高考化学 专题二十六 化学与技术全国通用.docx

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高考化学专题二十六化学与技术全国通用

2019-2020年高考化学专题二十六化学与技术（全国通用）

非选择题

1．（xx·长沙统考）海水资源丰富，海水中主要含有Na＋、K＋、Mg2＋、Cl－、SO

、Br－、CO

、HCO

等离子。

合理利用海水资源和保护环境是我国可持续发展的重要保证。

Ⅰ.火力发电燃煤排放的SO2会造成一系列环境和生态问题。

利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如下图所示：

（1）天然海水的pH≈8，呈弱碱性。

用离子方程式解释其原因______________________________________________________________________________________________________________________________________。

（2）天然海水吸收了含硫的烟气后，要用O2进行氧化处理，其反应的化学反应方程式是________________________________________________________。

氧化后的“海水”需要用大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是____________________________________________________________。

Ⅱ.重金属离子对河流及海洋会造成严重污染。

某化工厂废水（pH＝2.0，ρ≈1g·mL－1）中含有Ag＋、Pb2＋等重金属离子。

其浓度各约为0.01mol·L－1。

排放前拟用沉淀法除去这两种离子，查找有关数据如下：

难溶电解质

AgI

AgOH

Ag2S

PbI2

Pb（OH）2

PbS

Ksp

8.3×10－17

5.6×10－8

6.3×10－50

7.1×10－9

1.2×10－15

3.4×10－28

（3）你认为往废水中投入________（填字母序号），沉淀效果最好。

A．NaOHB．Na2SC．KID．Ca（OH）2

（4）如果用生石灰处理上述废水，使溶液的pH＝8.0，处理后的废水中c（Pb2＋）＝_________________________________________________________________。

（5）如果用食盐处理其只含Ag＋的废水，测得处理后的废水中NaCl的质量分数为0.117%（假设废水的密度为1.0g·cm－3）。

若环境要求排放标准为c（Ag＋）低于1.0×10－8mol·L－1，该工厂处理后的废水中c（Ag＋）＝___________________________________________________________________，

是否符合排放标准________（填“是”或“否”）。

[已知Ksp（AgCl）＝1.8×10－10]

解析　Ⅰ.天然海水中因CO

、HCO

水解而呈弱碱性。

利用该性质可用海水吸收工业尾气中的二氧化硫，使之转化为亚硫酸及其盐，再经氧化使之转化为硫酸及其盐，最后稀释后中和排放。

Ⅱ.（3）由表中数据看出Ag2S、PbS的Ksp数量级最小，且远远小于其他物质，故加入硫化物可使Ag＋、Pb2＋转化为Ag2S、PbS而除去。

（4）c（Pb2＋）＝

mol·L－1＝1.2×10－3mol·L－1。

（5）c（Cl－）＝c（NaCl）＝

＝0.02mol·L－1，

c（Ag＋）＝

＝

mol·L－1＝9×10－9mol·L－1。

答案　

（1）CO

＋H2OHCO

＋OH－、HCO

＋H2OH2CO3＋OH－

（2）2H2SO3＋O2===2H2SO4　中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸

（3）B　（4）1.2×10－3mol·L－1　（5）9×10－9mol·L－1　是

2．（xx·河南开封模拟）

（1）天然水中含有细菌，其主要成分是蛋白质，指出两种家庭中能杀灭水中细菌的简单方法________、________；

（2）现有一杯具有永久硬度的水，其中主要含有MgCl2、CaCl2。

利用下列试剂中的一部分或全部，设计软化该水的实验方案。

试剂：

①Ca（OH）2溶液；②NaOH溶液；③饱和Na2CO3溶液；④肥皂水。

实验方案：

（填写下表）

实验步骤

现象

离子方程式

向硬水中加入Ca（OH）2溶液，直到________为止

继续向溶液中加入________溶液，直到不再产生沉淀为止

将上述混合物________（填操作）

（3）利用海水得到淡水的方法有蒸馏法、电渗析法等。

电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图所示。

a接电源的________极，Ⅰ口排出的是________（填“淡水”或“海水”）；

（4）在（3）中某口排出的浓海水中溴元素的质量分数为a%，现用氯气将其中的溴离子氧化为溴单质，则处理1000t该浓海水需标准状况下的氯气的体积为________m3。

