讲练测2017届高考化学一轮复习 模块六 选修部分 专题十六 化学与技术（课件+试题）（打包9套）.zip

1第 1 步 高考真题试水1．(2013·上海卷)与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是( )A．原料利用率高 B．设备少C．循环利用的物质多 D．原料易得解析：本题考查了两种制碱法的区别与联系。侯氏制碱法最大的优点是食盐的利用率高，应用同量的食盐比索尔维制碱法获得的纯碱多。答案：A2．(2012·重庆卷)化学工业是国民经济的支柱产业，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：N 2＋3H 2 2NH3，A 涉及化学变化，   高 温 、 高 压 催 化 剂3CO＋Fe 2O3 3CO2＋2Fe，B 涉及化学变化；= = = = =高 温 S＋O 2 SO2,2SO2＋O 2 2SO3，C 涉及化学变化；分馏是利用物质沸点= = = = =点 燃    催 化 剂 △不同进行分离，是物理变化，故选 D。答案：D3．(2014·山东卷)工业上用重铬酸钠(Na 2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质 Fe3＋ )生产重铬酸钾(K 2Cr2O7)。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：2(1)由 Na2Cr2O7生产 K2Cr2O7的化学方程式为________________ _______________________________________________________。通过冷却结晶析出大量 K2Cr2O7的原因是______________ _____________________________________________________________________________________________________________________。(2)向 Na2Cr2O7母液中加碱液调 pH 的目的是______________ __________________________________________________________。(3)固体 A 主要为________(填化学式，下同)。固体 B 主要为________。(4)用热水洗涤固体 A，回收的洗涤液转移到母液________(填“Ⅰ” “Ⅱ”或“Ⅲ”)中，既能提高产率又可使能耗最低。解析：本题考查重结晶法分离混合物。Na 2Cr2O7母液的 pH 调节到 4 左右时溶液中的Fe3＋ 生成 Fe(OH)3而沉淀出来，故母液 I 的主要成分是 Na2Cr2O7，加入 KCl 后溶液中共有四种离子 Na＋ 、K ＋ 、Cr 2O 、Cl － ，由图示可看出 NaCl、KCl 的溶解度随温度的变化不大，2－7而 K2Cr2O7的溶解度随温度的升高增大的较快，只要加入 KCl 后蒸发溶液然后降温，NaCl很难从溶液中析出，但 K2Cr2O7的溶解度急剧减小而从溶液中析出，反应的化学方程式为Na2Cr2O7＋2KCl= ==K2Cr2O7↓＋ 2NaCl，则母液Ⅱ中主要含有大量的 NaCl 和少量的 K2Cr2O7，将母液Ⅱ升高温度蒸发时，由于 K2Cr2O7溶解度变大而不会从溶液中析出，但大量的 NaCl随着溶液的蒸发而析出，故固体 A 为 NaCl，母液Ⅲ中含有少量 NaCl 和少量的 K2Cr2O7，故冷却母液Ⅲ会析出 K2Cr2O7，则固体 B 为 K2Cr2O7；固体 A 的主要成分是 NaCl，同时含有少量的 K2Cr2O7，用热水洗涤时，洗涤液中含有大量的 K2Cr2O7，故洗涤液应转移到母液Ⅱ中。3答案：(1)Na 2Cr2O7＋2KCl= ==K2Cr2O7↓＋2NaCl 低温下 K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随着温度的降低，K 2Cr2O7溶解度明显减小(合理即可)(2)除去 Fe3＋ (3)NaCl K 2Cr2O7 (4)Ⅱ4．(2015·新课标全国卷Ⅱ)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：Δ H＝－116 kJ·mol －1Δ H＝－253 kJ·mol －1A．反应器 B．蒸发器 C.分解釜 D．中和釜 E．水洗塔 F．蒸馏塔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 0 153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 ℃，4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 3c．