魯教版選修2：主題綜合測評主題綜合測評3

主題綜合測評(三)主題3礦山資源硫酸與無機(jī)材料制造(時間：60分鐘分值：100分)一、選擇題(本題包括12小題，每小題5分，共60分)1．“綠色化學(xué)”是指()A．在化工生產(chǎn)中對廢氣、廢水、廢渣進(jìn)行嚴(yán)格處理B．在化工生產(chǎn)中少用或不用有害物質(zhì)以及少排放或不排放有害物質(zhì)C．在化工生產(chǎn)中不使用任何化學(xué)物質(zhì)D．在化工廠種草種樹，使其成為花園式工廠【解析】“綠色化學(xué)”總的來說，就是從化學(xué)的角度從源頭上根本性地解決發(fā)展所帶來的環(huán)境污染問題?！敬鸢浮緽2．氮化硅陶瓷是一種超硬而且耐磨的物質(zhì)，可用于制造高性能柴油機(jī)部件，它屬于()A．金屬材料 B．無機(jī)非金屬材料C．復(fù)合材料 D．功能高分子材料【解析】氮化硅陶瓷根據(jù)其所含元素的類別可知它不可能屬于金屬材料，也不可能屬于功能高分子材料，同時它也不屬于復(fù)合材料(復(fù)合材料是指與玻璃鋼類似的由多種材料復(fù)合而成的材料)，所以它只能屬于無機(jī)非金屬材料。【答案】B3．下列有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)的敘述正確的是()A．合成氨生產(chǎn)過程中將NH3液化分離，可加快正反應(yīng)速率，提高N2、H2的轉(zhuǎn)化率B．硫酸工業(yè)中，在接觸室安裝熱交換器是為了利用SO3轉(zhuǎn)化為H2SO4時放出的熱量C．電解飽和食鹽水制燒堿采用離子交換膜法，可防止陰極室產(chǎn)生的Cl2進(jìn)入陽極室D．電解精煉銅時，同一時間內(nèi)陽極溶解銅的質(zhì)量比陰極析出銅的質(zhì)量小【解析】本題的C、D兩個選項(xiàng)涉及了電解池的應(yīng)用，其實(shí)都是考查電解原理，電解飽和食鹽水陰極室產(chǎn)生的是H2，Cl2在陽極上生成，所以C錯；電解精煉銅時要注意粗銅中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等，陽極開始放電的是Zn、Fe、Ni，而陰極上始終是Cu2＋得電子生成Cu，所以同一時間內(nèi)陽極溶解銅的質(zhì)量比陰極析出銅的質(zhì)量小，D對?！敬鸢浮緿4．下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護(hù)法的是()【導(dǎo)學(xué)號：28920043】A．水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極B．金屬護(hù)欄表面涂漆C．汽車底盤噴涂高分子膜D．地下鋼管連接鎂塊【解析】A．水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極，即使用了外加電流，正確。B.金屬護(hù)欄表面涂漆，是一種使用外加涂層而使金屬隔絕空氣和水分的保護(hù)方法。C.汽車底盤噴涂高分子膜，也是一種使用外加涂層而使金屬隔絕空氣和水分的保護(hù)方法。D.地下鋼管連接鎂塊，是犧牲陽極的陰極保護(hù)法。【答案】A5．環(huán)境污染已成為人類社會面臨的重大威脅，各種污染數(shù)不勝數(shù)。下列名詞與環(huán)境污染無關(guān)的是()①溫室效應(yīng)②赤潮③酸雨④光化學(xué)污染⑤臭氧層空洞⑥水俁?、叱毕啻蟛弊硬．①② B．⑦⑧C．⑥⑦⑧ D．②⑤⑦【解析】①③④⑤屬于大氣污染，②⑥屬于水污染，潮汐是一種自然現(xiàn)象，大脖子病是因人體缺乏碘元素造成的，所以⑦⑧不屬于環(huán)境污染?！敬鸢浮緽6．下列敘述不正確的是()A．鐵表面鍍鋅，鐵作陽極B．船底鑲嵌鋅塊，鋅作負(fù)極，以防船體被腐蝕C．鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑【解析】本題考查電化學(xué)知識的應(yīng)用。選項(xiàng)A，鐵表面鍍鋅，鐵應(yīng)該作陰極。選項(xiàng)B，Zn的活潑性比Fe強(qiáng)，Zn失去電子而保護(hù)了船體。選項(xiàng)C，鋼鐵吸氧腐蝕時，O2在正極獲得電子。選項(xiàng)D，Cl－的失電子能力大于OH－，電解飽和食鹽水時，Cl－在陽極失去電子變?yōu)镃l2?！敬鸢浮緼7．氮化鋁(AlN)具有耐高溫、抗沖擊、導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域。在一定條件下，氮化鋁可通過如下反應(yīng)合成：Al2O3＋N2＋3Ceq\o(=,\s\up8(高溫))2AlN＋3CO下列敘述正確的是()A．在氮化鋁的合成反應(yīng)中，N2是還原劑，Al2O3是氧化劑B．上述反應(yīng)中每生成2molAlN，N2得到3mol電子C．氮化鋁中氮元素的化合價為－3D．氮化鋁晶體屬于分子晶體【解析】N2中氮元素的化合價為0，AlN中氮元素的化合價為－3。在化學(xué)反應(yīng)中，每1molN原子得3mol電子。