《化学与技术》习题

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1、1化学与技术化学与技术习题习题02南海某小岛上，解放军战士为了寻找合适的饮用水源，对岛上山泉水进行分析化验，结果显 示水的硬度为 28（属于硬水） ，主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题：该泉水属于 硬水（填写“暂时”或“永久” ） 。 若要除去 Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱，试剂填加时先加 后加 ，原因是 。 目前常用阴、阳离子交换树脂来进行水的软化，如水中的 Ca2+、Mg2+与交换树脂的 起离子交 换作用。当阴离子交换树脂失效后可放入 溶液中再生。 岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图，已知海水中 含 Na+、Cl-、C

2、a2+、Mg2+、SO42-等离子，电极为惰性电极。请分析下列问题：阳离子交换膜是指 （填 A 或 B） 。 写出通电后阳极区的电极反应式： ； 阴极区的现象是： 。03合成氨工业的主要反应为：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) HO，下图是合成氨的简要流程示意图：（1）写出设备 A、B 的名称：A ，B ；沿 X 路线进入压缩机的物质是 。（2）原料气往往混有 CO、NH3等杂质，在进入合成塔之前需净化，净化的原因是 。（3）氮、氢混合气体送入合成塔前要通过压缩机压缩的原因是 ；在合成塔中及时分离出氨气的目的是 。（4）工业合成氨的反应为：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g

3、) HO，当压强为 30MPa，温度为 500时，在容积为 1L 的密闭容器中充入 1molN2和 3molH2，反应达到平衡时 NH3的体积分数为 20%，求此时的平衡常数 。（5）合成塔从上到下将催化剂分成四层，在层与层之间冷激气（冷的原料气）和反应气混合，请问这样设计的原因是什么？（6）为什么原料气从塔底流经外筒环隙进入？为什么气体在反应前后都要通过热交换器？通电后 204海洋是一座巨大的宝藏，海水中蕴含 80 多种元素。 氯碱工业和金属镁的制备原料都来自于海水。 （I）在氯碱工业中，曾用石棉隔膜电解槽来电解食盐水（如下图 1 所示） 写出两极电极反应式，阳极 ，阴极 ； 图 1 中 a

4、 和 b 分别是 、 ； 石棉隔膜的作用 。（II）随着科技的发展，电解工艺不断革新，电解效率和产品纯度得到提高。20 世纪 80 年代起， 隔膜法电解工艺逐渐被离子膜电解技术取代。 离子膜电解槽（如图 2）中分别是 、 。 已知一个电子的电量是 1.60210-19C，在离子膜电解饱和食盐水时通过电子 1.929105 C，则 产生氯气 mol，氢气 L（在标准状况下） ，NaOH g。05硫酸是工业生产中最为重要的产品之一，在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸。 （1）在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生产 SO2，反应的化学方程式为： ，该反应在 中进行（填仪器名称） 。 (2)为了有

5、利于 SO2转化为 SO3，且能充分利用热能，采用了多层催化剂 且有热交换器的 (填仪器名称)中进行反应。在如图所示的装置中， C 处流出的气体有 ；SO3进入 （填仪器名称） 用 吸收，得到浓硫酸或发烟硫酸。 （3）实验测得 SO2反应生成 SO3的转化率与温度、压强有关，请根据下 表信息，结合工业生产实际，选择最合适的生产条件是 。（4）现在欲提高 SO2的反应速率和转化率，下列措施可行的是 。3A、向装置中通入氮气且保持体积不变 B、向装置中通入氧气且保持体积不变 C、添加更多的催化剂 D、降低温度，及时转移 SO3 （5）由吸收塔排出的尾气中有 SO2的含量如果超过 500L/ L，就

6、要加以处理后才能排出，处理 方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫，用方程式表示氨水洗涤吸收塔排除的尾气的化学方程式 。07洗衣粉的主要成份之一是烷基苯磺酸钠，常用的是十二烷基苯磺酸钠，其合成路线如下：C12H26HClCl2C12H25ClHClC6H6C12H25H2O浓硫酸SO3HC12H25H2ONaOH请回答下列问题：SO3NaC12H25分子中的亲水基是 ，亲油基是 。SO3NaC12H25由十二烷基苯制取十二烷基苯磺酸的化学方程式为 ，反应类 型为 。 用油脂可以制肥皂，试写出从硬脂酸甘油酯生成硬脂酸钠和甘油的化学方程式为 ，反应类型为 。 在洗涤剂中添加酶制剂能促进污垢中的蛋白质（如奶渍

