4．(8分)(08年山东理综·31)[化学--化学与技术]

钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。

(1)炼铁高炉分为五部分，铁矿石与高温煤气主要在__________部分发生反应，在　　 __________部分开始生成生铁和炉渣。

(2)炼钢时，除磷的化学方程式为_________；加入硅、锰和铝的目的是_________。

(3)不锈钢含有的Cr元索是在炼钢过程的氧吹_________(填“前”或“后”)加入，原因是 _______________。

(4)炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是________。从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作_________。

答案：

(1)炉身　　 炉腰

(2)2P+5FeO+3CaO Ca₃(PO₄)₂+5Fe　　 脱氧和调整钢的成分

(3)后　 避免Cr被氧化(或“氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去”)

(4)CO　 燃料(或还原剂)

3．(11分)(08年海南化学·29)如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：

回答以下问题：

(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号) 　　　　　；在电化学腐蚀中，负极反应是　　　　　　 ；正极反应是　　　　　　　　　 。

(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是　　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是　　　　　　　　　　　　 (答两种方法)。

答案：(11分)(1)3、4、5、6　 Fe－2e^－=Fe²⁺(或2Fe－4e^－=2Fe²⁺) 　O₂+4e^－+2H₂O=4OH^－

(2)湿度、温度、O₂的浓度、电解质存在　 (3)电镀、发蓝等表面覆盖层，牺牲阳极的阴极保护法等(其他合理答案也给分)

解析：工业上铁的锈蚀主要是电化学腐蚀，发生电化学腐蚀的条件是：活性不同的两极材料，电解质溶液，形成闭合回路。影响锈蚀速度的因素有：环境的温度、湿度、电解质存在、O₂的浓度等。实验条件为有氧，为吸氧腐蚀：

负极：Fe-2e→Fe²⁺ 正极：O₂+2H₂O+4e→4OH^-

保护钢铁不被腐蚀的措施

①外加保护层如：涂漆、搪瓷、电镀、表面钝化、油脂等。

②改变钢铁的内部结构，冶炼不锈钢。

③在钢铁的表面镶嵌比铁活泼的金属如锌，使活泼金属被氧化，而钢铁被保护。

34．［化学--选修化学与技术］(15分)

(1)①造纸厂排放的碱性污水使X处河水pH升高，火力发电厂净化烟气的酸性废水治理未达标就排放，造成Y处等的河水，pH降低(或火力发电厂燃烧产生的SO₂会导致酸雨，飘落后使Y处等的河水pH降低)

②化肥厂、农田及生活污水使Z处河水富营养化，水温较高，适于藻类等水生植物生长，河水中溶解氧被大量消耗，导致鱼类死亡

(2)①发电厂　 焦化厂　 炼铁厂　 水泥厂

②Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂

CaCO₃+SiO₂ 　CaSiO₃+CO_2↑

③

用炼铁厂的炉渣(或CaSiO₃)作为水泥厂的原料

用发电厂的煤矸石和粉煤灰作为水泥厂的原料

将石灰石煅烧成生石灰，用于吸收发电厂和焦化厂烯煤时产生的SO₂,减少对空气的污染建立污水处理系统

解析：A为发电厂，因为发电需要煤炭，且其为另外三厂提供电能，B为焦化厂，C的原料为赤铁矿和碳酸钙，碳酸钙可提供二氧化碳，制造水泥需要粘土。造纸厂排放的碱性污水使X处河水pH升高，火力发电厂净化烟气的酸性废水治理未达标就排放，造成Y处等的河水，pH降低(或火力发电厂燃烧产生的SO₂会导致酸雨，飘落后使Y处等的河水pH降低)，化肥厂、农田及生活污水使Z处河水富营养化，水温较高，适于藻类等水生植物生长，河水中溶解氧被大量消耗，导致鱼类死亡

2．[化学--选修化学与技术](15分)(08年宁夏理综·34)

分析下面两个案例并回答有关问题。

(1)某城镇生产、生活的分布情况如图所示，河流中W、X、Y、Z处某次水样抽测结果如表所示。

①导致X、Y处水样pH变化的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　 ；

②Z处鱼类大量减少，产生这种现象的原因可能是　　　　　　　　　　　　 。

(2)某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿(主要成分为Fe₂O₃，还含有SiO₂等杂质)、煤矿、石灰石和黏土。拟在该地区建设大型炼铁厂。

①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成规模的工业体系。据此确定上图中相应工厂的名称A　　　　　 、B　　　　　 、C　　　 　　、D　　　　　 ；

②以赤铁矿为原料，写出高炉炼铁中得到生铁和产生炉渣的化学方程式　　　　　 ；

③从“三废”利用、环境保护等角度考虑，该地区和企业在生产中应采取的一些措施有(举出2种措施即可)　　　　　　　　　　　　 。

9.8×10⁹g　　 　　x　　　　　　 y

则，解得x=8.0×10³t　 y=9.83×10⁹kJ。

1．(07年宁夏理综·31A)化学选考题(15分)A．[化学-选修化学与技术]

　 工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO₂ 转化为SO₃是一个关键步骤。压强及温度对SO₂转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为：SO₂ 7%　 　O₂11%　 N₂ 82%)；

	0.1	0.5	1	10
400	99.2	99.6	99.7	99.9
500	93.5	96.9	97.8	99.3
600	73.7	85.8	89.5	96.4

(1) 已各SO₂的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

(2)在大400~500℃时，SO₂的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

(3)选择适宜的催化剂，是否可以提高SO₂的转化率？　　 (填“是”或“否”)，是否可以增大该反应所放出的热量？　　 (填“是”或“否”)；

(4)为提高SO₃吸收率，实际生产中用　　　 吸收SO₃；

(5)已知：2SO₂(g)+O₂(g)＝2SO₃(g)；△H＝－196.9kJ·mol^－1，计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO₃质量和由SO₂生产这些SO₃所放出的热量。

