优化方案2017版高考化学大一轮复习（课件+试题+讲义）（打包10套）（选修2）.zip

选修 2 化学与技术选修 2 化学与技术污 水 处理方法 原理 方法物理法化学法生物法利用物理原理和机械作用 对废 水 进 行 处 理沉淀、均衡 调节 、 过滤 、离心分离使用化学 试剂 或其他化学手段 处 理 废 水(1)中和法： 处 理酸性 废水和碱性 废 水(2)沉淀法： 处 理含有重金属离子的 废 水(3)氧化 还 原法：除去油类 、氮化物、硫化物等物 质利用微生物的作用除去 废水中的溶胶物 质 及有机物活性 污 泥法、生物 滤 池法、 厌 气 处 理法1第二讲 化学与资源的开发利用一、选择题1．向天然水中加入下列物质的溶液时，无沉淀产生的是( )A．肥皂 B．熟石灰C．纯碱 D．小苏打解析：选 D。小苏打为 NaHCO3，与 Ca2＋ 和 Mg2＋ 不能形成沉淀，肥皂中有效成分与 Ca2＋ 和Mg2＋ 可以生成硬脂酸钙和硬脂酸镁沉淀。2．(2016·西安高三检测)2015 年 4 月 22 日是第 46 个世界地球日。我国的主题是“珍惜地球资源，转变发展方式——提高资源利用效益” 。为了提高公众认识地球，保障发展的意识，全国各地广泛开展了一系列活动。下列活动中不符合这一宗旨的是( )A．加强海底可燃冰的探测与开发研究B．积极推广风能、水能和太阳能发电C．在生产、流通、消费等领域中实行“减量化、再利用、资源化”D．将高能耗、高污染的企业迁至偏僻的农村地区，提高农民收入解析：选 D。将高能耗、高污染的企业迁至偏僻的农村地区，只不过将污染源转移地点，并没有从根本上治理污染，不能保障地球的科学发展。3．下列关于硬水的叙述错误的是( )A．硬水中的 Ca2＋ 、Mg 2＋ 会阻碍肥皂起泡B．用漂白粉对自来水消毒，会增加水的总硬度C．向硬水中加入明矾，可以使硬水软化D．雨水的硬度比海水的硬度小解析：选 C。明矾净水是由于 Al3＋ 水解：Al 3＋ ＋3H 2O Al(OH)3(胶体)＋3H ＋ ，生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用，将水中的悬浮颗粒沉淀，并不能使硬水软化。4．我国淡水资源非常短缺，所以在生产和生活中应该( )A．减少饮水量，以节约用水B．将生活用水、工厂废水直接排放到湖泊或海洋中C．既要防止和消除水体污染，又要节约用水D．水是取之不尽、用之不竭的天然资源解析：选 C。人体需水量不能太少，故不能减少饮水量，A 错；直接排放污水会造成水污染，B 错；水并不是不会枯竭的，D 错。5．下列有关海水综合利用的说法不正确的是( )A．可用蒸馏法或离子交换法等淡化海水B．海水提溴只涉及物理变化C．利用海水可以制取金属 MgD．开发海洋资源不能以牺牲环境为代价解析：选 B。蒸馏法、离子交换法都可用于淡化海水，A 对；海水中溴以 Br－ 的形式存在，海水提溴中一定存在化学变化，B 错；海水中含有 Mg2＋ ，可以制取金属镁，C 对；开发海洋资源应与环境保护相结合，D 对。6．目前，我国城市供水处理技术由混凝、沉淀、过滤和消毒等过程组成。下列说法中不正确的是( )A．传统的无机混凝剂按金属盐可分为铝盐系和铁盐系两大类B．NCl 3可用于水消毒的原因是 NCl3跟水反应生成了 NH3C．用 ClO2代替 Cl2作消毒剂可减小水中有害氯代有机物的浓度D．新型水处理剂高铁酸钠(Na 2FeO4)既是消毒剂又是混凝剂解析：选 B。选项 B 中由信息“NCl 3可用于水消毒”推知，NCl 3跟水反应的生成物中有HClO，错误；高铁酸钠(Na 2FeO4)中的铁是高价铁有强氧化性，其还原产物是 Fe3＋ ，D 项正确。7．如图所示为海水综合利用的部分工艺流程：2母液 Mg(OH)2MgCl2·6H2O 无水 MgCl2NaBr Br2海水 粗 盐 ― ― →① 精 盐 → 氯 碱 工 业 ― ― →② ― ― →③ SO2水溶液吸收 Br2― ― →④ ― ― →⑤ 下列有关说法正确的是( )A．氯碱工业是指在工业上电解熔融氯化钠制备金属钠与氯气B．步骤②中结晶出的 MgCl2·6H2O 应在 HCl 气氛中分解制无水 MgCl2C．步骤③④⑤是对溴元素的富集D．步骤①中除去粗盐中的 SO 、Ca 2＋ 、Mg 2＋ 、Fe 3＋ 等杂质，加入的药品顺序为 Na2CO3溶2－4液→NaOH 溶液→BaCl 2溶液→过滤后加盐酸解析：选 B。氯碱工业是指在工业上电解饱和氯化钠溶液制备氢氧化钠与氯气、氢气，再进一步生产一系列化工产品，A 选项错误；步骤③④是对溴元素的富集，C 选项错误；粗盐提纯时要将 Na2CO3溶液在 BaCl2溶液后面加入，以除去过量的 Ba2＋ ，D 选项错误。8．近年来，我国许多城市禁止汽车使用含铅汽油，其主要原因是( )A．提高汽油的燃烧效率 B．降低汽油成本C．避免铅污染大气 D．铅资源短缺解析：选 C。含铅汽油使用后会污染大气，对人身体健康不利。二、非选择题9．在一条鱼虾几乎绝迹的小河边从上游到下游依次有四座工厂，甲、乙、丙、丁四厂排放的废液中含有 Na2CO3、FeCl 3、Ca(OH) 2、HCl 中的一种；某中学环保小组对河水检测时发现：甲处河水呈乳白色；乙处河水呈红褐色；丙处河水变浑浊；丁处产生气泡，河水变澄清。试回答：(1)四处河水排放的污染物分别是甲______，乙________，丙________，丁________。(2)在丁处的下游取出的河水中，肯定含有的离子是____________________________________________________________________________________________。(3)小河中鱼虾绝迹的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：本题有两处关键词：“从上游到下游依次” “丁处河水变澄清” 。