1、选修2化学与技术高考试题考点一 化学与资源开发利用1.(2012年上海化学,2,2分)下列关于化石燃料的加工说法正确的是()A.石油裂化主要得到乙烯B.石油分馏是化学变化,可得到汽油、煤油C.煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气D.煤制煤气是物理变化,是高效、清洁地利用煤的重要途径解析:石油裂化目的是获得更多的轻质液体燃料,如汽油裂解的目的主要是获得小分子气态烃,如乙烯,A错误。石油分馏是物理变化,B错误。C项正确。煤制煤气是焦炭与水蒸气发生化学反应,D错误。答案:C2.(2013年新课标全国理综,36,15分)草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂,用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备
2、草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下:回答下列问题:(1) CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为 、 。(2)该制备工艺中有两次过滤操作,过滤操作的滤液是,滤渣是;过滤操作的滤液是和,滤渣是。(3)工艺过程中和的目的是 。(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯,其中含有的杂质主要是 。(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250 g溶于水,用0.050 0 mol L-1的酸性KMnO4溶液滴定,至浅粉红色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00 mL, 反应的离子方程式为 ;列式计算该成品的纯度 。解析
3、:(1)依据流程图中的信息和原子守恒,可写出两个相应方程式:CO+NaOHHCOONa,2HCOONa+H2。(2)向草酸钠中加入氢氧化钙,生成草酸钙和NaOH,由于草酸钙难溶于水,因而在过滤中其应是滤渣,滤液是NaOH溶液,将草酸钙用硫酸酸化,生成硫酸钙和草酸,硫酸钙微溶于水,在过滤中为滤渣,生成的草酸和过量的硫酸则为滤液的主要成分。(3)工艺中循环利用NaOH,工艺中则为循环利用H2SO4,但都是为了提高原料利用率、降低成本和减少污染。(4)草酸钠与H2SO4反应,除生成草酸外,还有硫酸钠。(5)酸性KMnO4作氧化剂,草酸作还原剂,反应时,草酸被氧化成为CO2,KMnO4被还原为Mn2+
4、,溶液中的H+转化为H2O,则其反应的离子方程式为5C2+16H+2Mn8H2O+2Mn2+10CO2。根据反应得关系式:5H2C2O42KMnO45 2n(H2C2O4) 0.050 0 molL-115.00 mL10-3 LmL-1n(H2C2O4)=0.050 0 molL-115.0 mL10-3 LmL-1,m(H2C2O4H2O)=126 gmol-10.050 0 molL-115.0 mL10-3 LmL-1。答案:(1)CO+NaOHHCOONa2HCOONa+H2(2)NaOH溶液CaC2O4H2C2O4溶液H2SO4溶液CaSO4(3)分别循环利用NaOH和H2SO4,
5、减小污染,降低生产成本(4)Na2SO4(5)5C2+2Mn+16H+2Mn2+8H2O+10CO2100%=94.5%3.(2012年海南化学,20,20分).(双选题)污水经过一级、二级处理后,还含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子,可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是()A.氨水 B.硫化氢气体C.硫酸钠溶液D.纯碱溶液.合成氨的流程示意图如下:回答下列问题:(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的,通常使用的两种分离方法是、;氢气的来源是水和碳氢化合物,写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学方程式 、 ;(2)设备A中含有电加热器、触煤和
6、热交换器,设备A的名称是,其中发生的化学反应方程式为 ;(3)设备B的名称是,其中m和n是两个通水口,入水口是(填“m”或“n”)。不宜从相反方向通水的原因是 ;(4)设备C的作用是 ;(5)在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),已知1 000 K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化率超过90%,则起始物中c(H2O)c(CO)不低于。解析:.题目要求就是生成沉淀,后加的试剂均要求过量。氨水会与Cu2+形成配离子而不能使Cu2+沉淀;硫化氢与这几种金属离子都会生成沉淀;Na2S
