届高考化学二轮复习 化工生产流程无机物的判断必做训练.docx
《届高考化学二轮复习 化工生产流程无机物的判断必做训练.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《届高考化学二轮复习 化工生产流程无机物的判断必做训练.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![届高考化学二轮复习 化工生产流程无机物的判断必做训练.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2022-11/22/44958c76-5209-44e6-876b-38acd6b5172b/44958c76-5209-44e6-876b-38acd6b5172b1.gif)
届高考化学二轮复习化工生产流程无机物的判断必做训练
2014届高考化学二轮复习必做训练:
化工生产流程、无机物的判断
一、选择题
1.(2013·浙江卷·8)下列说法正确的是( )
A.实验室从海带提取单质碘的方法是:
取样→灼烧→溶解→过滤→萃取
B.用乙醇和浓H2SO4制备乙烯时,可用水浴加热控制反应的温度
C.氯离子存在时,铝表面的氧化膜易被破坏,因此含盐腌制品不宜直接存放在铝制容器中
D.将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液,都出现沉淀,表明二者均可使蛋白质变性
解析:
从物质的组成、结构、性质、变化等角度入手,分析、解决相关问题。
海带中的碘元素以I-形式存在,从海带中提取单质碘时,过滤后要加入氧化剂(如H2O2等)将I-氧化为I2,再加入萃取剂(如苯、CCl4等)进行萃取、分液,最后经蒸馏获得单质碘,A项错。
实验室利用乙醇制取乙烯时,要控制温度在170℃,不能用水浴加热,B项错,Cl-存在时,会破坏铝表面氧化膜的结构,形成空隙,加速
铝制品的腐蚀,C项正确。
(NH4)2SO4溶液使蛋白质发生盐析,CuSO4溶液
为重金属盐溶液,使蛋白质发生变性,D项错。
答案:
C
点拨:
知识:
从海带中提取碘,实验室制取乙烯,Al和Al2O3的性质,蛋白质的盐析和变性。
能力:
考查考生对教材基础知识的掌握及应用能力。
试题难度:
较小。
2.(2013·石家庄市模拟
(一))下列说法正确的是( )
A.电解、电镀、电化学腐蚀都需要通电才可进行
B.Al、Fe、Cu三者对应的氧化物均为碱性氧化物
C.浓H2SO4和新制氯水分别滴在pH试纸上均会出现先变红后褪色的现象
D.从石油中得到汽油,可采用分馏的方法
解析:
本题考查物质性质,考查考生对物质性质的掌握情况。
难度较小。
A项,电解和电镀需要通电才行,但电化学腐蚀是形成原电池,即产生电流;B项,Al2O3既能与强酸反应又能与强碱反应,是两性氧化物;C项,浓硫酸具有脱水性,滴在pH试纸上会使试纸因脱水而炭化变黑;D项,石油是多种烃组成的混合物,根据沸点不同可用分馏法将各组分分开。
答案:
D
3.(2013·高考命题研究专家原创卷)如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去),其中说法正确的是( )
A.反应①说明SO2具有漂白性
,反应②说明SO2具有酸性
B.反应②中生成物n(Na2SO3):
n(NaHSO3)=1:
1时,则反应物n(SO2):
n(NaOH)=1:
2
C.反应③④⑤均属于氧化还原反应
D.工业上可利用反应②和反应④回收SO2
解析:
反应①中先变蓝后褪色显然是因为KIO3的还原产物先是I2后是I-,体现了SO2具有还原性,反应②属于酸性氧化物和碱的反应,体现了SO2具有酸性,A错;根据元素守恒,当n(Na2SO3):
n(NaHSO3)=1:
1时,n(SO2):
n(NaOH)=2:
3,B错;反应④是非氧化还原反应,C错。
答案:
D
点拨:
本题考查氧化
还原反应和酸碱反应的相关知识,意在考查考生分析问题和解决问题的能力。
4.“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。
如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2,其基本过程如图所示(部分条件及物质未标出)。
下列有关该方法的叙述中不正确的是( )
A.能耗大是该方法的一大缺点
B.整个过程中,可以循环利用的物质是CaO和NaOH
C.“反应分离”环节中,分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
D.该方法可减少碳排放,捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
答案:
C
5.(2013·高考名校联考信息优化卷)X、Y、Z、W四种物质的转化关系如图所示。
下列组合中不符合该关系的是( )
A
B
C
D
X
HCl
Na2O2
Na2CO3
SO2
Y
FeCl2
NaOH
CO2
Na2SO3
Z
Cl2
Na2CO3
CaCO3
H2SO4
W
FeCl3
NaHCO3
Ca(HCO3)2
NaHCO3
解析:
B项中NaOH与Na2CO3不能发生反应生成NaHCO3。
答案:
B
点拨:
本题考查物质的转化关系,意在考查考生对元素化合物性质的掌握及推理能力。
6.钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(NO3)2等]。
某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2,其部分工艺流程如下:
下列有关该工艺流程的说法正确的是( )
A.酸溶后的溶液中,铁元素以Fe(NO3)2的形式存在
B.酸溶时,硝酸的浓度越大,温度越高对于钡泥溶解越有利,故工业上往往采用70℃以上温度
C.中和Ⅰ中的X可以是BaCO3,目的是通过调整溶液的pH除去Fe3+
D.上述流程中洗涤废渣的主要目的是为了循环利用原料,提高经济效益
答案:
C
7.物质X、Y、Z均含有同一种元素,其转化关系如图所示。
下列物质X和试剂M的组合不可能是( )
A
B
C
D
X的化学式
Na2O
Al
Mg
SO2
试剂M
水
NaOH溶液
稀硫酸
NaOH溶液