首先能判断出Ca(OH)2悬浊液呈乳白色，甲厂排放 Ca(OH)2；顺流而下遇 FeCl3生成红褐色 Fe(OH)3；再顺流而下，有 CaCO3生成，最后遇 HCl 后会有气泡产生，Fe(OH) 3、CaCO 3等都会全部溶解，所以河水变澄清。在丁处下游取出的河水中肯定会有较多的Na＋ 、Fe 3＋ 、Ca 2＋ 、H ＋ 、Cl － ，否则就不会澄清。答案：(1)Ca(OH) 2 FeCl 3 Na 2CO3 HCl(2)Ca2＋ 、Na ＋ 、Fe 3＋ 、H ＋ 、Cl －(3)酸碱及有害化学物质将水污染10．我国海水资源丰富。海水中溴含量约为 65 mg·L－1 ，从海水中提取溴的工业流程如下：(1)步骤Ⅱ通入热空气吹出 Br2，利用了溴的________。A．氧化性 B．还原性C．挥发性 D．腐蚀性(2)以上流程Ⅱ中涉及的离子反应如下，请在下面方框内填入适当的化学计量数：Br2＋ CO === BrO ＋ Br－ ＋ CO2↑2－3 － 3(3)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法，下列可以用作溴的萃取剂的是________。A．乙醇 B．四氯化碳C．烧碱溶液 D．苯(4)氧化剂氯气来自电解饱和食盐水，电解槽使用了隔膜(或离子交换膜)来防止氯气与氢氧3化钠溶液反应。①电解时，阳极反应式为________________________________________________________________________。②若采用无隔膜的电解槽，将得到 H2和__________。解析：(1)步骤Ⅱ中用热空气吹出 Br2，主要是利用了溴的挥发性。(2)利用得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒配平该离子方程式。(3)乙醇能与水互溶，不能用作萃取剂。(4)①电解饱和食盐水，阳极为 Cl－ 放电，电极反应式为 2Cl－ －2e － ===Cl2↑。②若采用无隔膜的电解槽，则阴极产生的 NaOH 与阳极产生的 Cl2反应得到 NaClO。答案：(1)C (2)3 3 1 5 3 (3)BD(4)①2Cl － －2e － ===Cl2↑ ②NaClO11．工业上为了处理含有 Cr2O 的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中2－7加入适量的 NaCl，以 Fe 为电极进行电解，经过一段时间，有 Cr(OH)3和 Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。请回答下列问题：(1)两极发生的电极反应式：阳极：________________________________________________________________________；阴极：________________________________________________________________________。(2)写出 Cr2O 变为 Cr3＋ 的离子方程式：2－7________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)铁电极________(填“能”或“不能”)改用石墨电极，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：本题除铬思路为 Cr2O Cr3＋ Cr(OH)3↓，而还原剂显然是阳极产生的2－7― ― →还 原 剂 ― ― →OH－ Fe2＋ ，该反应为 Cr2O ＋6Fe 2＋ ＋14H ＋ ===2Cr3＋ ＋6Fe 3＋ ＋7H 2O，该反应消耗 H＋ ，另外阴2－7极上 H＋ 放电，使得溶液碱性增强，从而使 Cr3＋ 、Fe 3＋ 生成沉淀。答案：(1)Fe－2e － ===Fe2＋ 2H ＋ ＋2e － ===H2↑(2)Cr2O ＋6Fe 2＋ ＋14H ＋ ===2Cr3＋ ＋6Fe 3＋ ＋7H 2O2－7(3)H＋ 不断放电，且 Cr2O 变为 Cr3＋ 的过程中消耗 H＋ ，使溶液中 c(OH－ )c(H＋ )2－7(4)不能 用石墨作电极不能提供还原剂，无法使 Cr2O 变为 Cr3＋2－712．(2016·乐山高三模拟)四川有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出)：请填写下列空白：(1)已知 0.5 mol 甲烷和 0.5 mol 水蒸气在 t ℃、 p kPa 时，完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气)，吸收了 a kJ 热量。该反应的热化学方程式是________________________________________________________________。(2)在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是将生成的氨从混合气体中及时分离出4来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气。请应用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施有何作用：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)当甲烷合成氨气的转化率为 75%时，以 5.60×107 L 甲烷为原料能够合成________L 氨气。