NaHCO 3 d.CaO(6)蒸馏塔 F 中的馏出物 T 和 P 分别为________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)异丙苯被氧气氧化为异丙苯过氧化氢，异丙苯过氧化氢在酸性条件下分解得到苯酚和丙酮，则反应器中通入的应该为 O2。(2)根据流程图以及异丙苯过氧化氢在酸性条件下分解可知反应①和②分别在装置 A 和 C 中进行。(3)异丙苯过氧化氢在酸性条件下分解，所以浓硫酸的作用是做催化剂，浓硫酸属于强酸，能够腐蚀设备。(4)Δ H 小于 0，反应②为放热反应，过氧化物不稳定，温度过高生成易挥发的物质容易发生爆炸。(5)用来中和酸的 Z 物质应该是碱性物质且不能与苯酚反应，则应为 NaHCO3。(6)沸点越低越易挥发，则 T、P 分别为丙酮和苯酚。(7)反应①和②都无副产物，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5．(2015·新课标全国卷Ⅰ)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl 难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是 Cu 和少量 CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产 CuCl 的工艺过程如下：回答下列问题：(1)步骤①中得到的氧化产物是________，溶解温度应控制在 60～70 ℃，原因是__________________________。(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式____________。(3)步骤⑤包括用 pH＝2 的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是________(写名称)。(4)上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是_____________ ___________。(5)步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有________(填字母)。5A．分馏塔 B．离心机C．反应釜 D．框式压滤机(6)准确称取所制备的氯化亚铜样品 m g，将其置于过量的 FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用 a mol·L－1 的 K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗 K2Cr2O7溶液 b mL，反应中 Cr2O 被还原为 Cr3＋ 。样品中 CuCl 的质量分数为________。2－7解析：(1)海绵铜的主要成分是 Cu 与 CuO，溶解所需试剂中有硝酸铵、水、硫酸，则Cu 被氧化为铜离子；由后面的流程可回收硫酸铵，可知溶液中的硫酸根离子未被还原，所以得到的氧化产物为 CuSO4，而不是硝酸铜；铵盐受热容易分解，且溶解速度不能太慢，故应该控制温度在 60～70℃。(2)步骤③反应后过滤，说明步骤③反应中有沉淀产生，则该沉淀为 CuCl 沉淀，结合硫酸铵的回收，可知步骤③发生的离子反应为 2Cu2＋ ＋SO ＋2Cl － ＋H 2O===2CuCl↓＋SO2－3＋2H ＋ 。2－4(3)氯化亚铜易被氧化，且易溶于氯离子浓度较大的体系，则酸洗应该用硫酸。(4)乙醇易挥发，醇洗可以除去氯化亚铜表面附着的杂质，降低氯化亚铜的溶解度，得到纯净的固体。(5)分馏塔用于液液分离，离心机可利用离心力的作用使液体中的固体沉降，达到固液分离的目的；反应釜为发生反应的设备；框式压滤机可以使物料中的水通过挤压而排出，达到固液分离的目的，应选 B、D。(6)6 CuCl ～ 6 Fe 2＋ ～ Cr 2O2－76 mol 1 molx a mol·L－1 ×b×10－3 Lx＝6 ab×10－3 mol样品中 CuCl 的质量分数为：×100%＝ %6ab×10－ 3mol×99.5 g·mol－ 1m g 59.7abm答案：(1)CuSO 4或 Cu2＋ 温度低溶解速度慢、 温度过高铵盐分解 (2)2Cu2＋ ＋SO ＋2Cl － ＋H 2O===2CuCl↓＋SO ＋2H ＋ 2－3 2－4(3)硫酸 (4)醇洗有利加快去除 CuCl 表面水分，防止其水解氧化 (5)B、D(6) %59.7abm1第 4 步 模拟练习达标1．(2016·江西南昌铁路中学 3 月检测)工业生产 Na2S 常用方法是无水芒硝(Na 2SO4)—碳还原法，其流程示意图如下：(1)若煅烧阶段所得气体为等物质的量的 CO 和 CO2。