备战高考化学 考前30天冲刺押题系列 第一部分 专题11 化学与技术.docx
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备战高考化学考前30天冲刺押题系列第一部分专题11化学与技术
考前30天之备战2013高考化学冲刺押题系列第一部分专题11化学与技术
【2013高考考纲】
考点1化学与资源开发利用
1.了解煤、石油和天然气等综合利用的意义。
2.了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类。
3.了解海水的综合利用。
了解化学科学发展对自然资源利用的作用。
4.了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。
题型示例1化学与资源开发利用
【样题1】工业上对海水资源合开发利用的部分工艺流程如右图所示。
(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽,离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是。
电解槽中的阳极材料为。
(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2,能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备?
原因是。
(3)溴单质在四氧化碳中的溶解度比在水中大得多,四氧化碳与水不互溶,故可用于萃取溴,但在上述工艺中却不用四氧化碳,原因是。
【命题解读】“化学与技术”模块试题紧扣绿色化学与可持续发展、环境保护、水处理技术等主题。
重点考查了海水资源合开发利用、化学反应中的原子经济性、有毒有害废水的处理、生产工艺等内容;同时考查了学生正确运用化学用语和有关化学知识解释及解决生活与生产实际中化学问题的能力。
本课程模块的内容以化学知识为基础,考查自然资源的开发利用,材料制造和工农业生产中的应用,考查学生运用所学知识解决与化学有关的一系列技术问题做出合理的分析,强化应用意识和实践能力。
考点2化学与工农业生产
1.了解化学在水处理中的应用。
2.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义,认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。
3.了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用。
4.了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。
题型示例1化学与工农业生产
【样题1】
工业上常用氨氧化法生产硝酸,其过程包括氨的催化氧化(催化剂为铂金丝网)、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。
请回答下列问题:
(1)氨催化氧化的化学方程式为:
(2)原料气中空气必须过量,其主要原因是;
(3)将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是;
(4)水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应,其化学方程式为,为了提高水对二氧化氮的吸收率,可采取的措施为(答2项)。
答案:
(1)4NH3+5O2
4NO+6H2O
(2)提高氨的转化率和一氧化氮的转化率
(3)增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积
(4)3NO2+H2O=2HNO3+NO加压降温
【命题解读】《高考考纲》明确要求:
了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义,认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。
了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用。
《化学与技术》模块的考题,涉及日用化学品(洗涤剂)、冶金(生铁炼钢)、化工生产(纯碱生产)中与化学有关的技术问题,生产技术中使用的先进化学技术(离子交换技术)、绿色化工生产工艺(原子利用率计算判断)等方面的内容也在考题中得到体现。
【专家预测】
1.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使用
D.过磷酸钙必须经硫酸处理后才能使用
2.化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。
下列说法正确的是( )
A.为提高农作物的产量和质量,应大量使用化肥和农药
B.绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
C.实现化石燃料清洁利用,就无需开发新能源
D.垃圾是放错地方的资源,应分类回收利用
3.下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是( )
A.煤的气化和液化过程只发生物理变化
B.天然气作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇
C.石油分馏的目的是生产乙烯、丙烯、甲烷等化工原料
D.天然气和液化石油气的主要成分是甲烷
【答案】B
【解析】煤的气化是碳和水蒸气反应生成水煤气等,煤的液化有直接液化和间接液化,均发生了化学反应,A错误;天然气作为化工原料主要用来合成氨和生产甲醇,B正确;石油分馏的目的是获得汽油、煤油、柴油等轻质油,不可能获得乙烯、丙烯和甲烷,C错误;天然气的主要成分是CH4,而液化石油气的主要成分是丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等,D错误。
