2019-2020年高考化学总复习 第一章 化学与工农业生产课时作业（选修2）

PAGE/NUMPAGES2019-2020年高考化学总复习第一章化学与工农业生产课时作业（选修2）1．硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。(1)硫酸的最大消费渠道是化肥工业，用硫酸制造的常见化肥有____________(任写一种)。(2)硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有________。A．矿石加入沸腾炉之前先粉碎B．使用V2O5作催化剂C．转化器中使用适宜的温度D．净化后的炉气中要有过量的空气E．催化氧化在常压下进行F．吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3(3)在硫酸工业中，通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫：2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up14(催化剂),\s\do14(　))2SO3(g)　ΔH＝－98.3kJ·mol－1，在实际工业生产中，常采用“二转二吸法”，即将第一次转化生成的SO2分离后，将未转化的SO2进行二次转化，假若两次SO2的转化率均为95%，则最终SO2的转化率为____________。(4)硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备(沸腾炉、转化器、吸收塔)。三个设备分别使反应物之间或冷热气体间进行了“对流”。请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的。________________________________________________________________________。答案：(1)硫酸铵(或硫酸钾或过磷酸钙等)　(2)D(3)95%＋(1－95%)×95%＝99.75%　(4)SO3从吸收塔底部进入，吸收剂(浓硫酸)从顶部下淋，形成对流2．合成氨工业、硫酸工业的生产工艺流程大致为合成塔和接触室中的反应分别为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<02SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0(1)写出流程中设备的名称：B________，X________。(2)进入合成塔和接触室中的气体都要进行热处理，最理想的热处理方法是________________________________________________________________________。(3)采用循环操作可提高原料的利用率，下列生产中，采用循环操作的是________(填序号)。①硫酸工业　②合成氨工业　③硝酸工业(4)工业上常用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用稀硫酸或水的原因是________________________________________________________________________。(5)工业生产中常用氨—酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的。硫酸工业尾气中的SO2经处理可以得到一种化肥，该肥料的化学式是________。答案：(1)循环压缩机　沸腾炉(2)逆流换热(或充分利用反应中放出的热量加热反应气)(3)①②③(4)由于用稀硫酸或水吸收SO3时易形成酸雾，不利于SO3吸收(5)(NH4)2SO43．化学肥料在农业生产中有重要作用。农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥。(1)普钙是磷肥，它的有效成分是________(写化学式)。(2)尿素是一种含氮量较高的氮肥，工业生产尿素是将氨气与二氧化碳在加压、加热的条件下反应生成氨基甲酸铵(H2NCOONH4)，再使氨基甲酸铵脱水得到尿素。反应的化学方程式为________________、________________。(3)农谚说的“粪和灰，肥料飞”指的是粪尿与草木灰搅和在一起会降低肥效。请你说明其中的化学原理：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)某化肥厂用NH3制备NH4NO3，已知由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，则制HNO3所用去NH3的质量占耗用全部NH3质量的________%。(5)合成氨气是生产氮肥的重要环节。合成氨生产简易流程示意图如下：从示意图可知其存在循环操作。简要说明为什么在化工生产中经常采用循环操作？解析：(4)设制取HNO3的量为1mol，所用NH3量为xmol。NH3　　～　　NO　　～　　HNO31　　　　　　　1　　　　　　1x×96%×92%　1　　　　　　1由硝酸到硝酸铵也需NH31mol，解得x＝1.132，1．132/(1.132＋1)＝53.1%答案：(1)Ca(H2PO4)2·H2O[或Ca(H2PO4)2](2)2NH3＋CO2eq\o(――→,\s\up14(加压、加热),\s\do14(　))H2NCOONH4H2NCOONH4―→H2NCONH2＋H2O(3)粪尿中的尿素在尿酶的作用下腐熟时产生碳酸铵，碳酸钾受潮后产生氢氧化钾，它们相互反应生成氨气逸出使肥效降低(4)53.1(5)从原因来讲，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从结果来说，循环操作的主要目的在于充分的利用原料、降低成本；从工艺设计来说，循环操作有利于连续化生产、减少工序；从环保角度来说，实现全封闭生产，控制废弃物的排放。4．(xx年高考新课标全国卷Ⅰ)磷矿石主要以磷酸钙[Ca3(PO4)2·H2O]和磷灰石[Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3]等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况，其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。