第四章 化学与自然资源的开发利用
一、单选题
1.下列关于钢铁冶炼的说法错误的是( )
①焦炭在炼铁中的作用是产生还原剂和热量
②炼钢中用纯氧代替空气做氧化剂,是为了防止产生污染
③炼铁高炉有两个进口、三个出口
④用含硫较多的生铁炼钢,应加入较多的生石灰
⑤炼铁、炼钢过程中都发生CaO+SiO2CaSiO3
⑥尽管铁的熔点是1 535 ℃,但高炉中的铁在1 200 ℃左右就呈液态
⑦生铁炼钢的主要目的调节硅锰等的含量、除去硫磷
A. ①⑥
B. ②⑦
C. ③⑤
D. ④⑥
2.下列金属的冶炼不适宜用热还原性来冶炼的是( )
A. 铁
B. 铜
C. 钠
D. 铅
3.下列转化不属于煤或石油的综合利用的是( )
A. 将煤干馏制得煤焦油和焦炭
B. 在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料
C. 将煤变为煤饼作燃料
D. 将石油裂解制得乙烯等化工原料
4.我国拥有较丰富的地热资源,其开发利用前景广阔。下列关于地热能说法正确的是( )
①可以用于洗浴、发电以及供暖等方面
②与煤炭、石油、天然气一样都是化石能源
③主要源于地球内部放射性元素衰变产生的能量
④与地下水结合可形成热水型地热,释放形式之一是温泉
A. ①②③
B. ①②④
C. ①③④
D. ②③④
5.从绿色化学理念出发,下列做法不可取的是( )
A. 太阳能电池可采用硅材料制作,其应用有利环保,应大力推广
B. 发电厂燃煤经脱硫处理,人们购物时不用一次性塑料袋,都是对环保的贡献,应大力推广
C. 大型运动会的火炬,用丙烷作燃料,外形材料为铝合金和塑料,燃料环保,外形材料可回收
D. 磷是生物生长的营养元素,则含磷合成洗涤剂可以推广使用
6.下列说法正确的是( )
A. 煤的干馏就是加热除去煤中的水分,得到干燥的炭
B. 煤中含有甲苯、二甲苯等,可通过干馏得到
C. 以煤为主要原料,可以合成甲醇
D. 煤干馏得到的焦炉气不能与溴水反应而使溴水褪色
7.煤在干馏时得到气态产物是( )
A. 天然气
B. 水煤气
C. 焦炉气
D. 高炉煤气
8.铝用来焊接钢轨是利用( )
A. 铝同氧气反应生成稳定的保护层
B. 铝是热的良导体
C. 铝是强还原剂,铝热反应放热
D. 铝合金强度大
9.化学是一门实用性很强的科学,与社会、环境等密切相关。下列说法错误的是( )
A. “低碳经济”是指减少对化石燃料的依赖,实现低污染、低排放的模式
B. “低碳生活”倡导生活中尽量减少能量的消耗,从而减少二氧化碳的排放
C. 所有垃圾都可以采用露天焚烧或深埋的方法处理
D. “静电除尘”、“燃煤固硫”、“汽车尾气催化净化”都能减小对空气的污染
10.汽车尾气是城市主要污染之一,治理的一种办法是在汽车排气管上装催化转化器,它使一氧化氮与一氧化碳反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及二氧化硫的转化,下列说法错误的是( )
A. 一氧化氮与一氧化碳反应的化学方程式为2CO+2NO2CO2+N2
B. 此方法的缺点是由于二氧化碳的增多,会大大提高空气的酸度
C. 为减少城市污染应开发新能源
D. 汽车尾气中有两种气体与血红蛋白结合而使人中毒
11.绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷的反应中,原子利用率最高的是( )
A. A
B. B
C. C
D. D
12.下列关于有机物结构、性质的说法正确的是( )
A. 石油的分馏、裂化和煤的干馏都是化学变化
B. 乙烯分子与苯分子都能与H2发生加成反应,说明二者所含碳碳键相同
C. 甲烷、苯、乙醇、乙酸和乙酸乙酯在一定条件下都能发生取代反应
D. 淀粉、油脂、蛋白质都能发生水解反应,都属于天然有机高分子化合物
13.下列海洋资源中,属于可再生资源的是( )
A. 海洋潮汐能
B. 海底多金属结核矿
C. 海滨砂矿
D. 海水化学资源
14.下列金属元素在自然界中以游离态存在的是( )
A. 钠
B. 镁
C. 铝
D. 金
15.下列金属冶炼的反应原理,错误的是( )
A. 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
B. MgO+H2Mg+H2O
C. Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D. 2HgO2Hg+O2↑
二、双选题
16.(双选)海水中蕴藏着丰富的资源。海水综合利用的示意图如下:
下列说法正确的是( )
A. 通过氯碱工业可生产的产品有NaOH、NaClO、盐酸、Na2CO3等
B. 除去粗盐中的SO、Ca2+、Mg2+等杂质,加入试剂及相关操作顺序可以是:NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤→盐酸
C. 可将MgCl2·6H2O晶体在空气中直接加热脱水得到较纯净的无水MgCl2
D. 电解MgCl2溶液可制取金属镁
17.(双选)以下说法正确的是( )
