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北京市高一下学期化学期末考前专项练习-04工业流程、综合题

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这是一份北京市高一下学期化学期末考前专项练习-04工业流程、综合题，共13页。试卷主要包含了工业流程题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。

一、工业流程题

1．（北京市宣武外国语实验学校2020-2021学年高一下学期期中考试化学试题）“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣（主要成分为Na2CO3）吸收烟气中的SO2，得到亚硫酸钠(Na2SO3)粗品。其流程如下：

(1)为加快工业废碱渣中Na2CO3的溶解，可采取的措施是_______（写出一种即可）。

(2)过程①进行的操作是_______。

(3)上述流程中，加入NaOH后，发生反应的化学方程式为_______。

(4)亚硫酸钠粗品中含有少量Na2SO4，原因是_______。

(5)设计实验证明亚硫酸钠粗品含有少量Na2SO4的方案是：在一支试管中，加入少量亚硫酸钠粗品，用适量蒸馏水溶解，_______，出现白色沉淀，则证明含有Na2SO4。

2．（北京市海淀区2021-2022学年高一下学期适应性模拟测试化学试题）SO2、NO是大气污染物。吸收废气中的SO2和NO，获得Na2SO3和NH4NO3产品的流程如图：

(1)操作I的名称是____。

(2)检验所获得的无水Na2SO3产品中是否混有Na2SO4所需要的试剂是稀盐酸和____。

(3)补全NO与NaOH溶液、O2反应的离子方程式：____。

2NO+O2+OH-=NO+____+____

(4)由NaNO2、NaNO3制备NH4NO3时再次通入O2的目的是____。

3．（北京市石景山区2021-2022学年高一下学期期末考试化学试题）镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上生产的镁有60%来自海水。一种从海水的母液中提取金属镁的工艺流程如下：

(1)从原料价格、取材方便等角度考虑，沉镁试剂最好选用_______。

a.氢氧化钙　　　b.氨水　　　c.氢氧化铜

(2)加入沉镁试剂后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是_______。

(3)步骤②发生的化学反应方程式是_______。

(4)某海水中镁的含量为1.2g·L-1，则1L海水理论上可制得MgCl2的质量是_______g。

4．（北京市东城区2021-2022学年高一下学期期末考试化学试题）我国地大物博，资源非常丰富，从海水资源获取某些物质的流程示意图如下。

(1)氯化钠是海水中含量较多的物质，在生产生活中有着广泛的用途。

①生活中用氯化钠腌渍食物，食盐的作用是_______(填字母序号)。

a.着色剂 b.防腐剂 c.膨松剂 d.营养强化剂

②粗盐中还含有泥沙、CaCl2、MgCl2以及可溶性硫酸盐等杂质，可以依次通过溶解、过滤、_______(选填字母序号；所加试剂均过量)、结晶等一系列流程得到精盐。