写出煅烧时发生的总反应方程式：____________________________ ____________________________________________。(2)用碱液浸出产品比用热水更好，理由是________________ ________________________________________________________。(3)废水中汞常用硫化钠除去，汞的除去率与溶液 pH 和硫化钠实际用量与理论用量比值 x 的关系如图所示。为使除汞达到最佳效果，应控制的条件是_____________________________________________ ___________________________。(4)取 Na2S(含少量 NaOH)，加入到 CuSO4溶液中，充分搅拌，若反应后溶液 pH＝4，此时溶液中 c(S2－ )＝________mol·L －1 [已知：CuS 的 Ksp＝8.8×10 －36 ；Cu(OH) 2的Ksp＝2.2×10 －20 (保留 2 位有效数字)]。(5)纳米 Cu2O 常用电解法制备，制备过程用铜棒和石墨棒作电极，Cu(NO 3)2作电解液。电解生成 Cu2O 应在________(填“阳极”或“阴极”)；该电极 pH 将________(填“升高”“不变”或“降低”)，用电极方程式解释 pH 发生变化的原因：_______________________________________________________________________________2_________________________________________________________________。解析：(1)由题意分析知，反应除生成等物质的量的 CO 和 CO2外还生成 Na2S。(2)Na 2S是强碱弱酸盐，水解后溶液显碱性，加热会促进 S2－ 水解，而加碱则可以抑制其水解。(3)由图象可知当 pH 介于 9.0～10.0， x＝12.0 时汞的除去率最大。(4)pH＝4，则 c(OH－ )＝10 －10 mol·L－1 ，根据 Cu(OH)2溶度积可求得 c(Cu2＋ )＝2.2 mol·L－1 ，代入 CuS 的溶度积求得 c(S2－ )＝4×10 －36 mol·L－1 。(5)Cu 由＋2 价变为＋1 价，得电子，所以在阴极反应：2Cu 2＋ ＋2e － ＋H 2O===Cu2O↓ ＋2H ＋ ，有 H＋ 生成，所以溶液的 pH 降低。答案：(1)3Na 2SO4＋8C 3Na2S＋4CO 2↑＋4CO↑= = = = =△ (2)热水能促进 Na2S 水解，而稀碱可抑制 Na2S 水解(3)pH 介于 9.0～10.0 之间， x＝12.0(4)4.0×10－36(5)阴极 降低 2Cu 2＋ ＋2e － ＋H 2O===Cu2O↓＋2H ＋2．(2016·河北唐山一中期末)2013 年硫酸工业污染物排放标准中二氧化硫在尾气中的含量不得超过 0.05 mg/m3，可见硫酸工业生产既要考虑经济效益，也要考虑社会效益。(1)在用硫铁矿生产硫酸的过程中，与之无关的设备是( )a．吸收塔 b．接触室c．沸腾炉 d．氧化炉(2)为了提高 SO2转化为 SO3的质量分数，工业上常使用适当过量的空气，从接触室导出的气体的成分是________。(3)在硫酸工业中，常用浓 H2SO4而不用水吸收 SO3是因为________；为了消除硫酸厂尾气排放对环境污染，常用氨水吸收 SO2，化学方程式为_______________________________________________ _________________________。(4)压强及温度对 SO2转化率的影响如下：3工业上，二氧化硫催化氧化过程采用的是常压而不是高压，主要原因是_____________________________________________________ __________________________________________________________________________________________。分析上表数据可知，二氧化硫的催化氧化是放热反应，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)接触法制硫酸的过程中，已知进入接触室的气体体积组成是：SO 2占 8%、N 2占81%、O 2占 11%，在一定温度下，反应达到平衡后总体积变为原来的 96.5%，则 SO2转化为SO3的百分率为________。解析：(1)工业制硫酸的过程是硫铁矿石在沸腾炉中燃烧生成 SO2，SO 2在接触室中氧化为 SO3，SO 3在吸收塔中被浓硫酸吸收生成硫酸，故所用设备中没有氧化炉。(2)SO 2被空气氧化为 SO3是可逆反应，因此从接触室中导出的气体是 SO3、O 2、SO 2、N 2。