(假设体积均在标准状况下测定)(4)已知尿素的结构简式为 ，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式：①____________________，②______________________。解析：(3)由 CH4＋H 2O(g) CO＋3H 2，CO＋H 2O(g)= = = = =高 温 催 化 剂CO2＋H 2，N 2＋3H 2 2NH3可得关系式：= = = = =高 温 催 化 剂 高 温 、 高 压 催 化 剂CH4 ～ 4H 2 ～ NH3835．60×10 7 L×75% 1.12×10 8 L即以 5.60×107 L 甲烷为原料能合成 1.12×108 L 氨。答案：(1)CH 4(g)＋H 2O(g)===CO(g)＋3H 2(g) Δ H(t ℃， p kPa)＝＋2 a kJ·mol－1(2)增大氮气和氢气的浓度有利于增大反应速率；减小氨气的浓度，增大氮气和氢气的浓度都有利于平衡向正反应方向移动(3)1.12×108(4)① ②NH 4N===C===O第一 讲 化学与工 农业 生 产选修 2 化学与技术选修 2 化学与技术酸碱中和法 重金属离子沉淀法增大逆反 应3．催化 剂________反 应 速率但 _______影响平衡，提高 单 位 时间 氨的产 量，目前工 业 上以 铁 触媒 为 催化 剂 。加快 不增大正反 应氨1第一讲 化学与工农业生产一、选择题1．下列关于化工生产原理的叙述中，均符合目前工业生产实际的是( )A．氯碱工业中的阳离子交换膜阻止阳离子通过B．氯气和氢气混合在光照条件下反应生成氯化氢，用水吸收得到盐酸C．合成氨工业中，用铁触媒作催化剂，可提高单位时间氨的产量D．二氧化硫在接触室被氧化成三氧化硫，三氧化硫在吸收塔内被水吸收制成浓硫酸解析：选 C。氯碱工业中的阳离子交换膜的作用是阻止阴离子通过；氯气和氢气混合在光照条件下发生爆炸，反应不易控制，不能用于工业生产；三氧化硫在吸收塔内被 98%的浓硫酸吸收。2．化学已渗透到人类生活的各个方面。下列有关化学与科技、社会、生活、环境等的叙述错误的是( )A．农药和化肥对环境和人类健康有害，应该禁止使用B．用 K2FeO4替代 Cl2作水处理剂，既可以消毒杀菌，又可以除去悬浮杂质C．肥皂、合成洗涤剂的去污原理相同，都含有憎水基与亲水基D．精细化工产品在使用时都有严格的使用剂量、适用范围等解析：选 A。合理使用化肥、农药可提高农作物的产量，A 项错误。3．(2016·东北三校联考)下列有关工业生产的叙述正确的是( )A．在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中，均必须对尾气进行吸收处理B．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用 SO3转化为 H2SO4时放出的热量C．炼铁是铁矿石在高温下被氧化的过程D．用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气中的氮氧化物，不仅可以防止有害物质的排放，还可以生产有用的 NaNO2解析：选 D。合成氨工业需要对尾气进行循环回收处理；硫酸工业中接触室中发生的反应为 2SO2＋O 2 2SO3，利用该反应放出的热量来预热反应物；金属冶炼的实质是催 化 剂 △Mn＋ ＋ ne－ ===M，为金属被还原的过程；NO＋NO 2＋2NaOH= ==2NaNO2＋H 2O，NO、NO 2完全被碱液吸收。4．关于 NaHCO3的性质，下列说法正确的是( )A．和酸反应放出等量的 CO2所消耗的酸比 Na2CO3多B．相同温度下溶解度比 Na2CO3要大C．热稳定性比 Na2CO3小D．NaHCO 3只能和酸反应不能和碱反应解析：选 C。A 项中生成等量的 CO2时，Na 2CO3消耗的酸多，错误；B 项 NaHCO3的溶解度小于 Na2CO3的溶解度，错误；C 中 NaHCO3热稳定性比 Na2CO3小，正确；D 项 NaHCO3和酸、碱都能反应，错误。5．(2016·太原高三模拟)化学工业在经济发展中的作用举足轻重。下列有关工业生产的叙述中，正确的是( )A．硫酸生产中常采用高压条件来提高 SO2的转化率B．合成氨中采用及时分离液态氨来提高反应速率C．电镀铜中，溶液中 c(Cu2＋ )保持不变D．氯碱工业中阳极得到氢氧化钠和氢气解析：选 C。2SO 2＋O 2 2SO3，该反应在常压下转化率非常高，不需要采用高压来提高催 化 剂 △转化率；N 2＋3H 2 2NH3，由于 NH3液化后使混合气体中 c(NH3)降低，引起 v(正)、高 温 、 高 压 催 化 剂v(逆)均降低；电镀铜时，阳极反应式为 Cu－2e － ===Cu2＋ ，阴极反应式为Cu2＋ ＋2e － ===Cu，所以溶液中 c(Cu2＋ )保持不变；2NaCl＋2H 2O = = = = =电 解 2＋ 。Cl2↑阳 极 产 物6．固硫剂是把煤燃烧时生成的二氧化硫以盐的形式固定在炉渣中的物质，可减少二氧化硫对大气的污染。下列物质中可用作固硫剂的有( )A．CaO B．NaHSO 3C．NH 4NO3 D．P 2O5解析：选 A。CaO 是碱性氧化物，可与 SO2反应；NaHSO 3、NH 4NO3、P 2O5均不与 SO2反应。7．下列属于侯氏制碱法的优点的是( )A．氨和二氧化碳由合成氨厂提供B．母液可回收氯化铵C．氯化钠的利用率高D．以上全是解析：选 D。侯氏制碱法(也叫联合制碱法)生产纯碱，同时副产品为氮肥——氯化铵，D 正确。8．(2014·高考浙江卷)下列说法不正确的是( )A．光催化还原水制氢比电解水制氢更节能环保、更经济B．氨氮废水(含 NH 及 NH3)可用化学氧化法或电化学氧化法处理＋ 4C．某种光学检测技术具有极高的灵敏度，可检测到单个细胞( V≈10 －12 L)内的数个目标分子，据此可推算该检测技术能测量细胞内浓度约为 10－12 ～10 －11 mol ·L－1 的目标分子D．