a.加入Na2CO3溶液→加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→过滤→加入稀盐酸

b.加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→加入稀盐酸→过滤

c.加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→加入NaOH溶液→过滤→加入稀盐酸

③检验精盐中硫酸根是否除尽的方法是_______(简述操作、现象及结论)。

④得到的精盐可用于冶炼金属钠，该反应的化学方程式是_______。

(2)工业上常用的一种海水提溴技术称为“吹出法“。

①图中虚线框内流程的主要目的是_______。

②图中虚线框内流程也可用替代，请写出Br2与Na2CO3反应的化学方程式_______。

(3)已知苦卤的主要成分如下：

离子	Na+	Mg2+	Cl-	SO
浓度/(g·L-1)	63.7	28.8	144.6	46.4

理论上，1L苦卤最多可得到Mg(OH)2的质量为_______g。

5．（北京市西城区2021-2022学年高一下学期期末化学试题）废锰酸锂(LiMn2O4)电池经处理可回收石墨并制备MnO2等。一种方法如下：

(1)酸溶后分离出石墨的操作是_______。

(2)稀HCl、稀H2SO4均可作酸溶试剂。

①以稀HCl为酸溶试剂，Mn2+的溶出率高但反应过程中会产生有毒的气体单质，该气体为_______。

②以稀H2SO4作酸溶试剂时，溶出率低，加入一定量的H2O2可提高Mn2+的溶出率。相同反应时间，相同投料比、不同反应温度下Mn2+的溶出率如图。

i.加入一定量的H2O2可提高Mn2+的溶出率的原因是_______。

ii.补全酸溶反应的化学方程式_______。

2LiMn2O4+口H2SO4+口H2O2=口_______+口MnSO4+口_______+口H2O

iii.H2O2参与酸溶反应的同时自身也会发生分解。70°C后，随温度升高，Mn2+的溶出率降低的原因是_______。

二、原理综合题

6．（北京市昌平区2021-2022学年高一下学期期末质量抽测化学试题）“化学反应存在限度”是我们对于化学反应的新认识。

Ⅰ．某小组同学进行以下实验。

操作	现象	结论
向溶液中加入溶液，再滴入几滴溶液。	溶液变红色	该反应存在限度

资料：该过程与反应生成了和。

(1)小组同学为何能得出此结论，请予以解释_______。

Ⅱ．也存在化学反应限度。

(2)以下能够说明该反应达到化学平衡状态的是_______。

a．消耗的同时也消耗

b．消耗的同时生成

c．生成的同时也消耗

d．三种物质的浓度均保持不变

e．生成的同时消耗

(3)一定条件下，将与足量置于恒容密闭容器中发生反应。最终平衡状态中含原子的微粒有_______种，任意画出其中3种_______。已知：与分子示意图如下：

7．（北京市昌平区2021-2022学年高一下学期期末质量抽测化学试题）原电池是一种能将化学能直接转化为电能的装置。

Ⅰ．下图是一种简易氢氧燃料电池装置。

(1)该装置中，负极反应物是_______；正极材料是_______；离子导体是_______；电子导体是_______。

(2)能够证实该装置产生电流的现象是_______

Ⅱ．下图是另一种原电池装置。

(3)该装置中，发生反应的离子方程式是_______。

(4)正极材料是_______，正极的电极反应式是_______。

Ⅲ．某小组同学应用以下思路，将反应设计成原电池装置。

反应：
确定负极	确定负极反应物①
确定负极	确定负极材料②
确定正极	确定正极反应物③
确定正极	确定正极材料④
确定离子导体	⑤
确定电子导体	⑥

(5)填空：①是(填物质的化学式，下同)_______，③是_______，⑤是_______。

(6)从以下选项中选出做负极材料的是(选填字母，下同)_______，最适合做正极材料的是_______。

a．Fe b．Cu c．石墨 d．Zn

8．（北京市海淀区2021-2022学年高一下学期适应性模拟测试化学试题）化学能在一定条件下可转化为电能。

(1)如图装置中，Zn片作____(填“正极”或“负极”)，Cu片上发生反应的电极反应式为____，能证明化学能转化为电能的实验现象是____。

(2)下列反应通过原电池装置，可将化学能直接转化为电能的是___(填字母)。

a．CaCO3CaO+CO2↑

b．CH4+2O2CO2+2H2O

c．Zn+2H+=Zn2++H2↑

(3)某镁－海水电池工作原理如图所示，其总反应为：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。下列说法正确的是____(填字母)。

a．Mg作电池的负极

b．O2发生氧化反应

参考答案：

1．搅拌（粉碎、加热）过滤 NaHSO3+NaOH＝Na2SO3+H2O 含+4价硫的化合物被氧化加入过量盐酸，再加入BaCl2溶液

【详解】(1)为加快工业废碱渣中Na2CO3的溶解，可采取的措施是搅拌、粉碎、加热等。答案为：搅拌（粉碎、加热）；

(2)通过过滤操作可以分离可溶和不溶物质。故过程①进行的操作是过滤。答案为：过滤；

(3)加入NaOH后，氢氧根可以和亚硫酸氢根发生反应，反应方程式为：NaHSO3+NaOH＝Na2SO3+H2O；答案为：NaHSO3+NaOH＝Na2SO3+H2O；