A. 海洋约占地球表面积的71%,所以地球上不缺水,人类可以随意使用水资源,不必节约
B. 海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法
C. 海水淡化的各种方法中,蒸馏法的成本比较低
D. 生活污水排向湖泊、水库或海域会导致水华、赤潮等现象
18.下列说法正确的是( )
A. 石油的分馏和煤的干馏均属于化学变化
B. 石油分馏所得的馏分都是混合物
C. 通过石油分馏可以获得大量的芳香烃
D. 石油分馏得到汽油、煤油、柴油等产品
19.(双选)下列说法正确的是( )
A. 石油裂解得到的汽油是纯净物
B. 石油通过催化裂化或裂解,可以获得碳原子数较少的轻质油
C. 丁烷催化裂解可按两种方式进行:C4H10―→C2H4+C2H6;C4H10―→CH4+C3H6
D. 乙烯、丙烯、甲烷等主要化工基本原料都可以由石油分馏得到
三、填空题
20.金属活动性顺序中,Mn、Cr、Co应该排在H的前面,Al的后面。已知金属Mn、Cr、CO熔点较高,它们可分别由对应的氧化物MnO2、Co3O4和Cr2O3为原料冶炼。则:
(1)应选择的还原剂是________(写化学式)。
(2)写出有关的化学反应方程式:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
21.空气吹出法工艺是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下:
(1)溴在周期表中位于第________周期,第________族。
(2)步骤②中反应的离子方程式____________________________________________________。
(3)步骤④利用了二氧化硫的还原性,反应的离子方程式为_____________________________。
(4)步骤⑥的蒸馏过程中,温度应控制在80~90 ℃。温度过高或过低都不利于生产,若温度过高,大量水蒸气随之排出,溴蒸气中水分增加;若温度过低,则________________________
_______________________________________________________________________________。
(5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是________。
22.铝粉和氧化铁粉末的混合物制成的铝热剂可用于焊接钢轨。现取不同质量的该铝热剂分别和100 mL同浓度的NaOH溶液反应,所取铝热剂的质量与产生气体的体积关系如表(气体体积均在标准状况下测定)。
计算:
(1)NaOH溶液物质的量浓度________;
(2)该铝热剂中铝的质量分数________;
(3)15 g该铝热剂发生铝热反应理论上产生铁的质量________。
23.某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化,装置如下图所示:
资料一 石蜡是含有20~30个碳原子的烷烃的混合物,常温下呈固态。
资料二 石油催化裂化中通常使用氧化铝作催化剂。
实验过程中可观察到烧瓶中固体石蜡先熔化,试管Ⅱ中有少量液体凝结,试管Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液褪色,实验后闻试管Ⅱ中液体气味,具有汽油的气味。
(1)该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为________________________________________,
为保证实验成功,实验前必须进行的操作是_____________________________________,
装置中较长导管的作用是______________________________________________________。
(2)试管Ⅱ中少量液体凝结说明了______________________________________________。
(3)试管Ⅲ中溶液褪色说明了___________________________________________________。
(4)能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴,理由是_____________________________
________________________________________________________________________。
(5)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式_________________________________
________________________________________________________________________。
(6)石油裂化的重要意义是___________________________________________________。
