選修2化學與技術

1、選修2化學與技術高考試題考點一 化學與資源開發(fā)利用1.(2012年上?；瘜W,2,2分)下列關于化石燃料的加工說法正確的是()A.石油裂化主要得到乙烯B.石油分餾是化學變化,可得到汽油、煤油C.煤干餾主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦爐氣D.煤制煤氣是物理變化,是高效、清潔地利用煤的重要途徑解析:石油裂化目的是獲得更多的輕質液體燃料,如汽油裂解的目的主要是獲得小分子氣態(tài)烴,如乙烯,A錯誤。石油分餾是物理變化,B錯誤。C項正確。煤制煤氣是焦炭與水蒸氣發(fā)生化學反應,D錯誤。答案:C2.(2013年新課標全國理綜,36,15分)草酸(乙二酸)可作還原劑和沉淀劑,用于金屬除銹、織物漂白和稀土生產(chǎn)。一種制備

2、草酸(含2個結晶水)的工藝流程如下:回答下列問題:(1) CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉、甲酸鈉加熱脫氫的化學反應方程式分別為 、  。 (2)該制備工藝中有兩次過濾操作,過濾操作的濾液是,濾渣是;過濾操作的濾液是和,濾渣是。 (3)工藝過程中和的目的是 。 (4)有人建議甲酸鈉脫氫后直接用硫酸酸化制備草酸。該方案的缺點是產(chǎn)品不純,其中含有的雜質主要是 。 (5)結晶水合草酸成品的純度用高錳酸鉀法測定。稱量草酸成品0.250 g溶于水,用0.050 0 mol· L-1的酸性KMnO4溶液滴定,至淺粉紅色不消褪,消耗KMnO4溶

3、液15.00 mL, 反應的離子方程式為 ; 列式計算該成品的純度 。 解析:(1)依據(jù)流程圖中的信息和原子守恒,可寫出兩個相應方程式:CO+NaOHHCOONa,2HCOONa+H2。(2)向草酸鈉中加入氫氧化鈣,生成草酸鈣和NaOH,由于草酸鈣難溶于水,因而在過濾中其應是濾渣,濾液是NaOH溶液,將草酸鈣用硫酸酸化,生成硫酸鈣和草酸,硫酸鈣微溶于水,在過濾中為濾渣,生成的草酸和過量的硫酸則為濾液的主要成分。(3)工藝中循環(huán)利用NaOH,工藝中則為循環(huán)利用H2SO4,但都是為了提高原料利用率、降低成本和減少污染。(4)草酸鈉與H2SO4反應,除生成草酸外,還有硫酸鈉。(5

4、)酸性KMnO4作氧化劑,草酸作還原劑,反應時,草酸被氧化成為CO2,KMnO4被還原為Mn2+,溶液中的H+轉化為H2O,則其反應的離子方程式為5C2+16H+2Mn8H2O+2Mn2+10CO2。根據(jù)反應得關系式:5H2C2O42KMnO45 2n(H2C2O4) 0.050 0 mol·L-1×15.00 mL×10-3 L·mL-1n(H2C2O4)=×0.050 0 mol·L-1×15.0 mL×10-3 L·mL-1,m(H2C2O4·H2O)=126 g·mol-1&#

5、215;×0.050 0 mol·L-1×15.0 mL×10-3 L·mL-1。答案:(1)CO+NaOHHCOONa2HCOONa+H2(2)NaOH溶液CaC2O4H2C2O4溶液H2SO4溶液CaSO4(3)分別循環(huán)利用NaOH和H2SO4,減小污染,降低生產(chǎn)成本(4)Na2SO4(5)5C2+2Mn+16H+2Mn2+8H2O+10CO2×100%=94.5%3.(2012年海南化學,20,20分).(雙選題)污水經(jīng)過一級、二級處理后,還含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子,可加入沉淀劑使其沉淀。下列物質不能作為

6、沉淀劑的是()A.氨水 B.硫化氫氣體C.硫酸鈉溶液D.純堿溶液.合成氨的流程示意圖如下:回答下列問題:(1)工業(yè)合成氨的原料是氮氣和氫氣。氮氣是從空氣中分離出來的,通常使用的兩種分離方法是、;氫氣的來源是水和碳氫化合物,寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學方程式 、  ; (2)設備A中含有電加熱器、觸煤和熱交換器,設備A的名稱是,其中發(fā)生的化學反應方程式為   ; (3)設備B的名稱是,其中m和n是兩個通水口,入水口是(填“m”或“n”)。不宜從相反方向通水的原因是 ; (4)設備C的作用是 ; (5)在原料氣制備

