高中化学化学与技术.docx
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高中化学化学与技术
高中化学化学与技术
一、选择题（每小题5分，共40分）
1．下列有关肥皂的叙述中错误的是（ ）
A．肥皂与纯碱的去污原理相同
B．肥皂可以加速油污在水中的分散
C．肥皂是油脂在碱性条件下水解生成的
D．肥皂主要成分的分子中含有亲油基团和亲水基团
解析：
A中纯碱的去污原理是使油污在碱性条件下水解，肥皂去污发生的是物理变化，其去污原理与肥皂不同；其他均为正确的叙述。
答案：
A
2．下列叙述错误的是（ ）
A．合金材料中可能含有非金属元素
B．人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物
C．加热能杀死流感病毒是因为病毒的蛋白质受热变性
D．在汽车排气管上加装“催化转化器”是为了减少有害气体的排放
解析：
合金是两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的，A正确；光导纤维主要成分是SiO2，属于无机物，B错误；加热会使蛋白质发生变性，C正确；在汽车排气管上加装“催化转化器”能将有毒的CO和NO转化为无毒的CO2和N2，D正确。
答案：
B
3．目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是（ ）
A．硬水的软化
B．电解饱和食盐水制NaOH
C．电渗析淡化海水
D．海水中提取金属Mg
解析：
暂时硬水、永久硬水的软化均可用离子交换法；电解饱和食盐水制NaOH，常用阳离子交换膜电解装置，以防止氯气与阴极的氢氧化钠接触反应；电渗析淡化海水常用离子交换膜作半透膜；从海水中提取镁的基本流程是：
在海水中先加石灰乳，过滤得氢氧化镁，再加盐酸，通过蒸发得到氯化镁，然后电解得到镁，不需要离子交换膜。
答案：
D
4．（2011·江苏镇江高三一调）化学在生产和日常生活中有着重要的应用。
下列说法不正确的是（ ）
A．铵态氮肥不能与草木灰混合施用
B．工业上用石灰乳对煤燃烧形成的烟气进行脱硫，最终能制得石膏
C．镁合金的硬度和强度均高于纯镁，工业上采用电解MgCl2饱和溶液制得镁
D．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料，但工业上不用MgO制镁
解析：
铵态氮肥中存在NH
，NH
发生水解反应NH
＋H2ONH3·H2O＋H＋，草木灰的主要成分为K2CO3，CO
＋H2OHCO
＋OH－，二者的水解反应相互促进，使NH3、CO2以气体形式逸出，引起肥效流失，A正确；Ca（OH）2＋SO2===CaSO3＋H2O,2CaSO3＋O2===2CaSO4，B正确；电解饱和MgCl2溶液的方程式为MgCl2＋2H2OMg（OH）2↓＋H2↑＋Cl2↑，C错误；由于镁的活泼性太强，工业上只能用电解熔融MgCl2来制取镁单质，D正确。
答案：
C
5．下列有关工业生产的叙述正确的是（ ）
A．合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加大正反应速率，提高N2、H2的转化率
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：
N2＋3H2
2NH3，将NH3液化分离，平衡正向移动，提高了N2、H2的转化率，但是c（NH3）降低，v（正）、v（逆）均减小；硫酸工业中接触室中发生的反应为2SO2＋O2
2SO3，利用该反应放出的热量来预热SO2；金属冶炼的实质是Mn＋＋ne－===M，金属被还原的过程；NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，NO、NO2完全被碱液吸收。
答案：
D
6．下列关于化工生产原理的几种叙述中，均符合目前工业生产实际情况的是（ ）
A．石油是烃的混合物，石油工业中采用干馏的方法把石油分成不同沸点范围的产物
B．氯气和氢气混合在光照条件下生成氯化氢，再用水吸收生成盐酸
C．二氧化硫在接触室被氧化成三氧化硫，再在吸收塔内被水吸收制成浓硫酸
D．合成氨工业中，由于氨易液化，N2、H2循环使用，所以总体来说氨的产率很高
解析：
A项干馏错，应为蒸馏；B项混合光照会爆炸；C项用浓H2SO4吸收，而不是用水。
答案：
D
7．化学与科学、技术、社会、环境密切相关。
下列有关说法中错误的是（ ）
A．十一国庆燃放的焰火是某些金属元素焰色反应所呈现出来的色彩
B．加热能杀死甲型H1N1流感病毒是因为病毒的蛋白质受热变性
C．太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置
D．废旧电池应集中回收，并填埋处理
解析：
废旧电池填埋会污染地下水和土壤。
答案：
D
8．合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应，合成氨工业的工艺流程如下：
下列关于合成氨工业的说法中不正确的是（ ）
A．混合气进行循环利用遵循绿色化学思想
B．合成氨反应需在低温下进行
C．对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率
D．原料气之一的氢气可由天然气和水反应制得
解析：
合成氨反应虽是放热反应，但是温度低时，反应速率太慢，适宜温度需在500℃左右，且该温度下催化剂的活性最大。
答案：
B
二、非选择题（共60分）
9．（12分）（2010·山东理综，31）玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。
（1）酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高，应向已有苯酚的反应釜中________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：
（4）热固性酚醛塑料不易降解，热固性酚醛塑料是体型高分子化合物，不易溶于一般有机溶剂，A、D错误，所以只有B正确。
答案：