向汽油中添加甲醇后，该混合燃料的热值不变解析：选 D。A 项中，电解水制氢要消耗大量的电能，光催化还原水制氢可以节约大量电能，A 项正确。B 项中，氨氮废水(含 NH 及 NH3)可用化学氧化法或电化学氧化法氧化为氮气＋ 4除去，B 项正确。C 项中，假设细胞内目标分子数为 N，则 N 个分子的物质的量浓度为mol·L－1 ，该数值大小约为 10－12 ～10 －11 ，C 项正确。D 项中，N6.02×1023×10－ 12甲醇的热值和汽油的热值不同，向汽油中添加甲醇后，该混合燃料的热值要发生变化，D项错误。9．(2016·徐州高三模拟)联合制碱法中关键的一步是把 NH4Cl 从几乎饱和的 NaHCO3溶液中分离出来，为此根据 NaCl和 NH4Cl 溶解度的差异，向混合溶液中通入某种气体，同时加入磨细的食盐，可析出不夹带 NaHCO3的 NH4Cl。NaCl 和 NH4Cl 共同存在时的溶解度曲线如图所示，以下操作正确的是( )选项 通入气体 温度控制A CO2 30～40 ℃B CO2 0～10 ℃C NH3 30～40 ℃D NH3 0～10 ℃解析：选 D。由图可知，溶液的温度在 0～10 ℃的范围内，有利于 NaCl 的溶解和 NH4Cl 的析出。向溶液中加 NaCl 增大 Cl－ 的浓度，向溶液中通 NH3增大 NH 的浓度，都有利于＋ 4NH4Cl 的析出。二、非选择题10．(2016·武汉高三调研)化学肥料在农业生产中有重要作用。农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥和钾肥。(1)普钙是磷肥，它的有效成分是________(写化学式)。(2)尿素是一种含氮量较高的氮肥，工业生产尿素是将氨气与二氧化碳在加压、加热的条件3下反应生成氨基甲酸铵(H 2NCOONH4)，再使氨基甲酸铵脱水得到尿素。反应的化学方程式为________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(3)农谚说的“粪和灰，肥料飞”指的是粪尿与草木灰搅和在一起会降低肥效。请你说明其中的化学原理：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)普钙的主要成分为 Ca(H2PO4)2·H2O 与 CaSO4，其有效成分为 Ca(H2PO4)2·H2O。(2)由题中信息，利用原子守恒可直接写出反应的化学方程式：2NH3＋CO 2 H2NCOONH4、H 2NCOONH4 H2NCONH2＋H 2O。= = = = =加 压 △ = = = = =△ 答案：(1)Ca(H 2PO4)2·H2O(2)2NH3＋CO 2 H2NCOONH4= = = = =加 压 △H2NCOONH4 H2NCONH2＋H 2O= = = = =△ (3)粪尿中的氮元素最终转化为铵盐，而草木灰的有效成分为 K2CO3，CO 与 NH 发生相2－3 ＋ 4互促进水解的反应生成 NH3逸出而降低肥效11．工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题：(1)路布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅烧，再浸取、结晶而制得纯碱。①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________(已知产物之一为 CaS)。(2)氨碱法的工艺如下图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。①图中的中间产物 C 是____________，D 是________________________________________________________________________；(写化学式)②装置乙中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________。(3)联合制碱法是对氨碱法的改进，其优点是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石等为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度( S)随温度变化曲线，分析说明是否可行？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4解析：(1)①食盐和浓硫酸反应可制取挥发性 HCl：NaCl＋H 2SO4(浓)===NaHSO4＋HCl↑、NaCl＋NaHSO 4===Na2SO4＋HCl↑或 2NaCl＋H 2SO4(浓)===Na2SO4＋2HCl↑。②Na 2SO4、CaCO 3和 C 在高温下反应，其中一种产物为 CaS，说明该反应为氧化还原反应，反应的产物中应有 CO 气体：Na2SO4＋CaCO 3＋4C CaS＋Na 2CO3＋4CO↑。= = = = =高 温 (2)由工艺流程图可知，NH 4Cl 应与 Ca(OH)2反应生成 CaCl2并产生 NH3，NH 3通入 NaCl 溶液中，D 为 NH3。乙中发生反应为 NH3＋CO 2＋NaCl＋H 2O===NaHCO3↓＋NH 4Cl。