兩步操作相同，都包括_ _、

17、過濾、洗滌、干燥等步驟9.高鐵酸鉀易溶于水，具有強氧化性，是一種新型水處理劑。工業(yè)上常用如下方法制備高鐵酸鉀：以鐵絲網(wǎng)為陽極電解溶液，然后在陽極液中加入50%的KOH溶液，充分反應后，過濾、用異丙醇洗滌、干燥，即可制得。（1）高鐵酸鉀具有強氧化性的原因是_（2）用異丙醇代替水洗滌產(chǎn)品的好處是_（3）最近，工業(yè)上又用鐵的氧化物代替鐵絲網(wǎng)制備高鐵酸鹽，其優(yōu)點是價廉易得且可提高電能的使用效率。則用作陽極的電極反應式為_；若通過相同的電流，分別用鐵絲網(wǎng)、作陽極制得的高鐵酸鉀的質(zhì)量之比為_。（4）探究高鐵酸鉀的某種性質(zhì)。【實驗1】將適量K2FeO4固體分別溶解于pH 為 4.74、7

18、.00、11.50 的水溶液中，配得FeO42濃度為 1.0 mmol/L（1 mmol/L =10-3 mol/L）的試樣，靜置，考察不同初始 pH 的水溶液對K2FeO4某種性質(zhì)的影響，結(jié)果見圖1（注：800 min后，三種溶液中高鐵酸鉀的濃度不再改變）。 【實驗2】將適量 K2FeO4溶解于pH4.74 的水溶液中，配制成FeO42濃度為 1.0 mmol/L的試樣，將試樣分別置于 20、30、40和60的恒溫水浴中，考察不同溫度對K2FeO4某種性

19、質(zhì)的影響，結(jié)果見圖2。則 實驗1的目的是_ 實驗2可得出的結(jié)論是_ 高鐵酸鉀在水中的反應為4FeO42-10H2O4Fe(OH)38OH-3O2。由圖1可知，800 min時，pH=11.50的溶液中高鐵酸鉀最終濃度比pH4.74的溶液中高，主要原因是_ 10.霧霾已經(jīng)嚴重影響我們的生存環(huán)境。火力發(fā)電廠釋放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等氣體會造成環(huán)境污染。圖1                 

20、60; 圖2                     圖3（1）利用甲烷催化還原NOx：CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g)  H1=-574kJmol-1 CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)  H2=-1160kJmol

21、-1甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為                   _（2）將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學方程式為：CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)  H3取五份等體積CO2和H2的混合氣體（物質(zhì)的量之比均為13），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應，反應相同時間后，測得甲醇的體積分數(shù)(CH3OH)

22、0;與反應溫度T的關(guān)系曲線（見圖1），則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應的H3       0（填“”、“”或“=”）。 在一恒溫恒容密閉容器中充入1mol CO2和3mol H2，進行上述反應。測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖2所示。下列說法正確的是    _（填字母代號）。 A第10min后，向該容器中再充入1molCO2和3molH2，則再次達到平衡時c(CH3OH) ="1.5" mol/LB達到平衡時，氫氣的轉(zhuǎn)化率為0.75C0

23、10分鐘內(nèi)，氫氣的平均反應速率為0.075mol/（Lmin）D該溫度下，反應的平衡常數(shù)的值為3/16E升高溫度將使n(CH3OH)/n(CO2)增大F達到平衡時，密度保持不變（3）某種脫硫工藝中將煙氣經(jīng)處理后，與一定量的氨氣、空氣反應，生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產(chǎn)品化肥。設煙氣中的SO2、NO2的物質(zhì)的量之比為11，則該反應的化學方程為              _（4）電化學降解NO3- 的原理如題圖3所示。電源正極為  &#

24、160;    (填“A”或“B”)，陰極反應式為                     _若電解過程中轉(zhuǎn)移了1mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(m左m右)為     _g。11.工業(yè)制鈦白粉產(chǎn)生的廢液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4，可利用酸解法生產(chǎn)補

25、血劑乳酸亞鐵。其生產(chǎn)流程如下：已知：TiOSO4可溶于水，在水中電離為TiO2+和SO42-。請回答下列問題：（1）寫出TiOSO4水解生成鈦酸H4TiO4的離子方程式                          。步驟中加入足量鐵屑的目的是       

26、0;      。（2）工業(yè)上由H4TiO4可制得鈦白粉TiO2。TiO2直接電解還原法（劍橋法）生產(chǎn)鈦 是一種較先進的方法，電解質(zhì)為熔融的CaCl2，原理如圖所示，陰極的電極反應為_。（3）步驟的離子方程式是                           

27、60;，所得副產(chǎn)品主要是_（填化學式）。（4）步驟的結(jié)晶過程中必須控制一定的真空度，原因是                     _（5）乳酸可由乙烯經(jīng)下列步驟合成：上述合成路線的總產(chǎn)率為60%，乳酸與碳酸亞鐵反應轉(zhuǎn)化為乳酸亞鐵晶體的產(chǎn)率為90%，列式計算生產(chǎn)468 kg乳酸亞鐵晶體（M234 g/mol）需要標準狀況下的乙烯多少立方米？12.為回收利用廢釩催化劑（