部分物质的相关性质如下：熔点/℃沸点/℃备注白磷44280.5PH3－133.8－87.8难溶于水，有还原性SiF4－90－86易水解回答下列问题：(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料，约占磷矿石使用量的________%。(2)以磷灰石为原料，湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应的化学方程式为________________________________________________________________________。现有1t折合含有P2O5约30%的磷灰石，最多可制得85%的商品磷酸________t。(3)如图(b)所示，热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合，高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是________(填化学式)，冷凝塔1的主要沉积物是________，冷凝塔2的主要沉积物是________。(4)尾气中主要含有________，还含有少量的PH3、H2S和HF等。将尾气先通入纯碱溶液，可除去________；再通入次氯酸钠溶液，可除去________。(均填化学式)(5)相比于湿法磷酸，热法磷酸工艺复杂，能耗高，但优点是________________________________________________________________________。解析：(1)4%＋96%×85%×80%≈69%；(2)依据信息及HF为弱酸，可知产物为H3PO4、HF，还生成盐CaSO4，配平即可；设得到商品磷酸xt，依据P元素守恒可知1t×30%×eq\f(2,2×31＋5×16)＝xt×85%×eq\f(1,3＋31＋4×16)；(3)依据元素守恒分析炉渣的主要成分为CaSiO3；(4)SiF4与水发生水解反应，HF、H2S均能与显碱性的纯碱溶液反应，依据NaClO的强氧化性及PH3的还原性可知通入次氯酸钠的作用。答案：(1)69(2)Ca5F(PO4)3＋5H2SO4===3H3PO4＋5CaSO4＋HF↑　0.49(3)CaSiO3　液态白磷　固态白磷(4)SiF4、CO　SiF4、HF、H2S　PH3(5)产品纯度高5．(xx年高考新课标全国卷Ⅰ)草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下：回答下列问题：(1)CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(2)该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是________，滤渣是________；过滤操作②的滤液是________和________，滤渣是________。(3)工艺过程中③和④的目的是________________________________________________________________________。(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是________________________________________________________________________。(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250g溶于水，用0.0500mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定，至浅粉红色不消退，消耗KMnO4溶液15.00mL，反应的离子方程式为________________________________________________________________________；列式计算该成品的纯度________________________________________________________________________。解析：(1)由“甲酸钠加热脱氢”生成Na2C2O4，依据原子守恒可知有H2生成；(2)Na2C2O4中加入Ca(OH)2生成CaC2O4和NaOH，过滤①后得CaC2O4沉淀和NaOH溶液，NaOH溶液经③可循环利用；向CaC2O4沉淀中加入H2SO4，生成H2C2O4和CaSO4，过滤②后得CaSO4沉淀和H2C2O4溶液，溶液中还有过量的H2SO4；(3)NaOH溶液和H2SO4可循环利用，是该流程的优点；(4)Na2C2O4和H2SO4反应生成的H2C2O4和Na2SO4均可溶，故会使草酸中混有Na2SO4；(5)草酸被氧化为CO2，MnOeq\o\al(－,4)被还原为Mn2＋，依据化合价升降总数相等和电子得失守恒配平即可；n(MnOeq\o\al(－,4))＝0.015L×0.0500mol·L－1，依据离子方程式n(C2Oeq\o\al(2－,4))＝eq\f(5,2)n(MnOeq\o\al(－,4))＝0.015L×0.0500mol·L－1×eq\f(5,2)，m(H2C2O4·2H2O)＝0.015L×0.0500mol·L－1×eq\f(5,2)×126g·mol－1。答案：(1)CO＋NaOHeq\o(――→,\s\up14(200℃),\s\do14(2MPa))HCOONa　2HCOONaeq\o(――→,\s\up14(△))Na2C2O4＋H2↑(2)NaOH溶液　CaC2O4　H2C2O4溶液　H2SO4溶液　CaSO4(3)分别循环利用氢氧化钠和硫酸(降低成本)，减小污染(4)Na2SO4(5)5C2Oeq\o\al(2－,4)＋2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋===2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑eq\f(15.00mL×0.0500mol·L－1×\f(5,2)×126g·mol－1,1000mL·L－1×0.250g)×100%＝94.5%