课时作业(二十三)
(时间:45分钟,满分:100分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平,下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于( )
A.金属的导电性强弱
B.金属在地壳中的含量多少
C.金属的化合价高低
D.金属的活动性大小
[解析] 金属越不活泼在自然界越可能存在,越容易得到,金属越活泼越不容易制取,D正确。
[答案] D
2.金属材料在日常生活、生产中有着广泛的应用,下列关于金属的说法不正确的是( )
A.越活泼的金属越难冶炼
B.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融其氯化物制得的
[解析] 越活泼金属越易与其它元素化合越不易冶炼出来,A正确;合金的熔沸点硬度等特性与成份金属不同,B正确;金属大多数以化合态存在,将离子还原才能得到金属原子,C正确;电解MgCl2得到Mg,电解Al2O3得到Al,AlCl3是分子晶体,不能导电,D不正确。
[答案] D
3.(2012年牡丹江一中期末)下列关于金属的冶炼,叙述错误的是( )
A.活泼金属钠用电解法冶炼
B.镁不可以用置换反应制得
C.汞的冶炼能用热分解法
D.铁的冶炼可以用铝热法
[解析] 钠用电解法正确;镁用置换法,价格昂贵,B正确;汞用热分解法,C正确;铁用铝热法冶炼成本高,D错误。
[答案] D
4.H2作还原剂和金属作还原剂相比,所得金属的纯度的说法正确的是( )
A.用H2的高 B.用金属的高
C.二者相同 D.无法比较
[解析] 用金属作还原剂易产生固体混合物,有时难以分离。
[答案] A
5.我国古代湿法炼铜的反应原理是( )
A.CuO+H2Cu+H2O
B.CuO+COCu+CO2
C.CuSO4+Fe===Cu+FeSO4
D.2CuO+CCu+CO2↑
[答案] C
6.在黄铁矿炼铜的过程中发生了反应:Cu2S+2CuO4Cu+SO2↑。下列叙述正确的是( )
A.反应中只有CuO是氧化剂
B.该反应中Cu2S是还原剂
C.该反应中,氧元素氧化了硫元素
D.该反应中,Cu2S既是还原剂又是氧化剂
[解析] 根据化合价的变化来判断,该反应中,Cu2S既是还原剂又是氧化剂。
[答案] D
7.下列对铝热反应的说法错误的是( )
A.铝热剂中还原剂是铝粉
B.铝热剂是纯净物
C.铝与Fe2O3可组成铝热剂
D.铝热反应是放热反应
[解析] 铝热剂是难熔金属氧化物和铝粉的混合物,B错误。
[答案] B
8.在冶炼金属的过程中,下列物质需加入还原剂的是( )
A.HgO B.NaCl C.Al2O3 D.Fe2O3
[解析] HgO受热即可分解;NaCl和Al2O3用电解法冶炼,都无需加入还原剂。
[答案] D
9.工业上利用下述反应在真空中炼铷:2RbCl+MgMgCl2+2Rb。这一反应能进行的原因是( )
A.在高温下镁的金属活动性比铷强
B.铷的沸点比镁低,以气体形式被抽去
C.铷的熔点比镁低,以液体形式被抽去
D.MgCl2的稳定性比RbCl的强
[解析] 铷的沸点比镁低,在高温下是气体,以气体形式被抽去。
[答案] B
10.某地区一座大型钢铁厂搬迁后,附近居民将不再受到该厂产生的红综色烟雾的困扰。你估计这一空气污染物中可能含有( )
A.FeO粉尘 B.Fe3O4粉尘
C.Fe2O3粉尘 D.SiO2粉尘
[解析] 以上四种物质只有Fe2O3粉尘是红棕色。
[答案] C
11.我国古代炼丹家魏伯阳所著的《周易参同契》是世界上现存最早的一部炼丹专著。书中描写到:“金入于猛火,色不夺精光。”这句话是指黄金的性质是在加强热条件下( )
A.很稳定 B.很活泼
C.易氧化 D.易还原
[答案] A
12.实验室欲使1.6 g氧化铁完全还原,事先应准备的CO在标准状况下的体积为( )
A.672 mL B.336 mL
C.大于 672 mL D.小于 336 mL
[解析] 1.6 g 氧化铁完全还原需要 672 mL CO,CO还要用于排出装置中的空气,所以需要的量大于672 mL。
[答案] C
二、非选择题(本题包括5小题,共52分)
13.(9分)根据你的生活经验和下表所提供的信息,选择合适的理由填空:
一些金属物理性质比较
物理性质
物理性质比较
导电性(以银的导
电性为100作标准)
密度/(g·cm-3)
熔点/℃
硬度(以金刚石的
硬度为10作标准)
(1)制菜刀等工具用铁不用铅的原因是__________。
(2)制电线一般用铜不用银的原因是__________。
(3)灯泡里的灯丝用钨不用锡的原因是__________。
[解析] (1)制菜刀等工具所用金属的硬度需大,而铅比铁的硬度小,故不用铅而用铁。
(2)虽然Ag比铜的导电性略好,但成本高,故用Cu而不用Ag。
(3)锡比钨的熔点低很多,因此制灯丝应用高熔点的钨而不用锡。
[答案] (1)铅的硬度小,铁的硬度大且为常用金属
(2)铜与银的导电性最好且相差不大,但用铜比银的成本低很多
(3)锡比钨的熔点低很多,制灯丝应用高熔点的钨
14.(8分)请你谈谈对可持续发展的认识。简述自然资源与可持续发展的关系。
[解析] 可持续发展是指既满足现代人的需求又不损害后代人满足需求的能力。换句话说,就是指经济、社会、资源和环境保护协调发展,它们是一个密不可分的系统,既要达到发展经济的目的,又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境,使子孙后代能够持续发展和安居乐业。
二者的关系:人类通过科学来利用自然资源,以获得人类必需的能量和可用的物质,为人类服务,同时又受自然资源的制约,必须通过科学合理利用和保护环境及自然资源。
[答案] 见解析
15.(12分)(2011年河南许昌一中期末)合理、高效利用金属矿物,将其中的金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料,这一过程在工业上称为金属的冶炼。
(1)以HgO为原料冶炼Hg,冶炼方法是__________。
(2)铝热法是冶炼金属的方法之一,写出铝热法炼铁(Fe2O3)的化学方程式:__________。引发铝热反应的实验操作是:__________。
(3)某些金属氧化物粉末和铝粉在一定条件下可以发生铝热反应。下列反应速率(υ)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是:__________(填字母)。
[解析] 冶炼Hg用加热分解法,铝热反应为:2Al + Fe2O3Al2O3 + 2Fe
实验操作是:加少量KClO3,插上Mg条并将其点燃。温度越高反应速率越快b符合