解析　

（1）家庭中通常采用使蛋白质变性的方法杀灭水中的细菌。

（2）硬水中含有Ca2＋、Mg2＋，先加Ca（OH）2溶液可使Mg2＋沉淀，再加饱和Na2CO3溶液使Ca2＋沉淀，最后通过过滤除去沉淀物。

（3）电解池的阴极与电源的负极相连，阳极室发生反应2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl－减少，Na＋向阴极室移动，Ⅰ口排出淡水。

（4）海水中的溴元素以Br－形式存在，由Cl2～2Br－可知，需标况下的氯气的体积为

×

×22.4L＝1400a×103L＝1400am3。

答案　

（1）加热　加消毒剂（或紫外线消毒等）

（2）

实验步骤

现象

离子方程式

不再产生沉淀

白色沉淀

Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓

饱和Na2CO3

白色沉淀

Ca2＋＋CO

===CaCO3↓

过滤

（3）负　淡水

（4）1400a

3．（xx·湖北武汉武昌区调研）世界环保联盟建设全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯，二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或受热。

实验室以电解法制备ClO2的流程如图：

（1）ClO2中所有原子________（填“是”或“不是”）都满足8电子结构。

如图所示方法制得的混合气中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，除去该杂质气体可选用________。

A．饱和食盐水B．碱石灰

C．浓硫酸D．蒸馏水

（2）稳定性二氧化氯是为了推广二氧化氯而开发的新型产品。

下列说法正确的是________。

A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理

B．应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期

C．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围

D．在工作区和成品储藏室区要有通风装置和监测及警报装置

（3）欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备，但该方法缺点是产率低、产品难以分离，还可能污染环境。

写出该方法发生反应的化学方程式__________________________________________________________________

__________________________________________________________________。

（4）我国广泛应用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠（NaClO2）反应制备，化学方程式是_____________________________________________________

_________________________________________________________________，

此法相比欧洲方法的优点是__________________________________________。

（5）科学家又研究出了一种新的制备方法，利用硫酸酸化的草酸（H2C2O4）溶液还原氯酸钠，化学反应方程式为_______________________________________，此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是_________________________________________________________________。

解析　

（1）ClO2中氯原子最外层有7个电子，是奇数，而两个氧原子最外层共有12个电子，是偶数。

所以ClO2中所有原子并不是都满足8电子结构。

能使石蕊试液显蓝色的气体是氨气，氨气是碱性气体，可用浓硫酸吸收。

（2）由题目所给信息知，二氧化氯可代替氯气用于工业和饮用水处理，是“绿色”消毒剂，A正确；由于二氧化氯具有消毒杀菌的功效，所以应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期，B正确；稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围，C正确；二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，故在工作区和成品储藏室区要有通风装置和监测及警报装置，D正确。

（3）根据“可能污染环境”可知反应中有氯气生成，根据得失电子守恒、元素守恒等配平化学方程式。

（4）根据题目所给信息知，反应物为NaClO2和Cl2，产物中有ClO2，根据得失电子守恒和元素守恒知该反应的化学方程式为2NaClO2＋Cl2===2NaCl＋2ClO2。

（5）该方法中生成的二氧化碳起到稀释作用，提高了生产、储存及运输的安全性。

答案　

（1）不是　C　

（2）ABCD

（3）2NaClO3＋4HCl（浓）===2NaCl＋Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O

（4）2NaClO2＋Cl2===2NaCl＋2ClO2　产率高，易于分离，没有产生毒副产品

（5）H2C2O4＋2NaClO3＋H2SO4===Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O　反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用

B组　专项能力训练

非选择题

1．（xx·山东十校联考）硫酸铁铵[aFe2（SO4）3·b（NH4）2SO4·cH2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。

某化工厂以硫酸亚铁（含少量硝酸钙）和硫酸铵为原料，设计了如下工艺流程制取硫酸铁铵。

请回答下列问题：

（1）硫酸亚铁溶液中加H2SO4酸化的主要目的是__________________________________________________________________

__________________________________________________________________，

滤渣A的主要成分是________。

（2）下列物质中最适合作氧化剂B的是________（填字母）；氧化步骤反应的离子方程式为______________________________________________________。

a．NaClOb．H2O2

c．KMnO4d．K2Cr2O7

（3）操作甲的名称是________。

（4）上述流程中，氧化之后和加热蒸发之前，需取少量溶液检验Fe2＋是否已全部被氧化，能否用酸性KMnO4溶液进行检验？

________（填“能”或“不能”），理由是________________________________________（可用语言或化学方程式说明）。

（5）称取14.00g硫酸铁铵样品，将其溶于水配制成100mL溶液，分成两等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，过滤洗涤得到2.14g沉淀；向另一份中加入0.05molBa（NO3）2，恰好完全反应。