分子晶體的組成微粒之間以分子間作用力相結(jié)合，分子間作用力很微弱，故分子晶體不耐高溫，抗沖擊力很弱，不導(dǎo)電，AlN具有耐高溫、抗沖擊、導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性質(zhì)，所以AlN晶體不是分子晶體?！敬鸢浮緾8．某化工廠工業(yè)廢水中含H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，采用邊排放邊中和的方法將它處理至基本上呈中性，處理方法如下圖所示，若處理后廢水pH＝7，則2%NaOH溶液的流量為()A．0.00816m3·s－1 B．0.01m3C．0.01632m3·s－1 D．0.02m3【解析】在同一時間段內(nèi)排入的硫酸與NaOH的物質(zhì)的量之比為1∶2時才能把廢水處理至呈中性。設(shè)溶液的流量為x，并設(shè)時間為1s：(0.0100m3·s－1×1s×1.02g·cm－3×106cm3·m－3×2%)/98g·mol－1＝eq\f(1,2)(x×1s×1.02g·cm－3×106cm3·m－3×7%)/40g·mol－1，解得x＝0.00816m3【答案】A9．鉛的冶煉大致過程如下：①富集：將方鉛礦(PbS)進(jìn)行浮選；②焙燒：2PbS＋3O2eq\o(=,\s\up8(高溫))2PbO＋2SO2；③制粗鉛：PbO＋Ceq\o(=,\s\up8(高溫))Pb＋CO↑PbO＋COeq\o(=,\s\up8(高溫))Pb＋CO2。下列說法中正確的是()A．浮選法富集方鉛礦的過程屬于化學(xué)變化B．方鉛礦焙燒反應(yīng)中，PbS是還原劑，還原產(chǎn)物只有PbOC．整個冶煉過程中，制取1molPb共轉(zhuǎn)移2mol電子D．將1molPbS冶煉成Pb理論上至少需要6g碳【解析】①富集為物理過程，A錯。SO2均為還原產(chǎn)物，B錯。由題給方程式得關(guān)系式：2PbSeq\o(→,\s\up8(失12e－))2PbOeq\o(→,\s\up8(得4e－))2Pb～C制取1molPb共轉(zhuǎn)移8mole－，C項(xiàng)錯。【答案】D10．pH＝a的某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時間后，溶液的pH>a，則該電解質(zhì)可能是()A．NaOH B．H2SO4C．AgNO3 D．Na2SO4【解析】用惰性電極電解電解質(zhì)溶液，A、B、D都是電解水。電解后溶液的濃度變大，A中pH增大，B中pH減小，D中pH不變，C中電解生成HNO3，pH減小。【答案】A11．以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是()A．未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程B．因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系C．電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率D．鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護(hù)作用【解析】本題考查電鍍，意在考查考生對電鍍原理的理解和應(yīng)用能力。未通電前，題述裝置不能構(gòu)成原電池，A項(xiàng)錯誤。鋅的析出量與通過的電量成正比，B項(xiàng)錯誤；電鍍時電解反應(yīng)速率只與電流大小有關(guān)，與溫度無關(guān)，C項(xiàng)正確；鍍鋅層破損后，會形成鐵鋅原電池，鐵作正極，得到保護(hù)，D項(xiàng)錯誤?！敬鸢浮緾12．電解硫酸銅溶液要達(dá)到如下三個要求：①陽極質(zhì)量減小，②陰極質(zhì)量增加，③電解過程中Cu2＋濃度不變。則可選用的電極是()A．石墨作陽極，鐵作陰極B．粗銅(含F(xiàn)e、Ni、Zn)作陽極，純銅作陰極C．純銅作陽極，鐵作陰極D．鐵作陽極，純銅作陰極【解析】本題中所述的電解過程實(shí)際就是電鍍過程：陽極質(zhì)量減少，必須用活潑金屬作陽極，則A選項(xiàng)不符合題意；由于Cu2＋的放電能力比H＋的大，陰極質(zhì)量增加，但是要使Cu2＋濃度不變，則陽極必須用純銅。【答案】C二、非選擇題(包括4小題，共40分)13．(10分)鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品。請回答：【導(dǎo)學(xué)號：28920044】(1)工業(yè)上冶煉鋁的化學(xué)方程式是___________________________________。(2)鋁與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________________________________________________________。(3)工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)，其工作原理如圖所示。