24.福建有广阔的海岸线,建设海峡两岸经济区,海水的综合利用大有可为。海水中溴含量约为65 mg·L-1,从海水中提取溴的工艺流程如图:
(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴,步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴,其目的是
________________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br2,利用了溴的________。
A.氧化性 B.还原性
C.挥发性 D.腐蚀性
(3)以上流程Ⅱ中涉及的离子反应如下,请在下面方框内填入适当的化学计量数:
Br2+CO===BrO+Br-+CO2↑
(4)上述流程中吹出的溴蒸气,也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式:__________________________________________。
(5)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法,下列可以用作溴的萃取剂的是________。
A.乙醇 B.四氯化碳
C.烧碱溶液 D.苯
四、实验题
25.利用铝热反应焊接钢轨的原理是2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。某研究小组在实验室利用简易装置进行铝热反应。发现生成的铁呈疏松的褐色硬块。小组成员推测主要原因是产物铁含杂质较多,并进一步探究褐色硬块的组成。
(1)将褐色硬块处理成粉末状。研究小组首先排除了含有单质Al杂质的可能性,实验方法是________,证明不含单质铝的现象是________________________________________________。
(2)该褐色硬块的组成基本确定为Fe、Fe2O3,Al2O3。请以上述粉末为样品,验证其组成。限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、药匙、过滤器;20% KSCN、3 mol·L-1NaOH、3 mol·L-1HCl、3 mol·L-1HNO3、3 mol·L-1CuSO4、0.01 mol·L-1KMnO4、蒸馏水。
根据你设计的实验方案,叙述实验操作、预期现象和结论。
26.下图所示是以海水为原料,获得某产物的工艺流程图。已知在吸收塔中,溶液的pH显著减小。试回答下列问题:
(1)图中两次氯化的作用是否相同________(选填“是”或“否”)。
(2)吸收塔中反应的化学方程式为____________________________________________,
第2次氯化的离子方程式为_________________________________________________。
(3)资料证实,在酸性介质中,第1次氯化过程中可用氧气或空气替代。但在实际工业生产中为什么不用更廉价的空气替代氯气_____________________________________________。
(4)本工艺的处理方法可简单概括为“空气吹出、X气体吸收、氯化”。某同学认为在工业生产过程中对第1次氯化液直接蒸馏也可得到产物,不必进行上述过程,请对该同学的说法作出正确的评价___________________________________________________________________。
27.海带中的碘元素主要以I-的形式存在,提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃取出来。证明海带中含有碘的实验方法:
①用剪刀剪碎海带,用酒精湿润,放入坩埚中。
②灼烧海带至完全成灰,停止加热,冷却。
③将海带灰加蒸馏水溶解,搅拌、煮沸、过滤。
④在滤液中滴加稀硫酸及过氧化氢,然后加入几滴淀粉溶液,
(涉及反应的离子方程式为2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O)。
(1)在实验过程中用到的玻璃仪器有_________________________________________________。
(2)能证明海带中含有碘的实验操作是________(填序号),现象是_________________________。
五、推断题
28.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,同时也造成了环境污染,这种污染称为________。
六、计算题
29.以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”,它是目前化学工业的重要支柱之一。
(1)若电解食盐水时消耗NaCl的质量为234 g,则在理论上最多可得氯气的体积为________升(标准状况)。