(5)设反应前气体的体积为 100 L，则 Δ V＝3.5 L，即反应的 O2体积为 3.5 L，则反应的 SO2体积为 7 L，则 SO2的转化率＝ ×100%＝87.5%。78答案：(1)d (2)SO 3、O 2、SO 2、N 2 (3)用水吸收易形成酸雾，阻碍 SO3再吸收SO2＋2NH 3·H2O===(NH4)2SO3＋H 2O(合理即可)(4)常压时 SO2的转化率已经很大，增大压强会增加动力成本和设备成本 压强一定时，温度升高，SO 2转化率下降 (5)87.5%3．(2016·辽宁大连 21 中期末)长效碳酸氢铵是我国自主研发的一种新型化肥，工业4生产碳酸氢铵的工艺流程如下：根据题意回答下列问题：(1)操作 1 由多步组成，包括冷却、过滤、洗涤、干燥；实验室进行过滤操作用到的玻璃仪器有________，实验室进行该洗涤操作时宜用酒精代替水洗涤，理由是________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________；(2)分离工序是将氨从反应混合物中分离出来，其分离原理利用了氨的________性质，设计循环Ⅰ的目的是_________________ _____________________；(3)造气工序包括脱硫过程，目的是除去气体中的 SO2等气体，实验室进行此操作可选用的试剂是________(填写编号)；a．NaHCO 3溶液 b．NaOH 溶液c．Ca(OH) 2溶液 d．Na 2SO3溶液(4)索尔维创建氨碱法不久后的 1898 年，施莱信(Schlosing)就提出用碳酸氢铵固体与氯化钠饱和溶液作用生成碳酸氢钠再加热制纯碱的方法。写出生成碳酸氢钠的化学方程式：______________________________________________________；为了进一步提纯碳酸氢钠晶体，可采用的方法有：________(填写编号)；a．加热灼烧法 b．重结晶法c．酸中和法 d．碱沉淀法(5)测定施莱信法生成的碳酸氢钠样品中碳酸氢钠的质量分数，分别称取 m g 样品进行试验，下列方案中最合理的是________(填写编号)。a．加入硫酸→气体通过排水量气装置→收集到气体 n L(折算成标准状况)b．加热→冷却→溶解→加入 BaCl2→过滤、洗涤、干燥→称量固体为 n gc．溶解→加入酚酞作指示剂→用 w mol/L NaOH 溶液滴定，耗用 NaOH n mLd．加入盐酸→气体通过碱石灰→称量碱石灰增重 n g样品中碳酸氢钠的质量分数为________(用含 m、 n 或 w、 n、 m 的代数式表示)。解析：(1)碳酸氢铵易溶于水，用水洗涤易造成损失。(2)合成氨反应中利用氨气易液化的性质，不断分离出氨气，使化学平衡正向移动。并使氨气循环使用，以增加原料利用5率。(3)注意造气工序除去气体中的 SO2时，不能消耗二氧化碳。(4)碳酸氢钠不稳定，受热易分解生成碳酸钠、二氧化碳和水；分离互溶的两种盐．一般用结晶法。(5)样品中含有NH4HCO3，所以 b 最合理。答案：(1)烧杯、漏斗、玻璃棒 减少洗涤时固体碳酸氢铵的损失 (2)易液化 提高原料气的利用率(3)ad (4)NH 4HCO3＋NaCl= ==NaHCO3↓＋NH 4Cl b(5)b 168n197m4．(2016·湖北武汉调研)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、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“粪和肥，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：_________________ _______________________________________________________。(4)合成氨是生产氮肥的重要环节。合成氨生产简易流程示意图如下：从示意图可知其存在循环操作。简要说明为什么在化工生产中经常采用循环操作？__________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)普钙的成分为 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方程式：2NH3＋CO 2 H2NCOONH4、H 2NCOONH4 H2NCONH2＋H 2O。(4)可从= = = = =加 热 、 加 压 = = = = =△ 6生产成本(原料的利用率)、生产原理、生产工艺以及环保等角度综合分析化工生产过程中设计循环操作的目的、作用。