则该硫酸铁铵的化学式为________________________________________________________________________。

解析　

（1）由题意可知，所用硫酸亚铁原料中含有少量硝酸钙，且酸化后的操作为过滤，由此可知加H2SO4酸化的主要目的是增大溶液中SO

浓度，将Ca2＋转化为沉淀，同时还能抑制Fe2＋的水解。

（2）加入B的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，为了避免引入杂质，应选择H2O2作氧化剂。

（3）操作甲的后续操作为过滤洗涤，再结合前面的操作可知操作甲为冷却结晶。

（4）氧化时加入的氧化剂是H2O2，也能使酸性KMnO4溶液褪色，干扰Fe2＋检验。

（5）向其中一份中加入足量NaOH溶液，过滤洗涤得到的2.14g沉淀为Fe（OH）3，其物质的量为0.02mol；向另一份中加入0.05molBa（NO3）2，恰好完全反应，说明该份溶液中，所含SO

的物质的量为0.05mol，由此可得14.00g样品中，Fe3＋的物质的量为0.04mol，SO

的物质的量为0.1mol，根据电荷守恒可知NH

的物质的量为0.1mol×2－0.04mol×3＝0.08mol，结晶水根据质量守恒可知的质量为14.00g－0.04mol×56g·mol－1－0.1mol×96g·mol－1－0.08mol×18g·mol－1＝0.72g，水的物质的量为n（H2O）＝

＝0.04mol，由此可得样品中Fe3＋、SO

、NH

、结晶水的物质的量之比为2∶5∶4∶2，再结合题给样品化学式的形式，可得样品的化学式为Fe2（SO4）3·2（NH4）2SO4·2H2O。

答案　

（1）增大溶液中SO

浓度，将Ca2＋转化为沉淀，同时抑制Fe2＋水解　CaSO4

（2）b　H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

（3）冷却结晶

（4）不能　因为H2O2和Fe2＋均能使酸性KMnO4溶液褪色

（5）Fe2（SO4）3·2（NH4）2SO4·2H2O

2．（xx·石家庄模拟）以氯化钾和钛白粉厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。

其主要流程如图所示：

（1）反应Ⅰ前需在FeSO4溶液中加入________（填字母），以除去溶液中的Fe3＋。

A．锌粉B．铁屑C．KI溶液D．H2

（2）反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃，其目的是__________________________________________________________________

__________________________________________________________________。

（3）工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是__________________________________________________________________。

（4）反应Ⅳ常被用于电解生产（NH4）2S2O8（过二硫酸铵）。

电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为________________________________________

__________________________________________________________________。

（5）写出碳酸亚铁在空气中煅烧的化学方程式：

___________________________

__________________________________________________________________。

解析　

（1）除去FeSO4溶液中的Fe3＋最好选用铁屑。

（2）如果温度过高会导致NH4HCO3分解，同样也会加快Fe2＋的水解，这样会使原料利用率降低。

（3）由题图可看出反应Ⅲ中生成的K2SO4为固体，而K2SO4在无机溶剂中的溶解度比较大，要想使K2SO4析出只能降低其溶解度，所以加入醇类溶剂的目的是降低K2SO4的溶解度。

（4）根据电解池反应原理可知，阳极失电子发生氧化反应，本题实质是电解硫酸铵溶液，根据反应后的产物可写出正确的电极反应。

答案　

（1）B　

（2）防止NH4HCO3分解，以及减少Fe2＋的水解　（3）降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4析出

（4）2SO

－2e－===S2O

（5）4FeCO3＋O2

2Fe2O3＋4CO2

3．（xx·湖南怀化一模）

（一）下图是工业开发海水的某工艺流程。

（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）溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

（二）为配制某培养液需要NaH2PO4和Na2HPO4（物质的量比为3∶1）的混合液，每升混合液中含磷元素3.1g。

现用4.0mol·L－1H3PO4溶液和固体NaOH配制2.0L该混合液。

（1）写出相关反应的化学方程式_________________________________________、

____________________________________________________________________。

（2）需取NaOH的质量为________g。

解析　

（一）

（1）氯碱工业采用的是阳离子交换膜电解槽。

其离子膜和隔膜只允许阳离子通过，电解槽中的阳极材料一般为惰性电极，可采取石墨等。

（2）如果按Br2、Mg（OH）2、CaSO4顺序制备，则在加石灰水时，不仅产生Mg（OH）2，而且Ca2＋浓度增大，Ca2＋与溶液中原有的SO

会产生CaSO4沉淀，导致产品不纯。

（3）四氯化碳萃取溴的后处理比较复杂，同时对环境构成污染，不利于提高综合经济效益。

（二）

（1）酸碱中和反应，产生酸式盐的化学方程式为NaOH＋H3PO4===NaH2PO4＋H2O、2NaOH＋H3PO4===Na2HPO4＋2H2O。

（2）根据题意设Na2HPO4的物质的量为xmol，则NaH2PO4的物质的量为3xmol，（x＋3x）×31＝3.1×2.0，得x＝0.05，由Na守恒知n（NaOH）＝2x＋3x＝0.25mol，m（NaOH）＝0.25mol×40g/mol＝10g