答案：(1)①NaCl＋H 2SO4(浓)= ==NaHSO4＋HCl↑、NaCl＋NaHSO 4===Na2SO4＋HCl↑(或2NaCl＋H 2SO4(浓)= ==Na2SO4＋2HCl↑)②Na 2SO4＋CaCO 3＋4C CaS＋Na 2CO3＋4CO↑= = = = =高 温 (2)①Ca(OH) 2 NH 3②NH 3＋CO 2＋NaCl＋H 2O===NaHCO3↓＋NH 4Cl(3)提高了食盐的利用率；副产物 NH4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO 转化成 CO2，革除了 CaCO3制 CO2的工序(4)不可行，由溶解度( S)随温度变化曲线可知，NaHCO 3的溶解度较小且受温度的影响不大；KHCO3的溶解度较大且受温度的影响较大，并且 KHCO3的溶解度与 NH4Cl 相差不大，故不能用氨碱法制碳酸钾12．(2016·沈阳高三模拟)制取硝酸铵的流程图如下：请回答下列问题：(1)合成氨原料的来源：________________________________________________________________________。(2)已知 N2(g)＋3H 2(g) 2NH3(g)Δ H＝－92 kJ·mol －1①可逆反应的定义：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②为有效提高氨的产率，实际生产中宜采取的措施是________________________________________________________________________。(3)氨催化氧化的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，Pt­Rh 合金网的作用为________________，Pt­Rh 合金网未预热也呈红热状态的原因是5________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，如何消除它们对大气的污染？__________________，写出有关化学反应方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)硝酸铵的两种主要用途是________________________________________________________________________。(6)在一定温度和压强的密闭容器中，将平均相对分子质量为 8.5 的 H2和 N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气的平均相对分子质量为 10，试求此时 N2的转化率和平衡混合气体中 NH3的体积分数分别为____________、__________________。解析：(1)氮气的来源是空气，而氢气来源于燃料(煤、石油产品等)与水反应的产物。(2)①可逆反应是指在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应；②为提高合成氨的产率，可采取增压、适当温度和使用铁触媒等措施。(3)氨的催化氧化反应为放热反应，故 Pt­Rh 合金网虽未预热也呈红热状态。(4)氮的氧化物可以用碱液吸收消除其危害。(6)根据“十字交叉法”可得： ，则 n(N2)∶ n(H2)＝6.5∶19.5＝1∶3。设反应前混合气体的总物质的量为 4 mol，平均相对分子质量与气体的总物质的量成反比，设反应后气体的总物质的量为 x mol，则有： ＝ ， x＝3.4，反应前后气体的物质的量8.510 x4差值为 0.6 mol，设反应消耗 N2的物质的量为 y mol，生成 NH3的物质的量为 z mol，则有：N2 ＋ 3H 2 2NH 3 物质的量之差1 2 2y mol z mol 0.6 moly＝0.3， z＝0.6，N2的转化率为 ×100%＝30%；0.31平衡混合气体中 NH3的体积分数为 ×100%＝17.6%。0.63.4答案：(1)N 2来源于空气，H 2可来源于水煤气(2)①在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应②增压、适当温度和使用铁触媒等(3)4NH3＋5O 2 4NO＋ 6H2O 作催化剂 氨的催化氧化反应是放热反应，可使 Pt­Rh=====Pt­Rh △合金网达到一定温度而不必预热(4)可用碱溶液吸收氮的氧化物 NO＋NO 2＋2NaOH= ==2NaNO2＋H 2O(5)可作化肥和炸药 (6)30% 17.6%13．(2016·唐山高三摸底)有机合成中常用的钯/活性炭催化剂若长期使用，会被铁、有机化合物等杂质污染而失去活性，成为废催化剂。一种由废催化剂制取 PdCl2的工艺流程如下：(1)“焙烧 1”通入空气的目的是使有机化合物、活性炭等可燃物通过燃烧而除掉，通入空6气过多反而不利于达到目的，其原因是________________________________________________________________________。(2)甲酸在反应中被氧化为二氧化碳，写出甲酸与 PdO 反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(3)加浓氨水时，钯转变为可溶性[Pd(NH 3)4]2＋ ，此时铁的存在形式是________________(写化学式)。(4)加入浓氨水的过程中需要控制溶液的 pH 为 8～9，实验室检测溶液 pH 的操作方法是________________________________________________________________________。(5)“焙烧 2”的目的是________________________________________________________________________。