(4)亚硫酸钠粗品中含有少量Na2SO4，原因是含+4价硫的化合物被氧化；答案为：含+4价硫的化合物被氧化；

(5)证明亚硫酸钠粗品含有少量Na2SO4，实质是检验SO的存在。检验SO，可以通过在酸性环境下，通过加入含BaCl2溶液，观察是否有不溶于酸的白色沉淀(BaSO4)生成，若有白色沉淀生成，说明存在SO，即证明含有Na2SO4。故答案为：加入过量盐酸，再加入BaCl2溶液。

2．(1)过滤

(2)BaCl2溶液

(3)2NO+O2+22OH-=11NO+12NO+12H2O

(4)将NO氧化为NO

【分析】用氢氧化钠溶液处理废气，SO2被吸收生成亚硫酸钠，溶液经浓缩、结晶析出亚硫酸钠晶体，经过滤、洗涤、干燥得到亚硫酸钠晶体，母液循环利用；NO不与氢氧化钠溶液反应，用氢氧化钠溶液、氧气吸收NO，得到亚硝酸钠、硝酸钠混合溶液，继续通入的氧气能把亚硝酸钠氧化为硝酸钠、通入的氨气能调节pH、提供铵离子，以析出硝酸铵晶体。

（1）

操作I用于分离不溶性固体和液体，则名称是过滤。

（2）

检验所获得的无水Na2SO3产品中是否混有Na2SO4，即检验硫酸根离子，故所需要的试剂是稀盐酸和BaCl2溶液。

（3）

NO与NaOH溶液、O2的反应中，N元素从+2价升高到+3、+5价、氧元素从0价降低到-2价，则按得失电子数守恒、电荷守恒、元素质量守恒得离子方程式：2NO+O2+22OH-=11NO+12NO+12H2O。

（4）

由流程可知，亚硝酸根离子转化为硝酸根离子，则由NaNO2、NaNO3制备NH4NO3时再次通入O2的目的是将NO氧化为NO。

3．(1)a

(2)过滤

(3)Mg(OH)2+2HCl+4H2O=MgCl2·6H2O

(4)4.75

【分析】海水蒸发结晶析出粗盐，过滤得到母液，粗盐净化除杂，加水重结晶得到精盐，母液杂质加入石灰乳沉淀镁离子生成氢氧化镁，过滤得到沉淀中加入盐酸得到氯化镁溶液，浓缩结晶得到氯化镁晶体，在氯化氢气流中脱水得到氯化镁固体，电解熔融氯化镁生成金属镁，以此解题。

（1）

氢氧化钙来源广，价格低，从原料价格、取材方便等角度考虑，沉镁试剂最好选用氢氧化钙，故答案为：a；

（2）

氢氧化钙和氯化镁发生复分解反应，方程式为：，生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，由母液制得的Mg(OH)2中混有Ca(OH)2，向其中加入过量MgCl2溶液，经充分搅拌、静置、过滤得到氢氧化镁沉淀，故答案为：过滤；

（3）

过滤得到沉淀中加入盐酸得到氯化镁溶液，浓缩结晶得到氯化镁晶体，化学方程式为Mg(OH)2+2HCl+4H2O=MgCl2·6H2O；

（4）

根据镁元素守恒可知海水中镁的含量为1.2g/L，则1 L海水理论上可制得MgCl2的质量是为。

4．(1) b c 取上层清液于试管中，先滴入稀盐酸，后滴入氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明硫酸根已除尽，若有白色沉淀，则说明硫酸根离子没有除尽 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑

(2) 富集溴元素 3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+5NaBr+3CO2↑

(3)69.6

【分析】食盐有防腐的作用；Na2CO3溶液的加入必须在BaCl2溶液之后，加HCl溶液之前必须先过滤；硫酸根离子与钡离子反应生成不溶于酸的白色沉淀；工业上通过电解熔融的NaCl来冶炼金属钠，以此解题。

