1、全国100所名校单元测试示范卷高三化学卷(十四)第十四单元化学与自然资源的开发利用(90分钟100分)可能用到的相对原子质量:H 1C 12N 14O 16Al 27Si 28Cl 35.5Ti 48 Cr 52Mn 55Cu 64W 184 Pb 207第卷(选择题共45分)一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)1.随着世界人口的急剧增长、工业的蓬勃发展,淡水供应危机日益成为世界关注的焦点。海水约占地球现有总水量的97%,海水淡化问题已成为科学家的主要研究方向,若实行海水淡化来供应饮用水,下列方法在原理上不可行的是A.使用电渗析法将海水淡化B.利用太
2、阳能将海水蒸馏淡化C.加入明矾,使海水的盐分沉淀并淡化 D.将海水通过离子交换树脂,以除去所含的盐分解析:明矾能够净水,但不能淡化海水。答案:C2.常见的大气污染物分为一次污染物和二次污染物。二次污染物是指排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生了变化,或与环境中的其他物质发生反应生成的新污染物。下列物质中不易导致二次污染的是SO2NONO2HClCO2A.B.C.D.解析:SO2变为SO3继而变为硫酸;NO变为NO2,NO2变为HNO3。答案:C3.习近平主席在参观“复兴之路”展览时,提出了实现中华民族伟大复兴的“中国梦”。下列与“中国梦”思想相违背的是A.在家用燃煤中加入适量
3、的生石灰,减少二氧化硫的排放量B.将高污染的企业迁至农村,提高城市环境质量C.逐步减少、控制含磷洗衣粉的生产,减少水体的污染D.采用纳米二氧化钛光触媒技术,将汽车尾气中的NO和CO转化为无害气体答案:B4.热分解法、热还原法、电解法是工业上制取金属的三种常用方法。下列金属与冶炼方法相对应的是选项金属冶炼方法AK、NaBCa、CuCFe、MgDAl、Hg解析:K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属应使用电解法,Cu、Fe等金属应使用热还原法,Hg、Ag等不活泼金属应使用热分解法。答案:A5.某市和该市某住宅小区(该小区无工厂和矿山)的空气质量年报如下表所示:一年平均浓度以(mgm-3)计算NO2S
4、O2O3CO总颗粒物可吸入颗粒物某市80805128055住宅小区4013221315080由上表数据提出改善小区空气污染的主要措施是A.控制私家车进入本小区B.控制本小区空调开放时间 C.建议小区使用液化气作为主要燃料D.建议小区使用煤作为主要燃料解析:小区的二氧化硫和总颗粒物含量明显高于本市的,可能是由燃煤造成的。答案:C6.氢气是一种绿色能源。科学家们最新研制出利用太阳能产生的激光使海水分解得到氢气的新技术,其中海水的分解可以表示为2H2O2H2+O2。下列有关说法中不正确的是A.该技术生产的氢气只能用来提供热能B.水的分解不产生污染物C.TiO2在反应中作催化剂D.该技术可以将太阳能转
5、化为氢能解析:H2可转化为热能、电能等,A项错误。答案:A7.乙醇制取氢气的工艺具有良好的应用前景。已知通过乙醇制取氢气有如下两条路线:a.水蒸气催化重整:CH3CH2OH(g)+H2O(g)4H2(g)+2CO(g)H=+255.58 kJmol-1b.部分催化氧化:CH3CH2OH(g)+O2(g)3H2(g)+2CO(g)H=+13.76 kJmol-1则下列说法正确的是A.CH3CH2OH的燃烧热为13.76 kJmol-1B.从能量角度考虑,选择a途径制备氢气优于bC.从原料角度考虑,选择a途径制备氢气优于bD.根据b途径的反应可推知反应CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H
6、2(g)的H+13.76 kJmol-1解析:原料水比氧气更容易得到。答案:C8.用海带灰制备单质碘的实验中,涉及的操作正确且能达到实验目的的是A.用图所示装置,过滤海带灰浸取液B.用图所示装置,向滤液中通入Cl2C.用图所示装置,先放出下层液体,再放出有机层D.用图所示装置,回收萃取剂苯并获得单质碘解析:B项,将Cl2通入滤液的导管在液面上,错误;C项,上层液体必须从上口倒出,错误;D项,温度计的位置不对,错误。答案:A9.已知:反应和反应的原子利用率均为100%,即与苯发生反应的物质是A.乙烷B.乙烯C.乙炔D.溴乙炔解析:两个反应均为加成反应,即反应的生成物必须含有双键。答案:C10.氨