(6)与“焙烧 2”产生的气体组成元素相同的化合物是________(填化学式)，该物质与空气形成一种环保型碱性燃料电池，其负极反应式为________________________________________________________________________。(7)Pd 中加入王水的反应可以表示为 Pd＋HCl＋HNO 3― →A＋B↑＋H 2O(未配平)。其中 B 为无色有毒气体，该气体在空气中不能稳定存在；A 中含有三种元素，其中 Pd 元素的质量分数为 42.4%，H 元素的质量分数为 0.8%，则 A 的化学式为________。解析：(2)甲酸在反应中被氧化为二氧化碳，则甲酸与 PdO 反应的化学方程式为HCOOH＋PdO Pd＋CO 2↑＋H 2O。(3)加浓氨水时，溶液中的 Fe3＋ 会发生沉淀= = = = =△ 反应产生 Fe(OH)3沉淀。(5)“焙烧 2”的目的是使 Pd(NH3)2Cl2转化成 PdCl2，即脱氨。(6)与“焙烧 2”产生的气体 NH3组成元素相同的化合物是 N2H4，该物质与空气形成一种环保型碱性燃料电池，其负极是 N2H4失去电子被氧化，反应式为N2H4＋4OH － －4e － ===N2↑＋4H 2O。(7)B 为无色有毒气体，该气体在空气中不能稳定存在，则 B 是 NO；A 中含有三种元素，其中 Pd 元素的质量分数为 42.4%，H 元素的质量分数为0.8%，且 Pd 元素反应后变为＋2 价，根据原子守恒，结合化合物中正、负化合价的代数和为 0 可知 A 中还含有的元素是 Cl，假设总质量是 100，它们的个数比为 N(Pd)∶ N(H)∶N(Cl)＝(42.4÷106)∶(0.8÷1)∶[(100－42.4－0.8)÷35.5]＝0.4∶0.8∶1.6＝1∶2∶4，所以 A 的化学式为 H2PdCl4。答案：(1)大量的空气会带走大量的热，使反应器内温度过低，甚至不能发生反应(2)HCOOH＋PdO Pd＋CO 2↑＋H 2O= = = = =△ (3)Fe(OH)3(4)用洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在 pH 试纸上，与标准比色卡对比，读出 pH(5)脱氨[使 Pd(NH3)2Cl2转化成 PdCl2](6)N2H4 N 2H4＋4OH － －4e － ===N2↑＋4H 2O(7)H2PdCl41模块综合检测[学生用书单独成册](时间：45 分钟；满分：100 分)一、选择题(本题包括 9 个小题，每小题 5 分，共 45 分)1．生产、生活离不开各种化学物质，下列说法不正确的是( )A．不需要通过化学反应就能从海水中获得食盐和淡水B．潜水艇在紧急情况下可用过氧化钠供氧C．氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂D．工业上常用硅制造光导纤维解析：选 D。制作光导纤维的材料应为 SiO2。2．氨气是化肥工业的主要原料，要解决氨气的工业化生产，关键是解决氢气的来源问题。下列最适用于工业制氢的方法是( )A．电解水制取氢气B．用煤或焦炭制取氢气C．用天然气制取氢气D．用盐酸和金属反应制取氢气解析：选 C。题目考查了制氨气所需原料之一的氢气的制备方法，作为工业生产，首先要保证成本较低，有较大的经济效益。A 中电解水制氢气，电能消耗大，成本高，不适用于工业生产中制取大量的氢气；B 中用煤或焦炭作原料，容易造成污染，且相对于用天然气作原料投资较大、能耗较高；C 中天然气作为清洁能源，便于管道运输，且用其制取氢气时，投资较少、能耗较低；D 中用盐酸和金属反应制取氢气成本更高。3．下列叙述正确的是( )①工业上合成非氧化物陶瓷氮化硅(Si 3N4)需要在高温、空气气氛中进行②建设三峡大坝需要使用大量水泥，水泥是硅酸盐材料③夏天人们使用由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛④太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能A．①②③ B．①②④C．③④ D．②④解析：选 D。合成 Si3N4应隔绝空气，防止生成 SiO2，①错；Cu 2O 制造红色玻璃，变色眼镜中添加的是 AgBr，③错。4．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，应分类回收利用解析：选 D。A 项，为了提高农作物的产量和质量，应研发高效低毒的农药，降低蔬菜的农药残留量；B 项，绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染；C 项，化石能源是有限的一次能源，为了长远的可持续发展，必须开发新能源；D 项，垃圾也是一种重要的资源。综合分析可知，本题选 D 项。5．下列说法中不正确的是( )A．煮沸暂时硬水后，水的硬度一定降低B．硬水中加入适量石灰水后，由于生成 Mg(OH)2、CaCO 3沉淀，水就软化了C．永久硬水主要是由含有 Ca2＋ 、Mg 2＋ 的硫酸盐和氯化物形成的，加热煮沸是不能软化的D．如果用 RH 型离子交换树脂软化硬水，则发生的交换反应可以表示为Ca2＋ ＋2RH= ==CaR2＋2H ＋解析：选 B。加入石灰水后只能除去暂时硬度，并将 Mg2＋ 引起的永久硬度转化为 Ca2＋ 引起的永久硬度，仍然存在大量 Ca2＋ 。6．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，如图为海水利用的部分过程。下列有关说法正确的是( )2A．制取 NaHCO3是利用其溶解度小于 NaCl 的溶解度B．用澄清石灰水可鉴别 NaHCO3和 Na2CO3C．在第③、④、⑤步骤中，溴元素均被氧化D．工业上通过电解饱和 MgCl2溶液制取金属镁解析：选 A。