[答案] (1)加热分解法。
(2) 2Al + Fe2O3Al2O3 + 2Fe 。 加少量KClO3,插上Mg条并将其点燃 。
(3) b
16.(16分)以下是一学生
用CO干燥气体还原W g不纯氧化铜(所含杂质不与通入的气体反应)测定氧化铜纯度的实验。所给出的气体和试剂都是足量的。请根据实验操作过程回答下面的问题。
(1)点燃酒精灯前先要检查__________,原因是__________。
(2)尾气处理装置是__________(填Ⅱ或Ⅲ),产生的现象是__________。装置Ⅰ中发生反应的化学方程式是__________。选用尾气处理装置中发生反应的化学方程式是__________。
(3)把最后逸出的气体尾气收入球胆中,目的是__________。
(4)请你根据上图,写出两种测定氧化铜纯度的方法,用文字简述其原理和需要测定的数据。
方法一:_______________________________________________;
方法二:______________________________________________。
[解析] (1)CO为可燃性气体,与空气混合后受热易发生爆炸,因此点燃酒精灯前应先检验CO的纯度。
(2)CO还原CuO生成CO2,CO2能使澄清石灰水变浑浊(合理即可)。
(3)CO具有可燃性且有毒,尾气收入球胆中既安全又能防止环境污染。
(4)通过测定装置Ⅰ中硬质玻璃管减少的质量或装置Ⅱ中石灰水增加的质量,可推知CuO的质量、进而计算CuO样品中CuO的纯度。
[答案] (1)CO的纯度 CO与空气混合受热易发生爆炸 (2)Ⅱ 澄清石灰水变浑浊
CO+CuOCu+CO2
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O(合理即可)
(3)既防止CO与空气混合加热发生爆炸,又防止环境污染
(4)方法一:测定装置Ⅱ中石灰水增加的质量,利用物质的量关系CuO~CO2,推出CuO质量、进而计算CuO样品的纯度
方法二:测定装置Ⅰ中硬质玻璃管减小的质量,利用物质的量关系CuO~Cu~Δm推出CuO质量,进而计算CuO样品的纯度
17.(7分)“青海省资源丰富,开发前景广阔,尤其是柴达木盆地具有得天独厚的盐湖资源,资源总储量达3315亿吨,潜在经济价值约17万亿元。据《证券时报》2003年3月10日报道:中信公司将斥资42亿开发柴达木资源。”金属钠是一种用途很广泛的活泼金属。电解熔融氯化钠可制得金属钠2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。如果从盐湖中提炼出纯净的氯化钠117t,电解可得到金属钠多少吨?
[解析] 设可制得金属钠的质量为x。
2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
2×58.5t 2×23t
117t x
x=t=46t。
[答案] 46t
课时作业(二十四)
(时间:45分钟,满分:100分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.下列关于海水知识不正确的是( )
A.海水资源的利用包括海水水资源利用和化学资源利用
B.海水既苦又涩,不能直接利用
C.海水中某些金属元素总储量很大,但富集程度却很低
D.海水淡化应同化工生产结合,同能源技术结合
[解析] 海水中含有很多化学物质所以A正确;海水的苦涩与水资源的利用无关B错误;海水含有大量的金属离子但浓度小,富集程度低C正确;海水淡化需要能源,所以把海水淡化与化工生产、能源技术结合是正确的。
[答案] B
2.从海水中提取下列物质,可以不涉及化学变化的是( )
A.Mg B.NaCl
C.Br2 D.K
[解析] 海水中存在大量的NaCl,可以通过蒸发的方法将NaCl从海水中分离出来,而Mg、Br2、K的提取必须经过化学反应才能得到这些单质。
[答案] B
3.下列海洋资源中属于可再生资源的是( )
A.海底石油、天然气 B.潮汐能
C.滨海砂矿 D.锰结核
[解析] 海底石油、天然气、滨海砂矿、锰结核等资源虽然很丰富,但是都不是可再生资源,只有潮汐能是可再生的。
[答案] B
4.海水淡化方法较多,如反渗透法、蒸馏法、电渗透法、离子交换法和压渗法等。下列方法中也可以用来进行海水淡化的是( )
A.过滤法 B.萃取法
C.分液法 D.冰冻法
[解析] 从海水中得到淡水或者把海水中的盐分分离出去都是海水的淡化,由于海水中的盐分是可溶性的,所以,过滤法和萃取分液均不能用,由于海水中含有盐分,所以海水的熔点和淡水不一样,利用冰冻的方法可以提取淡水。
[答案] D
5.一位遇上海难的水手,随着木排在海上漂流。他用完了淡水,感到异常口渴,但他不喝海水,因为他知道喝海水会致命。理由是( )
A.海水有苦涩味,根本喝不下去
B.海水中含有多种盐,能使肠胃腐烂致人死亡
C.海水中有许多微生物,有些微生物能致人死亡
D.海水会造成水分从血液和组织内脱离出来,进入肠胃中,使人脱水死亡
[解析] 海水是由氯化钠等多种成分组成的混合物。人体内氯化钠的含量约0.9%,海水中盐的含量要高很多。因此,饮用海水后,会因渗透压的不同导致脱水,造成死亡。
[答案] D
6.(2012年宁波市期末试题)化学在自然资源的开发和利用中具有重要的意义,下列对其认识不正确的是( )
A.利用化学知识和化学规律,人们可以更好的开发和利用资源
B.利用化学知识和化学规律,人们可以制取更多物质,丰富物质世界
C.人们在开发和利用资源的过程中,对环境造成了污染,化学对此无能为力
D.人们对资源的开发和利用过程中,时刻不能忘记资源的可持续性发展
[解析] 利用化学知识和规律可开发利用资源也可以制取更多物质丰富人类生活,A、B正确;在开发利用资源的过程中对环境污染化学可以防治也可以治理,C错误;可持续发展是我们开发利用资源的指导思想。D正确。
[答案] C
7.(2012年牡丹江一中期末试题)已知MgO、MgCl2的熔点分别为2800℃,604℃,将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解,都可得到金属镁。海水中含有Mg2+、Cl-,工业上从海水中提取镁,正确的方法是( )
A.海水Mg(OH)2Mg
B.海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
C.海水Mg(OH)2MgOMg
D.海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