7、O4不能与Cu2+、Hg2+生成沉淀;Na2CO3可以全部沉淀。.(1)利用空气中氮气的沸点比氧气的沸点低,先将空气加压、降温变成液态,然后再升温,使氮气首先从液态空气中蒸发出来,留下液态氧气,故分离方法是液化和分馏。另一种方法是将空气与C反应,再用碱性溶液除去CO2。制氢气的方程式的书写:题中已知反应物分别为“C(煤)+H2O”和“CH4+H2O”,产物中都有H2,再根据原子守恒可写出方程式(要注意反应条件)。(2)(3)(4)合成氨的三个主要设备分别为:合成塔、冷却塔、分离器,所以A为合成塔,主要用于N2、H2化合;B为冷却塔,目的是降温使NH3液化,便于在分离器中把NH3与未反应的N2、
8、H2分离,使N2、H2再循环合成NH3;(5)设CO、H2O的起始浓度分别为x、y,且CO的转化率为90%,则:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) x y 0 0 0.9x 0.9x 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的转化率。答案:.AC.(1)液化、分馏与碳反应后除去CO2C+H2OCO+H2CH4+H2OCO+3H2(2)合成(氨)塔N2(g)+3H2(g)2NH3(3)冷却塔(或冷凝器)n高温气体由冷却塔的上端进入,冷却水从下端进入,逆向冷却效果好(4)将液氨与未反应的原料气分离(5)13
9、.84.(2012年山东理综,31,8分)石油和煤炭加工过程涉及多种技术和设备。(1)石油分馏时,在不断向(填工业设备名称)内投放原料的同时获得产品,该过程为操作过程。(2)石油裂化分为热裂化、和加氢裂化,裂化的目的是提高的产量。(3)煤的洗选是为了降低原煤中灰分和的含量。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒,并使全部煤炭颗粒进行燃烧的过程。(4)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和存在下与作用产生液体燃料的过程。解析:(1)石油分馏在分馏塔中进行,是一个连续操作过程。(3)煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒,并使全部煤炭颗粒在浮动中燃烧,这样固体与空气接触充分,燃烧充分。答案:
10、(1)分馏塔连续(2)催化裂化轻质燃料油(或汽油)(3)硫(S)浮动(4)催化剂氢气(H2)5.(双选题)(2011年海南化学,20,6分)下列叙述正确的是()A.“接触法”制H2SO4时,催化氧化阶段的反应原理为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0B.海水提镁的主要步骤为C.普通水泥的主要成分是硅酸钙D.黏土的主要成分是三氧化二铝解析:A.为接触法制硫酸的基本原理;B.镁工业先期加入的是石灰不是石灰石,后期电解的也不是氯化镁溶液;C.普通水泥的成分为硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙,说主要成分是硅酸钙正确;黏土的主要成分是二氧化硅,还有氧化镁、碳酸钙和三氧化二铝,D错。答案:AC6.(2
11、011年山东理综,31,8分)水处理技术在生产、生活中应用广泛。(1)含有较多离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为(写出一个即可)。(2)将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水,应先使硬水通过(填“RH”或“ROH”)型离子交换树脂,原因是 。(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留,从而获得纯净水的方法称为。电渗析法净化水时,使离子通过半透膜的推动力是 。(4)检验蒸馏水的纯度时,最简单易行的方法是测定水的。解析:(1)硬水加热时可溶性的Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2受热分解成难溶性CaCO3或MgCO3、CO2和水。
12、(2)若硬水先通过ROH,可产生Mg(OH)2沉淀,从而影响树脂的交换效果。(4)蒸馏水几乎不导电,因此,可采用测电导率的方法检验蒸馏水的纯度。答案:(1)Ca2+、Mg2+Ca2+2HCCaCO3+CO2+H2O(或Mg2+2HCMgCO3+CO2+H2O)(2)RH先通过阴离子交换树脂可能产生Mg(OH)2等沉淀而影响树脂交换效果(3)反渗透法电势差(或电场力)(4)电导率(或电阻率)7.(2010年新课标全国理综,40,15分)水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题:(1)天然水中溶解的气体主要有、;(2)天然水在净化处理过程中加入
13、的混凝剂可以是(填其中任何两种),其净水作用的原理是 ;(3)水的净化与软化的区别是 ;(4)硬度为1的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.210-3mol/L,c(Mg2+)=610-4mol/L,则此水的硬度为 ;(5)若(4)中的天然水还含有c(HC)=810-4mol/L,现要软化10 m3这种天然水,则需先加入Ca(OH)2g,后加入Na2CO3g。解析:(1)天然水中溶解的气体主要是空气中的主要成分,如氧气、氮气、二氧化碳等。(2)天然水中含有一些悬浮物,除去的方法通常是在水中加入一些混凝剂,如明矾、硫酸铝、硫