7、過程中混有的CO對催化劑有毒害作用,欲除去原料氣中的CO,可通過如下反應來實現(xiàn):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),已知1 000 K時該反應的平衡常數(shù)K=0.627,若要使CO的轉化率超過90%,則起始物中c(H2O)c(CO)不低于。 解析:.題目要求就是生成沉淀,后加的試劑均要求過量。氨水會與Cu2+形成配離子而不能使Cu2+沉淀;硫化氫與這幾種金屬離子都會生成沉淀;Na2SO4不能與Cu2+、Hg2+生成沉淀;Na2CO3可以全部沉淀。.(1)利用空氣中氮氣的沸點比氧氣的沸點低,先將空氣加壓、降溫變成液態(tài),然后再升溫,使氮氣首先從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來,留下液態(tài)氧氣

8、,故分離方法是液化和分餾。另一種方法是將空氣與C反應,再用堿性溶液除去CO2。制氫氣的方程式的書寫:題中已知反應物分別為“C(煤)+H2O”和“CH4+H2O”,產(chǎn)物中都有H2,再根據(jù)原子守恒可寫出方程式(要注意反應條件)。(2)(3)(4)合成氨的三個主要設備分別為:合成塔、冷卻塔、分離器,所以A為合成塔,主要用于N2、H2化合;B為冷卻塔,目的是降溫使NH3液化,便于在分離器中把NH3與未反應的N2、H2分離,使N2、H2再循環(huán)合成NH3;(5)設CO、H2O的起始濃度分別為x、y,且CO的轉化率為90%,則:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) x y 0 0 0.9x 0.

9、9x 0.9x0.9x 0.1x y-0.9x 0.9x0.9xK=0.627,得=13.8,只要增加H2O量,就可提高CO的轉化率。答案:.AC.(1)液化、分餾與碳反應后除去CO2C+H2OCO+H2CH4+H2OCO+3H2(2)合成(氨)塔N2(g)+3H2(g)2NH3(3)冷卻塔(或冷凝器)n高溫氣體由冷卻塔的上端進入,冷卻水從下端進入,逆向冷卻效果好(4)將液氨與未反應的原料氣分離(5)13.84.(2012年山東理綜,31,8分)石油和煤炭加工過程涉及多種技術和設備。(1)石油分餾時,在不斷向(填工業(yè)設備名稱)內投放原料的同時獲得產(chǎn)品,該過程為操作過程。 (2)石油裂

10、化分為熱裂化、和加氫裂化,裂化的目的是提高的產(chǎn)量。 (3)煤的洗選是為了降低原煤中灰分和的含量。煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒,并使全部煤炭顆粒進行燃燒的過程。 (4)煤的直接液化是煤與適當溶劑混合后在高溫和存在下與作用產(chǎn)生液體燃料的過程。 解析:(1)石油分餾在分餾塔中進行,是一個連續(xù)操作過程。(3)煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒,并使全部煤炭顆粒在浮動中燃燒,這樣固體與空氣接觸充分,燃燒充分。答案:(1)分餾塔連續(xù)(2)催化裂化輕質燃料油(或汽油)(3)硫(S)浮動(4)催化劑氫氣(H2)5.(雙選題)(2011年海南化學,20,6分)下列

11、敘述正確的是()A.“接觸法”制H2SO4時,催化氧化階段的反應原理為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H<0B.海水提鎂的主要步驟為C.普通水泥的主要成分是硅酸鈣D.黏土的主要成分是三氧化二鋁解析:A.為接觸法制硫酸的基本原理;B.鎂工業(yè)先期加入的是石灰不是石灰石,后期電解的也不是氯化鎂溶液;C.普通水泥的成分為硅酸二鈣、硅酸三鈣、鋁酸三鈣,說主要成分是硅酸鈣正確;黏土的主要成分是二氧化硅,還有氧化鎂、碳酸鈣和三氧化二鋁,D錯。答案:AC6.(2011年山東理綜,31,8分)水處理技術在生產(chǎn)、生活中應用廣泛。(1)含有較多離子的水稱為硬水。硬水加熱后產(chǎn)生碳酸鹽沉淀的離子方程式為(

12、寫出一個即可)。 (2)將RH型陽離子交換樹脂和ROH型陰離子交換樹脂串接來軟化天然硬水,應先使硬水通過(填“RH”或“ROH”)型離子交換樹脂,原因是 。 (3)通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留,從而獲得純凈水的方法稱為。電滲析法凈化水時,使離子通過半透膜的推動力是 。 (4)檢驗蒸餾水的純度時,最簡單易行的方法是測定水的。 解析:(1)硬水加熱時可溶性的Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2受熱分解成難溶性CaCO3或MgCO3、CO2和水。(2)若硬水先通過ROH,可產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀,從而影響樹脂的交換效果。(4)蒸餾水

13、幾乎不導電,因此,可采用測電導率的方法檢驗蒸餾水的純度。答案:(1)Ca2+、Mg2+Ca2+2HCCaCO3+CO2+H2O(或Mg2+2HCMgCO3+CO2+H2O)(2)RH先通過陰離子交換樹脂可能產(chǎn)生Mg(OH)2等沉淀而影響樹脂交換效果(3)反滲透法電勢差(或電場力)(4)電導率(或電阻率)7.(2010年新課標全國理綜,40,15分)水是一種重要的自然資源,是人類賴以生存不可缺少的物質。水質優(yōu)劣直接影響人體健康。請回答下列問題:(1)天然水中溶解的氣體主要有、; (2)天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是(填其中任何兩種),其凈水作用的原理是  ;