[解析] 工业问题除理论上可行还要考虑设备、原料、成本等问题。从理论上看A方法使用NaOH成本高,且Mg(OH)2是一种不溶性碱,加热熔融时会发生分解,因此不可行;B方法中得不到MgCl2;C方法中电解MgO时,由于MgO的熔点很高,耗能大,所以经济效益差。
[答案] D
8.从海水中可以提取溴,但得到的液溴中常常溶有少量氯气,除去氯气应该采用的方法是( )
A.加入适量的Na2CO3溶液
B.通入溴蒸气
C.加入适量的NaOH溶液
D.加入适量的NaBr溶液
[解析] Na2CO3溶液和NaOH溶液都能与溴反应,不能用于除杂。
[答案] D
9.检验溶液中是否含I-,可以加入试剂( )
A.只有AgNO3溶液
B.用AgNO3溶液和稀硝酸
C.用溴水和CCl4
D.用溴水和酒精
[解析] 检验I-,应用AgNO3和稀硝酸,生成的AgI沉淀不溶于稀硝酸,B正确。
[答案] B
10.我国海带产量居世界第一,除供食用外,大量用于制碘。提取碘的途径如下所示:
干海带海带灰水溶液 ―→碘单质
下列有关叙述正确的是( )
A.碘元素在海水中也有游离态存在
B.在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2
C.操作A是结晶或重结晶
D.B是提纯操作,常用蒸馏或分馏
[解析] 碘在海水中只以化合态(I-)存在,没有游离态,A错误;操作A是萃取,操作B是分液,然后才是蒸馏等操作来得到单质碘,A、C、D都是错误的。
[答案] B
11.(2012年海南省嘉积中学期末试题)在开发利用金属矿物和海水资源过程中,下列说法正确的是( )
A.在开发海水资源时可以牺牲环境为代价
B.从海水中只能提取溴、碘等非金属
C.工业上可用电解MgCl2溶液的方法来制备Mg
D.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备金属钠
[解析] 电解MgCl2溶液不会得到Mg,C错误;电解熔融NaCl可以得到Na,D正确。
[答案] D
12.向NaBr和KI混合溶液中通入足量氯气后,将溶液蒸干并灼烧,最后得到的物质是( )
A.NaBr和KI B.NaBr和KCl
C.NaCl和KCl D.NaCl、KCl和I2
[解析] 向NaBr和KI混合溶液中通入足量氯气后,生成的物质是溴和碘的单质,在溶液蒸干时,二者挥发或升华,容器中剩余的物质为NaCl和KCl。
[答案] C
二、非选择题(本题包括5小题,共52分)
13.(4分)海洋占地球表面积的3/4,它能对地球生态环境起调节作用,同时也蕴藏着丰富的物质资源。
(1)据测算,地球上的氧气90%来自于藻类植物的光合作用,而环境污染的加剧,使海洋表层的浮游植物大量死亡,从而进一步加剧温室效应,这是由于大量浮游植物的死亡会使大气中的____________
____增加所致。
(2)我国首创的铝、空气、海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以海水为电解质,靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流。上述新型电池____________________为负极。
[解析] (1)环境污染加剧,使海洋表层的浮游植物大量死亡,使大气中的CO2增加,从而进一步加剧温室效应。(2)铝、空气、海水电池。负极:Al-3e-=Al3+,正极:O2+2H2O+4e-=4OH-。
[答案] (1)CO2 (2)Al
14.(8分)海水占地球总储水量的97.2%。若把海水淡化和化工生产结合起来,既可以解决淡水资源缺乏的问题,又可以充分利用海洋资源。
(1)利用电解饱和食盐水制得重要化工产品的工业,称为“氯碱工业”。也可以电解熔融氯化钠制得钠和氯气,该反应方程式为__________。
(2)近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法,该方法的流程如下:
试写出反应的化学反应方程式②__________,③__________,④__________。
[解析] (1)电解熔融NaCl的方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
(2)该流程较清晰的展示了氯碱产品及NaCl循环治理含SO2的废气并回收SO2的原理,据要求写出方程式即可。
[答案] (1)2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
(2)②NaOH+SO2===NaHSO3
③H2+Cl22HCl
④NaHSO3+HCl===NaCl+SO2↑+H2O
15.(12分)(2012年南京六中期末试题)镁是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁从海水中提取。主要步骤如下:
(1)为了使MgCl2转化为Mg(OH)2,试剂①可选用__________,要使MgCl2全转化为沉淀,加入试剂①的量应__________,验证MgCl2已完全转化为Mg(OH)2的方法是_________________;
(2)加入试剂①后,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是______;
(3)试剂②可以选用__________;
(4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生镁和氯气,写出反应的方程式______________________。
[解析] (1)MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl;
(2)分离不溶性的固体和液体用过滤的方法;
(4)可依据质量守恒和得失电子守恒写出MgCl2在熔融状态下电解的方程式。
[答案] (1)NaOH 过量 取上层清液滴入少量NaOH溶液,若溶液不变浑浊,则MgCl2已完全转化为Mg(OH)2沉淀
(2)过滤 (3)HCl (4)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
16.(16分)碘缺乏会给人类的智力与健康造成极大的损害。我国政府为了消除碘缺乏病,要求国民食用加碘食盐。某化学兴趣小组为探究市售加碘食盐中碘元素的存在形式进行了以下实验探究。实验中仅供选择的药品有:含碘食盐、0.5%的淀粉溶液、3%H2O2、稀硫酸、5%的KI溶液、蒸馏水,实验中所需化学仪器任选。
(1)提出假设:
假设①:加碘食盐中碘是以I2的形式存在,用__________溶液进行验证。
假设②:加碘食盐中碘以I-的形式存在,用H2O2和淀粉可以进行验证,可能发生的反应的离子方程式为_______________________。
