专题综合检测
(时间：45分钟　满分：100分)

一、选择题(每小题5分，共60分)
1．在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是        (　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．硫铁矿煅烧前要将矿粒粉碎，因为大块的硫铁矿不能燃烧
B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中SO2会与杂质反应
C．SO2氧化为SO3时需使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率
D．SO3用质量分数为98%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全
解析　粉碎硫铁矿的目的是为了增大与O2的接触面积，提高燃烧效率；炉气需要净化是为了防止催化剂中毒；使用催化剂，只能加快SO2氧化成SO3的反应速率，但不能改变SO2的转化率。
答案　D
2．下列金属冶炼的反应原理，错误的是        (　　)。
A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
B．MgO＋H2Mg＋H2O
C．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
D．2HgO2Hg＋O2↑
解析　A为电解法，正确；B用H2还原MgO炼镁违背反应原理，不正确；C用还原法炼铁，正确；D用热分解法炼汞，正确。
答案　B

3．如图所示，电解含有少量酚酞的饱和食盐水。下列
有关说法正确的是
        (　　)。
A．C1称为阳极，电解时，该极附近溶液先变红色
B．C2称为正极，电解时，该极上Cl－被还原为氯气
C．电解时若两极产生的物质在溶液中发生作用，整个电解反应为NaCl＋H2O===NaClO＋H2↑
D．电解时，电流从电源负极经导线至C1经电解质溶液至C2经导线至电源正极
解析　C1电极与电源负极相连，为电解池阴极，C2为阳极，Cl－在该电极上被氧化，A、B两选项均错。D项，电流从电源正极流出。C项，将反应2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O加和整理得NaCl＋H2ONaClO＋H2↑。
答案　C
4．根据平衡移动的原理，能提高氨的产量的措施是    (　　)。
A．及时把生成的氨液化分离
B．升温有利于氨的生成
C．使用催化剂促进氮的转化
D．增大压强，不利于氨的生成
解析　A项及时把生成的氨液化分离，可减小生成物的浓度，使平衡正向移动，提高NH3的产量，故正确；B项升温，平衡逆向移动，不利于氨的生成；C项催化剂只改变反应速率，平衡不移动；D项增大压强，平衡正向移动，有利于NH3的生成。
答案　A
5．下列废物处理方法中正确的是(　　)。
A．化学实验中产生的二氧化硫废气可用浓硫酸吸收
B．化学实验中产生的二氧化氮废气可用水直接吸收
C．用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废渣可用于提取燃料
D．用黄铁矿作原料生产硫酸的过程中产生的废气可用于提取漂白剂
解析　二氧化硫在浓硫酸中的溶解度非常小。二氧化氮与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，会放出有毒气体NO。黄铁矿本来就是无机矿物质，又经过高温煅烧后，废渣的主要成分是氧化铁、二氧化硅、氧化铝等，从中提取燃料是不现实的。硫酸生产厂的废气中含有少量二氧化硫气体，二氧化硫可用作漂白剂。
答案　D
6．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是    (　　)。
A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染
B．实施绿化工程，防治扬尘污染
C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染
D．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量
解析　本题考查减少空气污染所采取的常见措施。
答案　D
7．下列关于氮气、氢气合成氨的说法中，正确的是    (　　)。
A．将氮气、氢气合成氨，必须施加高温、高压、催化剂等反应条件
B．在氮气、氢气合成氨的化学反应中，催化剂的性能对反应物的温度和压强的高低具有一定的制约作用
C．现代工业上实施的合成氨属于仿生固氮
D．将NH3转化为固态化肥NH4Cl也属于人工固氮
解析　催化剂是影响化学反应速率外部因素中的主角。催化剂的性能强了，可以适当降低反应物的温度和压强；催化剂的性能弱了，就要适当提高反应物的温度和压强。催化剂固有性能的发挥与温度有直接的关系，温度太高或太低，都会降低催化剂的活性。NH3、NH4Cl中的氮都为化合态的氮，不属于氮的固定。
答案　B
8．化工生产必须在遵循科学原理、实现某个反应的基础上，着重考虑综合经济效益。从硫酸工业遵循的科学原理和综合经济效益分析，下列说法不正确的是        (　　)。
A．硫酸厂不应建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区
B．硫酸厂靠近原料产地比靠近硫酸消费中心更为有利
C．硫酸厂生产过程中的污水，含有硫酸等杂质，可用石灰乳中和处理
D．可利用硫酸厂生产过程中产生的“废热”来供热和发电
解析　因为硫酸成品的运输比较困难，所以应该靠近消费中心。
答案　B
9．(江苏盐城)美国化学家诺塞拉研制出一种可以将水分解成氢气和氧气的催化剂，这将使氢气生产成为可能，并使太阳能使用步入新的时代，被称为“水发电技术”。下列有关说法正确的是    (　　)。
A．“水发电技术”是指水分解生成氢气和氧气，同时放出能量来发电
B．“水发电技术”的能量转换形式为：化学能→热能→电能
C．若水分解产生的H2和O2分别通入燃料电池的两极，通H2的极为电源正极
D．“水发电技术”可实现发电过程中的零排放
解析　A项水分解的过程是吸热过程，A说法有误；B项“水发电技术”的能量转换形式为太阳能→化学能→电能；C项氢氧燃料电池中，通H2的为电源负极，D项正确。
答案　D
10．下列有关硫铁矿制硫酸的说法中，正确的是    (　　)。
A．沸腾炉中出来的炉气，可直接进入转化器中进行催化氧化
B．焙烧硫铁矿的反应中，二氧化硫是唯一的氧化产物
C．生产过程中要采用高温高压，以有利于二氧化硫更好地转化为三氧化硫
D．三氧化硫在吸收塔中被吸收时，通常用质量分数为98.3%的硫酸做吸收剂，而不直接用水吸收
解析　考查硫酸的生产工艺流程原理。沸腾炉中出来的炉气除了含有SO2、O2、N2外还有水蒸气及其他杂质，水蒸气和杂质对设备和下一步进行的氧化反应有害，因此必须进行净化和干燥处理，故A错误。FeS2被氧化，氧化产物为SO2和Fe2O3，故B错误。高温对反应速率有利，但对转化率不利；高压虽然对二者皆有利，但实践证明常压下二氧化硫转化率已经很高，故C错误。用质量分数98.3%的硫酸做吸收剂，可以防止形成酸雾提高三氧化硫的吸收率，故D正确。
答案　D
11．下列有关铁、铝的冶炼的说法中，正确的是    (　　)。
A．冶金工业中，金属铁的冶炼主要采用电解法
B．炼铁过程中铁的氧化物被焦炭还原生成单质铁，电解冶炼铝的过程中，阳极生成铝单质，阴极生成氧气
C．炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、生石灰和空气，电解冶炼铝的原料是氧化铝和冰晶石
D．铁、铝冶炼设备分别是炼铁高炉和铝电解槽
解析　铁的冶炼采用热还原法，A错误；炼铁过程中CO作为还原剂把铁从其氧化物中还原出来，冶炼铝的过程中，阳极生成O2，阴极生成铝单质，B错误；冶炼铝的原料为Al2O3，冰晶石只是作为助熔剂，C错误；D正确。
答案　D
12．(南京模拟)天然海水中主要含有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO、Br－、CO、HCO等离子。火力发电燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫，其工艺流程如下图所示：


