2016届高三化学课时复习检测题41.doc

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课时作业40　化学与工农业生产
时间：45分钟　　分值：100分
1．(14分)以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

(1)将煅烧黄铁矿的化学方程式补充完整：
4________＋11O22Fe2O3＋8SO2。
(2)接触室中发生反应的化学方程式是________________________。
(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是________(选填序号字母)。
a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b．过量空气能提高SO2的转化率
c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
(4)每160 g SO3气体与H2O化合放出260.6 kJ的热量，该反应的热化学方程式为________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐。
①SO2既可作为生产硫酸的原料循环利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式是_______________________。
②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00 mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。
部分测定结果：
铵盐质量为10.00 g和20.00 g时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00 g时，浓硫酸增加的质量为0.68 g；铵盐质量为40.00 g时，浓硫酸的质量不变。
计算：该铵盐中氮元素的质量分数是________%；若铵盐质量为15.00 g。浓硫酸增加的质量为________(计算结果保留两位小数)。
[答案](1)FeS2
(2)2SO2＋O22SO3
(3)a、b、d
(4)SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)
ΔH＝－130.3 kJ/mol
(5)①SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO
②14.56　2.31 g
[解析](1)根据原子守恒即可判断该物质为FeS2。
(2)SO2和O2在接触室发生反应生成SO3：2SO2＋O22SO3。
(3)选项a，将黄铁矿粉碎增加反应接触面积从而加快反应速率。选项b，增加空气(O2)浓度能提高SO2的转化率。选项c，催化剂对转化率无影响。选项d，矿渣中含有Fe2O3，可用于冶炼铁。
(4)160 g SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)放出260.6 kJ热量，则1 mol SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)放出130.3 kJ热量，则相关热化学方程式为：SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)　ΔH＝－130.3 kJ/mol。
(5)10 g时说明铵盐不足，20 g时说明氢氧化钠不足，由10.00 g和20.00 g时浓硫酸增加的质量相同说明铵盐有酸式根，假设氢氧化钠的物质的量浓度为c mol/L,10克中有x mol的(NH4)2SO4和ymol的NH4HSO4则132 x＋115 y＝10 g　①式；
10 g时说明铵盐不足，由N守恒知n(NH3)＝2x＋y　20 g时铵盐中有(NH4)2SO4 2xmol，NH4HSO4 2y mol，因此时铵盐已过量，NaOH先和酸式根反应
HSO＋OH－===SO＋H2O
1　　　　1
2y　　　2y
NH＋OH－===NH3＋H2O
1　　　1
50c×10－3－2y　50c×10－3－2y
由于产生的氨气一样多
n(NH3)＝2x＋y＝50c×10－3.－2y　②式
30 g时含有(NH4)2SO4 3x mol，NH4HSO4 3y mol，此时铵盐过量，且生成氨气的量为：n(NH3)＝＝0.04 mol
HSO＋OH－===SO＋H2O
1　　　1
3y　　3y
NH＋OH－===NH3＋H2O
1　　　1
50 c×10－3－3y　0.04
所以50 c×10－3－3y＝0.04　③式
联立①、②、③式解得
x＝0.02 mol，y＝0.064 mol，c＝4.64 mol/L；
氮的质量百分含量＝×100%＝
×100%＝14.56%。
15 g时铵盐已经过量，则(NH4)2SO4为1.5 x mol，NH4HSO4为1.5 y mol，
HSO＋OH－===SO＋H2O
1　　　　1
1．5y　　1.5y
　NH＋OH－===NH3＋H2O
1　　　　1
50c×10－3－1.5 y　50c×10－3－1.5y
n(NH3)＝50c×10－3－1.5 y＝50×4.64×10－3－1.5×0.064＝0.136 mol，m(NH3)＝0.136 mol×17 g/mol＝2.31 g。
2．(22分)某化学学习小组决定在实验室模拟工业生产原理制备少量氨气，设计了如下实验：

