题目内容

9．下列单元操作中采用了热交换设计的有（　　）
A．电解食盐水制烧碱B．合成氨中的催化合成
C．硫酸生产中的催化氧化D．氨碱法中的氨盐水碳酸化

分析 二氧化硫氧化反应、硝酸工业中氨气的催化氧化、氮气与氢气的反应都需要加热，而且反应放热，在工业生产中，常常进行热交换，以充分利用能源，以此解答．

解答 解：A．氯碱工业中电解饱和食盐水是常温下的反应，不需要进行热交换，故A错误；
B．氮气与氢气的反应都需要加热，而且它们反应时会放热，所以使用热交换器可以充分利用反应所放出的热量，故B正确；
C．二氧化硫的氧化反应需在高温下进行，且反应时会放热，使用热交换器可以充分利用反应所放出的热量，故C正确；
D．氨碱法中的氨盐水碳酸化需在常温下进行，温度不能较高，防止气体挥发，故D错误．
故选BC．

点评 本题考查了几个常见工业生产的原理，侧重于化学与生产的考查，有利于培养学生良好的科学素养，注意工业反应条件，题目难度不大．

练习册系列答案
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19．“心得安”是治疗心脏病的药物，如图是它的一种合成路线（具体反应条件和部分试剂略）；回答下列问题：

（1）试剂a是NaOH（或Na2CO3），试剂b的结构简式为ClCH2CH=CH2，b中官能团的名称是氯原子、碳碳双键．
（2）③的反应类型是氧化反应，试剂CH3CO3H的结构式为．
（3）心得安的分子式为C16H21O2N，每个分子中含有1个手性碳原子．
（4）试剂b的同系物C4H7Cl共有8种同分异构体（官能团与b相同，不考虑立体异构）
（5）芳香化合物D是1-萘酚的同分异构体，其分子中有两个官能团，能发生银镜反应，D能被KMnO4酸性溶液氧化成E（ C2H4O2） 和芳香化合物F （C8H6O4），E和F与碳酸氢钠溶液反应均能放出CO2气体，F芳环上的一硝化产物只有一种．D的结构简式为；由F生成一硝化产物的化学方程式为，该产物的名称是2-硝基-1，4-苯二甲酸．
20．化学与人类生产、生活、可持续发展密切相关，下列说法正确的是（　　）
A．生活中的玻璃、陶瓷、水泥属于无机硅酸盐材料，其生产原料都需要使用石灰石
B．居室装修材料如化纤地毯、三合板、花岗岩等均会释放出污染空气的甲醛气体
C．侯氏制碱、肥皂的制取工艺过程中均应用了物质溶解度的差异
D．某雨水样品放置一段时间后pH由4.68变为4.28，是因为吸收了CO2
17．某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液．下列说法正确的是（　　）
A．Zn为电池的负极
B．正极反应式为2FeO42-+10H++6e-=Fe2O3+5H2O
C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变
D．电池工作时OH-向负极迁移
4．某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS．某同学用15.0g该废催化剂为原料，回收其中的锌和铜．采用的实验方案如下：

回答下列问题：
（1）在下列装置中，第一次浸出必须用D，第二次浸出应选用A．（填标号）

（2）第二次浸出时，向盛有滤液1的反应器中加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液．若顺序相反，会造成H2O2与固体颗粒接触分解．滤渣2的主要成分是SiO2．
（3）浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是蒸发皿．
（4）某同学在实验完成之后，得到1.5gCuSO4•5H2O，则铜的回收率为30%．
4．某学习小组依据SO2具有还原性，推测SO2能被Cl2氧化生成SO2Cl2．查阅资料：SO2Cl2在常温下为无色液体，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾．
Ⅰ．化合物SO2Cl2中S元素的化合价是+6．
Ⅱ．用二氧化锰和浓盐酸制氯气的化学方程式是MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
Ⅲ．在收集氯气前，应依次通过盛有饱和氯化钠溶液和浓硫酸的洗气瓶．
Ⅳ．用如图所示装置收集满Cl2，再通入SO2，集气瓶中立即产生无色液体，充分反应后，将液体和剩余气体分离，进行如下研究．
（1）研究反应的产物．向所得液体中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液．经检验该溶液中的阴离子（除OH-外）只有SO42-、Cl-，证明无色液体是SO2Cl2．
①写出SO2Cl2与H2O反应的化学方程式：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl．
②检验该溶液中Cl-的方法是取少量该溶液于试管中，加入过量Ba（NO3）2溶液，过滤，向滤液中滴加HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则说明溶液中有Cl-．
（2）继续研究反应进行的程度．用NaOH溶液吸收分离出的气体，用稀盐酸酸化后，再滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀．
①该白色沉淀的成分是BaSO4．
②写出SO2与Cl2反应的化学方程式SO2+Cl2?SO2Cl2，并阐述理由由于白色沉淀是BaSO4，所以反应后的混合气体中必然存在SO2和Cl2两种气体．因此SO2和Cl2生成SO2Cl2的反应为可逆反应．
11．三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体K3[Fe（C2O4）3]•3H2O可用于摄影和蓝色印刷．可用如下流程来制备．

