2025年下學(xué)期高一化學(xué)實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題專練一、化學(xué)計(jì)量在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用在工業(yè)合成氨的生產(chǎn)中，N?與H?在高溫高壓催化劑條件下發(fā)生反應(yīng)：N?+3H??2NH?。某化工廠每天需生產(chǎn)17噸氨氣（NH?），若原料氣中N?與H?的體積比為1:3，且反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為20%，則每日需要通入的N?和H?的物質(zhì)的量分別為多少？解析：先計(jì)算目標(biāo)產(chǎn)物NH?的物質(zhì)的量：(n(NH?)=\frac{m}{M}=\frac{17\times10^6\text{g}}{17\text{g/mol}}=1\times10^6\text{mol})根據(jù)化學(xué)方程式，生成2molNH?需消耗1molN?和3molH?，設(shè)理論上需N?的物質(zhì)的量為x，則：(\frac{2}{1}=\frac{1\times10^6\text{mol}}{x}\Rightarrowx=5\times10^5\text{mol})實(shí)際通入量需考慮轉(zhuǎn)化率：(n(N?)_{\text{實(shí)際}}=\frac{5\times10^5\text{mol}}{20%}=2.5\times10^6\text{mol})同理，H?的實(shí)際通入量為(3\times2.5\times10^6\text{mol}=7.5\times10^6\text{mol})拓展應(yīng)用：在硫酸工業(yè)中，接觸法制硫酸的反應(yīng)為2SO?+O??2SO?。若通入的SO?和O?的物質(zhì)的量之比為2:3，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO?的轉(zhuǎn)化率為90%，則平衡體系中O?與SO?的物質(zhì)的量之比為多少？二、離子反應(yīng)與生活中的化學(xué)現(xiàn)象1.胃酸過(guò)多的治療胃酸的主要成分為HCl，當(dāng)胃酸過(guò)多時(shí)可服用含Al(OH)?的胃藥（如胃舒平），其反應(yīng)的離子方程式為：(\text{Al(OH)}_3+3\text{H}^+=\text{Al}^{3+}+3\text{H}_2\text{O})若患者一次服用含0.78gAl(OH)?的藥片，理論上可中和0.1mol/L的HCl溶液多少毫升？解析：(n(\text{Al(OH)}_3)=\frac{0.78\text{g}}{78\text{g/mol}}=0.01\text{mol})由離子方程式可知，1molAl(OH)?可中和3molH?，則：(n(\text{HCl})=0.01\text{mol}\times3=0.03\text{mol})(V(\text{HCl})=\frac{0.03\text{mol}}{0.1\text{mol/L}}=0.3\text{L}=300\text{mL})2.硬水軟化與水垢處理硬水中含有Ca2?、Mg2?等離子，加熱時(shí)會(huì)生成CaCO?、Mg(OH)?等沉淀（水垢）。用醋酸（CH?COOH）去除水垢的離子方程式為：(\text{CaCO}_3+2\text{CH}_3\text{COOH}=\text{Ca}^{2+}+2\text{CH}_3\text{COO}^-+\text{CO}_2\uparrow+\text{H}_2\text{O})(\text{Mg(OH)}_2+2\text{CH}_3\text{COOH}=\text{Mg}^{2+}+2\text{CH}_3\text{COO}^-+2\text{H}_2\text{O})問(wèn)題：若水垢中含5gCaCO?和3.4gMg(OH)?，完全溶解需要1mol/L的醋酸溶液多少升？三、氧化還原反應(yīng)在環(huán)境治理中的應(yīng)用1.污水處理中的氧化還原法含Cr?O?2?的酸性廢水可通過(guò)加入FeSO?將Cr(VI)還原為Cr3?，再調(diào)節(jié)pH生成Cr(OH)?沉淀除去。反應(yīng)的離子方程式為：(\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}+6\text{Fe}^{2+}+14\text{H}^+=2\text{Cr}^{3+}+6\text{Fe}^{3+}+7\text{H}_2\text{O})若處理1L含Cr?O?2?濃度為0.01mol/L的廢水，至少需要加入多少克FeSO?·7H?O？