答案：(1)Ca(H 2PO4)2·H2O(2)2NH3＋CO H2NCOONH4、H 2NCOONH4 H2NCONH2＋H 2O= = = = =加 热 、 加 压 = = = = =△ (3)粪尿最终转化为铵盐，而草木灰的有效成分为 K2CO3，K 2CO3受潮后水解为 KOH，显碱性，NH 与 OH－ 可发生反应生成 NH3逸出而降低肥效＋ 4(4)从原因来讲，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从结果来说，循环操作的主要目的在于充分利用原料、降低成本；从工艺设计来说，循环操作有利于连续化生产、减少工序；从环保角度来说，循环操作实现全封闭生产，控制废弃物排放5．(2016·河北石家庄第二次质检)纯碱一直以来都是工业生产的重要原料，很长一段时期内纯碱的制法都被欧美国家所垄断。上个世纪初，我国著名的工业化学家侯德榜先生，经过数年的反复研究终于发明了优于欧美制碱技术的联合制碱法(又称侯氏制碱法)，并在天津建立了我国第一家具有独立研发技术的制碱厂，其制碱原理的流程如下：(1)侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件(举两例说明)________、________。(2)合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体 X 和 Y，其化学式分别为________、________。这两种气体在使用过程中是否需要考虑通入的顺序________(填“是”或“否”)，原因为______________ _____________________________________________________。(3)在沉淀池中发生的反应的化学方程式为__________________ _____________________________________________________。(4)使原料水中溶质的利用率从 70%提高到 90%以上，主要是设计了________(填上述流程中的编号)。从母液中提取的副产品的应用是________(举一例)。解析：(1)侯氏制碱法是以 NH3、食盐水、CO 2为原料制纯碱，天津属沿海城市，原料丰富，交通便利。(2)由制碱工业的原料可知需要的气体为 NH3和 CO2；制碱时应先向饱和食盐水中通入溶解度大的 NH3，再通入足量 CO2，相当于用 NH3·H2O 吸收 CO2，这样反应更充分，吸收 CO2效果更好，有利于产生大量的 NH4HCO3。(3)沉淀池中发生反应：7NH3＋NaCl＋CO 2＋H 2O===NaHCO3↓＋NH 4Cl，NaHCO 3溶解度小，以沉淀形式析出。(4)母液中有大量 NH4Cl，原料水中溶质为 NaCl，设计循环Ⅰ可提高 Na＋ 的利用率，母液中 NH4Cl 提取后可制氮肥。答案：(1)原料丰富 运输便利(2)CO2 NH 3 是 氨气在水中溶解度大，先通氨气后通 CO2，产生碳酸氢铵多，有利于碳酸氢钠析出 (3)NaCl＋CO 2＋NH 3＋H 2O===NaHCO3↓＋NH 4Cl(4)循环Ⅰ 制氮肥6．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)工业生产纯碱的工艺流程中，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，向滤液 D 中加入石灰水产生氨。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________________(加热前后固体质量分别用 m1， m2表示)。解析：(1)沉淀剂 A 来源于石灰窑厂，说明是生石灰或熟石灰以除去粗盐中的镁离子；粗盐中和钙离子一般用碳酸钠除去；8(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：(3)纯碱生产过程中碳酸化时，会看到溶液中析出晶体，这是因为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，加硝酸酸化再加硝酸银溶液，有白色沉淀产生，则该阴离子是氯离子；(5)滤液中主要含有的是氯化铵，和石灰水反应时：NH ＋OH － NH3↑＋H 2O；由于滤液中还含有一定量的碳酸氢钠，故加石灰＋ 4= = = = =△ 水前先加热，是为防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀：(6)加热损失的质量为： m1－ m2，则纯碱中碳酸氢钠的质量为：84( m1－ m2)/31；故纯碱中含有碳酸氢钠的质量分数为： w(NaHCO3)＝ 。