下列说法错误的是        (　　)。
A．天然海水pH≈8的原因是海水中的CO、HCO水解
B．“氧化”是利用氧气将H2SO3、HSO、SO等氧化生成SO
C．“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸
D．“排放”出来的海水中SO的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同
解析　D项，排放出的海水中吸收了SO2气体，并通过氧化生成了SO，故SO的物质的量浓度大于进入吸收塔的天然海水，故不正确。
答案　D
二、简答题(共40分)
13．(10分)(江苏卷)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下：


回答下列问题：
(1)在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，该反应的平衡常数表达式为K＝________；过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为
_____________________________________________________________。
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是________、________。
(3)通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为____________；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为________(写化学式)。
解析　(1)化学平衡常数为生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比，故该反应的K＝；过量二氧化硫与NaOH溶液反应生成亚硫酸氢钠：NaOH＋SO2===NaHSO3；(2)酸溶时保持盐酸过量是为了使铁的化合物充分溶解，转化为离子，后续过程保持酸过量是为了抑制Fe3＋水解；(3)氯气氧化亚铁离子生成三价铁离子和氯离子；(4)尾气中含未反应的氯气和挥发出HCl。
答案　(1)　SO2＋NaOH===NaHSO3
(2)提高铁元素的浸出率　抑制Fe3＋水解
(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋　Cl2、HCl
14．(10分)钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下：


