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【新人教版】高考理科化学冲刺复习练习题:选修2-第2章《化学与资源开发利用》(含答案)

课时检测(三十六)

(45 分钟 100 分)

1.(10 分)煤和石油等化石燃料对促进经济、社会发展起到了重要的

作用,这些燃料合理的综合利用是当前节能减排的要求。请回答下列

问题:

(1)石油分馏是石油炼制的重要环节,这种操作是在

(填设备

名称)内完成的。工业上通常用于分馏石油的方法有常压分馏



,分馏的目的是



(2)石油不仅是重要的燃料,还是重要化工原料的来源,如利用石油生

产乙烯。为了使石油分馏产物进一步生成更多的乙烯、丙烯等短链烃

而采取

措施。

(3)目前石油资源逐渐匮乏,人们把目光聚集到储量相对丰富的煤上。

煤综合利用的主要方法是



和煤的气化,煤气化涉

及的化学方程式有:

C+O2 CO2 2C+O2 2CO

(写出第三个化学

方程式)。

2.(14 分)水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物

质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题:

1

(1)天然水中溶解的气体主要





;

(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是

(填其中任何两种),其净水作用的原理



;

(3)水的净化与软化的区别是水的净化是用混凝剂(如明矾等)将

___________________________________________________________

_____;

(4)硬度为 1°的水是指每升水含 10 mg CaO 或与之相当的物质(如 7.1

mg MgO)。若某天然水中 c(Ca2+)=1.2×10-3mol·L-1,c(Mg2+)=6×

10-4mol·L-1,则此水的硬度为

;

(5)若(4)中的天然水还含有 c( HCO3? )=8×10-4mol·L-1,现要软化 10 m3

这种天然水,则需先加入 Ca(OH)2

g,然后加入 Na2CO3

g。

3.(14 分)我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求:

pH

6.5~8.5

Ca2+、Mg2+总浓度

<0.004 5 mol·L-1

细菌总数

<100 个/mL

以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图:

2

请填空:

(1)原水中含 Ca2+、Mg2+、 HCO3? 、Cl-等,加入生石灰后生成 Ca(OH)2, 进而发生若干复分解反应,一级沉降池中生成的沉淀主要





(2)通入 CO2 除了能除去过量石灰外,还能起到

作用。

(3)图中的混凝剂常用

。其作用原理是(用离子方

程式表示)



(4)有些自来水厂在用氯气对水进行消毒时,还加入一定量的氨,使氨

和氯气生成消毒效果更好的氯胺(NH2Cl)。氯胺的消毒原理





A.NH2Cl+HCl====NH3↑+Cl2↑ B.NH2Cl+H2O NH3+HClO

C.NH2Cl====

NH

? 2

+Cl-

D.NH2Cl+HClO NH2ClO+HCl

(5)洪水泛滥后,水中含有大量的细菌和杂质,灾民喝了这样的水后很

容易患肠道传染病。如果你是支援灾区的志愿者,请你设计方案使用

3

最廉价的化学试剂,将被污染的水处理成饮用





4.(14

分)某工业废水中含有

CN-和

Cr2

O

2? 7

等离子,需经处理达标后才能

排放,污水处理厂拟用下列流程进行处理。

回答下列问题:

(1)上述处理废水流程中主要采用的方法





(2)流程②中,反应后无气体放出,该反应的离子方程式





(3)含 Cr3+的废水需进一步处理,请你设计一个处理方

案:



(4)反应③中,每消耗 0.4

mol

Cr2O

2 7

?

转移

2.4

mol

e-,该反应的离子

方程式为



(5)取少量待检水样于试管中,加入 NaOH 溶液观察到有蓝色沉淀生成,

继续加 NaOH 溶液至不再产生蓝色沉淀为止,再向溶液中加入足量 Na2S 溶液,蓝色沉淀转化成黑色沉淀,解释产生该现象的原因:

(用离子方程式表示)。

4

5.(16 分)(2013·兰州模拟)高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、 絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下:

已知:①温度较低时,Cl2 通入 KOH 溶液生成次氯酸盐;温度较高时,Cl2 通入 KOH 溶液生成氯酸盐;

②Fe(NO3)3 溶液与 KClO 溶液在强碱性环境中生成 K2FeO4。请回答下列 问题:

(1)该生产工艺应在

(选填“温度较高”或“温度较低”)

的情况下进行。

(2)为了提高生活用水的卫生标准,自来水厂常使用高铁酸钾进行消

毒、净化以改善水质,其原因





(3)经过高铁酸钾处理后的水并不是纯净水,若要得到纯净水,可采用

的净化方法





(4)高铁酸钾溶于水形成浅紫红色溶液,溶液静置时会逐渐生成氧气

5

并沉淀出氢氧化铁,此过程也会使溶液的 pH 增大。写出其化学方程 式



(5)在“反应液Ⅰ”中加 KOH 固体的目的是为了①吸收“反应液Ⅰ”

