1、第四章复习巩固练习一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)1.元素在自然界的分布很不均匀,如非洲多金矿,澳大利亚多铁矿,中国富产钨。从地壳中元素的含量分析,最丰富的金属元素是()。A.铝B.镁C.铁D.钙【解析】地壳中元素含量由多到少依次为氧、硅、铝、铁,所以最丰富的金属元素是铝,A项正确。【答案】A2.下列可被工业上采用的冶金方法是()。A.电解熔融的氯化铝制铝 B.电解熔融的氯化镁制镁C.电解氯化钠溶液制钠 D.高温下用H2还原氧化镁制镁【答案】B3.节能减排对发展经济、保护环境有重要意义。下列措施不能减少二氧化碳排放的是()。A.利用太阳能发电代替火力发电B.关停小火电企业C
2、.举行“地球一小时”熄灯活动D.推广使用煤液化技术【解析】利用太阳能发电、关停小火电企业、举行“地球一小时”熄灯活动,都可以减少煤的燃烧,从而减少CO2的排放。【答案】D4.下列说法错误的是()。A.对废旧金属的最优处理方法是回收再利用 B.提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步C.活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液制得D.热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等【答案】C5.我国最近从国外引进一套设备,它可以有效地消除“白色污染”。它把回收的废旧塑料经处理加工成汽油、煤油等。该加工过程的名称是()。A.裂解B.裂化C.分馏D.干馏【解析】裂解的主要目的是得到乙烯、丙烯、丁二烯等短
3、链不饱和烃,A项不符合;分馏属于物理变化,C项不符合;干馏属于煤的综合利用,D项不符合。【答案】B6.煤是一种重要的能源,含有硫元素,下列说法正确的是()。A.煤是含碳的化合物B.煤是一种可再生能源C.在水吸收SO2的过程中只发生物理变化D.SO2是酸性氧化物,被云雾吸收后可转化成酸【解析】煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,A项错误;煤是化石燃料,是通过亿万年形成的,不能再生,B项错误;在水吸收SO2的过程中,SO2与水反应生成H2SO3,C项错误。【答案】D7.由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中,你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是()。A.MgMg(NO3)2B.MgMgCl2
4、Mg(OH)2Mg(NO3)2C.MgMgOMg(NO3)2D.MgMgSO4Mg(NO3)2【解析】A项中有NOx生成;D项中有SO2生成;B、C两项对比,C项中步骤简单,原料O2廉价易得,C项符合题意。【答案】C8.某合成高聚物的结构片段为:,合成该高聚物的单体是()。A.B.C.D.【答案】B9.据报道,科学家通过电解Fe2O3、SiO2、CaO的熔融液(1600 )制得了铁。若该方法用于工业上冶铁,与常规方法相比,下列说法错误的是()。A.大幅度降低能耗B.电解时铁在阴极上析出C.降低温室气体的排放D.生成等量的铁时,此方法与热还原法转移的电子数相同【解析】工业上冶铁通常采用热还原法,
5、利用热还原法冶铁,会产生大量的二氧化碳。电解冶铁过程中,铁在电解池的阴极析出,阳极析出氧气,不产生二氧化碳,但要消耗大量的电能。根据电子守恒,等量的+3价铁0价铁,转移的电子数目相同。【答案】A10.石油是一种重要能源,人类正面临着石油短缺、油价上涨的困难。以下不能有效解决能源问题的方法是()。A.用木材作燃料B.用液氢替代汽油C.开发风能D.开发地热能【解析】木材燃烧后产生污染性物质,而且木材的循环周期较长,A项错误;液氢可以用水来制取,燃烧后生成水,可以循环利用,过程中没有污染性物质产生,B项正确;风能和地热能属于一级能源,而且没有污染性,C、D两项正确。【答案】 A11.氧化还原反应广泛
6、应用于金属的冶炼。下列说法中不正确的是()。A.电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中,钠离子被还原,氯离子被氧化B.湿法炼铜与火法炼铜的反应中,铜元素都发生还原反应C.用磁铁矿炼铁的反应中,1 mol Fe3O4被CO还原成Fe,转移9 mol e-D.铝热法还原铁的反应中,放出的热量能使铁熔化【解析】Fe3O4中铁的平均化合价为+,故1 mol Fe3O4被CO还原成Fe,应转移8 mol e-。【答案】C12.绿色化学是人类和自然和谐的化学,是面向21世纪化学发展的方向和议题。绿色化学概念从一提出来,就明确了它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大限度地节约能源,在化工生产各环节都实