14、酸铁、硫酸亚铁等盐,它们的净水原理是相同的,都是金属阳离子如Al3+、Fe3+等在水中发生水解反应生成相应的氢氧化物胶体,它们可吸附天然水中的悬浮物并破坏天然水中的其他带异种电荷的胶体微粒,使其发生聚沉,达到净化水的目的。(3)水的净化指的是用混凝剂将水中的悬浮物、胶体微粒沉淀下来,不能把水中溶解的盐除去;水的软化是指用化学试剂或者利用离子交换膜等方法将水中溶解的钙离子、镁离子除去。(4)m(CaO)=1.210-3 mol/L1 L56 g/mol=67.210-3 g,由钙离子引起的水的硬度为6.7;由镁离子引起的硬度为:m(MgO)=610-4 mol/L1 L40 g/mol=2410
15、-3 g,由镁离子引起的硬度为:2410-3 g7.110-3 g/13.3,总硬度为10。(5)n(HC)=810-4 mol/L10 000 L=8 mol,将其转化为C需要氢氧化钙的物质的量为4 mol,沉淀水中的镁离子需要氢氧化钙的物质的量为nCa(OH)2=n(Mg2+)=610-4 mol/L10 000 L=6 mol,共需加入Ca(OH)2的质量为:10 mol74 g/mol=740 g;n(Ca2+)=1.210-3 mol/L10 000 L+10 mol=22 mol,将其完全转化为沉淀需要的碳酸根离子的总量为:n(C)=22 mol,需加入n(Na2CO3)=22 m
16、ol-8 mol=14 mol,m(Na2CO3)=14 mol106 g/mol=1 484 g。答案:(1)氧气二氧化碳(或氮气)(2)明矾、硫酸铁(或其他合理答案)金属阳离子如Al3+、Fe3+在水中发生水解反应,生成相应的氢氧化物胶体,它们可吸附天然水中的悬浮物并破坏天然水中的其他带异种电荷的胶体微粒,使其发生聚沉,达到净化水的目的(3)水的净化指的是用混凝剂将水中的悬浮物、胶体微粒沉淀下来;水的软化是指用化学试剂或者利用离子交换膜等方法将水中溶解的钙离子、镁离子除去(4)10(5)7401 484考点二 化学与工农业生产1.(2012年重庆理综,6,6分)化学工业是国民经济的支柱产业
17、,下列生产过程中不涉及化学变化的是()A.氮肥厂用氢气和氮气合成氨B.钢铁厂用热还原法冶炼铁C.硫酸厂用接触法生产硫酸D.炼油厂用分馏法生产汽油解析:A、B、C项中都有新的物质产生;石油分馏是利用各种物质的沸点不同而分离的一种方法,是物理变化。答案:D2.(2013年浙江自选模块,16,10分)电石浆是氯碱工业中的一种废弃物,其大致组成如下表所示:成分CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaS其他不溶于酸的物质质量分数(%)65663.55.01.53.50.20.80.21.11.01.82326用电石浆可生产无水CaCl2,某化工厂设计了以下工艺流程:已知氯化钙晶体的化学式是CaCl2
18、6H2O;H2S是一种酸性气体,且具有还原性。(1)反应器中加入的酸应选用 。(2)脱色槽中应加入的物质X是;设备A的作用是;设备B的名称为;设备C的作用是。(3)为了满足环保要求,需将废气H2S通入吸收池,下列物质中最适合作为吸收剂的是。A.水 B.浓硫酸 C.石灰乳 D.硝酸(4)将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是。解析:该生产的最终目的是制取CaCl26H2O。(1)为防止杂质阴离子的引入,所加酸应采用盐酸,能够溶解CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaS等物质。(2)沉降池中加入石灰乳,可沉淀Al3+、Fe3+、Mg2+,能够脱色的物质一般可选用吸附剂活性炭;滤液在设备A
19、中进行蒸发浓缩,然后在结晶池中降温结晶,在设备B中进行过滤,最后得到CaCl26H2O,再在设备C中脱水干燥,得到无水CaCl2。(3)H2S是有毒气体,所以需要进行废气处理,由于H2S是酸性气体且是还原性气体,所以只能采用非还原性的碱性物质吸收,可采用石灰乳吸收,既能满足要求又价格便宜,经济实惠。H2S在水中的溶解度不大,所以A不可以;H2S和浓硫酸能发生氧化还原反应,生成SO2有毒气体,所以B不可以;H2S和硝酸发生氧化还原反应,产物有NOx,污染环境。(4)设备B中的母液中含有CaCl2等物质,所以需要对母液进行回收循环利用,可以提高经济效益,同时减少废弃物的排放,有利于环保。答案:(1
20、)盐酸(2)活性炭蒸发浓缩过滤器脱水干燥(3)C(4)对母液回收利用,降低废弃物排放量,提高经济效益3.(2011年浙江自选模块,16,10分)铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题: (1)工业上采用电解氧化铝-冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝:2Al2O34Al+3O2加入冰晶石的作用: (2)上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和Si等杂质,可用电解方法进一步提纯,该电解池中阳极的电极反应式为,下列可作阴极材料的是。A.铝材B.石墨C.铅板D.纯铝(3)阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液,铝阳极发生的电极反应