中过量的 Cl2,生成更多的

KClO;②



(6)从“反应液Ⅱ”中分离出 K2FeO4 后,副产品是



(写化学式)。

6.(14 分)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水

的 pH 在 5.0~6.0 之间,通过电解生成 Fe(OH)3 沉淀。Fe(OH)3 有吸附 性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污

水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮

选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置示意

图如下:

(1)实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,

无法使悬浮物形成浮渣。此时,应向污水中加入适量的



a.BaSO4 b.CH3CH2OH c.Na2SO4

d.NaOH

6

(2)电解池阳极发生了两个电极反应,其中一个反应生成一种无色气 体,则阳极的电极反应式分别是 Ⅰ.
; Ⅱ.
。 (3)电极反应Ⅰ和Ⅱ的生成物反应得到 Fe(OH)3 沉淀的离子方程式是



(4)该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,CH4 为燃料,空气为氧化剂, 稀土金属材料作电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电

解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分 A 物质参加循环(见上

图)。A 物质的化学式是



7.(18 分)(能力挑战题)海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要

离子的含量如表所示:

成分 含量(mg·L-1) 成分 含量(mg·L-1)

Cl-

18 980

Ca2+

400

Na+

10 560

HCO3?

142

SO

2? 4

2 560

Br-

64

Mg2+

1 272

(1)电渗析法淡化海水的示意图如图所示,其中阴(阳)离子交换膜仅

7

允许阴(阳)离子通过。

①阳极的主要电极反应式





②在阴极附近产生少量白色沉淀,其成分有



CaCO3,生成 CaCO3 的离子方程式





③淡水的出口为

(填“a”“b”或“c”)。

(2)利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下。

①提取溴的过程中,经过两次 Br-→Br2 转化的目的



,吸收塔中发生反应的离子方程式



。用平衡移动原理解释通空气

的目的是



②从 MgCl2 溶液中得到 MgCl2·6H2O 晶体的主要操作

8





、过滤、洗涤、干燥。

③依据上述流程,若将 10 m3 海水中的溴元素转化为工业溴,至少需要

标准状况下 Cl2 的体积为

L(忽略 Cl2 的溶解、忽略 Br-的损

失)。

答案解析

1.【解析】(1)石油分馏是在分馏塔中完成的,分馏的种类有常压分馏

和减压分馏。

(2)为了获得化工原料乙烯,往往对石油进行裂解,需要较高的温度

(700℃~

1 000℃),这种反应属于化学反应。

(3)煤的干馏是化学变化,这是煤的综合利用;而煤的气化、液化也是近

年来煤综合利用的重要方法。

答案:(1)分馏塔

减压分馏

获得沸点范围不同的各种馏分

(2)高温裂解

(3)煤的干馏

煤的液化

C+H2O 高温 CO+H2

2.【解析】(1)空气中的 O2、CO2 可以溶于水,故天然水中溶解的气体

主要有 O2、CO2。

(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂水解生成胶状物质,可吸附

杂质而净水。

(3)水的软化是通过化学方法除去水中的钙离子和镁离子,如加热;也

9

可以通过离子交换树脂除去。

(4)1.2×10-3mol×56 g·mol-1×1 000 mg·g-1=67.2 mg,为 6.72°;6×

10-4mol×40 g·mol-1×1 000 mg·g-1=24 mg,为 3.38°,故此水的硬度

为 10.1°。

(5)中和 10 m3c( HCO3? )=8×10-4mol·L-1 中的 HCO3? 和沉淀 10 m3c(Mg2+)=6×10-4mol·L-1中的 Mg2+需要 Ca(OH)2740 g,然后沉淀

加入的 Ca(OH)2 及原溶液中的 Ca2+需要 Na2CO31 484 g。

答案:(1)O2

CO2

(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(任写两种,合理即可)

铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体,吸附天然水中的

悬浮物并破坏天然水中的其他带异电荷的胶体,使其下沉,达到净化目



(3)水中胶体及悬浮物沉淀下来,而水的软化是除去水中的钙离子和镁

离子

(4)10.1° (5)740

1 484

3【. 解析】(1)Ca2+、HCO3? 与 OH-反应生成碳酸钙沉淀,由于 Mg(OH)2 的溶解度小,故碱会使 Mg2+沉淀下来而不转化为 MgCO3 沉淀。

(2)CO2 溶于水显酸性,故可以调节溶液的 pH。

(3)明矾中的 Al3+水解生成 Al(OH)3 胶体,故明矾常用于净水。

(4)NH2Cl 中氮元素为-3 价,氯元素为+1 价,NH2Cl 与水的反应,元素的

化合价不变化。

(5)先用明矾通过混凝沉淀,然后过滤,再用漂白粉杀菌消毒,可使被污

10

染的水变成饮用水。

答案:(1)Mg(OH)2、CaCO3

(2)调节酸度

(3)铝盐

Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+

(4)B

(5)先用明矾通过混凝沉淀,然后过滤,再用漂白粉杀菌消毒,可使被污

染的水变成饮用水

4.【解析】含 CN-的废水在碱性条件下,CN-与 ClO-发生氧化还原反

应:CN-+ClO-==== CNO-+Cl-。



Cr2O

2 7

?

