2022年高二化学选修2寒假测评（含答案）：06化学与材料的发展（B卷）

这是一份2022年高二化学选修2寒假测评（含答案）：06化学与材料的发展（B卷），共3页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)
1.下列有关叙述正确的是( )[来源:学优高考网]

A.碱性锌锰电池中,MnO2是催化剂
B.银锌纽扣电池工作时,Ag2O被还原为Ag
C.放电时,铅酸蓄电池中硫酸浓度不断增大
D.电镀时,待镀的金属制品表面发生还原反应
解析:在碱性锌锰电池中,MnO2作氧化剂,A项错误;在银锌纽扣电池工作时,Ag2O得电子被还原为金属银,B项正确;铅酸电池放电时在两个电极上都消耗硫酸得到PbSO4,硫酸的浓度减小,C项错误;电镀时,待镀金属制品作阴极,表面上金属阳离子得电子发生还原反应,D项正确。
答案:BD
2.化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是( )
A.改进汽车尾气净化技术,减少大气污染物的排放
B.开发利用可再生能源,减少化石燃料的使用
C.研发可降解高分子材料,减少“白色污染”
D.过度开采矿物资源,促进地方经济发展
解析:D中过度开采矿物资源与社会可持续发展理念相悖,其他三项均符合可持续发展理念。
答案:D
3.铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质,某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花,然后倒置在水中(如图所示)。数天后,他观察到的现象是( )
A.铁屑不生锈,试管内液面上升
B.铁屑不生锈,试管内液面高度不变
C.铁屑生锈,试管内液面上升
D.铁屑生锈,试管内液面高度不变
解析:试管中空气、铁屑和水蒸气满足了吸氧腐蚀的条件,铁屑生锈。因氧气的消耗,试管中的液面在外压的作用下上升。
答案:C
4.下列关于工业生产的说法中,不正确的是( )
A.工业上,用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含杂质的粗硅
B.生产普通水泥的主要原料有石灰石、石英和纯碱
C.工业上将粗铜进行精炼,应将粗铜连接在电源的正极
D.在高炉炼铁的反应中,一氧化碳作还原剂
解析:焦炭还原SiO2可以制得粗硅,A正确;生产普通水泥的主要原料有石灰石、黏土,B错误;电解精炼铜时,粗铜作阳极,与电源正极相连,C正确;高炉炼铁中CO作还原剂,将铁的氧化物还原为Fe,D正确。
答案:B
5.化学与工农业生产和人类生活密切相关。下列说法中不正确的是( )
A.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂
B.海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀
C.聚氯乙烯塑料袋可用于包装食品
D.减少化石燃料使用,有利于降低空气中PM2.5(直径2.5 μm以下细颗粒物)的含量
解析:明矾可水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体,可用于净水,A正确;锌比铁活泼,海轮外壳上镶入锌块,为牺牲阳极的阴极保护法,可减缓船体的腐蚀,B正确;聚氯乙烯塑料中的增塑剂有毒,不能用于包装食品,C错误;减少化石燃料使用,可减少固体颗粒物的排放,D正确。
答案:C
6.农用地膜废弃后埋于地下,会阻碍土壤的透水、透气性,影响农作物的根系生长,从而导致明显减产。现研制出用玉米秸秆、小麦秆等经处理后生产出再生纤维,再将其与新型塑料混合制成一种新型农用地膜,该地膜可在不长时间内被降解,则下列有关叙述正确的是( )
A.这种农用地膜中的可降解物的主要成分是(C6H10O5)n
B.这种农用地膜中的可降解物的主要成分是聚氯乙烯
C.这种农用地膜的废弃物应该烧掉,不应埋掉
D.若将普通农用地膜的废弃物浸于水中,不久便可降解
解析:由题中信息,新型农用地膜以玉米秸秆、麦秆等为原料,该原料中的主要成分为纤维素,应为该地膜中可降解物的主要成分。
答案:A
7.开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是( )[来源:学优高考网]
A.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
B.C60属于原子晶体,用于制造纳米材料
C.纤维素乙酸酯属于天然高分子材料
D.单晶硅常用于制造光导纤维
解析:B项,C60属于分子晶体;C项,纤维素乙酸酯不是天然高分子材料;D项,二氧化硅常用于制造光导纤维。
答案:A
8.下列有关铁、铝的冶炼的说法中,正确的是( )
A.冶金工业中,金属铁的冶炼主要采用电解法
B.炼铁过程中铁的氧化物被焦炭还原生成单质铁,电解冶炼铝的过程中,阳极生成铝单质,阴极生成氧气
C.炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、生石灰和空气,电解冶炼铝的原料是氧化铝和冰晶石
D.铁、铝冶炼设备分别是炼铁高炉和铝电解槽
解析:铁的冶炼采用热还原法,A错误;炼铁过程中CO作为还原剂把铁从其氧化物中还原出来,冶炼铝的过程中,阳极生成O2,阴极生成铝单质,B错误;冶炼铝的原料为Al2O3,冰晶石只是作为助熔剂,C错误。
答案:D
9.材料与化学密切相关,表中对应关系错误的是( )
解析:A项,刚玉的主要化学成分为三氧化二铝,而金刚石的主要化学成分为碳。
答案:A
10.下列金属的工业制法正确的是( )
A.制钛:用金属钠置换出氯化钛(TiCl4)溶液中的钛
B.炼铁:用焦炭和空气反应产生的一氧化碳在高温下还原铁矿石中的铁[来源:学优高考网gkstk]
C.制钠:用海水作原料制得精盐,再电解纯净氯化钠溶液得到金属钠