(2)若将2 mol的氯气通入足量石灰乳中,理论上可得到次氯酸钙________克。
30.铝热反应不仅用于焊接钢轨,而且还常用于冶炼熔点较高的金属如钒、铬、锰等。请配平下列用铝热反应冶炼金属钒和钴的化学方程式,指出哪些物质是还原剂、哪些物质是氧化剂,并计算生成1 mol各种金属分别需要纯铝的质量。
V2O5+Al——Al2O3+V
Co3O4+Al——Al2O3+Co
答案解析
1.【答案】B
【解析】①焦炭与氧气生成一氧化碳,同时放出大量热,一氧化碳与铁矿石反应生成铁单质,故正确;
②纯氧成本高,而且纯氧代替空气做氧化剂,也不能减少污染物的排放,故错误;
③炼铁高炉有两个进口:炉口和风口、三个出口:渣口、铁口和烟囱,故正确;
④生石灰在高温下与二氧化硫反应,生成亚硫酸钙,再与氧气生成硫酸钙,故正确;
⑤炼铁、炼钢含有二氧化硅,所以炼铁、炼钢过程中都发生CaO+SiO2CaSiO3,故正确;
⑥高炉中是铁的合金,熔点比纯金属低,故正确;
⑦生铁炼钢的主要目的降低碳的含量,调节硅锰等的含量、除去硫磷,故错误;
所以说法错误的是:②⑦。
2.【答案】C
【解析】
3.【答案】C
【解析】煤的干馏和煤的液化属于煤的综合利用,石油裂解属于石油的综合利用;将煤变成煤饼作燃料是为了提高煤的利用率,不属于综合利用。
4.【答案】C
【解析】地热能的用途有采暖、发电、种植、养殖、医疗等多个方面;地热能是来自地球内部的能量,不属于化石能源,是地球内部放射性元素衰变释放的能量;地热能与地下水结合就变成地下热水或蒸气,这些地下热水沿着断层或裂隙上升到地表,就形成温泉等。
5.【答案】D
【解析】“绿色化学”要求从源头上减少或杜绝污染,应减少污染物的排放,多使用清洁能源。含磷合成洗涤剂可导致水体富营养化,而造成水华、赤潮等污染。
6.【答案】C
【解析】煤的干馏是将煤隔绝空气加强热,使煤分解,干馏属于化学变化;煤是复杂有机物与无机物的混合物,干馏才会生成甲苯和二甲苯等;煤干馏得到的焦炉气主要成分为氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳,因含有乙烯故能使溴水褪色。
7.【答案】C
【解析】煤干馏时的气态产物的主要成分是一氧化碳和氢气。
8.【答案】C
【解析】铝是强还原剂,而铝热反应要放出大量的热,可达到很高的温度,生成氧化铝和液态铁,从而将钢轨焊接在一起。
9.【答案】C
【解析】燃烧或深埋垃圾都对环境造成污染。
10.【答案】B
【解析】由信息可知,一氧化氮能与一氧化碳反应生成无毒的氮气和二氧化碳,A正确;促使烃类充分燃烧及二氧化硫的转化,使空气中的酸度增加,与二氧化碳无关,B错误;一氧化氮、一氧化碳都为空气污染物,新能源燃烧不生成有毒物质,则为减少城市污染应开发新能源,C正确;汽车尾气中的一氧化氮、一氧化碳都极易结合血红蛋白,则使人中毒, D正确。
11.【答案】C
【解析】本题以绿色化学工艺为情境考查知识迁移,对新信息的接受能力和理解能力要求较高。根据题目信息,比较各选项的原子利用率。
原子利用率=×100%。
A:×100%≈42%;B:×100%≈25%;
C:×100%=100%;D:×100%≈24%。
显然C反应的原子利用率最高,对环境的友好度明显超过其他三种方法,该反应是一个“绿色化学”的反应。
12.【答案】C
【解析】石油的分馏属于物理变化;苯中不含碳碳双键和碳碳单键,所有碳原子之间形成一个大π键,但苯能发生加成反应;在一定条件下,烷烃、苯及其同系物、醇、羧酸和酯类都能发生取代反应,注意酯类的水解反应属于取代反应;油脂属于小分子化合物,分子中含有酯基,能水解。
13.【答案】A
【解析】海洋潮汐能是可再生资源,金属结核矿、砂矿、海水化学资源属于不可再生资源。
14.【答案】D
【解析】金属在自然界中的存在形态与其化学活动性有关,化学性质活泼性强的金属在自然界中总是以化合态存在,化学性质不活泼的金属在自然界中以游离态存在。
15.【答案】B
【解析】
16.【答案】AB
【解析】A项,氯碱工业主要产品是氢氧化钠和氯气,延伸产品可以有NaClO、盐酸、Na2CO3等,正确;B项,镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,再进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,正确;C项,若在空气中加热MgCl2·6H2O,生成的是Mg(OH)Cl,在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O来得到无水MgCl2,错误;D项,镁是活泼金属,如果电解氯化镁溶液,阴极上氢离子放电而不是镁离子放电,所以得不到镁单质,工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,错误。
17.【答案】BD
【解析】地球上的淡水资源才是我们可以直接利用的水资源,其资源量很少,我们必须节约用水。常见的海水淡化方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法,蒸馏法因其高耗能而成本高。