①該電解槽的陽極反應(yīng)式是________________________________________。②通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，原因是________________________________________________________________。③除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出口________(填“A”或“B”)導(dǎo)出?！窘馕觥?1)金屬鋁的冶煉是電解熔融Al2O3。(2)鋁與強(qiáng)堿反應(yīng)放出氫氣生成鹽。(3)結(jié)合題中給出的信息提示進(jìn)行解題。①溶液中存在陰離子為OH－和含氧酸根，應(yīng)是OH－先放電。②溶液中存在的陽離子為K＋和H＋，應(yīng)是H＋先放電。在陰極由于H＋放電，H＋不斷減少，水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動，OH－濃度增大，pH增大。③K＋可通過陽離子交換膜流向B口，B口的OH－不斷增多，但無法通過陽離子交換膜，故氫氧化鉀溶液從B口導(dǎo)出。【答案】(1)2Al2O3eq\o(=,\s\up8(通電),\s\do8(冰晶石))4Al＋3O2↑(2)2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑(3)①4OH－－4e－=2H2O＋O2↑②H＋放電，促進(jìn)水的電離，OH－濃度增大③B14．(10分)冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法；②水煤氣(或氫氣或一氧化碳)法；③活潑金屬置換法；④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。(1)請對下表中的金屬冶煉方法進(jìn)行分析，從上述四種方法中選擇相應(yīng)的序號填入表中空格：火燒孔雀石煉銅濕法煉銅鋁熱法煉鉻從光鹵石中煉鎂火燒孔雀石煉銅所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式(寫主要的兩個)：_____________、________________________________________________________________。(2)請再舉出使用上述方法冶煉金屬的例子各一個(用化學(xué)方程式表示)：①_____________________________________________________________；②_____________________________________________________________；③_____________________________________________________________；④_____________________________________________________________?！窘馕觥炕馃兹甘療掋~和鋁熱法煉鉻都屬于熱還原法。濕法煉銅和鋁熱法煉鉻都屬于活潑金屬置換法。從光鹵石中煉鎂屬于電解法?！敬鸢浮?1)①③③④Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up8(△))2CuO＋CO2↑＋H2OC＋2CuOeq\o(=,\s\up8(高溫))2Cu＋CO2↑(2)①2Fe2O3＋3Ceq\o(=,\s\up8(高溫))4Fe＋3CO2↑②3H2＋WO3eq\o(=,\s\up8(高溫))W＋3H2O③4Al＋3MnO2eq\o(=,\s\up8(高溫))3Mn＋2Al2O3④2NaCleq\o(=,\s\up8(電解))2Na＋Cl2↑(以上反應(yīng)其他合理答案也可)15．(10分)碳、硫的含量影響鋼鐵性能。碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體，再用測碳、測硫裝置進(jìn)行測定。(1)采用裝置A，在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為CO2、SO2。①氣體a的成分是________________。②若鋼樣中硫以FeS形式存在，A中反應(yīng)：3FeS＋5O2eq\o(=,\s\up8(高溫))1________＋3________。(2)將氣體a通入測硫裝置中(如右圖)，采用滴定法測定硫的含量。①H2O2氧化SO2的化學(xué)方程式：_____________________________________。②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH溶液，若消耗1mLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：________。(3)將氣體a通入測碳裝置中(如下圖)，采用重量法測定碳的含量。