假设③:加碘食盐中碘以IO的形式存在,根据反应:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O判断,检验IO的存在所选取的试剂为:KI溶液、淀粉溶液、稀H2SO4和蒸馏水。
(2)实验方案及结论:
取少量加碘食盐加水溶解配制成溶液,分装到三支洁净试管中备用。
假设
实验操作
预期现象与结论
①
②
往一支试管中加入少量3%的H2O2,滴入几滴稀H2SO4,然后再滴入几滴0.5%的淀粉溶液
溶液不显蓝色,加碘食盐中不含I-
③
[解析] (1)①用淀粉检验I2的存在
②酸性条件下,H2O2氧化I-生成I2的离子方程式为2H++2I-+H2O2===I2+2H2O,淀粉遇I2变蓝色,若溶液不变蓝,说明碘盐中不存在I-。
(2)使加碘食盐、KI溶液在稀H2SO4提供的酸性环境的条件下反应,若滴入淀粉溶液后溶液变蓝,则证明加碘食盐中存在IO。
[答案] (1)淀粉
2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O
(2)
假设
实验操作
预期现象与结论
①
往一支试管中滴入几滴0.5%的淀粉溶液
溶液不显蓝色,加碘食盐中不含I2
②
往一支试管中加入少量3%的H2O2,滴入几滴稀H2SO4,然后再滴入几滴0.5%的淀粉溶液
溶液不显蓝色,加碘食盐中不含I-
③
往一支试管中加入少量5%的KI溶液、滴入几滴稀H2SO4,然后再滴入几滴0.5%的淀粉溶液
溶液显蓝色,加碘食盐中含IO
17.(12分)溴是海水中重要的非金属元素,地球上99%的溴元素以Br-的形式存在于海水中,因此溴被称为“海洋元素”。目前,从海水中提取溴是世界各国生产溴的主要方法,其工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,为什么?_______;步骤①中反应的离子方程式为________________________________。
(2)步骤③在________(填设备名称)中完成,反应的化学方程式为__________________________________________________________。
(3)在步骤⑤蒸馏的过程中,温度应控制在80~90℃,温度过高或过低都不利于生产,其原因是________________________。
(4)为什么不直接用经步骤①得到的含溴的海水进行蒸馏得到液溴,而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯气氧化,然后再进行蒸馏制取液溴”?_______________________________________________。
[解析] (1)把浓缩的海水酸化可防止Cl2、Br2与水发生反应,故可提高Cl2的利用率;步骤①主要发生Cl2氧化Br-的反应。
(2)步骤③是在吸收塔中完成溴的吸收,反应的化学方程式为:SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr。
(3)温度过高,大量水蒸气随溴蒸气排出,造成溴蒸气中水分增加;温度过低,溴不能完全蒸发,回收率太低。
[答案] (1)把浓缩的海水酸化后可防止Cl2、Br2与水反应 2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
(2)吸收塔 SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr
(3)温度过高,大量水蒸气随溴蒸气排出,溴蒸气中水分增加,不利于液溴提纯;温度过低,溴不能完全蒸发,回收率太低
(4)氯气氧化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏含溴的海水,产品生产成本高。“空气吹出、SO2吸收、氯气氧化”的过程实际上是Br2的浓缩过程
课时作业(二十五)
(时间:45分钟,满分:100分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.有关煤的叙述不正确的是( )
A.煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物
B.煤的干馏是工业上获得芳香烃的一种主要来源
C.煤在空气中加强热的过程叫做煤的干馏
D.煤可以直接液化,使煤与H2作用生成液体燃料
[解析] 煤的干馏是将煤隔绝空气加高温使其分解的过程,隔绝空气是防止煤与空气反应。
[答案] C
2.煤高温干馏的产物中,可用作燃料的是( )
A.焦炭 B.煤焦油
C.焦炉气 D.粗氨水
[解析] 焦炉气的主要成分是H2、CH4、C2H4、CO可做气体燃料、化工原料。
[答案] C
3.(2012年南京六中期末试题)为了获得大量的汽油,煤油等,多采用的方法是( )
A.高温干馏 B.石油裂解
C.石油裂化 D.减压分馏
[解析] 石油的裂化是得到汽油、煤油等液态燃油的方法,C符合。
[答案] C
4.液化石油气和天然气是日常生活中使用的两种普通气体燃料,但使用天然气比液化石油气要好,有以下原因:①等质量的天然气与液化石油气燃烧时,天然气提供的热量多;②天然气燃烧产生的废气中SO2等物质含量较石油气少;③天然气与空气混合点燃,不会发生爆炸;④天然气价格较液化石油气低,其中正确的是( )
A.②③ B.③④
C.①②④ D.①②③④
[解析] 天然气与空气混合点燃会发生爆炸,③是错误的,所以选C项正确。
[答案] C
5.关于石油组成的下列叙述,正确的是( )
A.石油中含碳、氢两种元素,是多种烃的混合物
B.石油主要含碳、氢两种元素,还含少量的硫、氧、氮等元素
C.石油是液态的物质,只含液态烃
D.石油的大部分是液态烃,其中溶有气态烃和固态烃
[解析] 石油是多种碳氢化合物组成的混合物。从石油中分馏出的汽油、煤油、柴油都是液态烃,而液化石油气则是气态烃,重油则是固态烃。
[答案] D
6.石油裂解的目的,是为了( )
A.提高轻质液体燃料的产量
B.主要提高汽油的产量
C.获得短链不饱和烃
D.改善汽油的质量
[解析] 裂化的目的,提高汽油的质量;裂解的目的,获得短链不饱和烃。
[答案] C
7.下图是石油分馏塔的示意图。a、b、c三种馏分中( )
A.a的沸点最高
B.b的熔点最低
C.c的平均相对分子质量最大
D.每一种馏分都是纯净物
[解析] a、b、c三种馏分均为蒸气,故最上面的熔、沸点最低,c的沸点最大,对应的平均相对分子质量也最大。
[答案] C
8.石油被称为“工业的血液”,煤被誉为“工业的粮食”。下列有关煤和石油的说法中不正确的是( )