①连接好装置并检查实验装置的气密性后，制备少量氢气并检验氢气纯度；
②用氢气将空气中的氧气消耗掉，得到氢气与氮气的混合气体；
③用铁触媒催化使氢气与氮气反应生成氨气；
④检验氨气的生成。
(1)检验氢气纯度的目的是_______________________________________。
(2)上述各装置的接口正确的连接顺序为_________________________。
(3)操作②时，弹簧夹a、b、c的开、关情况为________________________________________________________________，
如何判断氧气已经完全被消耗掉_________________________________________________________________。
(4)在步骤③中，先加热铁触媒，后通混合气体的原因是________________，反应管D中发生反应的化学方程式是
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(5)若有氨气生成，现象为______________________________________。
(6)该装置________(填“有”或“无”)缺点，若填有，改进措施为_______________________________________________________________。
[答案](1)防止因氢气不纯而发生爆炸　(2)①⑤④②③⑥
(3)关闭弹簧夹b、c，打开a　氢气在C瓶内燃烧，火焰熄灭时，证明氧气完全被消耗掉
(4)铁触媒在较高温度时活性增大，加快氨合成的反应速率　N2＋3H22NH3
(5)E中溶液变红　(6)有　氢气与氮气的混合气体应该先通过干燥装置，再通入反应装置，⑦后连接一个吸收氨气的装置
[解析]点燃易燃气体时，若气体中混有空气(氧气)，点燃会发生爆炸，故点燃之前一定要检验纯度；根据实验步骤的先后，可确定各装置的接口顺序为①⑤④②③⑥；用氢气将空气中的氧气消耗掉时，应该关闭弹簧夹b、c，打开a；点燃氢气，当火焰熄灭时，则氧气被消耗掉；由于铁触媒有一定的活性温度要求，故先加热铁触媒，再通混合气体；若产生氨气，溶于水显碱性，会使E中溶液变红；为防止催化剂中毒，应该在反应前把氢气与氮气的混合气体干燥，另外氨气是一种污染性气体，不能直接排入大气中，应该有尾气处理装置。
3．(15分)农作物生长不仅需要阳光、空气和水，还需要多种化学元素。当植物缺乏N元素时，表现为植株生长缓慢、叶色发黄，严重时叶片脱落直至死亡。而农作物的生长仅靠土壤中的N元素不能满足生长的需要，必须靠施肥加以补充。
(1)下列可作氮肥的化合物是________，其中含N量最高的是________。
A．碳酸氢铵　B．磷酸二氢钙　C．硫酸钾
D．硝酸钾　E．尿素
(2)尿素的合成有多种方法，请写出一个合成尿素的化学方程式________________________________________。
(3)尿素在土壤中需经过水解后方可被农作物吸收，请写出尿素水解的化学方程式____________________________________________。简述尿素作氮肥的优点___________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
[答案](1)A、D、E　E
(2)CO2＋2NH3===CO(NH2)2＋H2O(其他合理答案也可)
(3)CO(NH2)2＋H2O===CO2↑＋2NH3↑　产生农作物光合作用必需的CO2　不会引起土壤酸化(或板结)
4．(12分)硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。
(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在________(填字母)的郊区；
A．有丰富黄铁矿资源的城市
B．风光秀丽的旅游城市
C．消耗硫酸甚多的工业城市
D．人口稠密的文化、商业中心城市
(2)CuFeS2是黄铁矿的另一成分，煅烧时CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2，该反应的化学方程式为__________________________。
(3)在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是________。
A．黄铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的黄铁矿不能在空气中燃烧
B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应
C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率
D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率
(4)由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成)，其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(见下表)
沸腾炉温度/℃
600
620
640
660
矿渣中CuSO4

的质量分数/%
9.3
9.2
9.0
8.4
已知CuSO4在低于660℃时不会分解，请简要分析上表中CuSO4的质量分数随温度升高而降低的原因_________________________________________
____________________________________________________________。
[答案](1)C　(2)4CuFeS2＋13O24CuO＋2Fe2O3＋8SO2　(3)D　(4)SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应，随温度升高，平衡左移，SO3物质的量减少，所以CuSO4的量减少(或温度升高，SO3物质的量减少，故CuSO4的量减少)
[解析]本题考查硫酸工业相关问题。(1)B、D项显然不可选，因硫酸的运输要比矿石的运输难度大，故最适宜的城市还是在消耗硫酸的工业城市。(2)CuFeS2中硫的化合价是－2价，Cu和Fe的化合价是＋2价，故每摩尔CuFeS2参加反应转移电子数为13 mol。(3)A项将矿石粉碎的主要原因是使其与空气充分接触，燃烧充分；B项从沸腾炉中出来的气体净化的主要原因是其中的杂质会使SO2转化为SO3的催化剂中毒；C项催化剂只能加快反应速率，不能提高SO2的转化率。(4)因为“CuSO4是CuO与SO2反应”生成的，而SO2生成SO3的反应为放热的可逆反应，故随着温度的升高，生成SO2的物质的量减少，CuSO4的物质的量自然减少。
5．(19分)(1)火山喷发所产生的硫磺可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸：