14、0;(3)水的凈化與軟化的區(qū)別是  ; (4)硬度為1°的水是指每升水含10 mg CaO或與之相當?shù)奈镔|(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.2×10-3mol/L,c(Mg2+)=6×10-4mol/L,則此水的硬度為 ; (5)若(4)中的天然水還含有c(HC)=8×10-4mol/L,現(xiàn)要軟化10 m3這種天然水,則需先加入Ca(OH)2g,后加入Na2CO3g。 解析:(1)天然水中溶解的氣體主要是空氣中的主要成分,如氧氣、氮氣、二氧化碳等。(2)天然水中含有一些懸浮物,除去的方法通

15、常是在水中加入一些混凝劑,如明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵等鹽,它們的凈水原理是相同的,都是金屬陽離子如Al3+、Fe3+等在水中發(fā)生水解反應生成相應的氫氧化物膠體,它們可吸附天然水中的懸浮物并破壞天然水中的其他帶異種電荷的膠體微粒,使其發(fā)生聚沉,達到凈化水的目的。(3)水的凈化指的是用混凝劑將水中的懸浮物、膠體微粒沉淀下來,不能把水中溶解的鹽除去;水的軟化是指用化學試劑或者利用離子交換膜等方法將水中溶解的鈣離子、鎂離子除去。(4)m(CaO)=1.2×10-3 mol/L×1 L×56 g/mol=67.2×10-3 g,由鈣離子引起的水的硬度為6.7

16、°由鎂離子引起的硬度為:m(MgO)=6×10-4 mol/L×1 L×40 g/mol=24×10-3 g,由鎂離子引起的硬度為:24×10-3 g÷7.1×10-3 g/1°3.3°,總硬度為10°。(5)n(HC)=8×10-4 mol/L×10 000 L=8 mol,將其轉化為C需要氫氧化鈣的物質的量為4 mol,沉淀水中的鎂離子需要氫氧化鈣的物質的量為nCa(OH)2=n(Mg2+)=6×10-4 mol/L×10 000 L=6 m

17、ol,共需加入Ca(OH)2的質量為:10 mol×74 g/mol=740 g;n(Ca2+)=1.2×10-3 mol/L×10 000 L+10 mol=22 mol,將其完全轉化為沉淀需要的碳酸根離子的總量為:n(C)=22 mol,需加入n(Na2CO3)=22 mol-8 mol=14 mol,m(Na2CO3)=14 mol×106 g/mol=1 484 g。答案:(1)氧氣二氧化碳(或氮氣)(2)明礬、硫酸鐵(或其他合理答案)金屬陽離子如Al3+、Fe3+在水中發(fā)生水解反應,生成相應的氫氧化物膠體,它們可吸附天然水中的懸浮物并破壞天然水

18、中的其他帶異種電荷的膠體微粒,使其發(fā)生聚沉,達到凈化水的目的(3)水的凈化指的是用混凝劑將水中的懸浮物、膠體微粒沉淀下來;水的軟化是指用化學試劑或者利用離子交換膜等方法將水中溶解的鈣離子、鎂離子除去(4)10°(5)7401 484考點二 化學與工農業(yè)生產(chǎn)1.(2012年重慶理綜,6,6分)化學工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),下列生產(chǎn)過程中不涉及化學變化的是()A.氮肥廠用氫氣和氮氣合成氨B.鋼鐵廠用熱還原法冶煉鐵C.硫酸廠用接觸法生產(chǎn)硫酸D.煉油廠用分餾法生產(chǎn)汽油解析:A、B、C項中都有新的物質產(chǎn)生;石油分餾是利用各種物質的沸點不同而分離的一種方法,是物理變化。答案:D2.(2013年浙

19、江自選模塊,16,10分)電石漿是氯堿工業(yè)中的一種廢棄物,其大致組成如下表所示:成分CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaS其他不溶于酸的物質質量分數(shù)(%)65663.55.01.53.50.20.80.21.11.01.82326用電石漿可生產(chǎn)無水CaCl2,某化工廠設計了以下工藝流程:已知氯化鈣晶體的化學式是CaCl2·6H2O;H2S是一種酸性氣體,且具有還原性。(1)反應器中加入的酸應選用 。 (2)脫色槽中應加入的物質X是;設備A的作用是;設備B的名稱為;設備C的作用是。 (3)為了滿足環(huán)保要求,需將廢氣H2S通入吸收池,下列物質中最適合作為吸收劑