B 项，分别向碳酸钠和碳酸氢钠溶液中加入澄清石灰水，均有白色沉淀产生，故不能鉴别；C 项，步骤④中，溴元素被还原，故不正确；D 项，工业上采用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁，故不正确。7．下列有关金属材料的说法正确的是( )A．纳米铜能在氧气中燃烧，说明了纳米铜比普通铜的还原性强B． “辽宁舰”上用于舰载机降落的拦阻索是特种钢缆，该特种钢缆属于金属材料C．电解制得的金属镁必须在氮气氛围内冷却D．铝合金的大量使用归功于人们能使用焦炭等还原剂从氧化铝中获得铝解析：选 B。纳米铜和普通铜的还原性强弱相同，A 错；电解得到的金属镁可以在不与其反应的气体(如 He)氛围内冷却，C 错；焦炭不能还原氧化铝，工业上用电解法制备铝，D 错。8．下列有关生活和生产中化学知识的描述正确的是( )A．合金材料中不可能含有非金属元素B．日常生活中使用可降解塑料以防止“白色污染”C． “天宫一号”使用的碳纤维是一种新型的有机高分子材料D．生铁炼钢时须除去生铁中的碳，以避免因钢铁中含有碳而发生电化学腐蚀解析：选 B。合金可以由金属单质和金属单质或金属单质和非金属单质构成，A 错；碳纤维是一种复合材料，不是新型有机高分子材料，C 错；生铁炼钢的过程中，含碳量减少，但碳不能被完全除去，D 错。9．下列有关化工生产的叙述中正确的是( )A．将煤液化、气化，有利于提高燃料的燃烧效率，减少污染物的排放B．侯氏制碱法，是向饱和 NaCl 溶液中先通入 CO2再通入氨气制取纯碱C．电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量与阴极析出铜的质量相等D．工业生产硫酸时，建高烟囱可以降低地面 SO2的浓度，减少空气污染解析：选 A。侯氏制碱法，是向饱和 NaCl 溶液中先通入氨气再通入 CO2，利于 CO2的吸收；电解精炼铜时，由于阳极还有杂质金属(如铁、锌等)溶解，所以阳极溶解铜的质量小于阴极析出铜的质量；工业生产硫酸时，建高烟囱可以降低地面 SO2的浓度，但产生的 SO2总量不变，因此不能减少空气污染。二、非选择题(本题包括 4 个小题，共 55 分)10．(9 分)从海水中提纯粗盐后的母液中含有 K＋ 、Na ＋ 、Mg 2＋ 等阳离子，对母液进行一系列的加工可制得金属镁。(1)从离子反应的角度思考，在母液中加入石灰乳所起的作用是________________________________________________________________________。(2)石灰乳是生石灰与水作用形成的化合物，从充分利用当地海洋化学资源，提高生产与经济效益的角度考虑，生产生石灰的主要原料是____________。(3)电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境里冷却后即为固体镁，下列物质中可以用做镁蒸气的冷却剂的是(填写代号)________。A．H 2 B．CO 2 C．空气 D．O 2 E．水蒸气解析：(1)Mg(OH) 2难溶于水，Ca(OH) 2微溶于水。在 K＋ 、Na ＋ 、Mg 2＋ 等阳离子中，Mg 2＋ 与石灰乳提供的 OH－ 反应生成 Mg(OH)2沉淀。(2)“充分利用当地海洋化学资源” ，它暗示的是利用贝壳中的 CaCO3生产生石灰。(3)镁单质易被氧化，因此冷却镁蒸气应在还原性的氛围中冷却，题给物质中只有 H2不和 Mg反应。3答案：(1)沉淀 Mg2＋ [或制取 Mg(OH)2] (2)贝壳 (3)A11．(15 分)金属钛(Ti)因具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注，被誉为“未来金属” 。常温下钛不和非金属、强酸反应，加热至红热时，能与常见的非金属反应。工业上由钛铁矿(主要成分为 FeTiO3)制取金属钛的主要工艺过程如下：(1)从金属矿石中提炼金属一般需要经过三个阶段，上述工艺中涉及的有________________、金属的精炼；没有涉及的一个阶段是________________；生铁实际上属于铁、______等元素形成的合金。若生产中碳的氧化产物主要为一种可燃性气体，请分别写出反应①、②的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(2)生产中，碳除了作还原剂还原金属矿物外，另一个重要作用是________________________；反应③是在氩气的环境中进行，目的是________________________，如何从反应③后的固体中获得金属钛：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)反应①、②中生成的可燃性气体是 CO，反应①中除 CO 外还有单质铁、TiO 2生成；反应②中产物只有 CO、TiCl 4两种。(2)因上述冶炼均需要在高温下进行，故碳的另一个作用就是燃烧，提供反应所需要的热能。反应③结束后，固体物质为钛、镁、MgCl 2的混合物，结合题目信息知加盐酸或稀硫酸后就可以溶解镁及 MgCl2，然后过滤得到钛。答案：(1)矿石中金属元素的还原 矿石的富集 碳FeTiO3＋C Fe＋TiO 2＋CO↑ TiO 2＋2Cl 2＋2C TiCl4＋2CO= = = = =高 温 = = = = =△ (2)作燃料，提供反应所需要的热能 防止钛、镁被空气氧化 向固体中加入足量盐酸(或稀硫酸)，充分反应后过滤，洗涤，干燥12．(15 分)(2015·高考全国卷Ⅱ，36,15 分)苯酚和丙酮都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：相关化合物的物理常数物质 相对分子质量 密度/(g·cm －3 ) 沸点/℃异丙苯 120 0.864 0 1534丙酮 58 0.789 8 56.5苯酚 94 1.072 2 182回答下列问题：(1)在反应器 A 中通入的 X 是________。