7、基磺酸(H2NSO3H)是一种固体强酸,可溶于水和液氨,不溶于乙醇,在工业上用作酸性清洗剂、阻燃剂、磺化剂等。用尿素和发烟硫酸(溶有SO3的硫酸)可制备氨基磺酸,其反应如下:CO(NH2)2(s)+SO3(g)H2NCONHSO3H(s) H0H2NCONHSO3H+H2SO42H2NSO3H+CO2 HBeOFB.气态氢化物的稳定性:SiH4H2OLiOHBe(OH)2D.CaO2、SiO2两种化合物中氧元素的化合价相同解析:CaO2、SiO2两种化合物中氧元素的化合价分别为-1价、-2价,D项错误。答案:D15.为减小CO2对环境的影响,科学家提出“绿色自由”构想,其技术流程如下:下列有关
8、分析不正确的是A.吸收池中发生反应的化学方程式为K2CO3+CO2+H2O2KHCO3B.反应的目的是进行CO2的富集C.分解池溶液中存在的电离平衡有:HCH+C,H2OH+OH-,HC+H2OH2CO3+OH-D.以甲醇为原料的新型燃料电池得到了广泛应用,该电池放电一段时间后,通入O2的电极附近溶液的pH升高解析:将CO2含量较高的空气通入吸收池中,CO2与饱和K2CO3溶液反应生成KHCO3,将CO2进行富集,A、B两项均正确;HC+H2OH2CO3+OH-是水解方程式而不是电离方程式,C项错误;以甲醇为原料的新型燃料电池,电池的正极通入O2,发生的电极反应为O2+4H+4e-2H2O或O
9、2+2H2O+4e-4OH-,则正极附近溶液中H+浓度减小或OH-浓度增大,即pH升高,D项正确。答案:C第卷(非选择题共55分)二、非选择题(本题包括6小题,共55分)16.(9分)煤、乙烯、乙醇在工业上有广泛用途。(1)煤的间接液化是将煤先气化,再用其气化产物在催化剂条件下生成甲醇。写出该过程反应的主要化学方程式: 、。(2)乙烯被大量用来生产环氧乙烷,生产工艺主要有以下两种:工艺一:+Cl2+Ca(OH)2+CaCl2+H2O工艺二:+O22根据绿色化学的原则,理想的生产工艺是原子经济性好的反应,因此,在实际生产中,应采用工艺。(3)工业可用二氧化碳与氢气反应制备乙醇:2CO2(g)+6
10、H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(l)H=-305.7 kJmol-1 。下列说法正确的是(填字母)。A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高乙醇的产量B.反应需在300 时进行可推测该反应是吸热反应 C.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH可提高CO2和H2的利用率(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂,在某相同时刻t,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO,当温度超过780 K时,发现NO的分解率逐渐降低,其可能的
11、原因为;在=1的条件下,应控制的最佳温度在K左右。用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式:。 答案:(1)C+H2OCO+H2;CO+2H2CH3OH(各1分)(2)二(1分)(3)D(1分)(4)该反应是放热反应,升高温度更有利于反应向逆反应方向进行(2分);870(1分)CH4+2NO2CO2+N2+2H2O(2分)17.(9分)21世纪是钛的世纪。以下是利用钛白粉(TiO2)生产海绵钛(Ti)的一种工艺流程:已知:Mg(s)+Cl2 (g)MgCl2(s)H=-641 kJmol-1Cl2(g)+Ti (s)TiCl4(l)H=-38
12、5 kJmol-1(1)钛白粉是利用TiO2+发生水解生成钛酸(H2TiO3)沉淀,再经煅烧制得的。TiO2+发生水解反应的离子方程式为。(2)反应在800900 时进行,生成TiCl4和一种可燃性无色气体,则该反应的化学方程式为;反应的热化学方程式为。(3)该工艺流程中,参加反应且可以循环使用的物质有。答案:(1)TiO2+2H2OH2TiO3+2H+(2分)(2)TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO(2分);2Mg(s)+TiCl4(l)2MgCl2(s)+Ti(s)H=-512 kJmol-1(3分)(3)Mg、Cl2(2分)18.(9分)贫菱锰矿(MnCO3含量较低)转化为高品位
13、菱锰矿砂(MnCO3含量高)的绿色工艺中,首先将贫菱锰矿与硫酸铵一起焙烧,焙烧反应的化学方程式为(NH4)2SO4+MnCO3MnSO4+2NH3+CO2+H2O,请回答下列问题:(1)为了检验焙烧反应生成的气体,请将以上装置的接口按气体从左到右的方向连接(B中为液体,D中为固体): a。(2)装置B、C、D中的试剂依次为 、 、。(3)焙烧产物MnSO4可用于制备二氧化锰,生产方法是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是 ;若电解电路中通过2 mol电子,则MnO2的理论产量为g。(4)将焙烧产物转化为高品位菱锰矿砂从而达到零排放,请写出该反应的化学方程式:。答案:(1)