20、的是。 A.水 B.濃硫酸 C.石灰乳 D.硝酸(4)將設備B中產(chǎn)生的母液重新引入反應器的目的是。 解析:該生產(chǎn)的最終目的是制取CaCl2·6H2O。(1)為防止雜質陰離子的引入,所加酸應采用鹽酸,能夠溶解CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaS等物質。(2)沉降池中加入石灰乳,可沉淀Al3+、Fe3+、Mg2+,能夠脫色的物質一般可選用吸附劑活性炭;濾液在設備A中進行蒸發(fā)濃縮,然后在結晶池中降溫結晶,在設備B中進行過濾,最后得到CaCl2·6H2O,再在設備C中脫水干燥,得到無水CaCl2。(3)H2S是有毒氣體,所以需要進行廢氣處理,由于H2S

21、是酸性氣體且是還原性氣體,所以只能采用非還原性的堿性物質吸收,可采用石灰乳吸收,既能滿足要求又價格便宜,經(jīng)濟實惠。H2S在水中的溶解度不大,所以A不可以;H2S和濃硫酸能發(fā)生氧化還原反應,生成SO2有毒氣體,所以B不可以;H2S和硝酸發(fā)生氧化還原反應,產(chǎn)物有NOx,污染環(huán)境。(4)設備B中的母液中含有CaCl2等物質,所以需要對母液進行回收循環(huán)利用,可以提高經(jīng)濟效益,同時減少廢棄物的排放,有利于環(huán)保。答案:(1)鹽酸(2)活性炭蒸發(fā)濃縮過濾器脫水干燥(3)C(4)對母液回收利用,降低廢棄物排放量,提高經(jīng)濟效益3.(2011年浙江自選模塊,16,10分)鋁生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈由鋁土礦開采、氧化鋁制取、鋁的

22、冶煉和鋁材加工等環(huán)節(jié)構成。請回答下列問題: (1)工業(yè)上采用電解氧化鋁-冰晶石(Na3AlF6)熔融體的方法冶煉得到金屬鋁:2Al2O34Al+3O2加入冰晶石的作用:  (2)上述工藝所得鋁材中往往含有少量Fe和Si等雜質,可用電解方法進一步提純,該電解池中陽極的電極反應式為,下列可作陰極材料的是。 A.鋁材B.石墨C.鉛板D.純鋁(3)陽極氧化能使金屬表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸為電解液,鋁陽極發(fā)生的電極反應式為 。 (4)在鋁陽極氧化過程中,需要不斷地調整電壓,理由是  。 (5)下列說法正確的是。 A.陽極氧化是應用原電池原

23、理進行金屬材料表面處理的技術B.鋁的陽極氧化可增強鋁表面的絕緣性能C.鋁的陽極氧化可提高金屬鋁及其合金的耐腐蝕性,但耐磨性下降D.鋁的陽極氧化膜富有多孔性,具有很強的吸附性能,能吸附染料而呈各種顏色解析:(1)由于Al2O3熔點很高,加入冰晶石可以降低Al2O3的熔點,作助熔劑。(2)在電解池中陰極發(fā)生氧化反應,金屬失去電子,電極反應式為Al-3e-Al3+,電解精煉鋁應以純鋁作陰極材料。(3)根據(jù)陽極發(fā)生氧化反應可以得到電極反應式為:2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+。(4)鋁陽極生成氧化物膜后會使電阻增大,為了保持穩(wěn)定的電流,需要隨電阻增大而不斷增大電壓。(5)陽極氧化應用的是電解

24、原理,A項錯誤;由于氧化物的生成可以增強鋁表面的絕緣性,B項正確;鋁的陽極氧化可以提高鋁及其合金的耐腐蝕性,但耐磨性不下降,C項錯誤;氧化鋁具有不同的晶型,其中-Al2O3具有多孔性、強吸附性和催化活性,可作吸附劑和催化劑,D項正確。答案:(1)主要是降低熔化溫度(2)Al-3e-Al3+D(3)2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+(4)鋁陽極表面不斷生成氧化物,電阻增大,為了保持穩(wěn)定的電流,需要不斷增大電壓(5)BD4.(2010年浙江自選模塊,16,10分)(1)火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫磺可用于生產(chǎn)重要的化工原料硫酸。某企業(yè)用如圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸:請回答下列問題:為充分利用反應放出的

25、熱量,接觸室中應安裝(填設備名稱)。吸收塔中填充有許多瓷管,其作用是  。 為使硫磺充分燃燒,經(jīng)流量計1通入燃燒室的氧氣過量50%。為提高SO2轉化率,經(jīng)流量計2的氧氣量為接觸室中二氧化硫完全氧化時理論需氧量的2.5倍,則生產(chǎn)過程中流經(jīng)流量計1和流量計2的空氣體積比應為。假設接觸室中SO2的轉化率為95%,b管排出的尾氣中的體積分數(shù)為(空氣中氧氣的體積分數(shù)按0.2計),該尾氣的處理方法是。 與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比,該工藝的特點是(可多選)。 A.耗氧量減少 B.二氧化硫的轉化率提高C.產(chǎn)生的廢渣減少D.不需要使用氧化劑(2)硫酸的用途非常廣泛,可