21、式为 。(4)在铝阳极氧化过程中,需要不断地调整电压,理由是 。(5)下列说法正确的是。A.阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术B.铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能C.铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性,但耐磨性下降D.铝的阳极氧化膜富有多孔性,具有很强的吸附性能,能吸附染料而呈各种颜色解析:(1)由于Al2O3熔点很高,加入冰晶石可以降低Al2O3的熔点,作助熔剂。(2)在电解池中阴极发生氧化反应,金属失去电子,电极反应式为Al-3e-Al3+,电解精炼铝应以纯铝作阴极材料。(3)根据阳极发生氧化反应可以得到电极反应式为:2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+。(
22、4)铝阳极生成氧化物膜后会使电阻增大,为了保持稳定的电流,需要随电阻增大而不断增大电压。(5)阳极氧化应用的是电解原理,A项错误;由于氧化物的生成可以增强铝表面的绝缘性,B项正确;铝的阳极氧化可以提高铝及其合金的耐腐蚀性,但耐磨性不下降,C项错误;氧化铝具有不同的晶型,其中-Al2O3具有多孔性、强吸附性和催化活性,可作吸附剂和催化剂,D项正确。答案:(1)主要是降低熔化温度(2)Al-3e-Al3+D(3)2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+(4)铝阳极表面不断生成氧化物,电阻增大,为了保持稳定的电流,需要不断增大电压(5)BD4.(2010年浙江自选模块,16,10分)(1)火山喷发
23、所产生的硫磺可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用如图所示的工艺流程生产硫酸:请回答下列问题:为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是 。为使硫磺充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为。假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中的体积分数为(空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方法是。与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是(可多选)。A.耗氧量减少 B.二氧化硫的转化率提高
24、C.产生的废渣减少D.不需要使用氧化剂(2)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列哪些方面(可多选)。A.橡胶的硫化B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成C.铅蓄电池的生产D.过磷酸钙的制备(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石,可有效减少煤燃烧时SO2的排放,请写出此脱硫过程中反应的化学方程式。解析:(1)本题考查了工业制取H2SO4的过程,在熟悉设备及工艺流程基础上可知接触室应安装热交换器,吸收塔为便于充分吸收SO3而填充了很多瓷管。(2)考查了学生分析及处理数据进行计算的能力,可假设有1 mol硫磺充分燃烧,则根据反应S+O2SO2知,反应消耗O21 mo
25、l,流量计1充入O2 1.5 mol,生成SO2 1 mol,根据反应2SO2+O22SO3知,理论上1 mol SO2反应消耗0.5 mol O2,流量计2充入1.25 mol O2,则流量计1、2充入氧气体积比(等于空气体积比)为1.51.25=65(或1.21);假设SO2的转化率为95%,则尾气中SO2的体积分数为100%0.4%。(3)该反应原理可考虑石灰石分解产生的生石灰与二氧化硫反应。答案:(1)热交换器增加SO3与浓硫酸的接触面,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
26、+2CaCO3+O22CaSO4+2CO2)5.(2010年上海化学,27,12分)工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:完成下列填空:(1)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂),写出A、B的化学式。A,B。(2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为:取样、沉淀、冷却结晶、烘干。(3)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是 。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是 。(4)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是(填写化学式),检验这一成分的阴离子的具体方法是: 。(5)氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为:,滤液D加石灰水前先要