(1)酸溶后溶液的pH＝1，Ba(FeO2)2与HNO3反应的化学方程式为________。
(2)酸溶时通常控制反应温度不超过70 ℃，且不使用浓硝酸，原因是________、________。
(3)该厂结合本厂实际，选用的X为________(填化学式)；中和Ⅰ使溶液中________(填离子符号)的浓度减小(中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略)。
(4)上述流程中洗涤的目的是________。
解析　(1)Ba(FeO2)2中Fe为＋3价，Ba(FeO2)2与HNO3发生的反应为复分解反应，HNO3不能体现氧化性。(2)浓硝酸具有挥发性和不稳定性，挥发出的HNO3污染空气，且温度越高，分解速率越快。(3)X试剂一定能与H＋反应，且反应后生成的产物易与溶液分离，则钡泥中的BaCO3符合条件，BaSiO3与H＋反应生成H2SiO3，引入新杂质，BaSO3与H＋反应生成SO2，污染空气；酸溶液中还含有的Fe3＋可能以Fe(OH)3形式析出，从酸溶液中分离出去。(4)由于滤渣是过滤Ba(NO3)2溶液后得到的，滤渣上附着Ba2＋，避免造成重金属盐污染。
答案　(1)Ba(FeO2)2＋8HNO3===Ba(NO3)2＋2Fe(NO3)3＋4H2O
(2)防止反应速率过快　浓硝酸易挥发、分解(凡合理答案均可)
(3)BaCO3　Fe3＋、H＋
(4)减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染(凡合理答案均可)
15．(10分)(四川卷)开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿(FeS2)燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4，又能制H2。


请回答下列问题：
(1)已知1 g FeS2完全燃烧放出7.1 kJ热量，FeS2燃烧反应的热化学方程式为________________________________________________________。
(2)该循环工艺过程的总反应方程式为
__________________________________________________________。
(3)用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是_______________________________________________________。
(4)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示)，NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：
NiO(OH)＋MH　　Ni(OH)2＋M
①电池放电时，负极的电极反应式为______________________________。
②充电完成时，Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为____________________________。
解析　该工艺过程的原理是：①SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，②2HI===H2↑＋I2。则总反应式为①＋②，即2H2O＋SO2===H2SO4＋H2。(4)①蓄电池放电时是原电池、充电时是电解池。只要记清原电池中“负氧化、正还原”，电解池中“阳氧化、阴还原”的规律，在写电极反应式时先弄清楚是原电池还是电解池，然后将给出的总反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应按需选取即可。②中阴极的电极反应有两个，第一阶级是充电时的反应式，由①中的方法不难确定为M＋H2O＋e－===MH＋OH－，第二阶段为吸收氧气的电解反应式，由题意氧气在阴极被还原，结合该蓄电池中电解质溶液显碱性可知氧气被还原为OH－，所以其电极方程式为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。
答案　(1)(1)4FeS2(s)＋11O2(g)===2Fe2O3(s)＋8SO2(g)；ΔH＝－3 408 kJ·mol－1
(2)2H2O＋SO2===H2SO4＋H2
(3)减小H2浓度，使HI分解平衡正向移动，提高HI的分解率
(4)①MH＋OH－－e－===M＋H2O
②2H2O＋O2＋4e－===4OH－
16．(10分)(浙江自选模块)(1)火山喷发所产生的硫磺可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸：


请回答下列问题：
①为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装________(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是_______________________。
②为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。假设接触室中SO2的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为________(空气中氧气的体积分数按0.2计)，该尾气的处理方法是________。
③与以黄铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是________(可多选)。
A．耗氧量减少
B．二氧化硫的转化率提高
C．生产的废渣减少
D．不需要使用催化剂
(2)硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面________(可多选)。
A．橡胶的硫化
B．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C．铅蓄电池的生产
D．过磷酸钙的制备
(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
解析　(1)本题考查了工业制取H2SO4的过程，在熟悉设备及工艺流程基础上可知接触室应安装热交换器，吸收塔为便于充分吸收SO3而填充了许多瓷管。
(2)考查了学生分析及处理数据进行计算的能力，可假设有1 mol硫磺充分燃烧，则据反应S＋O2SO2知反应耗O2 1 mol流量计1充入O2为1.5 mol，生成SO2 1 mol，据反应2SO2＋O22SO3知理论上1 mol SO2反应耗O2 0.5 mol，流量计2充入O2为1.25 mol，则流量计1、2充入氧气体积比(等于空气体积比)为6∶5(或1.2∶1)；假设SO2转化率为95%，则尾气中SO2体积分数为×100%＝0.4%。
答案　(1)①热交换器　增加SO3与浓H2SO4接触面积，有利于SO3的吸收
②6∶5(或1.2∶1)　0.4%　用氨水吸收
③AC
(2)BCD
(3)CaCO3CaO＋CO2↑　2SO2＋2CaO＋O22CaSO4(或2SO2＋2CaCO3＋O22CaSO4＋2CO2)