26、應用于下列哪些方面(可多選)。 A.橡膠的硫化B.表面活性劑“烷基苯磺酸鈉”的合成C.鉛蓄電池的生產(chǎn)D.過磷酸鈣的制備(3)礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入適量的石灰石,可有效減少煤燃燒時SO2的排放,請寫出此脫硫過程中反應的化學方程式。 解析:(1)本題考查了工業(yè)制取H2SO4的過程,在熟悉設備及工藝流程基礎上可知接觸室應安裝熱交換器,吸收塔為便于充分吸收SO3而填充了很多瓷管。(2)考查了學生分析及處理數(shù)據(jù)進行計算的能力,可假設有1 mol硫磺充分燃燒,則根據(jù)反應S+O2SO2知,反應消耗O21 mol,流量計1充入O2 1.5 mol,生成

27、SO2 1 mol,根據(jù)反應2SO2+O22SO3知,理論上1 mol SO2反應消耗0.5 mol O2,流量計2充入1.25 mol O2,則流量計1、2充入氧氣體積比(等于空氣體積比)為1.51.25=65(或1.21);假設SO2的轉化率為95%,則尾氣中SO2的體積分數(shù)為×100%0.4%。(3)該反應原理可考慮石灰石分解產(chǎn)生的生石灰與二氧化硫反應。答案:(1)熱交換器增加SO3與濃硫酸的接觸面,有利于SO3的吸收65或1.210.4%用氨水吸收A、C(2)B、C、D(3)CaCO2CaO+CO22SO2+2CaO+O22CaSO4(或2SO2+2CaCO3+O22CaSO

28、4+2CO2)5.(2010年上?；瘜W,27,12分)工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下:完成下列填空:(1)粗鹽水加入沉淀劑A、B除雜質(沉淀劑A來源于石灰窯廠),寫出A、B的化學式。A,B。 (2)實驗室提純粗鹽的實驗操作依次為:取樣、沉淀、冷卻結晶、烘干。 (3)工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中,碳酸化時產(chǎn)生的現(xiàn)象是  。 碳酸化時沒有析出碳酸鈉晶體,其原因是  。 (4)碳酸化后過濾,濾液D最主要的成分是(填寫化學式),檢驗這一成分的陰離子的具體方法是:  。 (5)氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的,為此,濾液D加入石灰水產(chǎn)

29、生氨。加石灰水后所發(fā)生的反應的離子方程式為:,濾液D加石灰水前先要加熱,原因是    。 (6)產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質量分數(shù),純堿中碳酸氫鈉的質量分數(shù)可表示為:  (注明你的表達式中所用的有關符號的含義)。解析:(1)沉淀劑A源于石灰窯,說明是生石灰或熟石灰;粗鹽中的鎂離子和鈣離子一般用碳酸鈉除去;(2)實驗室提純粗鹽的整個操作過程為:取樣、溶解、沉淀、過濾、蒸發(fā)、冷卻結晶、過濾、烘干幾步;(3)純堿生產(chǎn)中碳酸化時,會看到溶液中析出晶體,這是由于碳酸鈉的溶解度大于碳酸氫鈉;(4)根據(jù)操作過程,碳酸化后溶液中主要

30、是NH4Cl;檢驗其中的氯離子時,要經(jīng)過取樣,加硝酸酸化,加硝酸銀,有白色沉淀,該陰離子是氯離子;(5)濾液中主要含有的是氯化銨,和石灰水反應時:N+OH-NH3+H2O,由于濾液中還含有一定量的碳酸氫鈉,故此加石灰水前先加熱,是為防止加石灰水時產(chǎn)生碳酸鈣沉淀;(6)假設加熱前純堿的質量為m1,加熱后的質量為m2,則加熱損失的質量為:m1-m2,2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2Om2×84106 62xm1-m2=,解得x=,故純堿中含有的碳酸氫鈉的質量分數(shù)為:(NaHCO3)=。答案:(1)Ca(OH)2或CaONa2CO3(2)溶解過濾蒸發(fā)過濾(3)有晶體析出(或出現(xiàn)渾濁

31、)碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大;(4)NH4Cl取樣,加硝酸酸化,加硝酸銀,有白色沉淀,該陰離子是氯離子;(5)N+OH-NH3+H2O防止加石灰水時產(chǎn)生碳酸鈣沉淀;(6)加熱前純堿的質量為m1,加熱后的質量為m2,(NaHCO3)=考點三 化學與材料的制造與應用1.(2009年四川理綜,6,6分)開發(fā)新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之一。下列有關材料的說法正確的是()A.氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料B.C60屬于原子晶體,用于制造納米材料C.纖維素乙酸酯屬于天然高分子材料D.單晶硅常用于制造光導纖維解析:B項,C60屬于分子晶體;C項,纖維素乙酸酯不是天然高分子材料;D項,二氧化硅常用于制造光導纖維