4.天然海水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO
、Br-、CO
、HCO
等离子。
火力发电燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫,其工艺流程如下图所示。
A.天然海水pH均为8的原因是海水中的CO
、HCO
水解
B.“氧化”是利用氧气将H2SO3、HSO
、SO
等氧化生成SO
C.“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧化后海水中生成的酸
D.“排放”出来的海水中SO
的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同
5.下列关于金属腐蚀说法正确的是( )
A.金属在潮湿的空气中腐蚀的本质:
M+nH2O===M(OH)n+
H2↑
B.金属的电化学腐蚀实质:
M-ne-===Mn+,电子直接转移给氧化剂
C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D.在潮湿的环境中,金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
【答案】D
【解析】钢铁在潮湿的中性环境中主要发生吸氧腐蚀,A项错误;金属的化学腐蚀不一定在酸性条件下进行,如铁和氯气的反应,C项错误;发生电化学腐蚀,电子并非直接转移给氧化剂,B项错误。
6.2012年12月26日,我国规模最大反渗透膜项目工程在上海开工。
下列说法中,不正确的是( )
A.海水淡化目前已有多种方法,主要有蒸馏法、电渗析法等
B.电渗析法是指利用阴、阳离子的选择透过性,在外加电场作用下,将水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的的方法
C.在进行水处理时,只需用阳离子交换树脂或阴离子交换树脂中的一种就能将水中的阴离子、阳离子都除去
D.反渗透分离法是膜分离技术在纯水制造中的又一应用
7.2012年被第64届联合国大会定为“国际化学年”。
联合国教科文组织指出,化学在开发可替代能源、保护环境等方面起到主要作用。
下列措施中,不利于节能减排和改善环境的是( )
A.推广可利用太阳能、风能的城市照明系统
B.使用填埋法处理未经分类的生活垃圾
C.加速建设地铁、轻轨等轨道交通,减少汽车尾气排放
D.积极推行“限塑令”,加快研发利用二氧化碳合成的聚碳酸酯类可降解塑料
二、非选择题
8.氢氧化钠是一种用途十分广泛的重要化工原料。
工业上主要通过电解饱和食盐水的方法获得氢氧化钠,我国的氯碱工业大多采用离子交换膜电解槽。
(1)写出电解饱和食盐水的电极反应式和总反应式:
阳极________________________________________________,
阴极_______________________________________________,
总反应_____________________________________________。
(2)离子交换膜电解槽一般采用钛作阳极,其原因是
____________________________________________________
_____________________________________________________。
阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室,其作用是
__________________________________________________
____________________________________________________。
(3)为使电解氯化钠的速度加快,下列措施可行的是( )
A.增大阴极碳钢网面积
B.提高饱和氯化钠溶液的温度
C.加大阴极与阳极间的距离
D.提高电解时的电源电压
(4)如果将某离子交换膜电解槽:
①电解时的电压增大到原来的2倍;②电解时的电流增大到原来的2倍;③电解时的温度从30℃提高到60℃,则电解速率一定会达到原来2倍的是________,解释其原因:
_________________________________________________。
【答案】
(1)2Cl--2e-===Cl2↑ 2H++2e-===H2↑
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
(2)见解析
(2) (3)A、B、D
(4)② 当电解时的电压增大到原来的2倍,电解池的电阻可能会变化,电流不一定为原来的2倍;当电解时的温度从30℃提高到60℃,电解池的内阻会有所降低,但不一定恰好降低为原来的一半;当电解时的电流增大到原来的2倍,单位时间内流过电路的电荷量恰好为原来的2倍,发生反应的物质的量也恰好为原来的2倍,即反应速率为原来的2倍
9.纯净的碳酸钙在工业生产中有许多用途。
用大理石制取纯净碳酸钙的流程如下:
已知298K时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。
依据上述流程回答下列问题:
(1)步骤①采用低温加热的目的是________________________。
(2)步骤②中产生最难溶物质的离子方程式是_____________。
(3)步骤④中,通入NH3的目的是_________________________。
(4)操作Ⅰ的名称是________,操作Ⅱ的名称是________。
(5)上述流程中,可能产生对环境有影响的气体是________(填两种),必须处理后排放。
【解析】
(1)步骤①为大理石与硝酸的反应,由于硝酸受热容易分解,因此采取低温加热。
(2)步骤①中所得溶液中阳离子为Fe3+、Ca2+、Mg2+,根据提供的Ksp,Fe(OH)3最难溶。
(3)步骤④中(NH4)2CO3的作用是沉淀Ca2+,由于(NH4)2CO3容易水解,通入NH3可以抑制其水解,有利于Ca2+的沉淀。