27、加热,原因是 。(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为: (注明你的表达式中所用的有关符号的含义)。解析:(1)沉淀剂A源于石灰窑,说明是生石灰或熟石灰;粗盐中的镁离子和钙离子一般用碳酸钠除去;(2)实验室提纯粗盐的整个操作过程为:取样、溶解、沉淀、过滤、蒸发、冷却结晶、过滤、烘干几步;(3)纯碱生产中碳酸化时,会看到溶液中析出晶体,这是由于碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠;(4)根据操作过程,碳酸化后溶液中主要是NH4Cl;检验其中的氯离子时,要经过取样,加硝酸酸化,加硝酸银,有白色沉淀,该阴离子是氯离子;(5)滤液中主要含
28、有的是氯化铵,和石灰水反应时:N+OH-NH3+H2O,由于滤液中还含有一定量的碳酸氢钠,故此加石灰水前先加热,是为防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀;(6)假设加热前纯碱的质量为m1,加热后的质量为m2,则加热损失的质量为:m1-m2,2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2Om284106 62xm1-m2=,解得x=,故纯碱中含有的碳酸氢钠的质量分数为:(NaHCO3)=。答案:(1)Ca(OH)2或CaONa2CO3(2)溶解过滤蒸发过滤(3)有晶体析出(或出现浑浊)碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大;(4)NH4Cl取样,加硝酸酸化,加硝酸银,有白色沉淀,该阴离子是氯离子;(5)N+OH-NH3+H
29、2O防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀;(6)加热前纯碱的质量为m1,加热后的质量为m2,(NaHCO3)=考点三 化学与材料的制造与应用1.(2009年四川理综,6,6分)开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是()A.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料B.C60属于原子晶体,用于制造纳米材料C.纤维素乙酸酯属于天然高分子材料D.单晶硅常用于制造光导纤维解析:B项,C60属于分子晶体;C项,纤维素乙酸酯不是天然高分子材料;D项,二氧化硅常用于制造光导纤维。答案:A2.(2013年山东理综,31,8分)废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁,利用电解法可回收
30、WC和Co。工艺流程简图如下:(1)电解时废旧刀具做阳极,不锈钢做阴极,HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为 。(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是。回收的洗涤液代替水配制电解液,目的是回收利用其中的。(3)溶液的主要成分是。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响,但焙烧时会造成环境污染,原因是 。(4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为。解析:(1)阴极应是酸性电解质溶液中H+得电子发生还原反应生成H2,2H+2e-H2。(2)电解时刀具中Co、Fe在阳极都转化为Co2+、Fe2+进入溶液,H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,NH3形成的NH3H2O将Fe3+转化为Fe(
31、OH)3沉淀,故滤饼的主要成分是Fe(OH)3,洗涤液中含有Co2+,可循环利用。(3)(NH4)2C2O4与CoCl2反应生成CoC2O4沉淀同时生成NH4Cl,溶液中主要含有NH4Cl,残留在CoC2O4中的NH4Cl在焙烧时分解生成NH3和HCl造成环境污染。(4)H2还原Co2O3生成Co和H2O,Co2O3+3H22Co+3H2O。答案:(1)2H+2e-H2(2)Fe(OH)3Co2+(或Co)(3)NH4Cl焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl(4)Co2O3+3H22Co+3H2O3.(2010年山东理综,31,8分)玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。(1)酚醛树脂有苯酚和甲