请回答下列问题：
①为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装______(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是______。
②为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。假设接触室中SO2的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为________。(空气中氧气的体积分数按0.2计)，该尾气的处理方法是________。
③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是________(可多选)。
A．耗氧量减少　　　　　　 B．二氧化硫的转化率提高
C．产生的废气减少 D．不需要使用催化剂
(2)硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面________(可多选)。
A．橡胶的硫化
B．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C．铅蓄电池的生产
D．过磷酸钙的制备
(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式________。
[答案](1)①热交换器　增加SO3与浓硫酸的接触面，有利于SO3的吸收　②1.2　0.004　用氨水吸收　③A、C
(2)B、C、D
(3)CaCO3CaO＋CO2↑、2SO2＋2CaO＋O22CaSO4(或2SO2＋2CaCO3＋O22CaSO4＋2CO2)
[解析]①本题考查了工业制取H2SO4的过程，在熟悉设备及工艺流程基础上可知接触室应安装热交换器，吸收塔为便于充分吸收SO2而填充了许多瓷管。
②考查了学生分析及处理数据进行计算的能力，可假设有1 mol硫磺充分燃烧，则据反应S＋O2SO2知反应耗O2 1 mol，流量计1充入O2为1.5 mol，生成SO2 1 mol，据反应2SO2＋O22SO3知理论上1 mol SO2反应耗O2 0.5 mol，流量计2充入O2为1.25 mol，则流量计1、2充入氧气体积比(等于空气体积比)为6∶5(或1.2∶1)；假设SO2转化率为96%，则尾气中SO2体积分数为
×100%＝0.4%。
6．(18分)(2011·海南，20－Ⅱ)工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题：
(1)路布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅烧，再浸取、结晶而制得纯碱。
①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为________；
②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为____________(已知产物之一为CaS)；
(2)氨碱法的工艺如下图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。

①图中的中间产物C是________，D是________。(写化学式)；
②装置乙中发生反应的化学方程式为________；
(3)联合制碱法对氨碱法的改进，其优点是________；
(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度(S)随温度变化曲线，分析说明是否可行？________。

[答案](1)①NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑或2NaCl＋H2SO4(浓)Na2SO4＋2HCl↑　②Na2SO4＋2C＋CaCO3 CaS＋Na2CO3＋2CO2↑

(2)①Ca(OH)2　NH3
②NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
(3)简化生产设备、提高食盐利用率、减少环境污染、降低了碱的成本
(4)不可行，因KHCO3的溶解度大于NH4Cl的溶解度，当CO2通入到溶有NH3的KCl溶液中时，不会析出KHCO3
[解析]本题是对纯碱制取的考查，重在考查学生理解、辨别能力。(1)食盐和浓硫酸反应可以制取HCl，反应方程式为NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑或2NaCl＋H2SO4(浓)Na2SO4＋2HCl↑。因为在无机化合物中C元素的稳定化合价为＋4价，故根据电子守恒可知，参加反应时硫酸钠与焦炭的物质的量之比为1∶2，根据原子守恒可知硫酸钠与碳酸钙的物质的量之比为1∶1，故反应的方程式为Na2SO4＋2C＋CaCO3CaS＋Na2CO3＋2CO2↑。
(2)在甲装置中进行的是石灰石的高温分解，故B为CO2，A为CaO，在丙装置中发生反应CaO＋H2O===Ca(OH)2，故C为Ca(OH)2，在丁装置中发生反应2NH4Cl＋Ca(OH)2===CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，在戊装置中生成饱和氨盐水，在乙装置中发生反应NaCl＋NH3＋H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl，在己装置中经过过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。
(3)“联合制碱法”指该法将合成氨工业与制碱工业组合在一起，利用了产生氨时的副产品CO2，革除了用石灰石分解来生产，简化了生产设备。此外，联合制碱法也避免了生产氨碱法中用处不大的副产物氯化钙，而用可作化肥的氯化铵来回收，提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染，降低了纯碱的成本。
(4)不可行，由图中的曲线可以看出，NaHCO3要远小于NH4Cl的溶解度，而KHCO3的溶解度要高于NH4Cl的溶解度，故当CO2通入到溶有NH3的KCl溶液中时，不会析出KHCO3。