(4)操作Ⅰ为过滤CaCO3沉淀,操作Ⅱ为洗涤CaCO3沉淀。
(5)上述流程中步骤①中加入硝酸,会产生CO2和NO,对环境有影响,必须处理后排放。
10.(8分)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。
(1)V2O5是接触法制硫酸的催化剂。
①一定条件下,SO2与空气反应tmin后,SO2和SO3物质的量浓度分别为amol/L和bmol/L,则SO2起始物质的量浓度为________mol/L;生成SO3的化学反应速率为________mol/(L·min)。
②工业制硫酸,尾气SO2用________吸收。
(2)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置,其原因如图所示。
①充电过程中,右槽溶液颜色逐渐由________色变为________色。
②放电过程中氢离子的作用是________________和________。
【答案】
(1)①a+b
②氨水
(2)①绿 紫
②参与正极反应 通过交换膜定向移动使电流通过溶液
11.南海某小岛上,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,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+、SO
等离子,电极为惰性电极。
请分析下列问题:
①阳离子交换膜是指________(填A或B)。
②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水,属于永久硬水。
(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)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-在阳极失电子生成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。
12.工业上用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁)制取铝的流程如下:
请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ都用到的玻璃仪器有________。
(2)写出由溶液B生成Al(OH)3的离子方程式:
____________
_____________________________________________________。
(3)工艺流程中涉及氧化还原反应的化学方程式为_________
____________________________________________________。
(4)生产过程中,除NaOH、H2O可以循环使用外,还可以循环使用的物质有________(填化学式)。
用此法制取铝的副产品是________(填化学式)。
13.玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。
(1)酚醛树脂由酚醛和甲醛缩聚而成,反应有大量热放出,为防止温度过高,应向有苯酚的反应釜________地加入甲醛,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,应间歇性地加入甲醛,并且应装有散热装置。
(2)利用石灰石、纯碱、石英砂生产玻璃的方程式为Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑,CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑。
(3)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。
(4)废旧合成材料的再生利用主要有三条途径:
①通过再生和改性,重新做成多种有用的材料和制品;②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;③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。
14.钨是我国丰产元素,是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,有“光明使者”的美誉。
钨在自然界主要以钨(+6价)酸盐的形式存在,有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿,白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4);黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐,化学式常写作(Fe,Mn)WO4,钨酸(H2WO4)酸性很弱,难溶于水,黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法:
其中A、B、C都是钨的化合物,回答:
(1)74W在周期表的位置是第________周期。
(2)写出上述流程中B、C的化学式:
B______________;
C______________。
(3)钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨,对钨的纯度要求不高时,可用碳作还原剂,写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式____________________________
____________________________________________________。
为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳而必须用氢气作还原剂,为什么?
