2023高考化学海水资源工业制碱单元过关练含解析鲁教版选修3

海水资源工业制碱1．下列科学家中，为我国化学工业做出重大贡献的是（）A．侯德榜B．李四光C．华罗庚D．邓稼先2．下列污水处理方法只涉及物理变化的是（）A．过滤法B．氧化还原法C．中和法D．化学沉淀法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4．下列方法可使海水转化为饮用水的是（）A．过滤B．蒸馏C．活性炭吸附D．静置沉淀5．下列关于工业生产的说法正确的是（）A．在侯氏制碱工业中，向饱和氯化钠溶液中先通二氧化碳，后通氨气B．在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中，皆采用循环操作提高原料利用率C．在氯碱工业，电解槽一般用铁网作电极D．合成氨工业用天然气造气的方法中，与水蒸汽高温反应优于热分解法6．化学与生产、生活和科技关系密切，下列叙述错误的是（）A．手机上用的锂离子电池属于二次电池B．向海水中加净水剂明矾可以使海水淡化C．氮的固定是指空气中游离态氮转化为化合态的过程D．食盐水和淀粉溶液可以通过丁达尔现象实验进行鉴别7．下列变化过程中，没有发生化学变化的是（）A．用蒸馏法淡化海水B．从海带中提取碘C．石墨转化为金刚石D．氨气溶解在水中8．与氨碱法比较，下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是（）A．提高了原料的原子利用率B．降低了生产成本C．减少了环境污染D．减轻了对设备的腐蚀9．化学与生产、生活密切相关。下列叙述正确的是（）A．煤的干馏和煤的液化均是物理变化B．海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法等C．天然纤维和合成纤维的主要成分都是纤维素D．用活性炭为糖浆脱色和用次氯酸盐漂白纸浆的原理相同10．在下列自然资源的开发利用中，不涉及化学变化的是（）A．用铁矿石冶炼铁B．用蒸馏法淡化海水C．用石油裂解生产乙烯D．用煤生产水煤气11．与氨碱法比较，下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是（）A．提高了原料的原子利用率B．降低了生产成本C．减少了环境污染D．减轻了对设备的腐蚀\n12．“NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。其中不正确的是（）13．下图是侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程示意图，则下列叙述正确的是（）A．A气体是CO2，B气体是NH3B．第Ⅲ步得到的晶体是Na2CO3·10H2OC．第Ⅱ步的离子方程式为Na＋＋NH3·H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NHD．第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶14．（16分）某实验小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱，并进行以下探究：（1）检验纯碱样品中是否混有NaHCO3，请选择下列装置设计实验，并完成下表：选择的装置（填编号）实验现象实验结论样品含NaHCO3（2）测定该纯碱样品的纯度：称取m1g样品，置于小烧杯中，加水溶解，滴加足量CaCl2溶液。将反应混和物过滤、（填操作）、干燥、称量为m2g。该纯碱样品的纯度为。（3）该小组同学在0.1mol/LNaHCO3溶液中滴加酚酞溶液1滴，溶液没有什么变化，但加热后显淡红色，加热较长时间后冷却，红色不褪去。为探究原因，进行了下列实验：实验1：加热0.1mol/LNaHCO3溶液，测得溶液pH变化如下表温度（℃）102030507080100pH8.38.48.58.99.49.610.1但当温度恢复到10℃，测得溶液pH=9.8。\n实验2：加热0.1mol/LNaHCO3溶液，将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。①用离子方程式表示0.1mol/LNaHCO3溶液中存在的平衡（除水电离平衡外）、_________。这两个平衡以__________为主。②结合实验1、2分析，加热0.1mol/LNaHCO3溶液，pH增大的原因可能是________________（答一条）。15．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）某贫困山区，为了寻找合适的饮用水，对山上的泉水进行了分析化验，结果显示，水中主要含Ca2＋、Mg2＋、Cl－和SO42－。则该硬水属于________(填“暂时”或“永久”)硬度，若要除去Ca2＋、Mg2＋，可以往水中加入石灰和纯碱，试剂加入时先加________后加________。（2）我国规定饮用水的硬度不能超过25度。硬度的表示方法是：将水中的Ca2＋和Mg2＋都看作Ca2＋，并将其折算成CaO的质量，通常把1升水中含有10mgCaO称为1度。