(2)反应①和②分别在装置________和________中进行。(填装置符号)(3)在分解釜 C 中加入的 Y 为少量浓硫酸，其作用是______________，优点是用量少，缺点是________。(4)反应②为________(填“放热”或“吸热”)反应。反应温度应控制在 50～60 ℃，温度过高的安全隐患是________。(5)中和釜 D 中加入的 Z 最适宜的是________ (填标号，已知苯酚是一种弱酸)。a．NaOH b．CaCO 3 c．NaHCO 3 d．CaO(6)蒸馏塔 F 中的馏出物 T 和 P 分别是________和________，判断的依据是________________________________________________________________________。(7)用该方法合成苯酚和丙酮的优点是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由反应原理可知，异丙苯先被 O2氧化生成异丙苯过氧化氢，异丙苯过氧化氢再在酸性溶液中转化为苯酚和丙酮，结合工艺流程图可知，反应器 A 中通入的气体 X 应作为反应物，故 X 是 O2。(2)反应①异丙苯与 O2在装置 A 中进行，生成异丙苯过氧化氢，生成的异丙苯过氧化氢在装置 C(分解釜)中发生分解生成苯酚和丙酮。(3)反应②在酸性条件下进行，加入少量浓硫酸可提供酸性环境，加快化学反应速率。浓硫酸具有较强的腐蚀性，容易腐蚀反应设备。(4)反应②的 Δ H＜0，则该反应为放热反应。异丙苯过氧化氢在温度较高时易放出 O2，引起爆炸，故反应②将温度控制在 50～60 ℃。(5)中和釜 D 中发生反应的作用是除去硫酸，并防止苯酚转化为苯酚盐；CaCO 3、CaO 与H2SO4反应都生成微溶性 CaSO4，影响中和效果，NaOH 的碱性较强，具有较强的腐蚀性，且能与苯酚反应生成苯酚钠，NaHCO 3能除去硫酸，且不和苯酚反应，故可选用 NaHCO3。(6)丙酮的沸点为 56.5 ℃、苯酚的沸点为 182 ℃，丙酮的沸点低于苯酚，在蒸馏过程中先被蒸出。由图可知，蒸馏塔 F 中先蒸出 T，后蒸出 P，因此 T 为丙酮，P 为苯酚。(7)反应①、②中，反应物原子最终都转化到苯酚和丙酮中，原子利用率为 100%，故该方法的优点是原子利用率高。答案：(1)O 2(或空气)(2)A C(3)催化剂(提高反应速率) 腐蚀设备(4)放热 可能会导致(过氧化物)爆炸(5)c(6)丙酮 苯酚 丙酮的沸点低于苯酚(7)原子利用率高13．(16 分)化学工艺的实现涉及很多问题，如化学反应原理、原料的选择、工艺流程、综合经济效益等。请回答下列有关问题：(1)氨是最重要的氮肥，其合成原理为 N2(g)＋3H 2(g) 2NH3(g) Δ H＝－92.4 kJ·mol－1 。1998 年希腊科学家采用高质子导电性的 SCY 陶瓷(能传递 H＋ )，实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如图，则正极的电极反应式为________________________________________________________________________。5(2)已知热化学方程式：Mg(OH)2(s)===MgO(s)＋H 2O(g)Δ H＝＋81.5 kJ·mol －1Al(OH)3(s)=== Al2O3(s)＋ H2O(g)12 32Δ H＝＋87.7 kJ·mol －1①Mg(OH) 2和 Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②等质量 Mg(OH)2和 Al(OH)3相比，阻燃效果较好的是__________________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)工业上，铝的生产流程如图所示：①写出从铝土矿(主要成分是氧化铝，含量低，还含有氧化铁、氧化镁和二氧化硅)中获得符合要求的氧化铝(纯度高)的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(只写含有铝元素的化学方程式)。②电解氧化铝时，加入________(填物质名称)作助熔剂。解析：(1)正极上 N2发生还原反应，且 H＋ 向正极移动参与反应。(3)①首先铝土矿与 NaOH溶液反应，分离出 Fe2O3和 MgO，Al 2O3转化为 NaAlO2，然后通入 CO2，NaAlO 2转化为 Al(OH)3，最后 Al(OH)3受热分解得到 Al2O3。答案：(1)N 2＋6H ＋ ＋6e － ===2NH3(2)①Mg(OH) 2和 Al(OH)3受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的 MgO、Al 2O3覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳②Mg(OH) 2 Mg(OH) 2吸热效率为 81.5 kJ·mol－1 ÷58 g·mol－1 ＝1.41 kJ·g－1 ，Al(OH) 3吸热效率为 87.7 kJ·mol－1 ÷78 g·mol－1 ＝1.12 kJ·g－1 ，等质量的 Mg(OH)2比 Al(OH)3吸热多(3)①Al 2O3＋2NaOH= ==2NaAlO2＋H 2O，NaAlO 2＋2H 2O＋CO 2===Al(OH)3↓＋NaHCO 3,2Al(OH)3Al2O3＋3H 2O= = = = =△ ②冰晶石(六氟合铝酸钠)(或氟化钙)