14、 f,g,d,e,c (其中d和e可以互换)(2分)(2)澄清石灰水;湿润红色石蕊试纸;无水CuSO4(其他合理答案也可)(各1分)(3)2H+2e-H2;87(各1分)(4)MnSO4+2NH3+CO2+H2O (NH4)2SO4+MnCO3(2分)19.(9分)保险粉(Na2SnO4)广泛用于纺织工业的还原性染色,工业上利用转炉煤气含CO(60%80%)、CO2(15%20%)及微量N2等及硫酸工业尾气中的SO2制备保险粉,其部分工艺流程如下:(1)保险粉中,硫与氧的质量分数相等,则保险粉(Na2SnO4)中n=。(2)现有含保险粉与硫酸钠的样品,测得n(Na)n(S)=32,则该样品中硫
15、酸钠的物质的量分数为。(3)制备甲酸钠的反应属于(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应。(4)合成保险粉反应的化学方程式为。(5)保险粉和H2O2均可用作纸浆漂白剂,写出保险粉与过量的H2O2在水溶液中反应生成硫酸盐等物质的离子方程式:。答案:(1)2(1分)(2)66.7%(2分)(3)非氧化还原(2分)(4)HCOONa+2SO2+NaOHNa2S2O4+CO2+H2O(2分)(5)S2+3H2O22S+2H+2H2O(2分)20.(8分)高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料。(1)由石英砂可制取粗硅,其相关反应的热化学方程式如下:SiO2(s)+C(s)SiO(g)+CO(g)
16、 H=x kJmol-12SiO(g) SiO2(s)+Si(s)H=y kJmol-1反应SiO2(s)+2C(s)Si(s)+2CO(g)的H=kJmol-1(用含x、y的代数式表示)。SiO是反应过程中的中间产物。隔绝空气时,SiO与NaOH溶液反应(产物之一是硅酸钠)的化学方程式是。(2)SiH4(硅烷)法生产高纯多晶硅是非常优异的方法。用粗硅作原料,熔盐电解法制取硅烷的原理如图所示。a为电源的极。电解时阴极的电极反应式为。(3)硅基太阳电池需用N、Si两种元素组成的化合物Y作钝化材料,它可由SiH4与NH3组成的混合气体进行气相沉积得到,已知Y中Si的质量分数为60%,则Y的化学式为
17、。答案:(1)2x+y(1分)SiO+2NaOHNa2SiO3+H2(2分)(2)正极(1分)Si+4H+4e-SiH4(2分)(3)Si3N4(2分)21.(11分)纳米四氧化三铁、聚合硫酸铁(SPFS)均具有广泛的用途。 (1)纳米四氧化三铁的制备过程中,有一步是利用氢氧化亚铁与双氧水反应生成不溶于水的物质FeO(OH)。则化合物FeO(OH)中铁元素的化合价为。氢氧化亚铁与双氧水反应生成FeO(OH)的化学方程式为。目前地下水除铁的方法之一是接触催化法,该方法利用FeO(OH)作催化剂,使水中的铁质通过接触、吸附、催化、氧化、分离等过程而被去除。过程一: 地下水中亚铁离子与FeO(OH)
18、中氢发生交换,生成与亚铁离子等物质的量的氢离子;过程二:过程一中生成的含铁化合物迅速被氧化生成FeO(OH)。写出上述两过程所发生的反应的离子方程式:过程一:;过程二:。(2)SPFS可表示成Fex(OH)y(SO4)znH2O。工业上常用的一种制备流程如下:绿矾 SPFS写出酸性介质中NaClO3氧化FeSO47H2O的离子方程式:。取一定量的某固体聚合硫酸铁溶解于水,向其中加入过量的BaCl2溶液到沉淀完全,经过滤、洗涤、干燥得白色沉淀10.485 g,向上述滤液中加入NH3H2O,调节溶液pH=6,经过滤、洗涤、干燥得Fe2O3固体2.80 g,则固体聚合硫酸铁的盐基度为。注:盐基度=100% 。式中n(OH-)、n(Fe)分别表示固体聚合硫酸铁中OH-和Fe的物质的量。答案:(1)+3(1分) 2Fe(OH)2+H2O22FeO(OH)+2H2O(2分)Fe2+FeO(OH)FeO(OFe)+(也可以写成Fe2)+H+;4FeO(OFe)+O2+6H2O8FeO(OH)+4H+(各2分)(2)6Fe2+Cl+6H+6Fe3+Cl-+3H2O(2分)14.29%(2分)n(Fe)=2=0.035 moln(S)=0.045 moln(OH-)=3n(Fe)-2n(S)=30.035-20.045=0.015 mol盐基度=100%=100%=14.29%