18.【答案】BD
【解析】石油分馏是指通过石油中含有的物质的沸点不同而使各种物质分离开的一种方法,该过程中可得到汽油、煤油、柴油、石油气等,每一种均为混合物,没有新物质生成,属于物理变化;煤的干馏是指煤在隔绝空气的条件下加热,生成煤焦油、焦炭、焦炉煤气等物质,属于化学变化,芳香烃主要从煤的干馏产品煤焦油中获取。
19.【答案】BC
【解析】石油裂解后得到的汽油是混合物,A项错误;石油的催化裂化与裂解原理相同,都是将相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小,沸点低的烃的过程,从而获得轻质油,B项正确;碳链断裂形式为1个碳原子和3个碳原子时,方程式为CH3CH2CH2CH3CH4+CH2===CH—CH3,碳链断裂形式为各2个碳原子,方程式为CH3CH2CH2CH3CH2===CH2+CH3CH3,故C正确;乙烯、丙烯、甲烷等化工原料是通过石油裂解得到的,D项错误。
20.【答案】(1)Al (2)①3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3
②3Co3O4+8Al9Co+4Al2O3
③Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3
【解析】
21.【答案】(1)四 ⅦA
(2)2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
(3)Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO
(4)溴不能完全蒸出,产率低
(5)分液漏斗
【解析】(1)因溴在氯的下一周期,与氯在同一主族,所以溴在周期表中位于第四周期ⅦA族;
(2)步骤②中氯气将溴离子氧化,发生反应的离子方程式是2Br-+Cl2===Br2+2Cl-;
(3)二氧化硫和溴、水蒸气反应生成硫酸和氢溴酸,化学方程式是Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4,离子方程式是Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO;
(4)在溴水中,溴的沸点是58.5 ℃,水的是100 ℃,温度过高,大量水蒸气随之蒸出,溴蒸气中水分增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率低;
(5)因液溴与溴水不相溶,用分液漏斗分离。
22.【答案】(1)NaOH溶液物质的量浓度为2 mol·L-1
(2)该铝热剂中铝的质量分数为36%
(3)15 g该铝热剂发生铝热反应理论上产生铁的质量为6.72 g
【解析】(1)铝热剂加入NaOH溶液中发生:2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,由②③组数据可知NaOH完全反应,
n(H2)==0.3 mol,
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
2 mol 3 mol
n(NaOH) 0.3 mol
n(NaOH)=0.2 mol,
c(NaOH)==2 mol·L-1。
(2)①中NaOH剩余,Al完全反应,n(H2)==0.15mol,
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
2 mol 3 mol
n(Al) 0.15 mol
n(Al)=0.1 mol,
m(Al)=0.1 mol×27 g·mol-1=2.7 g,
ω(Al)==36%。
(3)15 g铝热剂中含n(Al)==0.2 mol,
m(Al)=15 g×36%=5.4 g,
m(Fe2O3)=15 g-5.4 g=9.6 g,
n(Fe2O3)==0.06 mol,
则Al过量,
Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3,
1 mol 2 mol
0.06 moln(Fe)
n(Fe)=0.12 mol
m(Fe)=0.12 mol×56 g·mol-1=6.72 g。
23.【答案】(1)从下往上,从左往右 检查装置的气密性 导气和冷凝气体
(2)裂化生成了碳原子数大于4的烃
(3)裂化生成了碳原子数小于5的烯烃
(4)不能,因为裂化产物中有烯烃,易与溴发生加成反应
(5)C20H42C10H22+C10H20
(6)可提高石油产品中轻质燃油,特别是汽油的产量和质量
【解析】仪器连接的顺序应遵循从下往上,从左到右的原则,装入药品之前要检查装置的气密性。依据石油分馏工业的分馏塔原理,设置了长导管,其作用除导气外,兼起冷凝气体的作用;试管Ⅱ中有液体生成,说明生成4个碳原子数以上的烃,因为常温、常压下,4个碳原子数以上的烃大都呈液态,试管Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液褪色说明生成常温、常压下呈气态的5个碳原子数以下的烯烃;由于裂化产物中有烯烃生成,易与溴发生加成反应,所以不能用来萃取卤素单质;从以上变化可以看出,石油裂化的主要目的是为了获得更多的轻质燃油,特别是提高汽油的产量和质量。