7、现净化和无污染的反应途径。下列化工生产中体现绿色化学内含的是()。减少“三废”排放量;考虑有关原材料的再生利用;对出现的污染问题及时治理;回收未反应的原料、副产物、助溶剂、稳定剂等非反应试剂;拒绝使用无法回收、无法再生和重复使用的有毒副作用、污染明显的原料A.B.C.D.全部【解析】绿色化学要求是在化工生产各环节不产生污染,而不是污染以后再治理,所以不能体现绿色化学内涵。控制污染源,可最大限度地节约能源,能体现绿色化学内含。所以C项正确。【答案】C二、非选择题(本题包括6小题,共52分)13.(8分)金属热还原法广泛用于冶金过程中,通常是按还原剂来命名,如以铝为还原剂时称为铝热法。请回答下列有
8、关问题:(1)用铝还原Cr2O3来生产金属铬的化学方程式为。将铝粉、石墨和二氧化钛或其他高熔点金属的氧化物按一定比例混合均匀,然后在高温下煅烧,即生成耐热的碳化钛(TiC)陶瓷,该反应的化学方程式为。(2)用硅作还原剂还原V2O3冶炼钒,称为硅热法。化学方程式为。硅(特别是硅铁)的价格比铝低,所以硅热法在铁合金及某些金属的生产中占有重要地位。但硅的还原能力不如铝。为使硅热反应更易进行,常加入CaO,试分析加入CaO的作用是。(3)金属镁也可用于还原金属,称为镁热法,用镁还原TiCl4生产海绵钛的反应化学方程式为。若要生产14.4 t海绵钛,需要从含镁0.13%的海水中提取出还原剂金属镁,则至少
9、需要海水t(海水提镁时镁损失3.9%)。【解析】结合铝热反应化学方程式的书写方法和配平原则可类似书写硅热、镁热反应的化学方程式。(1)由反应:2Mg+TiCl42MgCl2+Ti,可知:n(Mg)=2n(Ti)=6.0105 mol,m(Mg)=6.0105 mol24 gmol-1=14.4106 g=14.4 t,需要海水质量:=1.15104 t。【答案】(1)2Al+Cr2O32Cr+Al2O3;4Al+3TiO2+3C2Al2O3+3TiC(2)3Si+2V2O34V+3SiO2;与产物SiO2结合成CaSiO3使反应更易进行(3)2Mg+TiCl42MgCl2+Ti;1.15104
10、14.(8分)某化学兴趣小组的同学通过如下实验提取海带中的碘:粉碎海带,加一定量的氢氧化钾溶液后高温灰化;用水浸泡海带灰,过滤;用盐酸酸化滤液,加入碘酸钾(KIO3)氧化溶液中的碘离子,生成碘单质;用四氯化碳溶液萃取水溶液中的碘。请回答下列问题:(1)实验步骤中相关的离子方程式为。(2)实验步骤中也可用H2O2代替KIO3,相关反应的离子方程式为。(3)检验用四氯化碳萃取碘后的水溶液是否还有碘单质的实验方法是。【答案】(1)5I-+6H+I3I2+3H2O(2)H2O2+2H+2I-I2+2H2O(3)取少量萃取后的水溶液,加入几滴淀粉溶液,若溶液变蓝,则说明溶液中有碘,若溶液不变蓝,则说明溶
11、液中无碘15.(8分)丙烯和乙烯一样,都是重要的化工原料。由丙烯经下列反应可得到F、G两种高分子化合物,它们都是常用的塑料。若D不能使溴的四氯化碳溶液褪色,请回答下列问题:(1)则D的结构简式为。(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型。丙烯A:,反应类型:;丙烯F:,反应类型:。(3)下列说法不正确的是(填字母)。A.丙烯没有同分异构体B.聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.1 mol E与足量金属钠反应可以生成22.4 L氢气(标准状况下)D.G属于酯类化合物(4)写出在一定条件下,两分子E之间脱去一分子水生成一种具有特殊香味的物质的化学反应方程式:。【解析】(1)由流程图知,B为醇,D含有
12、羧基和羰基;(2)丙烯中含有碳碳双键能与溴发生加成反应;F是高分子化合物,丙烯F发生加聚反应;(3)丙烯与环丙烷互为同分异构体,聚丙烯中没有碳碳双键不能使KMnO4溶液褪色,E中含有羟基和羧基的总个数为2,由结构知G为高聚酯;(4)两分子E间脱去一分子水,所以是一分子的羟基与另一分子的羧基发生反应生成酯。【答案】(1)(2)+Br2CH3CHBrCH2Br;加成反应加聚反应(3)AB(4)+H2O16.(8分)目前,聚氯乙烯塑料(PVC)占塑料消费量的30%以上,BICM法是用乙烯、氯气等为原料合成PVC的常用方法,其工艺流程如图所示。(1)下列关于乙烯