28、含有V2O5、VOSO4及不溶性殘渣），科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，主要流程如下：部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如下：物質(zhì)VOSO4V2O5NH4VO3（VO2）2SO4溶解性可溶難溶難溶易溶   回答下列問題：工業(yè)由V2O5冶煉金屬釩常用鋁熱劑法，寫出該反應的化學方程式             。圖中所示濾液中含釩的主要成分為      _（寫化學式）。該工藝

29、中反應的沉淀率（又稱沉釩率）是回收釩的關(guān)鍵之一，該步反應的離子方程式             ；沉釩率的高低除受溶液pH影響外，還需要控制氯化銨系數(shù)（NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O5的質(zhì)量比）和溫度。根據(jù)下圖判斷最佳控制氯化銨系數(shù)和溫度為      _ 、       _。用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定（VO2）2SO4溶液

30、，以測定反應后溶液中含釩量，完成反應的離子方程式為_VO2+_H2C2O4_VO2+_CO2_H2O。全礬液流電池的電解質(zhì)溶液為VOSO4溶液，電池的工作原理為VO2+V2+2H+ VO2+H2OV3+，電池充電時陽極的電極反應式為          _化學與技術(shù)(一)答案1. （1）溶解度 （2）2ClO2+SO2+4OH-2ClO2-SO42-+2H2O；還原（3）H2SO4（4）高氯酸的沸點比較低，容易從溶液中逸出；（5）陽極反應式 HCl+ 4H2O -8e-= HClO4 + 8H+

31、。2. （1）二氧化錳和氫氧化鉀、氧氣發(fā)生生成錳酸鉀和水，反應的化學方程式為4KOH+2MnO2+O2=2K2MnO4+2H2O，故答案為：4KOH+2MnO2+O2=2K2MnO4+2H2O；（2）氧化鋁是兩性氧化物，既能與強酸反應也能與強堿反應，所以氧化鋁和強堿反應生成偏鋁酸鹽和水，反應的離子方程式為2OH-+Al2O3=2AlO2-+H2O，故答案為：2OH-+Al2O3=2AlO2-+H2O；（3）電解錳酸鉀溶液時，陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子，電極反應為2H2O+2e-=H2+2OH-，陽極上錳酸根離子失電子生成高錳酸根離子，電極反應式為2MnO42-2e-=2MnO4-，故答

32、案為：陰極：2H2O+2e-=H2+2OH-，陽極：2MnO42-2e-=2MnO4-；（4）氯化亞鐵有還原性，高錳酸鉀有強氧化性，所以氯化亞鐵能被高錳酸鉀氧化成氯化鐵，故滴定達到終點時的現(xiàn)象為：溶液從淺綠色變?yōu)樽霞t色并且在30秒內(nèi)不褪色；設氯化亞鐵溶液的濃度為C5Fe2+8H+MnO4-=5Fe3+Mn2+4H2O5mol        1mol0.02Cmol    0.003molC=0.75molL-1故答案為：溶液從淺綠色變?yōu)樽霞t色并且在30秒內(nèi)不褪色；0.753. (1)NH4HCO

33、3固體、水和H2SiF6濃溶液；ABD(2)2H+SiF62-+2Na+CO32-=Na2SiF6+CO2+H2O(3)B(4)是；使NH4F（沉淀表面吸附的）全部轉(zhuǎn)移到溶液A中（或提高產(chǎn)品產(chǎn)率等說法均可）(5)蒸發(fā)（濃縮）、（冷卻）結(jié)晶；重結(jié)晶4.(1)為了防止亞鐵化合物被氧化 (2)CO2；H2O；NH3(3)FeH2PO4-Li+2e-LiFePO42H+ (4)(5)FePO4Li+e-LiFePO45.（1）Cl2,H2（2分）a%<b% (1分) O2+4e-+2H2O=4OH-  H2-2e-+2OH-=2H2O（2分）燃料電池可以補充電解池消耗的電能；提高產(chǎn)品堿

34、液的濃度，降低能耗（其他合理答案也給分）（2分） （2）2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO（2分） (3)TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl (2分) （4）2Mg(s)+TiCl4(l)=2MgCl2(s)+Ti(s)；H="-512" kJ·mol-1（3分）Mg和Ti都有強還原性，在氬氣中可以防止被氧化（1分）6. (1)SO2 +Ca(OH)2=CaSO3+H2O ，CaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2+H2O 原料生石灰、硫酸價格便宜且容易獲得，可得到石膏副產(chǎn)品，產(chǎn)生的SO2含量較高可返回作為原料 50 (2) Na2SO3 可循環(huán)使用 (3)陽 ；NaOH溶液 ；氫氣 ；SO32- -2e-+H2O=2H+SO42-7. (1)SiO2+Na2CO3=Na