解析:
A组Na2O→Na2O2→NaOH。
B组Al→Al2O3→NaAlO2。
C组Mg→MgO→MgSO4。
D组SO2→Na2SO3或NaHSO3,SO2→SO3→Na2SO4。
答案:
D
8.二氧化硅(SiO2)又称硅石,是制备硅及其化合物的重要原料,其相关转化关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.SiO2属于两性氧化物
B.盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞
C.硅胶吸水后不能重复再生
D.图中所示转化反应都是氧化还原反应
解析:
SiO2是酸性氧化物,A错误。
硅胶吸水后可以再生,C错误。
SiO2与HF的反应、SiO2与NaOH的反应、Na2SiO3与HCl的反应,SiO2与Na2CO3的反应等均为非氧化还原反应,D错误。
答案:
B
9.(2013·武汉市4月调研·13)下图是利用
钛白粉生产海绵钛(Ti)的一种工艺流程:
有关说法正确的是( )
A.反应Ⅰ中钛白粉(TiO2)做氧化剂
B.该工艺中可以循环使用的物质只有Cl2
C.可以用N2代替Ar作为反应Ⅱ中的保护气
D.反应Ⅱ的化学方程式为2Mg+TiCl4
2MgCl2+Ti
解析:
A项,反应Ⅰ中TiO2转化为TiCl4,Ti的化合价不变,TiO2既不是氧化剂又不是还原剂;B项,该工艺中可以循环使用的物质有Mg、Cl2;C项,Mg能与
N2反应,N2不能作为反应Ⅱ中保护气;D项,反应Ⅱ为Mg和TiCl4的置换反应。
答案:
D
点拨:
本题考查海绵钛生产流程,考查考生对化工流程的综合分析能力。
难度中等。
10.已知:
A、B为单质,C为化合物,A+B
C
A+B。
能实现该转化关系的是( )
①若C溶于水后得到强碱性溶液,则A可能是Na
②若C的溶液遇Na2CO3放出CO2气体,则A可能是H2
③若C的溶液中滴加KSCN溶液显红色,则B可能为Fe
④若C的溶液中滴加N
aOH溶液有蓝色沉淀生成,则B可能为Cu
A.①② B.②④
C.①③ D.③④
解析:
溶液电解不可能生成钠,①不正确;若A为氢气,B为氯气,符合题示转化关系,②正确;电解氯化铁溶液,得不到铁单质,③不正确;若A为氯气,B为铜,符合题示转化关系,④正确。
答案:
B
二、非选择题
11.(2013·福建卷·23)利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气,既价廉又环保。
(1)工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气。
①已知元素M、R均位于元素周期表中第三周期,两种元素原子的质子数之和为27,则R的原子结构示意图为________。
②常温下,不能与M单质发生反应的是________(填序号)。
a.CuSO4溶液
b.Fe2O3 c.浓硫酸
d.NaOH溶液 e.Na2CO3固体
(2)利用H2S废气制取氢气的方法有多种。
①高温热分解法
已知:
H2S(g)H2(g)+
S2(g)
在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。
以H2S起始浓度均为cmol·L-1测定H2S的转化率,结果见下图。
图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。
据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K=________;说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:
____________________________________。
②电化学法
该法制氢过程的示意图如下。
反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是______________________________;
反应池中发生反应的化学方程式为___________
_________。
反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为_______________。
解析:
运用无机材料的化学式推断元素的化合价,是解决
(1)小题的突破口。
①根据元素M、R均位于第三周期,且质子数之和为27,无机材料中M的化合价为+3,R的化合价为+4,可得M、R分别为Al、Si,则R的原子结构示意图为
;铝与三氧化二铁只能在高温下反应;铝与碳酸钠固体在常温下不反应;铝与硫酸铜溶液在常温下发生置换反应;常温下铝在浓硫酸中形成致密的氧化膜(钝化);铝与氢氧化钠溶液反应放出氢气。
(2)①由图知,985℃时H2S的平衡转化率为40%,则:
H2S(g)H2(g)+
S2(g)
起始时浓度
(mol·L-1) c00
平衡时浓度
(mol·L-1)0.6c0.4c0.2c
则K=
=
=
b曲线表示未达到平衡时H2S的转化率,温度越高,b曲线上的转化率越接近平衡值,原因是温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短。
②采用气、液逆流方式的目的是增大反应物接触面积,使反应更充分。
反应池内发生反应的化学方程式为H2S+2FeCl3===2FeCl2+S↓+2HCl。
进入电解池的物质应为FeCl2和HCl,根据电解池图示,左侧生成的为Fe3+,右侧生成的为H2,则可得总反应的离子方程式:
2F
e2++2H+
2Fe3++H2↑。
答案:
(1)①
②b、c
(2)①
温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短(或其他合理答案)
②增大反应物接触面积,使反应更充分 H2S+2FeCl3===2FeCl2+S↓+2HCl 2Fe2++2H+
2Fe3++H2↑
点拨:
知识:
元素推断、元素化合物性质、平衡常数、电解时离子方程式的书写。
能力:
读图能力、计算能力、分析问题并解决问题能力、知识的灵活运用能力。
试题难度:
中等。
12.(2013·四川卷·11)明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。