32、醛缩聚而成,反应有大量热放出,为防止温度过高,应向已有苯酚的反应釜中加入甲醛,且反应釜应装有装置。(2)玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由石英砂、和石灰石(或长石)高温熔融而成,主要反应的化学方程式为 。(3)玻璃钢中玻璃纤维的作用是。玻璃钢具有等优异性能(写出两点即可)。(4)下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是。a.深埋b.粉碎后用作树脂填料c.用作燃料d.用有机溶剂将其溶解,回收树脂解析:(1)为防止温度过高,应间歇性加入甲醛,并且有散热装置。(2)利用碱石灰、纯碱、石英砂生成玻璃的方程式为Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2,CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2。(3
33、)玻璃钢是将玻璃纤维和高分子材料复合而成的复合材料,其中玻璃纤维的作用是增强体,合成材料是基体;它的优点有:强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等优良性能。(4)废旧合成材料的再生利用主要是三条途径:通过再生和改性,重新做成多种有用的材料和制品;采用热裂解或化学处理方法使其分解,用于制备多种化工原料;将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能;故b、c正确。因为塑料深埋地下一百年也不会腐烂,造成严重的白色污染,故a错;酚醛塑料不能溶解于有机溶剂,故d错。答案:(1)间歇性散热(2)纯碱Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2,CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2(3)增强体强度高、质量轻
34、、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等(任写两点)(4)b、c模拟试题考点一 化学与资源开发利用1.(2012福建福州期末)工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法正确的是()选项污染物处理措施方法类别A废酸加生石灰中和物理法BCu2+等重金属离子加硫酸盐沉降化学法C含苯废水用活性炭吸附物理法D含纯碱的废水加石灰水反应化学法解析:A选项废酸中加生石灰中和是化学处理法,错误。B选项中加硫酸盐不能使Cu2+形成沉淀,错误。C选项中用活性炭不能吸附苯,错误。D选项中加石灰水后纯碱会形成CaCO3沉淀而除去,属于化学处理法,正确。答案:D2.(2013四川石室中学高三一诊)空
35、气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下,其中不正确的是()A.步骤中用硫酸酸化可防止Cl2、Br2与水反应B步骤的离子方程式Br2+SO2+H2O2H+2Br-+SC溴在周期表中位于4周期A族。D.步骤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物可用分液漏斗解析:Cl2、Br2与水的反应是存在的,酸化可防止Cl2、Br2与水反应A项正确;根据氧化还原反应原理可知正确的离子方程式为Br2+SO2+2H2O4H+2Br-+S,B项错误;溴与F、Cl同处于A,C项正确;不互溶、分层的两种液体可用分液法分离,D项正确。答案:B3.(2012西安四校联考)南海某小岛上,解放军战士为了寻
36、找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示水的硬度为28(属于硬水),主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题:(1)该泉水属于硬水(填写“暂时”或“永久”)。(2)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,试剂添加时先加后加,原因是 。(3)目前常用阳离子交换树脂如NaR、HR来进行水的软化,若使用HR作为阳离子交换树脂则水中的Ca2+、Mg2+与交换树脂的起离子交换作用。若使用NaR作为阳离子交换树脂失效后可放入5%-8%溶液中再生。(4)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2
37、+、S等离子,电极为惰性电极。请分析下列问题:阳离子交换膜是指(填A或B)。写出通电后阳极区的电极反应式: ;阴极区的现象是: 。解析:(1)由较多钙离子和镁离子以及硫酸根离子引起的硬度,叫永久硬度。(2)纯碱除了除去原溶液中的Ca2+还要除去加入的Ca2+,因此一定把纯碱放在石灰的后面加入。(3)再利用阳离子交换原理,将失效后的NaR放入NaCl的溶液中,使其获得再生。(4)通电后,阳离子Na+向着阴极移动,故B为阳离子交换膜,电解时,阴离子Cl-在阳极得电子生成Cl2,阴极区H+得电子,生成H2同时产生OH-,与Mg2+和Ca2+反应生成氢氧化镁和氢氧化钙沉淀。答案:(1)永久(2)石灰纯
38、碱过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来(3)H+NaCl(4)B2Cl-+2e-Cl2电极上产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀。考点二 化学与工农业生产4.(2012成都一模)在接触法产生H2SO4的过程中,对“废气、废水、废渣、废热”的处理正确的是()废气用氨水处理污水用石灰乳处理废渣用来造水泥或炼铁设置“废热”锅炉产生蒸气来供热或发电A.只有B.只有C.只有D.全部解析:SO2等废气可以用氨水吸收制得化肥硫酸铵等;污水显酸性可以用石灰乳处理;炉渣和矿灰可作为炼铁的原料;硫酸工业的反应都是放热反应,不但可以自行提供能量,还可以向外界提供能量,以降低成本。答案:D5.(2013东北师大附中摸底