（1）

①生活中用氯化钠腌渍食物，是因为食盐有防腐的作用，故答案为：b；

②碳酸钠不仅可以除去钙离子，还可以除去过量的钡离子，故Na2CO3溶液的加入必须在BaCl2溶液之后，形成的沉淀中含有碳酸钙和碳酸钡，故加HCl溶液之前必须先过滤，故正确的顺序是c，故答案为：c；

③硫酸根离子与钡离子反应生成不溶于酸的白色沉淀，检验精盐中硫酸根是否除尽的方法是：取上层清液于试管中，先滴入稀盐酸，后滴入氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明硫酸根已除尽，故答案为：取上层清液于试管中，先滴入稀盐酸，后滴入氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明硫酸根已除尽，若有白色沉淀，则说明硫酸根离子没有除尽；

④电解熔融的氯化钠可以得到氯气和单质钠，电解方程式为：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑；

（2）

①因溴易挥发，溶液中通入热空气可以使溴挥发出来，起初有溴最终也有溴，所以这一步为溴的富集，

故答案为：富集溴元素；

②Br2与Na2CO3反应生成Na2BrO3、NaBr和CO2，Br元素部分由0价升高到+5价，另一部分从0价降低到-1价，则生成的Na2BrO3与NaBr的物质的量之比为1:5，所以配平方程式为：3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+5NaBr+3CO2↑；

（3）

理论上，1L苦卤中含镁离子的质量，物质的量，根据镁元素守恒计算，最多可得到Mg(OH)2的质量。

5．(1)过滤

(2) 氯气 H2O2具有还原性，可以将LiMn2O4中化合价高的锰元素还原，促进其溶出 2LiMn2O4+5H2SO4+3H2O2= Li2SO4+4MnSO4+3O2↑+8H2O 70°C后，H2O2分解速率增大，浓度显著降低，浓度降低使化学反应速率减慢的程度大于温度升高使化学反应速率加快的程度

【分析】废锰酸锂(LiMn2O4)电池经破碎筛分，得到锰酸锂和石墨混合粉末；该粉末经过酸溶，锰酸锂与酸反应，生成锰离子和锂离子，石墨不与酸反应，可通过过滤回收石墨；锰离子溶液通过电解制备MnO2，据此分析作答。

【详解】（1）由分析可知，酸溶后分离出石墨的操作是过滤，故答案为：过滤；

（2）①以稀HCl为酸溶试剂，Mn2+的溶出率高但反应过程中会产生有毒的气体单质，可知该气体为氯气，故答案为：氯气；

②i.H2O2具有还原性，可以将LiMn2O4中化合价高的锰元素还原，促进其溶出，故答案为：H2O2具有还原性，可以将LiMn2O4中化合价高的锰元素还原，促进其溶出；

ii.H2O2具有还原性，可以将LiMn2O4中化合价高的锰元素还原，同时生成氧气，根据得失电子守恒，补全酸溶反应的化学方程式为2LiMn2O4+5H2SO4+3H2O2= Li2SO4+4MnSO4+3O2↑+8H2O，故答案为：2LiMn2O4+5H2SO4+3H2O2= Li2SO4+4MnSO4+3O2↑+8H2O；

iii.H2O2参与酸溶反应的同时自身也会发生分解，70°C后，H2O2分解速率增大，浓度显著降低，浓度降低使化学反应速率减慢的程度大于温度升高使化学反应速率加快的程度，故答案为：70°C后，H2O2分解速率增大，浓度显著降低，浓度降低使化学反应速率减慢的程度大于温度升高使化学反应速率加快的程度。

6．(1)加入KSCN溶液显红色说明溶液中含有铁离子，反应存在限度。

(2)cde

(3) 7

【分析】（1）2mL0.01mol/LKI溶液中加入1mL0.01mol/LFeCl3溶液，发生反应生成亚铁离子和碘单质，如不存在反应限度，则溶液中不存在铁离子；（2）可逆反应达到化学平衡时，正逆反应速率相等，且变化的物理量不再变化；（3）一定条件下，将SO2与足量18O2置于恒容密闭容器中发生反应，最终平衡状态中含18O原子的微粒氧气和二氧化硫有两种，三氧化硫有三种，共7种。