32、。答案:A2.(2013年山東理綜,31,8分)廢舊硬質合金刀具中含碳化鎢(WC)、金屬鈷(Co)及少量雜質鐵,利用電解法可回收WC和Co。工藝流程簡圖如下:(1)電解時廢舊刀具做陽極,不銹鋼做陰極,HCl溶液為電解液。陰極主要的電極反應式為 。 (2)凈化步驟所得濾餅的主要成分是?；厥盏南礈煲捍嫠渲齐娊庖?目的是回收利用其中的。 (3)溶液的主要成分是。洗滌CoC2O4不充分對最終產(chǎn)品純度并無明顯影響,但焙燒時會造成環(huán)境污染,原因是 。 (4)將Co2O3還原成Co粉的化學反應方程式為。 解析:(1)陰極應是酸性電解質溶液中H+得電子發(fā)生還原反應生

33、成H2,2H+2e-H2。(2)電解時刀具中Co、Fe在陽極都轉化為Co2+、Fe2+進入溶液,H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,NH3形成的NH3·H2O將Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀,故濾餅的主要成分是Fe(OH)3,洗滌液中含有Co2+,可循環(huán)利用。(3)(NH4)2C2O4與CoCl2反應生成CoC2O4沉淀同時生成NH4Cl,溶液中主要含有NH4Cl,殘留在CoC2O4中的NH4Cl在焙燒時分解生成NH3和HCl造成環(huán)境污染。(4)H2還原Co2O3生成Co和H2O,Co2O3+3H22Co+3H2O。答案:(1)2H+2e-H2(2)Fe(OH)3Co2+(或Co)(

34、3)NH4Cl焙燒時NH4Cl分解產(chǎn)生NH3和HCl(4)Co2O3+3H22Co+3H2O3.(2010年山東理綜,31,8分)玻璃鋼可由酚醛樹脂和玻璃纖維制成。(1)酚醛樹脂有苯酚和甲醛縮聚而成,反應有大量熱放出,為防止溫度過高,應向已有苯酚的反應釜中加入甲醛,且反應釜應裝有裝置。 (2)玻璃纖維由玻璃拉絲得到。普通玻璃是由石英砂、和石灰石(或長石)高溫熔融而成,主要反應的化學方程式為 。 (3)玻璃鋼中玻璃纖維的作用是。玻璃鋼具有等優(yōu)異性能(寫出兩點即可)。 (4)下列處理廢舊熱固性酚醛塑料的做法合理的是。 a.深埋b.粉碎后用作樹脂填料c.用作燃

35、料d.用有機溶劑將其溶解,回收樹脂解析:(1)為防止溫度過高,應間歇性加入甲醛,并且有散熱裝置。(2)利用堿石灰、純堿、石英砂生成玻璃的方程式為Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2,CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2。(3)玻璃鋼是將玻璃纖維和高分子材料復合而成的復合材料,其中玻璃纖維的作用是增強體,合成材料是基體;它的優(yōu)點有:強度高、質量輕、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣性能好等優(yōu)良性能。(4)廢舊合成材料的再生利用主要是三條途徑:通過再生和改性,重新做成多種有用的材料和制品;采用熱裂解或化學處理方法使其分解,用于制備多種化工原料;將廢舊的聚合物作為燃料回收利用熱能;故b、c正確。因為塑

36、料深埋地下一百年也不會腐爛,造成嚴重的白色污染,故a錯;酚醛塑料不能溶解于有機溶劑,故d錯。答案:(1)間歇性散熱(2)純堿Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2,CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2(3)增強體強度高、質量輕、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣性能好等(任寫兩點)(4)b、c模擬試題考點一 化學與資源開發(fā)利用1.(2012福建福州期末)工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物,可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法正確的是()選項污染物處理措施方法類別A廢酸加生石灰中和物理法BCu2+等重金屬離子加硫酸鹽沉降化學法C含苯廢水用活性炭吸附物理法D含純堿的廢水加石灰水反應化學法解析:A選項

37、廢酸中加生石灰中和是化學處理法,錯誤。B選項中加硫酸鹽不能使Cu2+形成沉淀,錯誤。C選項中用活性炭不能吸附苯,錯誤。D選項中加石灰水后純堿會形成CaCO3沉淀而除去,屬于化學處理法,正確。答案:D2.(2013四川石室中學高三一診)空氣吹出法工藝,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工藝流程如下,其中不正確的是()A.步驟中用硫酸酸化可防止Cl2、Br2與水反應B步驟的離子方程式Br2+SO2+H2O2H+2Br-+SC溴在周期表中位于4周期A族。D.步驟中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物可用分液漏斗解析:Cl2、Br2與水的反應是存在的,酸化可防止Cl2、Br2與水反應A項正確;根據(jù)氧