84 m1－ m231m1答案：(1)Ca(OH) 2或 CaO Na 2CO3(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，加硝酸酸化再加硝酸银溶液，有白色沉淀产生，则该阴离子是氯离子(5)NH ＋OH － NH3↑＋H 2O 防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀＋ 4= = = = =△ (6)w(NaHCO3)＝ 。84 m1－ m231m1模块六 选修部分模块六 选修部分专题十六 化学与技术专题十六 化学与技术 考纲专题解读考纲专题解读 考点精准研析考点精准研析 考点一 考点一 化学与工农业生产化学与工农业生产第 1步 高考真题试水 第 2步 教材知识盘点 第 3步 命题要点突破 第 4步 模拟练习达标 温 示提馨请做：请做： 第第 1步步 高考真题试水高考真题试水 第 2步 教材知识盘点 第 3步 命题要点突破 1第 1 步 高考真题试水1．(2014·新课标全国卷Ⅱ)将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺提取其他产品。回答下列问题：(1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是________(填序号)。①用混凝法获取淡水②提高部分产品的质量③优化提取产品的品种④改进钾、溴、镁的提取工艺(2)采用“空气吹出法”从浓海水中吹出 Br2，并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是：Br2＋Na 2CO3＋H 2O― →NaBr＋NaBrO 3＋NaHCO 3，吸收 1 mol Br2时转移的电子为________mol。(3)海水提镁的一段工艺流程如下图：浓海水的主要成分如下：离子 Na＋ Mg2＋ Cl－ SO2－4浓度/(g·L －1 ) 63.7 28.8 144.6 46.4该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为______________________，产品 2的化学式为________________，1 L 浓海水最多可得到产品 2 的质量为________g。(4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为______________________；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式____________ ________________。解析：(1)①混凝法只能净化水，得不到淡水，②③④均可实现。(2)利用电子守恒，即 3Br2(歧化)～5NaBr～NaBrO 3，3 mol Br2转移 5 mol 电子，所以吸收 1 mol Br2转移2mol 电子。(3)分析工艺流程图可知，脱硫反应为：Ca 2＋ ＋SO ===CaSO4↓；产品 2 是53 2－4Mg(OH)2；根据镁守恒， m[Mg(OH)2]＝ n[Mg(OH)2]·M[Mg(OH)2]＝ n(Mg2＋ )·M[Mg(OH)2]＝g×58＝69.6 g。(4)电解无水氯化镁得到镁和氯气，电解方程式：MgCl 2(熔融)28.824Mg＋Cl 2↑；高温下镁与水蒸气反应造成镁损耗：Mg＋2H 2O= = = = =电 解 Mg(OH)2＋H 2↑。= = = = =高 温 答案：(1)②③④ (2)53(3)Ca2＋ ＋SO ===CaSO4↓ Mg(OH) 2 69.62－4(4)MgCl2(熔融) Mg＋Cl 2↑ Mg＋2H 2O Mg(OH)= = = = =电 解 = = = = =高 温 2＋H 2↑2．(2013·山东卷)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 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Ⅰ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，3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)HCl 溶液为电解液，不锈钢做阴极的反应为 2H＋ ＋2e － ===H2↑。(2)加入H2O2，将 Fe2＋ 氧化为 Fe3＋ ，因此滤饼主要成分为 Fe(OH)3，洗涤液中含 Co2＋ 需回收利用。(3)CoC2O4焙烧时若含 NH4Cl 会产生 NH3和 HCl，污染环境。答案：(1)2H ＋ ＋2e － ===H2↑ (2)Fe(OH)3 Co 2＋ (或 Co)(3)NH4Cl 焙烧时 NH4Cl 分解产生 NH3和 HCl(4)Co2O3＋3H 2 2Co＋3H 2O= = = = =高 温 3．