　 答案：(1)压强一定时，温度升高时，SO₂转化率下降,说明升温有利逆反应的进行，所以正反应为放热反应。(2)增大压强对提高SO₂转化率无显著影响，反而会增加成本。(3)否　 否　 (4)浓硫酸 (5)8.0×10³t　 9.83×10⁹kJ

解析：(1)根据表格中的数据可以看出，在相同压强下(如在0.1MPa下)升高温度(如由400℃升高到500℃)时SO₂的转化率降低(由99.2%降低为93.5%)，即升高温度时此化学平衡向逆反应方向移动，而升高温度化学平衡应该向吸热反应方向移动，所以此反应的正反应为放热反应。

(2)根据表格中的数据可以得知：在0.1MPa(即常压1atm下)SO₂的转化率已经很高，如在400℃时已达99.2%，若增大压强到10MPa(即100atm)，压强增大了100倍但是SO₂的转化率值增大为99.9%，只增大了0.7%变化不大。而压强增大100倍，需要对设备的材料、动力、能源等都作相应的提高，既要增大成本投入。

(3)使用催化剂只能改变化学反应的速率，改变反应到达平衡的时间，不能使化学平衡发生移动，即对SO₂的转化率不产生影响；而在一定条件下，化学反应放出的热量与参加反应的反应物的量成正比，因SO₂的转化率不变，所以反应放出的热量也不会增大。

(4)在生产实际中是采用98.3%的浓硫酸作吸收剂来吸收SO₃的。因为若用水进行吸收会形成酸雾，将影响SO₃的吸收速率和效率。

　　 (5)1万吨98%的硫酸含H₂SO₄的质量：9.8×10⁹g。　　 设需要SO₃的质量为x，该反应产生的热量为y。

　　 H₂SO₄ -　 SO₃ -　 放出的热量

　98g　　　　 80g　　　　 196.9kJ

1．(07年山东理综·31)(8分)[化学－化学与技术]

工业上对海水资源合开发利用的部分工艺流程如右图所示。

(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是　　　　　 。电解槽中的阳极材料为　　　　　　 。

(2)本工艺流程中先后制得Br₂、CaSO₄和Mg(OH)₂，能否按Br₂、Mg(OH)₂、CaSO₄顺序制备？　　 原因是　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)溴单质在四氧化碳中的溶解度比在水中大得多，四氧化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氧化碳，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

答案：(1)阳离子(或Na⁺)　 钛(或石墨)

(2)否。如果先沉淀Mg(OH)₂，则沉淀中会夹杂有CaSO₄沉淀，产品不纯。

(3)四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低、环境污染严重。

　 解析：(1)工业上用离子交换膜法电解食盐水时采用的阳离子交换膜只允许Na⁺通过，隔膜电解槽中的隔膜只允许水和离子通过，则二者均允许通过的离子或分子共同的是阳离子(或Na⁺)，电解槽中用来做阳极的是钛或石墨。

　 (2)硫酸钙是微溶性的物质，如果先反应生成氢氧化镁，加入石灰水生成氢氧化镁沉淀的同时，过量的Ca(OH)₂会生成硫酸钙沉淀，造成产品中有杂质，使产品不纯。

　 (3)用四氯化碳萃取溴时需要的工艺复杂，设备投资大，并且四氯化碳会造成环境污染。

20．(2007海南·29)纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题：

(1)“氨碱法”产生大量CaCl₂废弃物，请写出该工艺中产生CaCl₂的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　；

(3)CO₂是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO₂的来源有何不同？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

(4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式：

原子利用率(%)=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。

答案：(1)2NH₄Cl +Ca(OH)₂ CaCl₂ +2NH₃↑+2H₂O

(2)NH₃ +H₂O +CO₂ +NaCl(饱和)＝NaHCO₃↓+ NH₄Cl

　　　　　 2NaHCO₃Na₂CO₃ +CO₂↑+H₂O

(3)前者的CO₂ 来自合成氨厂，后者的CO₂ 来自煅烧石灰石。

(4)×100%＝100%

考点：本题考查了氨碱法和联合制碱法的原理。

解析：明确氨碱法和联合制碱法的化学反应原理。“联合制碱法”原子利用率的表达式为：原子利用率(%)＝。

19．(09年海南化学·20.3)下列有关硬水及其软化的说法中错误的是：

A．离子交换法可以软化硬水

B．硬水中含有较多Ca²⁺、Mg²⁺

C．生产、生活使用的天然水必须经软化

D．加热可使暂时硬水中的Ca²⁺生成CaCO₃沉淀

答案：C

解析：A、B、D是一些常识，C中生活使用的硬水不是“必须”经软化使用。

18．(09年海南化学·20.2)下列使用化肥、农药的描述中正确的是：

A．高温多雨时比较适合施用钾肥

B．长期施用硫铵会造成土壤板结

C．石硫合剂必须与硫酸混合后才能施用

D．过磷酸钙必须经硫酸处理后才能施用

答案：B　

解析：A中钾肥易溶于水，多雨时易造成化肥的流失；B中硫铵溶于水呈酸性，易破坏土壤的胶体结构使土壤板结；C中石硫合剂主要成分是多硫化钙，具有渗透和侵蚀病菌细胞及害虫体壁的能力，能在植物体表面形成一层药膜起保护作用，如果和硫酸混合后施用，会生成硫酸钙使石硫合剂失去作用。D中有效成份为Ca(H₂PO₄)₂，属水溶性速效磷肥，应直接使用。