A.煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料,是取之不尽的
B.煤是由无机物和有机物组成的复杂的混合物
C.石油主要含有碳和氢两种元素,同时还含有少量的硫、氧、氮等元素
D.煤和石油是古代生物遗体埋在地层上或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的
[解析] 煤和石油不可再生,要节约使用。
[答案] A
9.如何实现化石燃料的综合利用,减少化石燃料燃烧所造成的环境污染,是人类面临的重大挑战。下列关于化石燃料以及使用的一些说法不正确的是( )
A.煤的气化是指将固态煤粉碎成气态煤,以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧
B.天然气除可用作清洁能源外,也可用于合成氨和生产甲醇等
C.石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油其成分和化学性质不相同
D.化石燃料也是重要的化工原料,乙烯和苯就是分别来自于石油和煤的基本化工原料
[解析] 煤的气化是指通过化学方法将煤转化为气体燃料,如将高温水蒸气通过炽热的煤层制得水煤气:C+H2OCO+H2,A项错误;天然气是一种优良的燃料,也是一种重要的化工原料,B项正确;石油直接分馏得到的汽油叫直馏汽油,主要是含C5~C11的烷烃,而裂化汽油是烷烃和烯烃的混合物,两者成分不同,C项正确。
[答案] A
10.下列物质既能够使溴的四氯化碳溶液褪色,又能够使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( )
A.乙烯 B.聚乙烯
C.直馏汽油 D.水煤气
[解析] 聚乙烯中不存在不饱和键,故不能使两种物质褪色;直馏汽油不含不饱和键,不具有烯烃的性质,裂化汽油可使两种物质褪色;水煤气的主要成分为CO和H2,故不能使两种物质褪色。
[答案] A
11.聚四氟乙烯?CF2—CF2?可以作为不粘锅的内衬,其链节是( )
A.CF2—CF2 B.—CF2—CF2—
C.CF2===CF2 D.—CF2===CF2—
[解析] 加聚产物的链节是双键断裂以后的部分,B正确。
[答案] B
12.丁烷在催化剂作用下可裂解为乙烯和乙烷,假定丁烷的裂解率为50%,标准状况下,1.5体积裂解后的混合气体和10体积的氧气混合完全燃烧,恢复到标准状况时,气体体积是( )
A.7.5体积 B.8体积
C.7体积 D.9体积
[解析] 由题意得,1.5体积裂解后的混合气体,未裂解前为1体积C4H10。裂解前和裂解后耗氧量和产生CO2的体积是一样的,可根据1体积丁烷燃烧计算,耗氧6.5体积,产生CO2 4体积,反应后气体体积为7.5体积。
[答案] A
二、非选择题(本题包括5小题,共52分)
13.(10分)目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气,浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料。管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类,天然气的主要成分是CH4。它们的燃烧反应分别如下:2CO+O22CO2,
2H2+O22H2O,CH4+2O2CO2+2H2O
根据以上化学方程式判断:燃烧相同体积的管道煤气和天然气,消耗空气体积较大的是__________。因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气,灶具有改进方法是__________进风口(填“增大”或“减小”),如不作改进可能产生的不良后果是______________________。管道煤气中含有的烃类,除甲烷外,还有少量乙烷、丙烷、丁烷等,它们的某些性质见下表:
乙烷
丙烷
丁烷
熔点(℃)
-183.3
-189.7
-138.4
沸点(℃)
-88.6
-42.1
-0.5
试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小,并且呈断续状态的原因是____________________________。
[解析] 根据方程式可判断,甲烷耗氧量多,若煤气灶改烧天然气,应增大进空气量,如灶具没有改进就会产生黑烟及生成有毒气体CO,当天气寒冷时丁烷会液化,使管道内气流不畅。
[答案] 天然气 增大 甲烷不能充分燃烧,生成有毒的CO气体 丁烷遇冷凝结为液体使管道内气流不畅
14.(12分)目前生产聚氯乙烯的方法是先将乙烯与氯气和氧气在一定条件下反应生成氯乙烯和水,再进一步合成聚氯乙烯。请回答:
(1)请写出上述两个过程的化学反应方程式:________________,_______________。
(2)聚氯乙烯是一种可燃物,火灾中聚氯乙烯产生有害气体,其主要成分可能是________;若在火灾现场,为了防止气体中毒,应采取的防护措施是________________________。
(3)请分析说明聚氯乙烯________(填“是”或“不”)可以用作食品包装袋,原因是____________________。
[答案] (1)4CH2===CH2+2Cl2+O2
4CH2===CH-Cl+2H2O
nCH2===CHCl?CH2CH?nCl
(2)Cl2、HCl 用碱液吸收有害气体
(3)不 聚氯乙烯中含有氯元素,受热易产生有毒物质,不能用作食品包装袋
15.(10分)下图是实验室干馏煤的装置图,回答下列问题:
(1)指出图中仪器名称:a__________,d__________。
(2)仪器d的作用是__________,c中液体有__________和__________,其中无机物里溶有__________,可用__________检验出来;有机物可以通过__________的方法使其中的重要成分分离出来。
(3)e处点燃的气体的主要成分是__________,火焰的颜色是__________。
[解析] 煤的干馏装置是由硬质玻璃管,酒精喷灯、U型管、烧杯、铁架台组成,d的作用是冷却蒸气,c中液体有粗氨水、煤焦油,粗氨水中溶解有氨,可用酚酞试液检验,煤焦油中成份的分离方法是分馏,可燃气体的主要成份为H2、CO、C2H4、CH4等火焰颜色为淡蓝色。
[答案] (1)酒精喷灯 烧杯
(2)盛装冷水对蒸气进行冷却 粗氨水 煤焦油 氨 酚酞试液 分馏
(3)H2、CH4、CH2===CH2、CO 淡蓝色
16.(9分)已知A、B、F是家庭中常见的有机物,E是石油化工发展水平的标志,F是一种常见的高分子材料。根据下面转化关系回答下列问题:
(1)操作⑥、操作⑦的名称分别为:________、________。
(2)下列物质中沸点最高的是________。
A.汽油 B.煤油 C.柴油 D.重油
(3)在①~⑤中属于取代反应的是________;原子利用率为100%的反应是________。(填序号)
(4)写出结构简式:A________、F________。
(5)写出反应③的离子方程式_____________________________。
(6)作为家庭中常见的物质F,它给我们带来了极大的方便,同时也给我们造成了环境污染,这种环境污染称为________。
[解析] 石油经过分馏可生产石油气、汽油、柴油等产
品,而上述产品再经过高温裂解可制得乙烯、丙烯等化工产品,而E是石油化工发展水平的标志,故E为乙烯,则F为聚乙烯,B为乙醇。由框图知C为乙醇与酸A发生酯化反应生成的酯,且A为家庭中常见有机物,故A为乙酸,C为乙酸乙酯,其他答案可依次推出。
[答案] (1)分馏 裂解
(2)D
(3)①②③ ④⑤
(4)CH3COOH ?CH2—CH2?n
(5)CH3COOCH2CH3+OH-CH3COO-+C2H5OH
(6)白色污染
17.(11分)用一氧化碳和氢气在443~473 K温度下,并用钴(Co)作催化剂时,可以发生反应生成n=5~8的烷烃,这是人工合成汽油的方法之一。
(1)写出用CnH2n+2表示的人工合成汽油的配平化学方程式__________。
(2)如果向密闭的合成塔里通入恰好能完全反应的一氧化碳和氢气,当完全反应后,合成塔内温度不变,而塔内气体压强降低到原来的。通过计算说明这时有无汽油生成?
_________________________________________________________________________________________________________________。
(3)要达到上述合成汽油的要求,一氧化碳和氢气的体积比的取值范围是__________。
[解析] (1)CnH2n+2是烷烃的组成,反应为nCO+(2n+1)H2CnH2n+2+nH2O
(2)反应前,物质的量为n+2n+1反应后为n+1,根据压强之比等于物质的量之比,则=,n=3,汽油是液态碳原子数大于5,所以无汽油生成。(3)根据反应方程式,CO和H2的物质的量之比为n∶2n+1,汽油中分子含碳原子数为5~8之间,由此得≤≤。
[答案] (1)nCO+(2n+1)H2CnH2n+2+nH2O
(2)在给定温度范围内,水为气体,依题意:
=,解得n=3,为丙烷,无汽油生成
(3)≤≤
课时作业(二十六)
(时间:45分钟,满分:100分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.下列情况可引起大气污染的是( )
①煤的燃烧 ②工业废气的任意排放 ③燃放鞭炮
④飞机、汽车尾气排放
A.只有①② B.只有②④
C.只有①②③ D.①②③④
[解析] 煤的燃烧和鞭炮的燃放会产生有毒气体SO2等;飞机、汽车尾气中含有CO、NO等有害气体;工业废气中含有更多的有毒、有害气体。
[答案] D
2.(2012年金陵中学期末试题)化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列措施有利于节能减排、保护环境的是①加快化石燃料的开采与使用;②研发易降解的生物农药;③应用高效洁净的能源转换技术;④田间焚烧秸秆;⑤推广使用节能环保材料。( )
A.①③⑤ B.②③⑤
C.①②④ D.②④⑤
[解析] ②研发易降解的生物农药有利于环境保护,③应用高效洁净的能源转换技术,可节能减排,⑤推广使用节能环保材料可节能减排,①、④会浪费能源,污染环境。
[答案] B
3.“飘尘”是物质燃烧时产生的粒状飘浮物,颗粒很小(直径小于1×10-7m),不易沉降(可飘浮数小时甚至数年),它与空气中SO2、O2接触时,SO2部分转化为SO3,使空气酸度增加,形成酸雨。飘尘所起的主要作用是( )
A.氧化剂 B.还原剂
C.吸附剂 D.催化剂
[解析] SO2和O2的反应是一个可逆反应,反应速率很慢,在空气中飘尘的催化作用下,大大加快了反应速率,使大部分SO2转化为SO3,进而与水反应生成硫酸而形成酸雨。
[答案] D
4.某工厂排放的酸性废水中含有较多的Cu2+,它对农作物和人畜都有害。现用化学方法除去该废水中的有害成分,最好加入下列物质中的( )
A.食盐和硫酸 B.胆矾和石灰水
C.铁粉和生石灰 D.苏打和盐酸
[解析] 因该工厂排放废水中含有较多的H+和Cu2+,它们对农作物和人畜都有害。除去Cu2+可用铁粉,Cu2++Fe===Fe2++Cu,除去H+可用生石灰,CaO+2H+===Ca2++H2O。胆矾是五水硫酸铜:CuSO4·5H2O,苏打是Na2CO3。
[答案] C
5.在“十二五”期间,国家将大力实施“绿色能源、低碳经济”工程,下列做法不利于这一工程建设的是( )
A.加大稀土资源的开采和出口,保证经济快速发展
B.积极推广太阳能、风能、地热能及水能等的使用,减少化石燃料的使用
C.废弃的塑料、纸制品及玻璃回收再利用
D.大力实施矿物燃料“脱硫、脱硝技术”,减少硫的氧化物和氮的氧化物污染
[解析] 稀土资源属于不可再生性资源,应合理开发和利用。
[答案] A
6.“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。“绿色化学”要求从根本上消除污染,是一门能彻底防止污染产生的科学,包括“绿色生成”和“绿色销毁”等内容。在整顿音像市场的活动中,查封了一批盗版光盘,并进行了“绿色销毁”。以下属于“绿色销毁”的是( )
A.泼上汽油焚烧 B.倾倒于江河之中
C.深埋于土中 D.碾压粉碎后回收利用
[解析] 焚烧会生成污染空气的气体,倾倒于江河中会造成水体污染,深埋于土中,在土中不降解,故选D。
[答案] D
7.(2012年江苏扬中高级中学期末试题)每年的6月5日是“世界环境日”,2010年世界环境日主题是“促进低碳经济”, 来自全球192个国家的谈判代表于2009年12月7~18日聚首丹麦首都哥本哈根,召开《联合国气候变化框架公约》第15次缔约方会议,商讨2012年至2020年的全球减排协议。下列行为中不符合“促进低碳经济”宗旨的是( )
A.发展水电,开发新能源,如核能、太阳能、风能等,减少对矿物能源的依赖
B.限制化学发展,关停化工企业,消除污染源头
C.推广煤的干馏、气化、液化技术,提供清洁、高效燃料和基础化工原料,挖掘使用价值
D.推广利用微生物发酵技术,将植物桔杆、动物粪便等制成沼气以替代液化石油气