39、改编)下列使用化肥、农药的描述中正确的是()A.高温多雨时比较适合施用钾肥B.长期施用硫铵会造成土壤板结C.石硫合剂必须与硫酸混合后才能施用D.草木灰可以和铵态氮肥一块施用解析:A中钾肥易溶于水,多雨时易造成化肥的流失;B中硫铵溶于水呈酸性,易破坏土壤的胶体结构使土壤板结;C中石硫合剂主要成分是多硫化钙,具有渗透和侵蚀病菌细胞及害虫体壁的能力,能在植物体表面形成一层药膜起保护作用,如果和硫酸混合后施用,会生成硫酸钙使石硫合剂失去作用。D中草木灰的主要成分是碳酸钾,碳酸钾水解显碱性,与铵根离子反应生成氨气,降低肥效,因此草木灰不可以和铵态氮肥一块施用答案:B6.(2012青岛一模改编)我国化学家
40、侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如图(1)上述生产纯碱的方法称,副产品的一种用途为。(2)沉淀池中发生的化学反应方程式是 。(3)写出上述流程中X物质的分子式 。(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了(填上述流程中的编号)的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是 。(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加。(6)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用有。a.增大N的浓度,使NH4Cl更多地析出b.使NaHCO3更多地析出c.使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度解析:本题主要考查侯氏制碱
41、法的生产原理及生产工艺、Cl-检验等。(1)侯氏制碱法的副产物是NH4Cl,可作化肥等;(2)根据联合制碱法的生产原理,可知向食盐水中通入氨气是为了得到碱性溶液,以吸收更多的CO2,当CO2过量时发生反应:NH3+CO2+H2ONH4HCO3,NaCl+NH4HCO3NaHCO3+NH4Cl;(3)当NaHCO3在煅烧炉中受热分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,故X为CO2;(4)因为氯化钠最后剩余在母液中,所以要提高NaCl的利用率必须将过滤出NaHCO3后的母液循环利用;(5)要检验碳酸钠中是否混有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)
42、增大铵根的浓度有利于氯化铵析出来,所以选项a正确;通入氨气使溶液碱性增强,使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠,可以提高氯化铵的纯度,所以选项c正确,选项b错误。答案:(1)联合制碱法或侯德榜制碱法用作化肥或电解液或焊药等(其他合理答案均给分)(2)NH3+CO2+H2O+NaClNH4Cl+NaHCO3(3)CO2(4)I过滤(5)稀硝酸和硝酸银溶液(6)ac考点三 化学与材料的制造和应用7.(2012泰安二模)金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是()A.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融氯化物制得的C.金属冶炼
43、的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D.越活泼的金属越难冶炼解析:合金与其成分金属的性质不完全相同,如硬度、强度大,熔点更低等,A对;AlCl3为共价化合物,熔融时不电离,故冶炼铝应该电解熔融的Al2O3,B错;金属冶炼的本质就是把金属阳离子还原为金属原子,越活泼的金属,其阳离子氧化性越弱,越难被还原,C、D正确。答案:B8.(2013广东汕头一模节选)锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业,锆(Zr)元素是核反应堆燃料棒的包裹材料,二氧化锆(ZrO2)可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石(ZrSiO4),含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质,生产锆流程之一如下:试回答下列问题:(1
44、)写出上述流程中高温气化的反应方程式(碳转化成CO): ;(2)写出ZrOCl28H2O在900 生成ZrO2的反应方程式 ;(3)关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是(单选)。A.二氧化锆纳米陶瓷是新型无机非金属材料B.1纳米=10-10米C.锆合金的硬度比纯锆要高D.日本福岛核电站的爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气爆炸引起解析:(1)结合流程图中物质知锆英石(ZrSiO4)、C、Cl2制得ZrCl4、SiCl4、CO,在结合化合价升降总数相等配平该方程式。(2)ZrOCl28H2O到ZrO2化合价不发生改变,Zr需结合水中的O,剩余H与Cl结合生成HCl。(3)1纳