（1）缓慢 冷却
（2）纯碱
SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑
（3）增强作用（或骨架作用）
密度小、强度高、抗腐蚀、抗冲击、绝缘性好等
（4）B
10．（12分）（2011·广东A卷，32）由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。
工艺流程如下：
（注：
NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）
（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①________和②________。
（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。
气泡的主要成分除Cl2外还含有________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在________。
（3）在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为________。
（4）镀铝电解池中，金属铝为________极，熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl
和Al2Cl
形式存在，铝电极的主要电极反应式为______________________________________________。
（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是_____________________________________________。
答案：
（1）①2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe ②4Al＋3SiO23Si＋2Al2O3
（2）HCl、AlCl3 NaCl （3）Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O H＋＋OH－===H2O
（4）阳极 Al－3e－＋7AlCl
===4Al2Cl
（5）铝在空气中易形成一层极薄的致密而坚固的氧化膜，它能阻止氧化深入内部，起到防腐保护作用
11．（12分）（2011·辽宁大连模拟，27）海水是人类的资源宝库，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可解决淡水资源缺乏的问题，又可充分利用海洋资源。
而以海水为主要原料的海洋化学工业，又被称为“蓝色化工”。
氯碱工业是“蓝色化工”重要的组成部分，其化学反应原理是电解饱和食盐水。
（1）氯碱工业的主要产品是氯气和烧碱，产品中氯气与烧碱的质量比（k）的理论值为________（要求有计算表达式和计算结果）。
（2）如图所示是氯碱工业的关键设备——离子隔膜电解槽，该电解槽的特点是用隔膜将槽分隔为左右两室，隔膜能够阻止一些物质从中通过，也能允许一些物质从中通过。
①选用的隔膜应具有的特点是允许________通过，而不允许________通过。
②图中X是________（填化学式）。
③电解槽右室的电极反应式为_________________________。
（3）氯碱工业需要消耗大量的电能，用燃料电池产生的电能满足电解时所需的电能，是“蓝色化工”的又一重要选择。
一般可选用近海大量的天然气资源来满足燃料电池所需要的燃气。
有一种燃料电池，其燃气为天然气（以甲烷表示），电解液是KOH溶液，在表面用大量海绵状的金属铂作电极，组成燃料电池。
①写出该燃料电池负极的电极反应式：
____________________________________。
②若要生产4tNaOH，则理论上需要消耗天然气的体积为________L（标准状况下）。
解析：
（1）电解饱和食盐水的化学反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，反应方程式中Cl2和NaOH的化学计量数之比为1:
2，所以，k＝Mr（Cl2）/[2Mr（NaOH）]＝71/80＝
（或0.89）。
（2）分析电解池的结构可知，离子隔膜需要阻隔气体和阴离子，所以，应该选用阳离子交换膜，只允许阳离子通过，而阴离子及气体则不能通过。
（3）①负极的电极反应为CH4－8e－＋10OH－===CO
＋7H2O；②生产4tNaOH时，转移电子的物质的量为4×106g/（40g·mol－1）＝1×105mol，需要CH4的物质的量为1×105mol/8＝1.25×104mol，在标准状况下CH4的体积为2.8×105L。
答案：
（1）k＝Mr（Cl2）/[2Mr（NaOH）]＝71/80＝
（或0.89）
（2）①阳离子 阴离子及气体 ②Cl2 ③2H2O－2e－===H2↑＋2OH－
（3）①CH4－8e－＋10OH－===CO
＋7H2O ②2.8×105
12．（12分）现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。
某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO2），现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下。
其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。
已知：
①Cu＋在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应；②当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。
回答下列问题：
（1）矿石用稀硫酸处理过程中Cu2O发生反应的离子方程式为________________________________________________________。