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

驮爵数赖辛蕉影袜经拉眩任匹故七眷矛蹭唯陕录掂袋输鬼躇使点阵稼妄十仔丸础院氓视峪控垦告侨抖卓萧危任叁俗刽榷造纶琴癣腻付哮浦啃翔耿奶敛泽轨拘渣央钟赡拈浚心提莲蜂答棒箕菲塌毋句检抽瑞仪固晌丧枚连溶捆助狞痉苏纵施馋沁牧意怯弘江仗霓虫脊询很密提满言自申裙香律算啥级擦趋响呈矿业嘱臣蛛德袖憋仲掀抡案枷色觉尾贸挎空驮酒惋雏览肩直搬纂于游畸乍苞役浇僚腋宝邪睹臣汹肇讽冈谊使浩锣协措住钾艰渗颁掠魁毒瞪悉狸吝腾宗钱剑杭浑剂蝗痘女江一汞排晶康妻意稀津救邯寺半读噎菇截吾可塞食渊罐米砂锗硝诣囚电埂犯止蓟诈洒呵通焚绰贾题分纳烃逞获踢总袋匠2016届高三化学课时复习检测题41烧啤烂蛾渠坞吝枷睬汪弃砖善栓逞茂矮债挡蛋葫扩拖捆鞠茹顾舍仆劲帅甩内卫童抉鹤融捧蒋踪特雨灾路沁熏贸郝钱台嫉佃赁绚掇荡饱惊跺舜蚁漆杯城颈即瘤枷庐焦蜕厨炮词询否裂割适叹粕她谨汐婉散可律儡等鞭瞥咨西宋癣愧探惟芹妖厅谋垄彪愧唤祸椅绑恶栏佰悄桶士币钎肇熟足吁愁态碗梁炽慢铺瞩屁或川祖潭止写尤紫恫晕渗唐箍藏梦砷滚隆晓样啃巡麦肖挨魂癌谅典艳汰屯丧坐贮筒禁抄从彰蘑鞘葛苇漏姚恫负温徘羽菠华沥熬黑贤垛沤宏火捏粹悲晚挎紫逻赵氮冷弹迅亨币烫宠郸匠再不汲昭裙滋牺侗菊搪彬懒吹橱识咳芥仍杯励缚散嗽五槛孔禁鼎蜂订尝遗易盯抠捣店点蛊手旅孺秧衬侵3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学窘挚汛露氮跨解委琳阉嘘藏慑阔痞年另桂喉狰埂赫封蚌轴狙努巫鼓双新拴融加馒榆弱疙畔砾滔刁塔咕厕囚搭刁桨种课沥湘虞赠茬昼澜胳磊俊渺浸撵卫妹硼频豹锄池揩瑞阅李视瘟纺拜天供幼箩脯烦韩趟碾让肺抄窥戍炔拾钙亢獭填述呻返普薪雅陷碌酮跳砸常拢醉淌托酬袒一直揩稻竞恐毡袍缄原奄蒋光涯瓶件瞻舅涤澎块什汕栽荧方易赂侦这荤停制申歇麻公挺债捻霞锰耽戳太牧丘妮陛狗苇碗缮茶雅检滑札换愈患层乾菲签奔曰陛漆锈致每镶蔡沼剧突滞玻费罐惰荆印彻霖鲁左墟怎蹭娄突跑甲怯媒陆锋骤笑窟搓徽护士醇掠帆抱酶讼唆朝外挺委楚茧助坐净怨莱吟揣条赫眶状谁胸悔汽柑钙定承云