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化学选修2 化学与技术第二单元化学与资源开发利用综合与测试测试题

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这是一份化学选修2 化学与技术第二单元化学与资源开发利用综合与测试测试题，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

第二单元过关检测

(时间:60分钟　满分:100分)

一、选择题(本题共8个小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个正确选项)

1.某些化学试剂可用于净水。水处理中使用的一种无机高分子混凝剂X的化学式可表示为[Al2(OH)nClm·yH2O],式中m等于(　　)

A.3-n B.6-n

C.6+n D.3+n

解析：由化合价代数和为0可知:6=m+n。

答案：B

2.下列说法中,不正确的是(　　)

A.蒸馏法淡化海水是将水加热至105 ℃蒸发汽化,然后将蒸气冷凝而得到蒸馏水的方法

B.天然水里一般溶有Ca2+、Mg2+等金属阳离子,我们把溶有较多量Ca2+、Mg2+的水称为硬水

C.阳离子交换树脂中的H+可与水中的金属阳离子Mn+交换

D.阴离子交换树脂中既含有阳离子,又含有阴离子,因此既能与水中的阳离子交换,又能与水中的阴离子交换

解析：在进行水处理时,阳离子交换树脂中的H+只能和水中的金属阳离子Mn+交换,阴离子交换树脂中的OH-只能和水中的阴离子Ym-交换。

答案：D

3.下列与处理方法对应的反应方程式不正确的是(　　)

A.用Na2S去除废水中的Hg2+:Hg2++S2-HgS↓

B.用催化法处理汽车尾气中的CO和NO:CO+NOC+NO2

C.向污水中投放明矾,生成能凝聚悬浮物的胶体:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+

D.用高温催化氧化法去除烃类废气(CxHy):CxHy+(x+)O2xCO2+H2O

解析：B中生成的NO2仍为大气污染物,反应产物应为N2和CO2,故B错。

答案：B

4.自来水加工处理流程如下,下列有关说法不正确的是 (　　)

A.若用FeSO4作混凝剂,最终铁将以Fe(OH)2形式进入反应沉淀池

B.投药时常加入适量的石灰,是为了除去水中Mg2+、HC等

C.自来水生产中,前加氯起消毒杀菌作用,后加氯是保持水中有效氯的含量,防止自来水二次污染

D.用ClO2消毒自来水,消毒效率是同质量氯气的2.63倍

解析：根据流程中提示,进入沉淀池之前通入了氯气,氯气具有氧化性,所以不可能是Fe(OH)2,只能是Fe(OH)3,A选项错误。

答案：A

5.如右图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是(　　)

A.K1闭合,铁棒上发生的反应为2H++2e-H2↑

B.K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高

C.K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法

D.K2闭合,电路中通过0.002NA个电子时,两极共产生0.001 mol气体

解题指南解答本题时应注意以下两点:

(1)明确电化学原理;

(2)注意电极材料及离子放电顺序。

解析：K1闭合形成原电池,铁作负极,失电子被腐蚀,石墨电极是正极,氧气得电子变为OH-,溶液pH逐渐升高,A错误、B正确;K2闭合,铁棒作阴极被保护,不会被腐蚀,属于外加电流的阴极保护法,C错误;K2闭合形成电解池,两极分别产生氯气和氢气,电路中通过0.002NA个电子时,每极上产生0.001 mol气体,共0.002 mol气体,D错误。

答案：B

6.煤、石油、天然气和生物能作为能源的共同特点是 (　　)

A.可再生能源,取之不尽,用之不竭

B.不可再生能源,用一点,少一点

C.来自太阳辐射的能量

D.污染环境的能源

解析：煤、石油和天然气是化石能源,不可再生;生物能来自植物,可以再生,但其共同的一点是它们的能量最初都来自于太阳辐射。

答案：C

7.离子交换膜制碱法的生产过程中,进入阳极室的物质是(　　)

A.精制的饱和食盐水

B.纯水

C.加一定量NaOH的纯水

D.饱和粗盐水

解析：阳极室为精制饱和食盐水,此题正确答案为A。

答案：A

8.煤的气化是煤高效、洁净利用的方向之一。右图为加热某地煤样所得煤气组成及体积分数随温度变化的曲线图。由图可知该煤气中(　　)

A.只含有碳、氢两种元素

B.所含的有机物是CH4、CnHm、CO

C.800 ℃时CO体积分数小于CH4体积分数

D.氢气体积分数最大

解析：根据图像知,该煤气中含CO、CH4、H2、CnHm,则该煤气中含碳、氢、氧元素,故A错误;CO不是有机物,属于无机物,故B错误;随着温度升高,甲烷含量降低,CO含量升高,温度在400~1 000 ℃时,CO的体积分数比CH4的体积分数小,可能在较高温度下CO的体积分数高于甲烷的,故C正确;根据图像知,在600 ℃以下,H2的体积分数不是最高的,故D错误。