[解析] 大量使用化石类燃料,会增加碳排放不符合“低碳经济”,C不符合。
[答案] C
8.(2012年台州市期末试题) “绿色化学”的主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应,使原子充分利用,不产生污染物,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”。以下反应不符合绿色化学原子经济性要求的是( )
[解析] 溴苯的制取有副产物HBr产生,不符合绿色化学原子经济性要求。
[答案] D
9.食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PE保鲜膜可直接接触食品,PVC保鲜膜则不能直接接触食品,它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是( )
A.PE、PVC都属于链状高分子化合物,受热易熔化
B.PE、PVC的单体都是不饱和烃,能使溴水褪色
C.焚烧PVC保鲜膜会放出有毒气体如HCl
D.废弃的PE和PVC均可回收利用以减少白色污染
[解析] 聚氯乙烯是氯乙烯单体通过聚合反应制备的,氯乙烯中含有氯原子,不是烃而是烃的衍生物,B项错误。
[答案] B
10.下列有关日常生活中的化学知识,说法错误的是( )
A.用完的干电池应回收处理,不可以随意丢弃在垃圾中
B.增加摩托车排气管的长度可以降低尾气中CO和NO的含量
C.化妆品中含有很多对人体及环境有害的物质,所以应该慎重使用化妆品
D.应尽量减少含磷洗涤剂的生产,以免导致水中的藻类疯长
[答案] B
11.随着人们生活质量的不断提高,废电器必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是( )
A.利用电器中的金属材料
B.防止电器造成污染
C.废电器经过处理后还可以经重新使用
D.回收其中非金属材料
[解析] 废电器中往往含有重金属元素,不能随意丢弃,否则会污染土壤或水源。
[答案] B
12.“尽可能小剂量实验”是一种思维方向,是化学实验改革和发展的动力之一,是绿色化学思想在化学实验中的具体体现。每一个化学工作者,都可能成为实验的改革者。在“绿色化学工艺”中,理想状态是反应中原子全部转化为欲制得的产物,即原子的利用率为100%。在用CH3C≡CH合成CH2=C(CH3)COOCH3的过程中,欲使原子的利用率达到最高,在催化剂作用下还需要的其他反应物是( )
A.CO和CH3OH B.CO2和H2O
C.H2和CO2 D.CH3O
[解析] 比较反应前后原子个数可知,生成物比反应物多2个C原子、2个O原子和4个H原子,答案A符合要求。其他的如果能满足C∶O∶H=1∶1∶2的也符合要求,如CO和H2等。
[答案] A
二、非选择题(本题包括5小题,共52分)
13.(8分)汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源之一。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。它的特点是使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。
(1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式__________。
(2)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度,其原因是__________。
(3)控制城市空气污染源的方法可以有__________(多选扣分)。
a.开发氢能源 b.使用电动车
c.植树造林 d.戴上呼吸面具
[解析] (1)CO和NO反应生成N2和CO2都是大气生态循环无毒气体。(2)当SO2转化为SO3后遇水会产生硫酸,提高空气酸度。(3)使用电动车可减少排污,植树造林可吸收CO2等气体。
[答案] (1)2CO+2NO===2CO2+N2
(2)SO2转化成SO3,产生硫酸酸雾
(3)a、b
14.(14分)煤是一种常用的燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有SO2、NO2和NO等多种有害气体和烟尘会对环境造成污染,因此需要对煤进行加工后再燃烧,或将废气净化后再排放。
(1)将煤直接进行燃烧,造成环境污染的主要方面之一是形成硝酸型酸雨。
①写出有关物质转化为硝酸的化学方程式__________________。
②以下是对硝酸型酸雨的评价,其中正确的是__________。(用序号填空)。
a.杀死水中的浮游生物,减少鱼类食物来源,破坏水生生态系统;
b.对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害;
c.破坏臭氧层;
d.硝酸与土壤中的矿物质发生作用转化为硝酸盐,向植物提供氮肥。
(2)下图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程示意图,试写出在废气脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要化学反应的化学方程式__________。
(3)脱硫以后,在废气中含量明显增加的不良气体是(写物质名称)__________,它对环境的负面影响是_______________________。
(4)检验脱硫后废气中是否含有SO2的简单方法是
________________________________________________________________________________________________________________。
[解析] (1)形成硝酸型酸雨,这说明煤燃烧生成NO和NO2等氮氧化物,NO跟O2反应生成NO2,NO2跟H2O反应生成HNO3。硝酸型酸雨有它的危害性,但它所含有氮元素又是植物所需要的主要肥料之一。因此应该一分为二地评价酸雨的功与过。这里不是对NO和NO2的评价,而是对硝酸型酸雨的评价,该酸雨对臭氧层没有破坏作用。
(2)由图可知,脱硫是硫元素转化为CaSO4,最终产品是CaSO4·2H2O。
(3)通过问题(2)的解答可知,在脱硫的同时生成了CO2,并且CO2与SO2以等物质的量代换。
(4)检验SO2的高效试剂是品红溶液,并且这里没有干扰因素。
[答案] (1)①2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
②a b d
(2)CaCO3+SO2===CaSO3+CO2