根据题意完成下列各题：
（1）若用铁和稀硫酸制备FeSO4•7H2O，铁（填物质名称）往往要过量．
（2）要从溶液中得到绿矾，必须进行的实验操作是bcae．（按前后顺序填）
a．过滤洗涤     b．蒸发浓缩       c．冷却结晶       d．灼烧       e．干燥
某课外化学兴趣小组为测定三草酸合铁酸钾晶体（K3[Fe（C2O4）3]•3H2O）中铁元素含量，做了如下实验：
步骤一：称量5.000g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250ml溶液．
步骤二：取所配溶液25.00ml于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳，同时，MnO4-．被还原成Mn2+．向反应后的溶液中加入一定量锌粉，加热至黄色刚好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时，溶液仍里酸性．
步骤三：用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液20.02ml，滴定中MnO4-，被还原成Mn2+．
重复步骤二、步骤三操作，滴定消耗0.010mol/LKMnO4溶液19.98ml；
（3）配制三草酸合铁酸钾溶液需要使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有250ml容量瓶；主要操作步骤依次是：称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀．
（4）加入锌粉的目的是将Fe3+还原成Fe2+，为进一步测定铁元素的含量做准备．
（5）实验测得该晶体中铁的质量分数为11.12%．在步骤二中，若加入的KMnO4的溶液的量不够，则测得的铁含量偏高．（选填“偏低”“偏高”“不变”）
（6）某同学将8.74g无水三草酸合铁酸钾（K3[Fe（C2O4）3]）在一定条件下加热分解，所得固体的质量为5.42g，同时得到密度为1.647g/L（已折合成标准状况下）气体．研究固体产物得知，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3．写出该分解反应的化学方程式2K3[Fe（C2O4）3]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO↑+5CO2↑．．
8．研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义．
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．
已知：①Fe2O3（s）+3C（石墨）═2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ•mol-1
②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ•mol-1
则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5 kJ•mol-1．
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H
①该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$．
②取一定体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比为1：3），加入恒容密闭容器中，发生上述反应，反应过程中测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系如图1所示，则该反应的△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
③在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示，曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ＞KⅡ（填“＞”、“＜”或“=”）．判断的理由由于温度高，CH3OH含量低，说明化学平衡常数KⅠ＞KⅡ．
（3）以CO2为原料还可以合成多种物质．
①工业上尿素[CO（NH2）2]由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为2NH3+CO2CO（NH2）2+H2O．时氨碳比=3进行反应，达平衡时CO2的转化率为60%，则NH3的平衡转化率为40%．
②将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3，已知常温下一水合氨Kb=1.8×10-5，碳酸一级电离常数Kb=4.3×10-7，则NH4HCO3溶液呈碱性（填“酸性”、“中性”、“碱性”）．
9．2015年8月12号接近午夜时分，天津滨海新区一处集装箱码头发生爆炸．发生爆炸的是集装箱内的易燃易爆物品，爆炸火光震天，并产生巨大蘑菇云．根据掌握的信息分析，装箱区的危险化学品可能有钾、钠、氯酸钠、硝酸钾、烧碱，硫化碱、硅化钙、三氯乙烯、氯碘酸等．运抵区的危险化学品可能有环己胺、二甲基二硫、甲酸、硝酸铵、氰化钠、4，6-二硝基苯-邻仲丁基苯酚等．
回答下列问题：
（1）在组成NH4NO3、NaCN两种物质的元素中第一电离能最大的是N（填元素符号），解释原因同周期元素第一电离能自左而右呈增大趋势，同主族自上而下元素第一电离能逐渐减小，但N原子的2p能级为半满稳定状态，第一电离能高于氧元素的
（2）二甲基二硫和甲酸中，在水中溶解度较大的是甲酸（填名称），原因是甲酸与水形成氢键；烧碱所属的晶体类型为离子晶体；硫化碱（Na2S）的S2-的基态电子排布式是1s2s22p63s23p6．
（3）硝酸铵中，NO3-的立体构型为平面三角形，中心原子的杂化轨道类型为sp2
（4）1mol化合物NaCN中CN-所含的π键数为2NA，与CN-互为等电子体的分子有CO、N2．（CN）2又称为拟卤素，实验室可以用氰化钠、二氧化锰和浓硫酸在加热条件下制得，写成该制备的化学方程式2NaCN+MnO2+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（CN）2+Na2SO4+MnSO4+2H2O．
（5）钠钾合金属于金属晶体，其某种合金的晶胞结构如图所示．合金的化学式为KNa3；晶胞中K 原子的配位数为6；已知金属原子半径r（Na）=186pm、r（K）=227pm，计算晶体的空间利用率$\frac{\frac{4}{3}π（18{6}^{3}×3+22{7}^{3}）}{（186×2+227×2）^{3}}$×100%（列出计算式，不需要计算出结果）．

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