某化学实验小组对本地区地下水的硬度进行检测。实验中涉及的部分反应：M2＋(金属离子)＋EBT－(铬黑T)===MEBT＋蓝色酒红色M2＋(金属离子)＋Y4－(EDTA)===MY2－MEBT＋＋Y4－(EDTA)===MY2－＋EBT－(铬黑T)实验过程：①取地下水样品25.00mL进行预处理。写出由Mg2＋引起的暂时硬度的水用加热方法处理时所发生反应的化学方程式：_______________________________________。②预处理的方法是向水样中加入浓盐酸，煮沸几分钟，煮沸的目的是_______。③将处理后的水样转移到250mL的锥形瓶中，加入氨水—氯化铵缓冲溶液调节pH为10，滴加几滴铬黑T溶液，用0.01000mol·L－1的EDTA标准溶液进行滴定。滴定终点时共消耗EDTA溶液15.00mL，则该地下水的硬度为______________。（3）某工业废水中含有CN－和Cr2O等离子，需经污水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流程②中，反应后无气体放出，该反应的离子方程式为_______。②含Cr3＋废水需进一步处理，请你设计一个处理方案：_______。16．(12分)我国濒临海域的省份，能够充分利用海水制得多种化工产品。如图是以海水、贝壳(主要成分CaCO3)等为原料制取几种化工产品的工艺流程图，其中固体B是生活中的一种必需品，E是一种化肥，N是一种常见的金属单质。\n结合上述工艺流程回答下列问题。（1）物质H和L的化学式分别为和。（2）上述工艺流程中可以循环使用的物质的化学式为____________。（3）反应①的化学方程式为；在反应①中必须先通入NH3，而后通入D，其原因是。（4）工业上利用F可制得另一种化工产品，该反应的化学方程式为。（5）由K溶液经如何处理才能制得N？工业上将K溶液在的条件蒸发结晶制得无水盐，然后再电解其熔融盐，写出电解的化学反应方程式。17．钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示），将大大提高资源的利用率，减少环境污染。 请回答下列问题：（1）Fe的原子序数为26，其最外层电子数为2，请写出铁原子结构示意图____。（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式     。（3）氯碱厂获得Cl2的离子方程式为                    。 （4）由TiCl4→Ti反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据下表信息，需加热的温度略高于          ℃即可。（5）为了减少产业链生产时产生的工业三废对环境的威胁，当NaCl与FeTiO3的物质的量之比为         时，理论上Cl2的利用率最大。参考答案\n1．A【解析】试题分析：A李四光是我国的地质学家，华罗庚是我国的数学家，邓稼先是我国的物理学家，而侯德榜研制出制取碳酸钠的方法，对我国化学工业做出重大贡献，答案选A。考点：考查对科学家的认识2．A【解析】试题分析：A．过滤是将难溶性的固体与可溶性的液体混合物分离的方法，利用的是物质的溶解性，正确。B．氧化还原法是物质发生氧化还原反应，有新物质产生，是化学变化，错误。C．中和法是发生了酸碱中和反应，有新的物质产生，是化学变化，错误。D．化学沉淀法是发生化学变化产生难溶性的固体物质，有新物质产生，是化学变化，错误。考点：考查污水处理方法的判断的知识。3．C【解析】试题分析：A．离子交换法可以使水中的Ca2+、Mg2+与交换剂中的Na+进行交换，从而使水中Ca2+、Mg2+浓度降低，达到软化硬水的目的，正确。B．硬水就是含有较多Ca2+、Mg2+的水，正确。C．生产、生活使用的天然水不是都必须要经软化才可以使用，错误。D．加热可使Ca（HCO3)2、Mg（HCO3)2分解产生难溶性的CaCO3、MgCO3、水和CO2，降低水的硬度，正确。考点：考查有关硬水及其软化的知识。【答案】B【解析】试题分析：海水转化成饮用水的方法主要有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法等，因此B正确。考点：考查海水转化成淡水的相关知识。5．BD【解析】试题分析：在侯氏制碱工业中，由于氨气的溶解度大，CO2的溶解度小，故向饱和氯化钠溶液中先通氨气，后通CO2，可以增大CO2的溶解，能得到更多的碳酸氢钠，A错；硫酸工业中的SO2，合成氨工业中的氨气和氢气、硝酸工业中的NO2，都可以循环使用，故皆采用循环操作提高原料利用率，B对；在氯碱工业，电解槽一般用铁网作阴极电极，石墨做阳极，C错；合成氨工业用天然气造气的方法中，与水蒸汽高温反应比热分解法的能耗要低，D对。考点：常见的化工工业的了解。6．B【解析】试题分析：A、手机所用锂电池是可充电、放电的二次电池，正确；B、明矾只能祈祷进水作用，不能除去水中的钙镁离子，使海水淡化，错误；C、氮的固定是将游离态氮气转化为化合态氮的过程，正确；D、胶体可发生丁达尔现象，而溶液不可以，淀粉溶液属于胶体分散系，所以可用向海水中丁达尔现象实验进行鉴别食盐水和淀粉溶液，正确，答案选B。