解析：(n(\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-})=0.01\text{mol})由方程式可知，1molCr?O?2?需6molFe2?，則：(n(\text{FeSO}_4\cdot7\text{H}_2\text{O})=6\times0.01\text{mol}=0.06\text{mol})(m=0.06\text{mol}\times278\text{g/mol}=16.68\text{g})2.飲用水消毒與余氯檢測(cè)自來(lái)水常用Cl?消毒，其原理為Cl?+H?O?H?+Cl?+HClO（HClO具有強(qiáng)氧化性）。若水中Cl?濃度過(guò)高，可用AgNO?溶液檢測(cè)，反應(yīng)的離子方程式為：(\text{Ag}^++\text{Cl}^-=\text{AgCl}\downarrow)（白色沉淀，不溶于硝酸）問(wèn)題：取50mL自來(lái)水樣，加入足量AgNO?溶液后生成0.005molAgCl沉淀，則該水樣中Cl?的濃度為多少？是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中Cl?限值為250mg/L）？四、金屬及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用1.鋁的鈍化與防腐鋁在常溫下遇濃硝酸或濃硫酸會(huì)發(fā)生鈍化，表面生成一層致密的Al?O?氧化膜，阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)反應(yīng)。因此，可用鋁制容器儲(chǔ)存濃硫酸，但不可用于儲(chǔ)存稀硫酸，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：(2\text{Al}+3\text{H}_2\text{SO}_4(\text{稀})=\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3+3\text{H}_2\uparrow)拓展：為何可用FeCl?溶液蝕刻銅制印刷電路板？寫出反應(yīng)的離子方程式，并計(jì)算蝕刻10g銅需要1mol/L的FeCl?溶液多少升。2.鈉及其化合物的消防應(yīng)用NaHCO?是泡沫滅火器的主要成分之一，其滅火原理為：(2\text{NaHCO}_3\xlongequal{\Delta}\text{Na}_2\text{CO}_3+\text{CO}_2\uparrow+\text{H}_2\text{O})（受熱分解產(chǎn)生CO?）若某泡沫滅火器中含NaHCO?16.8g，完全分解可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO?的體積為多少？五、非金屬及其化合物的實(shí)際應(yīng)用1.漂白劑的選擇與使用Cl?漂白：適用于棉麻織物，原理為Cl?與水反應(yīng)生成HClO，HClO具有強(qiáng)氧化性，可將有色物質(zhì)氧化為無(wú)色物質(zhì)，但漂白后易因光照或受熱恢復(fù)原色。SO?漂白：適用于紙張、草帽等，原理為SO?與有色物質(zhì)結(jié)合生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)，加熱后恢復(fù)原色（可逆漂白）。問(wèn)題：將等體積的Cl?和SO?通入品紅溶液中，觀察到的現(xiàn)象是什么？用離子方程式解釋原因。2.氮的氧化物與大氣污染治理汽車尾氣中的NO和CO可通過(guò)催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：(2\text{NO}+2\text{CO}\xlongequal{\text{催化劑}}\text{N}_2+2\text{CO}_2)若某汽車每行駛1km排放NO和CO的物質(zhì)的量分別為0.01mol和0.02mol，理論上轉(zhuǎn)化10km尾氣需要消耗O?的物質(zhì)的量為多少（假設(shè)NO和CO完全轉(zhuǎn)化）？六、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究1.海帶中碘元素的提取某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下步驟提取海帶中的碘：①灼燒海帶至灰化；②加水浸泡、過(guò)濾；③向?yàn)V液中加入H?O?和稀H?SO?；④加入CCl?萃取分液；⑤蒸餾分離I?。問(wèn)題：（1）步驟③中H?O?的作用是________（填“氧化劑”或“還原劑”），反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______。（2）若從50g海帶中提取到0.254gI?，則海帶中碘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？