2CaSO3+O2===2CaSO4
CaSO4+2H2O===CaSO4·2H2O
(3)二氧化碳 使“温室效应”加剧,导致全球气候变暖
(4)将气体通入品红溶液观察品红是否褪色,品红褪色,说明废气中还含有SO2;品红不褪色,说明废气中不含SO2。
15.(10分)“南太平洋岛国图瓦卢被迫全国移民到新西兰”,该国前总理佩鲁曾声称“图瓦卢是温室效应的第一个受害者”。目前该国正面临生存环境严重恶化的局面,该国岛屿近20年来已经被海水侵蚀得千疮百孔,岛上的淡水日益减少;海水的大量侵入使土壤盐碱化,粮食和蔬菜无法正常生长。图瓦卢陆地最高处仅海拔4.5米,由于海平面日渐升高,据估计这些岛屿将在50年内被海水淹没。请根据以上材料分析:
(1)温室效应导致海平面上升,引起温室效应的人为因素主要是:______________________________________________________________________________________________________________。
(2)为了控制温室效应,各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实,设想将CO2液化后,送入深海海底,以减小大气中CO2的浓度。为使CO2液化,可采用的措施是________。
A.减压、升温 B.增压、升温
C.减压、降温 D.增压、降温
(3)科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究,把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。
如将CO2和H2以1∶4的比例混合,通入反应器。在适当的条件下反应,可获得一种重要的能源。请完成以下化学方程式:CO2+4H2―→________+2H2O。
若将CO2与H2混合,在一定条件下以1∶3的比例发生反应,生成某种重要的化工原料和水,该化工原料可能是________。
A.甲烷 B.乙烯
C.乙醇 D.苯
(4)快速、有效地减缓大气中CO2大量增加的生态学措施是________。
A.使用天然气等燃料
B.控制全球人口增长
C.植树造林、保护森林
D.立即减少煤和石油的燃烧
[解析] (1)引起温室效应的原因是大气中CO2含量的升高,这主要是人类大量燃烧煤、石油等化石燃料引起的。
(2)将CO2液化可采用增压、降温的方法。
(3)根据质量守恒可知:CO2+4H2―→CH4+2H2O,若将CO2和H2以1∶3的比例发生反应,生成某化工原料应为乙烯:2CO2+6H2―→CH2===CH2+4H2O
[答案] (1)大量燃烧煤、石油等化石燃料
(2)D (3)CH4 B (4)C
16.(12分)空气中的SO2含量和可吸入颗粒的含量(可用g/cm3表示)都是重要的空气质量指标。在工业生产上规定:空气中二氧化硫的最大允许排放浓度不得超过0.02 mg/L。
(1)为测定某地方的空气中SO2和可吸入颗粒的含量,甲同学设计了如图所示的实验装置:
应用上述装置测定空气中的SO2含量和可吸入颗粒的含量,除测定气体流速(单位:cm3/min)外,还需要测定__________。
(2)乙同学拟用下列简易装置测定空气中的SO2含量:准确移取50 mL 5×10-4mol/L的标准碘水溶液,注入下图所示的广口瓶中,加2~3滴淀粉指示剂,此时溶液呈蓝色。在指定的测定地点抽气,每次抽气100 mL,直到溶液的蓝色全部褪尽为止,记录抽气次数(n)。
①假设乙同学的测量是准确的,乙同学抽气的次数至少为______
次,方可说明该地空气中的SO2含量符合排放标准。
②如果乙同学用该方法测量空气中SO2的含量时,所测得的数值比实际含量低,请你对其可能的原因(假设溶液配制、称量或量取及各种读数均无错误)提出合理假设:__________。
③丙同学认为:乙同学的实验方案需要抽气的次数太多,操作麻烦。与乙讨论后,决定将抽气次数降到100次以下,请你设计合理的改进方案:____________________________________________。
[解析] (1)测定气体流速可以测得气体总量,还要测得吸收SO2后碘剩余的量,从而测得与碘反应的SO2的量。
(2)①根据SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI SO2和I2 1∶1反应。
n(I2)=0.05L×5×10-4 mol/L=2.5×10-5 mol.
n(SO2)==2.5×10-5,n=800次
②若测定结果而偏低,有可能是抽气速度太快,吸收不充分,密封性不好等原因。
③将广口瓶改为体积小的试管把50 mL碘水减少到5 mL抽气次数就会降到100次以下。
[答案] (1)溶液蓝色恰好褪去所需的时间,吸收前后颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量
(2)①800 ②抽气速度过快,或装置气密性较差
③将50 mL 5×10-4 mol/L的碘溶液的体积减小为5 mL,并将广口瓶改为试管
17.(8分)为制取硝酸铜,某同学设计了如下四种方法:
①铜与浓硝酸反应制取硝酸铜;
②铜与稀硝酸反应制取硝酸铜;
③铜先与空气反应制取氧化铜,再与硝酸反应制取硝酸铜;
④铜与硝酸银溶液反应制取硝酸铜。
(1)方法②中被氧化的铜与被还原的硝酸的物质的量之比是________。
(2)“绿色化学”是当今社会人们提出的一个新概念。在“绿色化学”工艺中,杜绝污染源,提高原子利用率是绿色化学的重要衡量指标。试从“绿色化学”和经济效益角度考虑,大量制取硝酸铜宜采用以上第________种方法,原因是_____________________________。
[解析] 方法②中铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,在反应消耗的八分子硝酸中,只有两分子化合价降低,即只有两分子被还原,所以铜与被还原的硝酸的物质的量之比为3∶2;而方法①中铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,所以铜与浓、稀硝酸反应时不是所有的NO都用来转化成硝酸铜,另外在反应时会产生NO、NO2两种污染性气体;方法④中用硝酸银作反应物的成本太高;只有方法③中是铜与氧气反应生成氧化铜,再用氧化铜与硝酸反应,则硝酸中的NO全部进入了硝酸铜中,所以原子利用率最高,且在生产过程中不产生污染。综上所述,方法③最合理。
[答案] (1)3∶2
(2)③ 只有方法③中硝酸的利用率高,成本低且无污染性气体产生,而方法①、②中原子利用率不高且会产生污染,方法④中的成本偏高,经济效益差