考点：考查物质的性质、用途、鉴别原理的判断7．A【解析】\n试题分析：化学变化有新物质的生成，A、没有新物质的生成，属于物理变化，符合题意；B、海带中含碘的化合物转化成了碘单质，有新物质生成，是化学变化，不符合题意；C、石墨转化为金刚石，结构发生了变化，是化学变化，不符合题意；D、氨气溶于水，生成了一水合氨，是化学变化，不符合题意。考点：考查物质分类。8．D【解析】试题分析：A．氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%～74%；联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上，故A正确；B．氨碱法：以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱，联合制碱法：以食盐、氨和二氧化碳（其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气）为原料来制取纯碱，氨碱法循环物质：氨气、二氧化碳，联合制碱法循环物质：氯化钠，二氧化碳，最大的优点是把合成氨和纯碱两种产品联合起来，降低了成本，故B正确；C．联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上，废弃物少，故C正确；D．联合制碱法把合成氨和纯碱两种产品联合起来，回收循环使用氯化钠，二氧化碳，设备利用率高，加大了对设备的腐蚀，故D错误；考点：考查联合制碱法与氨碱法比较优缺点的判断的知识。9．B【解析】试题分析：A.煤的干馏是化学变化，故A错误；B.海水的淡化可以使用蒸馏法、电渗析法，B正确；C.天然纤维主要成分是纤维素，是多糖，合成纤维的成分主要是人工合成的高分子物质，故C错误；D.活性炭脱色是利用它的吸附性，而次氯酸盐漂白纸浆是利用了次氯酸钠的强氧化性，原理不同，故D错误，此题选B。考点：考查生活中化学物质的性质和应用10．B【解析】试题分析：A．用铁矿石冶炼铁，有新的物质生成，是化学变化，错误；B．用蒸馏法淡化海水只是分离沸点不同的物质，没有新物质生成，是物理变化，正确；C．用石油裂解生产乙烯发生了化学变化，产生了新的物质，错误；D．用煤生产水煤气发生了化学变化，产生了新的物质，错误。考点：考查物质发生的变化的分类的知识。11．D【解析】试题分析：A．氨碱法的最大缺点在于原料食盐的利用率只有72%～74%；联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上，A项正确；B．氨碱法：以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱，联合制碱法：以食盐、氨和二氧化碳（其中二氧化碳来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气）为原料来制取纯碱，氨碱法循环物质：氨气、二氧化碳，联合制碱法循环物质：氯化钠，二氧化碳，最大的优点是把合成氨和纯碱两种产品联合起来，降低了成本，B项正确；C．联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上，废弃物少，C项正确；D．联合制碱法把合成氨和纯碱两种产品联合起来，回收循环使用氯化钠，二氧化碳，设备利用率高，加大了对设备的腐蚀，D项错误；答案选D。考点：考查氨碱法和联合制碱法的优劣。\n12．C【解析】试题分析：A．反应生成沉淀，说明NaHCO3的溶解度较其它盐小，A正确；B．NaHCO3俗称小苏打，不是纯碱，纯碱为碳酸钠，B正确；C．只有在饱和溶液中才能析出NaHCO3，C错误；D．反应副产品为NH4Cl，可做氮肥，D正确，选C。考点：考查侯氏制碱法的化学原理。13．C【解析】试题分析：侯氏制碱法反应原理①NaCl(饱和溶液)+NH3（先加）+H2O（溶液中）+CO2（后加）=NH4Cl+NaHCO3↓（溶解度一般，因为不断添加原料达到溶液饱和才沉淀）（先添加NH3而不是CO2：CO2在NaCl中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水显碱性，能够吸收大量CO2气体，产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体。）考点：考查侯氏制碱法原理的相关知识点14．（1）“AB”或“AC”或“ACB”（2分）“B变浑浊”或“C变蓝”或“C变蓝、B变浑”（2分）（2）洗涤（2分）%（2分）（3）①HCO3-H++CO32-（2分）；HCO3-+H2OH2CO3+OH-（2分）；水解平衡（2分）②水分蒸发，溶液浓度增大；或NaHCO3分解生成Na2CO3，碱性增强；或NaHCO3水解平衡被促进（2分）【解析】试题分析：（1）加热时NaHCO3分解生成CO2和H2O，可以检验CO2或H2O来确定是否有NaHCO3，那么选用的装置可以是A、B或A、C，用A、B装置时，B中的现象为B变浑浊”；用A、C装置时，C的现象为C变蓝。