从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示:
焙烧明矾的化学方程式为:
4KAl(SO4)2·12H2O+3S===2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,还原剂是________。
(2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是________。
(3)Al2O3在一定条件下可制得AlN,其晶体结构如右图所示,该晶体中Al的配位数是________。
(4)以
Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化
为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是________。
(5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。
已知25℃、101kPa时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197kJ/mol;
H2O(g)===H2O(l) ΔH2=-44kJ/mol;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)===2H2SO4(l) ΔH3=-545kJ/mol。
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是________。
焙烧948t明矾(M=474g/mol),若SO2的利用率为96%,可生产质量分数为98%的硫酸________t。
解析:
结合流程图,根据物质的
溶解性去分析解决问题。
(1)根据焙烧明矾的化学方程式中各元素的化合价可知,明矾中部分硫元素的化合价降低,而硫单质在反应中元素的化合价升高
,故还原剂为单质硫。
(2)从滤液中得到晶体的方法为蒸发结晶。
(3)由图中的晶体结构可以看出每个Al原子的周围距离相等且最近的N原子有4个,故其配位数为4。
(4)放电时Al作负极,失电子被氧化,NiO(OH)在正极得电子,反应的方程式为Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O===NaAlO2+3Ni(OH)2。
(5)给题中的三个热化学方程式分别编号为①、②、③,根据盖斯定律由
(③-①)-②可得到目标热化学方程式;设可生成硫酸的质量为x吨,据题意列式得到
×
×96%=
,故x=432。
答案:
(1)S(硫)
(2)蒸发结晶 (3)4
(4)Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O===NaAlO2+3Ni(OH)2
(5)SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(l) ΔH=-130kJ/mol 432
点拨:
知识:
氧化还原反应、实验基本操作、原子配位数、原电池电池反应方程式、热化学方程式。
能力:
考查考生框图推断能力、读图识图分析图像能力、知识应用能力。
试题难度:
较大。
13.(2013·全国课标Ⅱ·27)氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。
纯化工业级氧化锌[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下:
提示:
在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2。
回答下列问题:
(1)反应②中除掉的杂质离子是________,发生反应的离子方程式为________;在加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是________。
(2)反应③的反应类型为________,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有________。
(3)反应④形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是______________。
(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2。
取干燥后的滤饼11.2g,煅烧后可得到产品8.1g,则x等于________。
解析:
从分析整个流程图入手,明确每步发生的反应,从而解决相关问题。
(1)在反应②中,通过调节溶液的pH,高锰酸钾能将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,将Mn2+氧化为MnO2而除去;若开始溶液的pH过低,Fe2+、Mn2+将很难生成沉淀而除去。
(2)第一次过滤后的滤液中含有的阳离子有Zn2+、Ni2+、H+等,加入锌后可将Ni置换出来,故滤渣中还含有金属镍。
(3)反应④生成的沉淀为ZnCO3,同时生成Na2SO4,若沉淀未洗涤干净,洗涤液中应含有SO
和Na+,故只要对洗涤液中是否含有SO
进行检验即可。
(4)煅烧过程中ZnCO3、Zn(OH)2均发生分解反应生成ZnO,根据关系式ZnCO3·xZn(OH)2~(x+1)ZnO,可得
=
,故x=1。
答案:
(1)Fe2+和Mn2+ MnO
+3Fe2++7H2O===3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+,2MnO
+3Mn2++2H2O===5MnO2↓+4H+ 铁离子和锰离子不能生成沉淀,从而无法除去铁和锰杂质
(2)置换反应 镍
(3)取少量水洗液于试管中,滴入1~2滴稀硝酸,再滴入硝酸钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净 (4)1
点拨:
知识:
除杂条件的选择、反应类型、离子检验、化学计算。
能力:
考查考生的逻辑思维能力、知识迁移应用能力和计算能力。
试题难度:
中等。