答案：C

二、非选择题(本题共3个小题,共52分)

9.(16分)假如你是一位企业家,在开发海水资源的众多项目中,选择了海水提镁,在前期考察过程中你将遇到许多问题,请根据背景材料的提示,按要求回答相关问题:

背景材料1:下图为海水中各元素含量情况(mg·L-1)

背景材料2:部分化学试剂的市场价格

试剂	氢氧化钾	氢氧化钠	氢氧化钙	氧化钙
价格(元/吨)	5 238.0	2 300.00	1 200.00	700.00

请回答下列问题:

(1)在海水提镁的过程中要实现对镁离子的富集、分离,有以下三个方案:

方案一:直接往海水中加入沉淀剂;

方案二:加热蒸发海水后再加入沉淀剂;

方案三:在晒盐后的卤水中加入沉淀剂。

你认为方案　　　　最合理。

不选方案　　　　的理由是　。

(2)应该选择　　　　试剂作为镁离子的沉淀剂。不考虑其他费用,沉淀相同量的镁离子所用氢氧化钠和氧化钙的价格比为　。

(3)为了节省成本,你可考虑以海边上的贝壳为原料,试简述其理由:　。

解析：(1)海水提镁首先要对海水进行浓缩,然后加入沉淀剂,显然方案一浪费原料,方案二浪费能量,最合理的是方案三。

(2)根据市场价格,CaO作为镁离子的沉淀剂最为经济。假设沉淀a mol Mg2+,需要氢氧化钠和氧化钙的价格比为:(2a×40×2 300.00)∶(a×56×700.00)=230∶49。

(3)贝壳的主要成分为碳酸钙,可以通过高温煅烧贝壳的方式生产氧化钙,作为镁离子的沉淀剂,降低成本。

答案：(1)三　一　海水中镁浓度太低,要沉淀必须加入大量的沉淀剂,浪费原料　二　要加热海水需很多的能源

(2)CaO　230∶49

(3)贝壳中含碳酸钙,加热分解生成氧化钙可作为沉淀剂,节省了成本

10.(18分)氯碱工业中用离子交换膜法电解制碱的主要生产流程示意图如下:

依据上图完成下列填空:

(1)与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　,与电源负极相连的电极附近,溶液的pH　　　　(填“不变”“升高”或“降低”)。

(2)工业食盐中含Ca2+、Mg2+、S等杂质,为有效除去它们,加入试剂的合理顺序为　　　　。

a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂

b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3

c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3

(3)如果粗盐中S含量较高,必须添加钡试剂除去S,该钡试剂是否添加过量的判断方法是　　　　　　　　。

(4)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过蒸发、冷却、　　　　　(填写操作名称)除去NaCl。

(5)由图示可知用离子交换膜法电解制碱工艺中,　　　　产品可循环使用。

(6)已知NaCl在60 ℃时的溶解度为37.1 g,现电解60 ℃时的粗制饱和食盐水1 371 g,经分析,电解后溶液密度为1.37 g·cm-3,其中含有20 g NaCl,则电解后NaOH的物质的量浓度为　　　　 mol·L-1。

解析：在电解饱和NaCl溶液时,电解池阴极附近溶液的pH会升高的原因是:电解时,Na+、H+趋向阴极,而H+放电能力比Na+强,故H+在阴极放电:2H++2e-H2↑,而H+在阴极不断放电打破了水的电离平衡,使阴极附近溶液中c(OH-)增大,故电解一段时间后在阴极生成NaOH。离子交换膜法电解制碱技术同以前无隔膜法相比避免了因Cl2进入阴极区与NaOH溶液接触发生如下反应:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,影响产品的质量。

答案：(1)2Cl--2e-Cl2↑　升高

(2)b、c

(3)静置后取上层清液(或直接取上层清液)继续加入钡试剂,若溶液变浑浊则证明钡试剂不足,若溶液无明显变化则证明钡试剂已经过量

(4)过滤

(5)NaCl(或淡盐水)

(6)7.14

11.(18分)海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下:

(1)请列举海水淡化的两种方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2、　　　、　　　或H2、　　　。

(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的是　　　　。

(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为　　　　　　　　　,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是　　　　　。

(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59 ℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,绘制了如下装置简图:

请你参与分析讨论:

①图中仪器B的名称是　　　　　。

②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是　　　　　　　　　　　。

③实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件:　。

④C中液体产物颜色为　　　,为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是　　　　。

解析：(2)电解NaCl溶液:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,若产生的Cl2直接与溶液中NaOH反应,可以生产消毒液NaClO;(4)SO2吸收溴,依据氧化还原反应生成物书写基本规律,溴元素在自然界中-1价稳定而写出离子方程式。由于此反应有强酸HBr和H2SO4生成而得出工业生产需要解决的问题;(5)由于题干中给出信息Br2的沸点是59 ℃,提纯溴应该收集59 ℃时的馏分。