（2）通过测沉淀的质量来确定纯碱的纯度时，沉淀要洗涤，除去表面的杂质；沉淀是CaCO3，m2g的CaCO3的物质的量为m2/100mol，则纯碱的物质的量也为m2/100mol，质量为106m2/100g，则纯碱的纯度为：106m2/100÷m1×100%=%。（3）①NaHCO3溶液中存在电离平衡和水解平衡，方程式为：HCO3-H++CO32-；HCO3-+H2OH2CO3+OH-。②加热NaHCO3溶液水解使得溶液显碱性，加热碱性增强可能是水分蒸发，溶液浓度增大，NaHCO3水解平衡被促进；也可能是NaHCO3分解生成Na2CO3，碱性增强。考点：实验装置的选择、盐类的而水解、实验现象的解释。15．（1）永久（1分）石灰（1分）纯碱（1分）（2）①Mg(HCO3)2Mg(OH)2↓＋2CO2↑[或Mg(HCO3)2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O，MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑]（2分）②除去溶解的CO2（2分）③33.6度（4分）（3）①CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－（2分）②调节废水pH，使其转化成Cr(OH)3沉淀除去(其他合理答案也可)（2分）【解析】试题分析：（1）碳酸盐硬度：主要是由钙、镁的碳酸氢盐[Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2\n]所形成的硬度，还有少量的碳酸盐硬度。碳酸氢盐硬度经加热之后分解成沉淀物从水中除去，故亦称为暂时硬度。故该题是永久硬度。后加纯碱是为了除去前面过量的钙离子。（2）（3）参照答案考点：考查水的硬度，离子方程式书写等知识点16．（1）Mg(OH)2　H2（2）CO2(各1分)（3）NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl（2分）NH3在水中的溶解度大，先通入NH3，有利于吸收CO2（2分）（2分）（5）在氯化氢气流中（1分）MgCl2====Mg+Cl2↑（2分）【解析】试题分析：（1）根据题给转化关系知，物质H和L的化学式分别为Mg(OH)2和H2；（2）上述工艺流程中可以循环使用的物质的化学式为CO2。（3）反应①为氨气、氯化钠、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠，化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl；在反应①中必须先通入NH3，而后通入D，其原因是NH3在水中的溶解度大，先通入NH3，有利于吸收CO2。（4）工业上利用碳酸氢钠可制得另一种化工产品碳酸钠，该反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。（5）为防止氯化镁水解，工业上将氯化镁溶液在在氯化氢气流中蒸发结晶制得无水盐，然后再电解其熔融盐，电解的化学反应方程式MgCl2Mg+Cl2↑。考点：考查无机推断、海水的综合利用。17．（1）（2）2FeTiO3＋6C＋7Cl22FeCl3＋2TiCl4＋6CO（3）2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-（4）1412 （5）7：1【解析】（1）铁位于元素周期表的第4周期第Ⅷ族，是过渡金属元素的代表，原子序数为26，电子层结构为（2）从图示可知氯化时的反应物为FeTiO3、C、Cl2，生成物为FeCl3、TiCl4、CO，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为FeTiO3＋6C＋7Cl22FeCl3＋2TiCl4＋6CO；（3）工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。阳极反应：2Cl－－2e－=Cl2↑（氧化反应）；阴极反应：2H＋+2e－=H2↑（还原反应）；因此，电解饱和食盐水的总反应可以表示为：2Cl－+2H2OH2↑+\nCl2↑+2OH－；（4）Ar气中进行防止钛、镁被氧化；控制温度使TiCl4、Mg、MgCl2转化为蒸气，Ti不熔化，故温度略高于1412℃；（5）根据2Cl－+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH－；再根据图示可知氯化时的反应物为FeTiO3、C、Cl2，生成物为FeCl3、TiCl4、CO，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO，得出关系式2FeTiO3 ~ 7Cl2 ~14NaCl，所以为了减少产业链生产时产生的工业三废对环境的威胁，当NaCl与FeTiO3的物质的量之比为7：1时，理论上Cl2的利用率最大。