的废水在酸性条件下与

S2O

2? 3

发生氧化还原反应生成

SO24?



Cr3+。当消耗 0.4 mol

Cr2

O

2? 7

转移

2.4

mol

e-,即有

1

mol

Cr2O

2? 7

反应

时转移

6

mol

电子,故

Cr2O

2? 7

的还原产物是

Cr3+,二者反应的离子方程

式为

3 S2O32?

+4

Cr2O

2? 7

+26H+====6 SO24?

+

8Cr3++13H2O。

答案:(1)氧化还原法

(2)CN-+ClO-====CNO-+Cl-

(3)调节废水 pH,使其转化成 Cr(OH)3 沉淀除去

(4)3

S2O

2? 3

+4

Cr2O

2 7

?

+26H+====6

SO24?

+8Cr3++13H2O

(5)Cu2++2OH-====Cu(OH)2↓、

Cu(OH)2(s)+S2-(aq) ====CuS(s)↓+2OH-(aq)

5.【解析】(1)因温度较高时 KOH 与 Cl2 反应生成的是 KClO3,而不是

KClO,故需在较低的温度下进行。

(2)+6 价的铁元素易得电子表现出强氧化性,可杀菌消毒;其还原产物

为 Fe3+,在水中形成 Fe(OH)3 胶体,可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚

沉。

11

(3)水的净化需要蒸馏。

(4)根据电子得失守恒和质量守恒来配平,可得

4 FeO24? +10H2O====4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-

(5)下一步反应为

2Fe3++3ClO-+10OH-====2

FeO

2? 4

+3Cl-+5H2O,

故过量的 KOH 作为下一步的反应物。

答案:(1)温度较低

(2)+6 价的铁元素易得电子表现出强氧化性,可杀菌消毒;还原产物铁

元素为+3 价,在水中形成 Fe(OH)3 胶体,可吸附水中悬浮物并可使泥

沙聚沉

(3)蒸馏

(4)4K2FeO4+10H2O====4Fe(OH)3+8KOH+3O2↑

(5)为下一步反应提供反应物

(6)KNO3

KCl

6.【解析】(1)为了增强溶液的导电性,因此可选用易溶性强电解质溶

液,排除 a 和 b。考虑到题中要求电解时保持污水的 pH 在 5.0~6.0

之间,因此不能添加 NaOH。(2)电解时铁作阳极,因此主要发生

Fe-2e-====Fe2+,同时也发生副反应,即溶液中的 OH-失电子被氧化

成 O2。(3)根据得失电子守恒和电荷守恒即可得离子方程式。(4)由于

原电池的负极产物有水生成,所以负极必有

CO

2 3

?

参加,同时根据碳守恒

可知 A 必为 CO2,负极反应式可表示为

CH4+4

C

O

2? 3

-8e-====5CO2+2H2O。

答案:(1)c (2)Fe-2e-====Fe2+

4OH--4e-====2H2O+O2↑

12

(3)4Fe2++10H2O+O2====4Fe(OH)3↓+8H+

(4)CO2

7.【解析】(1)①在阳极是阴离子放电。由于海水中 Br-浓度太小,所以

主要是 Cl-放电。②在阴极是 H+放电,致使溶液中 OH-浓度增大,所以

Mg2+转化为

Mg(OH)2;OH-还能与

HCO3?

反应生成

CO

2 3

?

,

CO

2? 3



Ca2+

结合生成 CaCO3 沉淀。

(2)②由于得到的是 MgCl2·6H2O,所以需要经过加热浓缩、冷却结晶、

过滤等步骤,而不能直接将溶液蒸干。③10 m3 海水中 Br-的质量为

104L×64 mg·L-1=6.4×105mg=640 g,根据

Cl2+2Br-====2Cl-+Br2 可知一次转化消耗 89.6 L Cl2(标准状况下),

两次需要 179.2 L Cl2(标准状况下)。

答案:(1)①2Cl--2e-====Cl2↑

②Mg(OH)2 Ca2++OH-+ HCO3? ====CaCO3↓+H2O ③b

(2)①富集溴元素 SO2+Br2+2H2O====4H++2Br-+SO24? 空气将溴蒸气带出,使 Br2(g) Br2(aq)或

通入

Br2+H2O HBr+HBrO 平衡向左移动

②加热浓缩 冷却结晶 ③179.2

13



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