①氣體a通過B和C的目的是________________________________________________________________________________________________________。②計算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是_________________________________________________________________________________________。【解析】(1)①鋼樣(含有鐵、碳、硫)在高溫下與O2反應(yīng)，除生成CO2、SO2外，還有剩余的O2，故氣體a中含有CO2、SO2、O2。②該反應(yīng)中，S元素由－2價被氧化為＋4價，即生成SO2，再結(jié)合元素守恒及元素的化合價升降總數(shù)相等，配平該反應(yīng)方程式：3FeS＋5O2eq\o(=,\s\up8(高溫),\s\do15())Fe3O4＋3SO2。(2)①H2O2具有強(qiáng)氧化性，SO2具有強(qiáng)還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H2SO4，化學(xué)方程式為H2O2＋SO2=H2SO4。②消耗1mLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yg，則消耗zmLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yzg，那么鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(yzg,xg)＝eq\f(yz,x)。(3)①裝置B中活性MnO2將SO2氧化。裝置C中K2Cr2O7-濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性，用于吸收氣體a中的SO2，防止SO2進(jìn)入CO2吸收瓶，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。②實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測定實(shí)驗(yàn)前后CO2吸收瓶的質(zhì)量變化，從而確定CO2的質(zhì)量，繼而求出鋼樣中碳的質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)?！敬鸢浮?1)①CO2、SO2、O2②Fe3O4SO2(2)①H2O2＋SO2=H2SO4②eq\f(yz,x)(3)①排除SO2對CO2測定的干擾②吸收CO2前、后吸收瓶的質(zhì)量16．(10分)(2016·全國乙卷)高錳酸鉀(KMnO4)是一種常用氧化劑，主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等。以軟錳礦(主要成分為MnO2)為原料生產(chǎn)高錳酸鉀的工藝路線如下：回答下列問題：(1)原料軟錳礦與氫氧化鉀按1∶1的比例在“烘炒鍋”中混配，混配前應(yīng)將軟錳礦粉碎，其作用是________。(2)“平爐”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。(3)“平爐”中需要加壓，其目的是__________________________________________________________________________________________________。(4)將K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝。①“CO2歧化法”是傳統(tǒng)工藝，即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱酸性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)。反應(yīng)中生成KMnO4、MnO2和________(寫化學(xué)式)。②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液。電解槽中陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為________________，陰極逸出的氣體是________。③“電解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理論利用率之比為________。(5)高錳酸鉀純度的測定：稱取1.0800g樣品，溶解后定容于100mL容量瓶中，搖勻。取濃度為0.2000mol·L－1的H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的體積為24.48mL。該樣品的純度為________(列出計算式即可，已知2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O)。【解析】(1)軟錳礦和氫氧化鉀均為固體，混配前將軟錳礦粉碎是為了使它們充分混合，增大反應(yīng)物接觸面積，加快