____________________________________
_____________________________________________________
____________________________________________________。
(4)仲钨酸的肼盐在热分解时会发生内在氧化还原反应,我国钨化学研究的奠基人顾冀东先生采用这一反应制得了蓝色的、非整比的钨氧化物WO3-x,这种蓝色氧化钨具有比表面积大、易还原的优点,在制钨粉时温度容易控制,目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料,经分析得知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985。
计算WO3-x中x的值,x=________(结果精确到小数点后二位)。
【答案】
(1)六
(2)H2WO4 WO3
(3)2WO3+3C
2W+3CO2↑ 如果用碳作还原剂,混杂在金属中的碳不易除去,而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨,不容易获得纯的金属钨,用氢气作还原剂就不存在这些问题
(4)0.10
【解析】
(1)因原子序数:
54Xe<74W<86Rn,故W在第六周期。
(2)因黑钨矿主要成分为铁和锰的钨酸盐,第一阶段碱熔时得滤液为可溶性Na2WO4,向其中加浓HCl生成难溶于水的弱酸H2WO4,焙烧得WO3。
(3)3C+2WO3
2W+3CO2↑,若获得高纯度钨时,用还原剂H2,这样不易形成杂质。
(4)已知蓝色氧化钨中的质量分数为0.7985,则有:
=0.7985,解得x=0.10。
15.分析下面两个案例并回答有关问题。
(1)某城镇生产、生活的分布情况如图所示,河流中W、X、Y、Z处某次水样抽测结果如表所示:
地点
项目
W
X
Y
Z
水温/℃
15
18
26
25
pH
6
8
5
5
溶解氧量/(mg·L-1)
11
9
7
3
①导致X、Y处水样pH变化的原因可能是_______________
_____________________________________________________
_____________________________________________________;
②Z处鱼类大量减少,产生这种现象的原因可能是
_____________________________________________________
______________________________________________________
_____________________________________________________。
(2)某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿(主要成分为Fe2O3,还含有SiO2等杂质)、煤矿、石灰石和黏土。
拟在该地区建设大型炼铁厂。
①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立,需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等,形成规模的工业体系。
据此确定图中相应工厂的名称:
A.________,B.________,C.________,D.________;
②以赤铁矿为原料,写出高炉炼铁中得到生铁和产生炉渣的化学方程式:
_______________________________________________
____________________________________________________。
③从“三废”利用、环境保护等角度考虑,该地区和企业在生产中应采取的一些措施(举出2种措施即可):
__________________
____________________________________________________
____________________________________________________。
【解析】
(1)从给出的数据看,X处水样呈碱性,Y处水样呈酸性,Z处水样缺氧。
(2)①某地区有丰富的煤矿可建立发电厂和焦化厂,有丰富的赤铁矿和石灰石可建立炼铁厂,有丰富的石灰石和黏土可建立水泥厂。
②高炉炼铁相关反应。
③从“三废”利用、环境保护等角度考虑,该地区和企业在生产中应建立污水处理系统;将石灰石煅烧成生石灰用于吸收发电厂和焦化厂燃煤时产生的SO2,减少对空气的污染;用发电厂的煤矸石和粉煤灰作为生产水泥的原料;用炼铁厂的炉渣作为生产水泥的原料。
16.普通纸张的主要成分是纤维素。
在早期的纸张生产中,常采用纸张表面涂敷明矾的工艺,以填补其表面的微孔,防止墨迹扩散。
请回答下列问题:
(1)人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损,严重威胁纸质文物的保存。
经分析检验,发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关,其中的化学原理是________;为了防止纸张的酸性腐蚀,可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂,该工艺原理的化学(离子)方程式为________。
(2)为了保护这些纸质文物,有人建议采取下列措施:
①喷洒碱性溶液,如稀氢氧化钠溶液或氨水等。
这样操作产生的主要问题是________;
②喷洒Zn(C2H5)2。
Zn(C2H5)2可以与水反应生成氧化锌和乙烷。
用化学(离子)方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理________、________。
(3)现代造纸工艺常用钛白粉(TiO2)替代明矾。
钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿(主要成分为FeTiO3)为原料按下列过程进行的,请完成下列化学方程式:
【答案】
(1)明矾水解产生酸性环境,使纤维素水解,使高分子链断裂 CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
(2)①碱性太强,同样使其水解,造成文物污损 ②Zn(C2H5)2+H2O===ZnO+2C2H6↑ ZnO+2H+===Zn2++H2O (3)2 6 7 2 2 6 1 1 1 2
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