38、化還原反應原理可知正確的離子方程式為Br2+SO2+2H2O4H+2Br-+S,B項錯誤;溴與F、Cl同處于A,C項正確;不互溶、分層的兩種液體可用分液法分離,D項正確。答案:B3.(2012西安四校聯(lián)考)南海某小島上,解放軍戰(zhàn)士為了尋找合適的飲用水源,對島上山泉水進行分析化驗,結果顯示水的硬度為28°(屬于硬水),主要含鈣離子、鎂離子、氯離子和硫酸根離子。請思考下列問題:(1)該泉水屬于硬水(填寫“暫時”或“永久”)。 (2)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和純堿,試劑添加時先加后加,原因是  。 (3)目前常用陽離子交換樹脂如NaR、HR

39、來進行水的軟化,若使用HR作為陽離子交換樹脂則水中的Ca2+、Mg2+與交換樹脂的起離子交換作用。若使用NaR作為陽離子交換樹脂失效后可放入5%-8%溶液中再生。 (4)島上還可以用海水淡化來獲得淡水。下面是海水利用電滲析法獲得淡水的原理圖,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、S等離子,電極為惰性電極。請分析下列問題:陽離子交換膜是指(填A或B)。 寫出通電后陽極區(qū)的電極反應式: ; 陰極區(qū)的現(xiàn)象是: 。 解析:(1)由較多鈣離子和鎂離子以及硫酸根離子引起的硬度,叫永久硬度。(2)純堿除了除去原溶液中的Ca2+還要除去加入的Ca2+,因此一定

40、把純堿放在石灰的后面加入。(3)再利用陽離子交換原理,將失效后的NaR放入NaCl的溶液中,使其獲得再生。(4)通電后,陽離子Na+向著陰極移動,故B為陽離子交換膜,電解時,陰離子Cl-在陽極得電子生成Cl2,陰極區(qū)H+得電子,生成H2同時產(chǎn)生OH-,與Mg2+和Ca2+反應生成氫氧化鎂和氫氧化鈣沉淀。答案:(1)永久(2)石灰純堿過量的鈣離子可通過純堿使之沉淀下來(3)H+NaCl(4)B2Cl-+2e-Cl2電極上產(chǎn)生無色氣體,溶液中出現(xiàn)少量白色沉淀?？键c二 化學與工農業(yè)生產(chǎn)4.(2012成都一模)在接觸法產(chǎn)生H2SO4的過程中,對“廢氣、廢水、廢渣、廢熱”的處理正確的是()廢氣用氨水處理

41、污水用石灰乳處理廢渣用來造水泥或煉鐵設置“廢熱”鍋爐產(chǎn)生蒸氣來供熱或發(fā)電A.只有B.只有C.只有D.全部解析:SO2等廢氣可以用氨水吸收制得化肥硫酸銨等;污水顯酸性可以用石灰乳處理;爐渣和礦灰可作為煉鐵的原料;硫酸工業(yè)的反應都是放熱反應,不但可以自行提供能量,還可以向外界提供能量,以降低成本。答案:D5.(2013東北師大附中摸底改編)下列使用化肥、農藥的描述中正確的是()A.高溫多雨時比較適合施用鉀肥B.長期施用硫銨會造成土壤板結C.石硫合劑必須與硫酸混合后才能施用D.草木灰可以和銨態(tài)氮肥一塊施用解析:A中鉀肥易溶于水,多雨時易造成化肥的流失;B中硫銨溶于水呈酸性,易破壞土壤的膠體結構使土壤

42、板結;C中石硫合劑主要成分是多硫化鈣,具有滲透和侵蝕病菌細胞及害蟲體壁的能力,能在植物體表面形成一層藥膜起保護作用,如果和硫酸混合后施用,會生成硫酸鈣使石硫合劑失去作用。D中草木灰的主要成分是碳酸鉀,碳酸鉀水解顯堿性,與銨根離子反應生成氨氣,降低肥效,因此草木灰不可以和銨態(tài)氮肥一塊施用答案:B6.(2012青島一模改編)我國化學家侯德榜改革國外的純堿生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)流程可簡要表示如圖(1)上述生產(chǎn)純堿的方法稱,副產(chǎn)品的一種用途為。 (2)沉淀池中發(fā)生的化學反應方程式是  。 (3)寫出上述流程中X物質的分子式 。 (4)使原料氯化鈉的利用率從70%提高到9

43、0%以上,主要是設計了(填上述流程中的編號)的循環(huán)。從沉淀池中取出沉淀的操作是 。 (5)為檢驗產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉,可取少量試樣溶于水后,再滴加。 (6)向母液中通氨氣,加入細小食鹽顆粒,冷卻析出副產(chǎn)品,通氨氣的作用有。 a.增大N的濃度,使NH4Cl更多地析出b.使NaHCO3更多地析出c.使NaHCO3轉化為Na2CO3,提高析出的NH4Cl純度解析:本題主要考查侯氏制堿法的生產(chǎn)原理及生產(chǎn)工藝、Cl-檢驗等。(1)侯氏制堿法的副產(chǎn)物是NH4Cl,可作化肥等;(2)根據(jù)聯(lián)合制堿法的生產(chǎn)原理,可知向食鹽水中通入氨氣是為了得到堿性溶液,以吸收更多的CO2,當