（2）“循环Ⅰ”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐晶体，该晶体的化学式是________。
若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层1暴露在空气中发生反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
（3）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式_______________________________________________________。
（4）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是___________________________________________________________________。
解析：
（1）由题意Cu＋发生自身氧化还原反应生成Cu2＋与Cu，所以离子方程式为Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。
（2）加稀硫酸浸取时，Cu2O反应生成的Cu将Fe3＋还原为Fe2＋，所以分离出的硫酸盐晶体为FeSO4·7H2O，暴露在空气中会生成Fe2（SO4）3。
（3）因水层2是CuSO4溶液，所以阳极放电的离子是OH－，电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，则反萃取剂的主要成分为H2SO4。
答案：
（1）Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
（2）FeSO4·7H2O 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
（3）4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
（4）H2SO4
13．（12分）（2010·浙江自选模块，16）火山喷发所能产生的硫磺可用于生产重要的化工原料硫酸。
某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸：
请回答下列问题：
（1）为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装________（填设备名称）。
吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是________。
（2）为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。
为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。
假设接触室中SO2的转化率为95%b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为________。
（空气中氧气的体积分数按0.2计），该尾气的处理方法是________。
（3）与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是________（可多选）。
A．耗氧量减少
B．二氧化硫的转化率提高
C．产生的废渣减少
D．不需要使用催化剂
（4）硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面________（可多选）。
A．橡胶的硫化
B．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C．铅蓄电池的生产
D．过磷酸钙的制备
（5）矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。
在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式________。
解析：
（1）接触室安装热交换器，目的就是充分利用热量；在吸收塔中填充瓷管可增大SO3与浓硫酸接触面积，有利于SO3的吸收。
（2）设燃烧1mol硫，则需通入O2的物质的量为1.5mol（过量50%）。
流经流量计1的空气为1.5mol/0.2＝7.5mol；在接触室中，1molSO2反应，则消耗n（O2）＝0.5mol，流经流量计2的空气为0.5mol×2.5/0.2＝6.25mol，所以二者之比为1.21。
由化学反应2SO2＋O22SO3可知，SO2的反应的物质的量为1mol×95%＝0.95mol，SO2剩余的物质的量为0.05mol，则最后流经b的气体的成分分别为SO2和空气，空气来源于净化室和流量计2。
从净化室内流出的空气的物质的量为7.5mol－1mol＝6.5mol，从流量计2流出的空气为6.25mol－1mol×95%×
＝5.775mol，故SO2%＝
×100%＝
×100%
＝
×100%＝0.4%。
（3）与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，因合理地改变了通入氧气的途径，因此大大减少了氧气的用量，同时由于增加了瓷管，故废气量也减少了。
故答案选A、C。
（4）A项，只是橡胶与硫发生了化学反应，由线型变成了体型。
其他各项，分别用到了硫酸。
（5）首先石灰石的高温煅烧分解CaCO3CaO＋CO2↑，S＋O2SO2，后CaO＋SO2CaSO3，最后发生反应：
2CaSO3＋O22CaSO4，也可用总反应式：
2SO2＋2CaO＋O22CaSO4。
答案：
（1）热交换器 增加SO3与浓硫酸的接触面，有利于SO3的吸收
（2）1.21 0.004 用氨水吸收 （3）AC
（4）BCD
（5）CaCO3CaO＋CO2↑、2SO2＋2CaO＋O22CaSO4（或2SO2＋2CaCO3＋O22CaSO4＋2CO2）
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