45、米=10-9米,B项错误。答案:(1)4C+4Cl2+ZrSiO4ZrCl4+SiCl4+4CO(2)ZrOCl28H2OZrO2+2HCl+7H2O(3)B9.(2012临沂一模)材料是人类生存和发展的重要物质基础,随着科学技术的发展,人们使用材料的种类、数量和质量也不断的发展,生产、生活的条件和质量也发生了巨大的变化。(1)无机非金属材料包括传统无机非金属材料和无机非金属新材料,下列属于无机非金属新材料的是(多选,选填字母代号)。a.复合材料b.单晶硅c.金刚石d.石墨 e.C60f.玻璃(2)北京奥运会撑杆跳项目中运动员使用的撑杆材料是复合材料。这种材料由和增强体两部分组成,其中增强体的
46、作用是 。(3)玻璃和水泥是两种用途极为广泛的材料。工业制备这两种材料使用的共同原料是。(4)铁是重要的金属材料,工业上一般用石灰石、和空气在(填写工业生产设备名称)中炼制生铁。(5)合成高分子材料的小分子叫。解析:(1)复合材料不是无机非金属材料,其是由基体和增强体组成;玻璃属于传统的非金属材料。(2)复合材料由起黏结作用的基体和增强作用的增强体两部分组成。(3)制备玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英;制备水泥的材料是黏土和石灰石。(4)铁的冶炼一般用高炉炼铁法炼制。(5)单体聚合成高分子。答案:(1)bcde(2)基体增强作用(或支撑作用)(3)石灰石(4)焦炭铁矿石炼铁高炉(5)单体综合演练
47、10.(2013安徽合肥第一次教学质量检测)化学与环境保护密切相关,下列叙述正确的是()A.绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理B.煤经气化和液化两个物理变化过程,可变为清洁燃料C.PM2.5(2.5微米以下的颗粒物)的污染主要来自化石燃料的燃烧D.氢能是清洁能源,工业上电解水法制大量氢气符合节能减排理念解析:A项,绿色化学的核心是不产生污染,错误;B项,煤的气化和液化属于化学变化,错误;化石燃料的燃烧会产生漂浮的颗粒物,正确;D项电解水会消耗大量的电能,错误。答案:C11.(2013浙江宁波十校联考)下列说法不正确的是()A.使用可再生资源、用超临界二氧化碳替代有机溶剂、注重原子的
48、经济性、采用低能耗生产工艺都符合绿色化学的思想B.氨基酸是人体必需的营养物质,其晶体主要以内盐形式存在,调节溶液的pH可改变它的溶解度C.石油裂解、煤的气化、橡胶老化、海水制镁、纯碱晶体风化、纤维素制火棉等过程中都包含化学变化D.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为“细颗粒物”,PM2.5在空气中只形成气溶胶解析:1微米等于10-6米,1纳米等于10-9米,故1微米=1 000纳米,而胶体微粒的直径范围为1100纳米,故等于2.5微米的颗粒在空气中形成不了气溶胶,D项错误。答案:D12.(2013广东茂名一模)电镀污泥中含有Cr(OH)3、Al2O3、ZnO、CuO、N
49、iO等物质,工业上通过“中温焙烧钠氧化法”回收Na2Cr2O7等物质。已知:在Na2CrO4溶液中含有少量NaAlO2、Na2ZnO2等物质(1)水浸后的溶液呈性(填“酸”、“碱”或“中”)。(2)完成氧化焙烧过程中生成Na2CrO4的化学方程式。Cr(OH)3+Na2CO3+Na2CrO4+CO2+(3)滤渣的主要成分有Zn(OH)2、。(4)“系列操作”中为:继续加入H2SO4,冷却结晶,过滤。继续加入H2SO4目的是 。已知:除去滤渣II后,溶液中存在如下反应:2Cr+2H+Cr2+H2ONa2Cr2O7、Na2CrO4在不同温度下的溶解度如下表 温度溶解度化学式20 60 100 Na
50、2SO419.545.342.5Na2Cr2O7183269415Na2CrO484115126(5)工业上还可以在水浸过滤后的溶液(Na2CrO4)加入适量H2SO4,用石墨作电极电解生产金属铬,写出生成铬的电极反应方程式 。解析:(1)水浸后溶液中含碳酸钠,碳酸根水解显碱性;(2)空气中的氧气氧化Cr(OH)3且和Na2CO3反应生成Na2CrO4,根据H元素守恒Cr(OH)3中的H会生成H2O,然后根据化合价升降总数相等配平化学方程式。(3)根据水浸后溶液中存在Al、Zn元素,加入硫酸调节pH会生成Zn(OH)2、Al(OH)3沉淀。(4)根据表格中数据知Na2CrO4比Na2Cr2O7溶解度小,故应加入硫酸使Na2CrO4转化成Na2Cr2O7,Na2SO4在温度较低时溶解度小更容易结晶析出,故采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离Na2SO4。(5)Cr得电子生成Cr,O2-结合H+生成H2O。答案:(1)碱(2)4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2+6H2O(3)Al(OH)3(4)蒸发浓缩促进平衡2Cr+2H+Cr2+H2O向正反应方向移动,尽可能生成更多溶解度更大的Na2Cr2O7(5)Cr+8H+6e-Cr+4H2O