13、、氯乙烯、PVC的说法中正确的是(填字母)。a.都能在氧气中燃烧b.都能发生加成反应使溴水褪色c.都能使酸性高锰酸钾溶液褪色d.氯乙烯分子中所有原子共平面(2)已知1,2-二氯乙烷与氢氧化钠溶液共热可以生成乙二醇(HOCH2CH2OH),请写出乙二醇与乙酸完全反应的化学方程式:。(3)焚烧废旧塑料的过程中会排放有毒物质。写出聚氯乙烯塑料完全燃烧的化学方程式:。【解析】聚氯乙烯的结构简式为,分子中已无碳碳双键,故不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,b、c两项错误。【答案】(1)ad(2)HOCH2CH2OH+2CH3COOHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O(3)+O22nCO2+n
14、HCl+nH2O17.(10分)我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性,原子利用率的计算公式如下:原子利用率=100%。下列是新型自来水消毒剂ClO2的3种生产方法,请回答相关问题。(1)氯酸钠和盐酸法:本方法的化学方程式为2NaClO3+4HCl2NaCl+2ClO2+Cl2+2H2O,此方法的原子利用率为%(保留一位小数)。(2)亚氯酸钠(NaClO2)和Cl2法:本方法的原子利用率为53.6%,此反应的化学方程式为。(3)联合工艺法:电解NaCl溶液:NaCl+3H2ONaClO3+3H2;H2和Cl2合成HCl;生成ClO2:2NaClO3+4HCl2NaCl+2ClO2+C
15、l2+2H2O。整个过程的总反应化学方程式为。【解析】方法(1)中的原子利用率为=100%=37.6%。考虑到方法(2)中NaClO2中Cl显+3价,很显然ClO2是NaClO2被Cl2氧化后的氧化产物,Cl2被还原为Cl-,故假设该反应的化学方程式为2NaClO2+Cl22NaCl+2ClO2,根据该反应的原子利用率为53.6%进行验证,假设成立。【答案】(1)37.6(2)2NaClO2+Cl22NaCl+2ClO2(3)5NaClO3+6HCl5NaCl+6ClO2+3H2O18.(10分)某研究人员按下图所示流程进行“燃煤烟气的脱硫研究”。实验中,SO2和O2混合气体连续通入,水和铁在
16、开始时一次性加入,反应液多次循环。(1)吸收时,温度不宜过高的原因是。(2)为确保反应液的循环吸收效果,吸收液与铁的反应需控制在40 左右进行,在此条件下欲加快该反应的反应速率宜采取的措施是。(3)经过多次循环以后,反应液可用于制备FeSO47H2O。某补血剂的有效成分为FeSO47H2O,药品标签注明“0.3 g/片,FeSO47H2O含量为95%110%”。为检测该补血剂是否合格,取10片药片,配成100 mL溶液。取20.00 mL溶液,向其中逐滴加入0.1000 molL-1 Ce(SO4)2溶液,发生反应:Fe2+Ce4+Ce3+Fe3+,当反应恰好完全进行时,共消耗Ce(SO4)2
17、溶液21.00 mL。请通过计算判断该补血剂是否合格(写出计算过程)。【解析】(1)吸收时,温度过高,气体溶解度下降,不利于吸收。(2)加快反应速率的方法有增加反应物浓度、增大压强、升温、增加反应物的接触面积等,结合该反应,可以用的措施是搅拌(或采用铁粉反应)。(3)Fe2+Ce4+Ce3+Fe3+,20.00 mL溶液中n1(Fe2+)=n(Ce4+)=21.0010-3L 0.1000 molL-1=2.10010-3 mol,1片药中n2(Fe2+)=n1(Fe2+)=1.05010-3 mol,1片药中m(FeSO47H2O)=1.05010-3 mol 278 gmol-1=0.29
18、19 g,该补血剂中FeSO47H2O的含量为0.2919 g 0.3 g 100%=97.30%,所以该补血剂合格。【答案】(1)温度过高,SO2的溶解度下降(2)搅拌(或采用铁粉反应)(3)Fe2+Ce4+Ce3+Fe3+,20.00 mL溶液中n1(Fe2+)=n(Ce4+)=21.0010-3L 0.1000 molL-1=2.10010-3 mol,1片药中n2(Fe2+)=n1(Fe2+)=1.05010-3 mol,1片药中m(FeSO47H2O)=1.05010-3 mol 278 gmol-1=0.2919 g,该补血剂中FeSO47H2O的含量为0.2919 g 0.3 g 100%=97.30%,所以该补血剂合格。