2.化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素探究為探究溫度對(duì)H?O?分解速率的影響，某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：在兩支試管中分別加入5mL10%H?O?溶液，一支置于30℃水浴中，另一支置于60℃水浴中，觀察產(chǎn)生氣泡的速率。拓展設(shè)計(jì)：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證催化劑（如MnO?）對(duì)H?O?分解速率的影響？請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。七、綜合應(yīng)用題：海水資源的綜合利用海水是巨大的資源寶庫(kù)，可通過(guò)以下流程提取NaCl、Br?、Mg等物質(zhì)：海水曬鹽：蒸發(fā)結(jié)晶得到粗鹽（含Ca2?、Mg2?、SO?2?等雜質(zhì)），精制時(shí)需加入的試劑依次為BaCl?、NaOH、Na?CO?、鹽酸，寫出除去SO?2?和Ca2?的離子方程式：(\text{Ba}^{2+}+\text{SO}_4^{2-}=\text{BaSO}_4\downarrow)(\text{Ca}^{2+}+\text{CO}_3^{2-}=\text{CaCO}_3\downarrow)海水提溴：通入Cl?將Br?氧化為Br?，反應(yīng)的離子方程式為(\text{Cl}_2+2\text{Br}^-=2\text{Cl}^-+\text{Br}_2)，再用空氣吹出Br?，用SO?水溶液吸收：Br?+SO?+2H?O=2HBr+H?SO?，最后通入Cl?得到Br?。問(wèn)題：若處理1000L海水（含Br?濃度為0.006mol/L），理論上可得到Br?的質(zhì)量為多少？（假設(shè)各步反應(yīng)轉(zhuǎn)化率均為100%）八、化學(xué)與STSE（科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境）1.綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展原子經(jīng)濟(jì)性：理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)是反應(yīng)物原子全部轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物，如乙烯聚合生成聚乙烯：nCH?=CH?→[CH?-CH?]?（原子利用率100%）。新能源開(kāi)發(fā)：氫氧燃料電池的總反應(yīng)為2H?+O?=2H?O，該反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化形式為化學(xué)能→電能，產(chǎn)物為水，無(wú)污染。2.材料化學(xué)與生活新型合金：鈦合金具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天（如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片）和醫(yī)療領(lǐng)域（如人工關(guān)節(jié)）。功能高分子材料：聚乙烯醇（PVA）具有良好的水溶性和生物降解性，可用于制造可降解塑料薄膜，減少“白色污染”。問(wèn)題：舉例說(shuō)明化學(xué)在解決“白色污染”和“能源危機(jī)”中的具體應(yīng)用，并簡(jiǎn)述其原理。九、化學(xué)計(jì)算綜合訓(xùn)練溶液稀釋與濃度換算：將100mL98%的濃硫酸（密度1.84g/cm3）稀釋為20%的稀硫酸，需加入水的體積為多少毫升？（忽略溶液體積變化）混合物成分分析：取10gNa?CO?和NaHCO?的混合物，加入足量稀鹽酸，產(chǎn)生2.24LCO?（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則混合物中Na?CO?的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？化學(xué)反應(yīng)熱計(jì)算：已知2H?(g)+O?(g)=2H?O(l)ΔH=-571.6kJ/mol，若燃燒1gH?生成液態(tài)水，放出的熱量為多少？十、實(shí)驗(yàn)安全與操作規(guī)范實(shí)驗(yàn)室事故處理：若少量濃硫酸沾到皮膚上，應(yīng)立即用大量水沖洗，再涂上3%~5%的NaHCO?溶液；若不慎將水銀溫度計(jì)打碎，應(yīng)立即撒上硫粉，使其反應(yīng)生成HgS（Hg+S=HgS），防止汞蒸氣中毒。實(shí)驗(yàn)裝置選擇：固液