44、CO2過量時發(fā)生反應:NH3+CO2+H2ONH4HCO3,NaCl+NH4HCO3NaHCO3+NH4Cl;(3)當NaHCO3在煅燒爐中受熱分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,故X為CO2;(4)因為氯化鈉最后剩余在母液中,所以要提高NaCl的利用率必須將過濾出NaHCO3后的母液循環(huán)利用;(5)要檢驗碳酸鈉中是否混有NaCl,只需向溶液中加硝酸酸化的AgNO3,看是否有白色沉淀生成即可;(6)增大銨根的濃度有利于氯化銨析出來,所以選項a正確;通入氨氣使溶液堿性增強,使碳酸氫鈉轉換為溶解度較大的碳酸鈉,可以提高氯化銨的純度,所以選項c正確,選項b錯誤。答案:(1)聯(lián)合制堿法或

45、侯德榜制堿法用作化肥或電解液或焊藥等(其他合理答案均給分)(2)NH3+CO2+H2O+NaClNH4Cl+NaHCO3(3)CO2(4)I過濾(5)稀硝酸和硝酸銀溶液(6)ac考點三 化學與材料的制造和應用7.(2012泰安二模)金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的運用。下列關于金屬的一些說法不正確的是()A.合金的性質與其成分金屬的性質不完全相同B.工業(yè)上金屬Mg、Al都是用電解熔融氯化物制得的C.金屬冶煉的本質是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D.越活潑的金屬越難冶煉解析:合金與其成分金屬的性質不完全相同,如硬度、強度大,熔點更低等,A對;AlCl3為共價化合物,熔融時不電離,故冶煉鋁應

46、該電解熔融的Al2O3,B錯;金屬冶煉的本質就是把金屬陽離子還原為金屬原子,越活潑的金屬,其陽離子氧化性越弱,越難被還原,C、D正確。答案:B8.(2013廣東汕頭一模節(jié)選)鋯產(chǎn)業(yè)是極有發(fā)展?jié)摿扒熬暗男屡d產(chǎn)業(yè),鋯(Zr)元素是核反應堆燃料棒的包裹材料,二氧化鋯(ZrO2)可以制造耐高溫納米陶瓷。我國有豐富的鋯英石(ZrSiO4),含Al2O3、SiO2、Fe2O3等雜質,生產(chǎn)鋯流程之一如下:試回答下列問題:(1)寫出上述流程中高溫氣化的反應方程式(碳轉化成CO): ; (2)寫出ZrOCl2·8H2O在900 生成ZrO2的反應方程式 ; (3)關于二氧化鋯納米

47、陶瓷和鋯合金的說法不正確的是(單選)。 A.二氧化鋯納米陶瓷是新型無機非金屬材料B.1納米=10-10米C.鋯合金的硬度比純鋯要高D.日本福島核電站的爆炸可能是由鋯合金在高溫下與水蒸氣反應產(chǎn)生的氫氣爆炸引起解析:(1)結合流程圖中物質知鋯英石(ZrSiO4)、C、Cl2制得ZrCl4、SiCl4、CO,在結合化合價升降總數(shù)相等配平該方程式。(2)ZrOCl2·8H2O到ZrO2化合價不發(fā)生改變,Zr需結合水中的O,剩余H與Cl結合生成HCl。(3)1納米=10-9米,B項錯誤。答案:(1)4C+4Cl2+ZrSiO4ZrCl4+SiCl4+4CO(2)ZrOCl2·

48、;8H2OZrO2+2HCl+7H2O(3)B9.(2012臨沂一模)材料是人類生存和發(fā)展的重要物質基礎,隨著科學技術的發(fā)展,人們使用材料的種類、數(shù)量和質量也不斷的發(fā)展,生產(chǎn)、生活的條件和質量也發(fā)生了巨大的變化。(1)無機非金屬材料包括傳統(tǒng)無機非金屬材料和無機非金屬新材料,下列屬于無機非金屬新材料的是(多選,選填字母代號)。 a.復合材料b.單晶硅c.金剛石d.石墨 e.C60f.玻璃(2)北京奧運會撐桿跳項目中運動員使用的撐桿材料是復合材料。這種材料由和增強體兩部分組成,其中增強體的作用是 。 (3)玻璃和水泥是兩種用途極為廣泛的材料。工業(yè)制備這兩種材料使用的共同原料是。 (4)鐵是重要的金屬材料,工業(yè)上一般用石灰石、和空氣在(填寫工業(yè)生產(chǎn)設備名稱)中煉制生鐵。 (5)合成高分子材料的小分子叫。 解析:(1)復合材料不是無機非金屬材料,其是由基體和增強體組成;玻璃屬于傳統(tǒng)的非金屬材料。(2)