7、、肉汤）等水解为可溶性的物质而被除 去。使用加酶洗衣粉的水溶液中浸泡 1030min，水温在 4050最佳。加酶洗衣粉不宜在高温 下、潮湿环境中贮存，也不宜久存。为什么？ 。 过去使用的合成洗涤剂中常加入三聚磷酸钠（Na5P3O10）做助剂，它可使硬度大的洗涤水软化， 对微细的无机粒子或油脂具有分散、乳化、胶溶作用，防止污渍再次沉积到衣物上；它还能维持 水溶液的弱碱性，提高洗涤剂的去污能力和洗涤效果。但是，20 世纪 90 年代以来，世界各国先后 提出必须生产和使用无磷洗涤剂。请解释原因 。09有机高分子化合物在日常生活中有非常广泛的应用。一种广泛应用于电器、工业交通的工程塑料 DAP 的结构

8、简式是：试回答：生产 DAP 工程塑料的单体的结构简式是 。 DAP 工程塑料的单体，可以由两种有机物通过一步反应合成出来，则这两种有机物的结构简式是 和 。 医学上曾用天然肠线来缝合伤口，这种天然肠线的主要成分是蛋白质，不易降解，伤口愈合后 需拆除，不利内脏器官的缝合，后来经过反复实验人们研制出一种新的合成高分子纤维材料聚乙 交酯(C)代替天然肠线，合成途径如下：4A 的结构简式为 。 由 A 生成 B 的反应类型为 。 由 B 生成 C 的化学方程式为 。 10近日， “杭州创造”首届十大创新成就评选发布晚会上，浙江省富通集团光纤预制棒项目赢得 十大创新成就殊荣。光纤预制棒是光缆生产的最“

9、源头”项目，目前国内光缆生产厂家约 200 家， 大部分靠买进口光纤预制棒来生产光缆。 光纤预制棒的化学成分是 ，晶体类型为 。 如果把光缆裸露在碱性土壤中，结果会短路，用离子方程式说明原因 。 下列说法正确的是（ ）A、石英玻璃与普通玻璃都是硅酸盐制品 B、二氧化硅是良好半导体材料 C、工艺师用盐酸刻蚀石英制作艺术品 D、石英与二氧化碳化学键相同 石英可以制备各种各样的陶瓷制品，如坩埚、蒸发皿、氮化硅高温结构陶瓷等。写出氮化硅的 化学式 ，工业上用石英、焦碳、氮气制备氮化硅，写出反应方程式 。 晶体硅是电子工业的重要材料，工业上大量的晶体硅是由石英为原料制备得到的。制备纯硅的 主要步骤如下：

10、高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；粗硅与干燥 HCl 气体反应制得 SiHCl3；SiHCl3与过量 H2在 10001100反应制得纯硅。其中用 SiHCl3与过量 H2反应制备纯硅的装置 如下（热源装置略去）：为保证制备纯硅实验的成功，操作的关 键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及 。 装置中的烧瓶需要加热，其目的是： 。 装置中发生反应的化学方程式为 。13 “绿色化学”要求利用化学原理从源头消除污染，减少或消除在化工产品的设计、生产及应用 中有害物质的使用和产生。 “绿色化学”要求化学反应和化学工业过程以“原子经济性”为基本原 则，在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的原料的

11、每一个原子，实现“零排放” 。 下列化学反应符合绿色化学概念的是（ ）A制取有机玻璃的单体：B制取 CuSO4： C制取乙苯： （催化剂是氯化铝，氯化铝和加入的盐酸都有较强的腐蚀性，生产过程中产生大量废液、废气）D制取 Cu（NO3）2：2Cu+O22CuO CuO+2HNO3（稀）=Cu（NO3）2+H2O化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。但废旧电池的妥善处理已成为我们日常5生活十分头痛的问题，资料表明一节废镍锡电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。常用 的镍镉电池的总反应可以表示为：Cd2NiO(OH)2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2 已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为 。 硫酸工业的尾气中主要含有 气体，下列有关它的叙述错误的是（ ） A形成硫酸型酸雨 B. 破坏臭氧层 C. 不会腐蚀建筑物 D.能跟血红蛋白结合使人体中毒 E.能使品红、酸性KMnO4褪色，并且褪色原理相同 该尾气我们可采用过量氨水吸收，请写出化学反应方程式 。 请判断这种处理方法是否符合绿色化学的概念 （填“是”或“否” ）并说明理由 。