(1)

2mL0.01mol/LKI溶液中加入1mL0.01mol/LFeCl3溶液，发生反应生成亚铁离子和碘单质，如不存在反应限度，则溶液中不存在铁离子，加入KSCN溶液，溶液不显红色；现在加入KSCN溶液显红色说明溶液中含有铁离子，反应存在限度。

(2)

a．消耗SO2的同时也消耗O2是必然情况，不能判断达到化学平衡状态，故a错误；

b．消耗O2的同时生成SO3是必然情况，不能判断达到化学平衡状态，故b错误；

c．生成1molSO3的同时也消耗1molSO3，说明正逆反应速率相等，能判断达到化学平衡状态，故c正确；

d．三种物质的浓度均保持不变，，能判断达到化学平衡状态，故d正确；

e．生成2molSO2的同时消耗1molO2，说明正逆反应速率相等，能判断达到化学平衡状态，故e正确；

故答案为：cde。

(3)

一定条件下，将SO2与足量18O2置于恒容密闭容器中发生反应，最终平衡状态中含18O原子的微粒氧气和二氧化硫有两种，三氧化硫有三种，共7种，其中三种为。

7．(1) H2 石墨稀硫酸导线

(2)电流计指针偏转

(3)Zn+2H+=Zn2++H2↑

(4) Cu 2H++2e-=H2↑

(5) Fe Fe3+ FeCl3

(6) a bc

【分析】（1）燃料电池中，通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极；电子通过导线流动，电解质溶液作离子导体。

（2）原电池放电时，电流表指针偏转。

（3）该原电池中，电池总反应式为Zn和稀硫酸的反应。

（4）该原电池中，Zn易失电子作负极、Cu作正极，正极上氢离子得电子生成氢气。

（5）将Fe+2Fe3+═3Fe2+设计成原电池，失电子发生氧化反应的金属单质作负极材料，不如负极活泼的金属或导电的非金属单质作正极。

（6）失电子发生氧化反应的金属单质作负极材料，不如负极活泼的金属或导电的非金属单质作正极。

(1)

该装置中，通入氢气的电极为负极，则负极反应物是H2；通入O2的电极为正极，则正极反应物是O2，正极材料是石墨；自由移动的离子定向移动能形成电流，所以离子导体是稀硫酸；负极上失去的电子通过导线流向正极，所以电子导体是导线。

(2)

如果该装置中电流计指针偏转，就说明产生了电流。

(3)

该原电池中，电池总反应式为Zn和稀硫酸的反应，离子方程式为Zn+2H+═Zn2++H2↑。

(4)

该装置中，Zn易失电子作负极、Cu作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑。

(5)

根据电池反应式Fe+2Fe3+═3Fe2+知，负极上失电子生成亚铁离子，所以①是Fe，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，所以③是Fe3+，离子导体为FeCl3溶液。

(6)

根据电池反应式Fe+2Fe3+═3Fe2+知，负极上Fe失电子、正极上铁离子得电子，则负极材料为Fe、正极材料为不如Fe活泼的金属或导电的非金属单质，正极可以是Cu或石墨。

8．(1) 负极 Cu2++2e-=Cu 电流表指针偏转，Cu片上有红色固体生成

(2)bc

(3)a

【解析】（1）

由于金属活动性：Zn＞Cu《所以在构成的原电池中，活动性强的Zn为原电池的负极，失去电子，发生氧化反应；活动性较弱的Cu为正极，在正极Cu上，溶液中的Cu2+得到电子，发生还原反应，正极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；电子由负极Zn经电流表流向正极Cu，所以会看到电流表指针发生偏转，正极Cu上有红色固体物质形成，从而证明化学能转化为电能，装置构成了原电池；