(2012·新课标全国卷)由黄铜矿(主要成分是 CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：铜 矿 石 ― ― →选 矿 铜 精 矿 砂 ― ― →焙 烧 和 除 渣 反 射 炉 冰 铜 ― ― →还 原 转 炉 粗 铜 ― ― →精 炼 电 解 槽 电 解 铜(1)在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到 1 000 ℃左右，黄铜矿与空气反应生成 Cu 和 Fe 的低价硫化物，且部分 Fe 的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是____________、____________，反射炉内生成炉渣的主要成分是____________；(2)冰铜(Cu 2S 和 FeS 互相熔合而成)含 Cu 量为 20%～50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在 1 200 ℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的 Cu2S 被氧化为 Cu2O，生成的 Cu2O 与Cu2S 反应，生成含 Cu 量约为 98.5%的粗铜。该过程发生反应的化学方程式分别是__________，__________；(3)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极____________(填图中的字母)；在电极 d 上发生的电极反应式为____________；若粗铜中还含有 Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。4解析：(1)由信息判断 Cu 和 Fe 的低价硫化物为 Cu2S 和 FeS，Fe 的低价氧化物为FeO，S 元素转化为 SO2。(2)依据信息可写出反应方程式。(3)粗铜精炼时粗铜作阳极，与电源正极相连，阴极反应是 Cu2＋ ＋2e － ===Cu，粗铜中含比铜活泼的 Fe，Fe－2e － ===Fe2＋ ，而不活泼的 Au、Ag，则形成阳极泥。答案：(1)2CuFeS 2＋O 2 Cu2S＋2FeS＋SO 2 2FeS＋3O 2= = = = =高 温 2FeO＋2SO 2 FeSiO 3= = = = =高 温 (2)2Cu2S＋3O 2 2Cu2O＋2SO 2 = = = = =高 温 2Cu2O＋Cu 2S 6Cu＋SO 2↑= = = = =高 温 (3)c Cu2＋ ＋2e － ===Cu Au、Ag 以单质的形式沉积在 c(阳极)下方，Fe 以 Fe2＋ 的形式进入电解液中4．(2011·新课标全国卷)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____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。5(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(C 2H5)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(TiO 2)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：① FeTiO3＋ C＋ Cl2 TiCl4＋ FeCl3＋ CO= = = = =900 ℃ ② TiCl4＋ O2 TiO2＋ Cl2= = = = =1 000～ 1 400 ℃ 解析：(1)因为明矾中含有 Al3＋ ，而 Al3＋ 水解显酸性，在酸性条件下纤维素会发生水解使高分子链断裂；由于碳酸钙会消耗氢离子而降低溶液的酸性，从而防止纤维素水解，方程式为 CaCO3＋2H ＋ ===Ca2＋ ＋H 2O＋CO 2↑。(2)①因为纤维素在碱性条件下也会发生水解，同样会造成书籍的污损；②根据产物可以写出该反应的化学方程式为 Zn(C2H5)2＋H 2O===ZnO＋2C 2H6↑。因为 ZnO 也可以消耗氢离子，所以也能防止酸性腐蚀，方程式为ZnO＋2H ＋ ===Zn2＋ ＋H 2O。(3)FeTiO 3中 Fe 为＋2 价，Ti 为＋4 价，TiCl 4和 TiO2中 Ti 均为＋4 价。根据化合价升降守恒可配平化学方程式。答案：(1)明矾水解产生酸性环境，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂 CaCO3＋2H ＋ ===Ca2＋ ＋CO 2↑＋ H2O(2)①过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损②Zn(C 2H5)2＋H 2O===ZnO＋2C 2H6↑ZnO＋2H ＋ ===Zn2＋ ＋H 2O(3)①2 6 7 2 2 6 ②1 1 1 2