答案　

（一）

（1）阳离子（或Na＋）　石墨（或其他合理答案）

（2）否（或不能）　如果先沉淀Mg（OH）2，则沉淀中会夹杂CaSO4沉淀，产品不纯（合理答案均计分）

（3）四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低、环境污染严重（合理答案均计分）

（二）

（1）NaOH＋H3PO4===NaH2PO4＋H2O

2NaOH＋H3PO4===Na2HPO4＋2H2O　

（2）10

热点一　化学与工农业生产（xx·课标Ⅰ36，xx·山东理综32，xx·课标Ⅰ36，xx·浙江理综，自选16）

【演练1】对工业生产流程的考查

最近，我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。

具体生产流程如图所示：

请回答下列问题：

（1）操作a的名称是________，实验室中进行此操作的非玻璃仪器或用品有________；在实验室中操作b的名称是________。

（2）在装置a中还生成两种酸式盐，它们的化学式分别是____________________________。

（3）依题意猜测固体A中一定含有的物质的化学式是________（结晶部分不写）。

（4）“热交换器”是利用“废热”预热________，除此之外还可利用硫酸工业的“废热”________。

（5）SO3在________（填设备名称）中用________吸收转化为发烟硫酸。

解析　

（1）由向装置a中通入氨气和加入磷酸可知，在装置a中生成磷铵，结合通过操作b、a后有磷铵这种“产物”出现，故操作b为蒸发浓缩、冷却结晶，操作a为过滤，过滤操作需要漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台（含铁圈）和滤纸等。

（2）磷酸是三元酸，可以形成两种酸式盐，即NH4H2PO4和（NH4）2HPO4。

（3）由流程图中加入的硫酸及题干中提示的“石膏”可知A中含有CaSO4。

（4）工业生产中的“废热”（温度较高的废水）可以加热反应物，也可以利用废热取暖或发电等。

（5）工业生产时在吸收塔中用98%的浓硫酸吸收三氧化硫，防止三氧化硫直接溶于水后放出大量的热，从而使水沸腾，产生大量酸雾，影响三氧化硫的吸收。

答案　

（1）过滤　铁架台（含铁圈）、滤纸　蒸发浓缩、冷却结晶

（2）NH4H2PO4、（NH4）2HPO4

（3）CaSO4

（4）参与反应的SO2和O2　发电（其他合理答案均可）

（5）吸收塔　98%的浓硫酸

热点二　化学与资源的开发利用（xx·课标Ⅱ36，xx·课标Ⅱ36，xx·山东理综28）

【演练2】对“获得洁净水”的考查

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10mgCaO或与之相当的物质（如7.1mgMgO）。

若某天然水中c（Ca2＋）＝1.2×10－3mol·L－1，c（Mg2＋）＝6×10－4mol·L－1，则此水的硬度为________；

（5）若（4）中的天然水还含有c（HCO

）＝8×10－4mol·L－1，现要软化10m3这种天然水，则需先加入Ca（OH）2____g，后加入Na2CO3________g。

解析　（4）将Mg2＋形成的硬度转化为Ca2＋形成的硬度时，将每摩尔Mg2＋看做是等物质的量的Ca2＋即可，则此天然水中钙离子的总浓度为1.8×10－3mol·L－1，每升水中相当于含CaO的质量为：

1.8×10－3mol·L－1×1L×56g·mol－1＝0.1g，所以该天然水的硬度为10°。

（5）n（HCO

）＝8×10－4mol·L－1×10000L＝8mol，将其转化为CO

需要氢氧化钙的物质的量为4mol，沉淀水中的镁离子需氢氧化钙的物质的量n[Ca（OH）2]＝n（Mg2＋）＝6×10－4mol·L－1×10000L＝6mol，共需加入Ca（OH）2的质量为10mol×74g·mol－1＝740g；n（Ca2＋）＝1.2×10－