24.【答案】(1)富集(或浓缩)溴元素
(2)C
(3)3 3 1 5 3
(4)SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4
(5)BD
【解析】(1)由于海水中Br-的含量低,步骤Ⅰ中获得游离态的溴后,步骤Ⅱ中又将其转化为化合态的溴,其目的是富集溴元素。(2)步骤Ⅱ中用热空气或水蒸气吹出Br2,主要是利用了溴的挥发性。(3)利用得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒配平该离子方程式。(4)溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr。(5)乙醇能与水互溶,不能用作萃取剂。烧碱与溴能反应,也不能用作萃取剂。
25.【答案】(1)取少量粉末加入NaOH溶液中;无气泡冒出;
(2)
【解析】(1)根据金属铝可以和氢氧化钠发生反应产生氢气的性质来回答;
(2)Fe、Fe2O3、Al2O3中只有氧化铝可以和氢氧化钠发生反应,铁和氧化铁与盐酸发生反应分别生成亚铁盐和铁盐,金属铁可以置换排在金属铁后面的金属,三价铁离子遇到硫氰酸钾显示红色,据此来回答。
26.【答案】(1)是
(2)Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr 2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
(3)若用廉价的空气替代Cl2进行第1次氯化,反应的离子方程式为4Br-+O2+4H+===2Br2+2H2O,则反应时需要将大量的盐卤(浓度不大)酸化反应后又要将废液中和才能排放,在经济上不合算
(4)第一次氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,产品成本高,“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个溴的富集过程,以提高其浓度,减少能源的消耗
【解析】本工艺流程是海水中Br-被Cl2氧化,然后用热空气吹出,根据题中信息,吸收塔内溶液pH显著减小,可确定气体X是SO2,吸收塔内反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr,生成的Br-再被Cl2氧化,生成的Br2用蒸气蒸出,再冷凝得到液态溴。
27.【答案】(1)烧杯、玻璃棒、漏斗、酒精灯
(2)④ 滴入淀粉溶液后变蓝
【解析】
28.【答案】(1)分馏 裂解
(2)D
(3)①②③④ ⑤
(4)CH3COOH
(5)CH3COOCH2CH3+OH-―→CH3COO-+C2H5OH
(6)白色污染
【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。
29.【答案】44.8 143
【解析】依据电解反应的化学方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑来分析计算;
依据化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O来分析计算;
(1)电解食盐水时消耗NaCl的质量为234 g,反应的氯化钠物质的量为=4 mol,
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
4 mol 2 mol
标准状况下氯气体积为2 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L;
(2)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
2 mol 1 mol
次氯酸钙质量=1 mol×143 g·mol-1=143 g。
30.【答案】3V2O5+10Al5Al2O3+6V 还原剂:Al 氧化剂:V2O5 生成1 mol V需要纯铝45 g
3Co3O4+8Al4Al2O3+9Co 还原剂:Al 氧化剂:Co3O4 生成1 mol Co需要纯铝24 g
【解析】根据原子守恒配平化学方程式。两个反应均为氧化还原反应,根据“所含元素化合价升高的物质是还原剂,所含元素化合价降低的物质是氧化剂”进行判断:
3V2O5+10Al5Al2O3+6V
氧化剂 还原剂
3Co3O4+8Al4Al2O3+9Co
氧化剂 还原剂
根据化学方程式找到纯铝与生成金属之间的物质的量的关系:
10Al ~ 6V 8Al ~ 9Co
270 g 6 mol 216 g 9 mol
x1 moly1 mol
列出比例式,解得x=45 g,y=24 g
即生成1 mol钒需要45 g纯铝,生成1 mol钴需要24 g纯铝。