D.炼铜:用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜
解析:钠易和水反应,A错误;炼铁中的还原剂是一氧化碳,B正确;电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,得不到金属钠,C错误;电解精炼是以粗铜为阳极,得纯度为99.9%以上的铜,D错误。
答案:B
二、非选择题(本题包括3小题,共50分)
11. (16分)锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。某含锌矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分),以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行,所产生焙砂的主要成分的化学式为 。
(2)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸,该酸可用于后续的 操作。
(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为 ,其作用是 。
(4)电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用Pb-Ag合金惰性电极,阳极逸出的气体是 。
(5)改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为 。
(6)我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,……,然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,……,冷淀,毁罐取出,……,即倭铅也。”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为 。(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,倭铅是指金属锌)
解析:(1)硫化锌矿石中主要含有ZnS和FeS,故在氧气中煅烧时,分别生成ZnO、Fe2O3、SO2,故所产生的焙砂中主要含有ZnO,同时含有少量的Fe2O3。
(2)含尘烟气中主要含有SO2,故净化后制取的酸为H2SO4,可用于焙砂的浸出。
(3)浸出液中含有ZnSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4,故应除去Fe2(SO4)3,则可以加入过量的锌粉。
(4)净化后的滤液成分为ZnSO4,因阳极采用的是惰性电极,故电极上为OH-失电子生成O2。
(5)根据名称“氧压酸浸”可知,在浸出时采用的是在焙砂中加入酸和通入O2,反应过程中获得的非金属单质只能为硫,故反应的离子方程式为2ZnS+4H++O22Zn2++2S↓+2H2O。
(6)炉甘石的主要成分为碳酸锌,故该方法是将碳酸锌与碳在高温下反应生成金属锌,同时生成了CO气体,反应的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑。
答案:(1)ZnO (2)浸出 (3)锌粉 置换出Fe等
(4)O2 (5)2ZnS+4H++O22Zn2++2S↓+2H2O
(6)ZnCO3+2CZn+3CO↑
12. (17分)合金是建造航空母舰的主体材料。
(1)航母升降机可由铝合金制造。
①铝元素在周期表中的位置为 。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体为 。
②Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜,其化学方程式为 ,焊接过程中使用的保护气为 (填化学式)。
(2)航母舰体材料为合金钢。
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为 。 [来源:学优高考网]
②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成,则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为 。
(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。
①80.0 g Cu-Al合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得白色沉淀39.0 g,则合金中Cu的质量分数为 。
②为分析某铜合金的成分,用酸将其完全溶解后,用NaOH溶液调节pH,当pH=3.4时开始出现沉淀,分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合如图信息推断该合金中除铜外一定含有 。
解析:(1)①铝元素在周期表中第三周期第ⅢA族,铝土矿中的主要成分为Al2O3,先用NaOH溶液溶解Al2O3得NaAlO2溶液,在溶液中通入CO2可得Al(OH)3沉淀,然后将Al(OH)3分解为Al2O3,电解熔融的Al2O3即可制得Al。②Al2O3与NaOH反应的化学方程式为
Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O;
焊接过程中通常使用Ar作为保护气。
(2)①海水呈弱碱性,所以舰体在海水中主要发生吸氧腐蚀。②炼铁过程中加入CaCO3或CaO可降低硅的含量。
(3)①由题意知,白色沉淀为Al(OH)3,则
n[Al(OH)3]==0.5 ml,
m(Al)=0.5 ml×27 g·ml-1=13.5 g,则
m(Cu)=80.0 g-13.5 g=66.5 g
合金中Cu的质量分数为83.1%。
②pH=3.4时开始出现沉淀,则一定是Al(OH)3沉淀;合金中一定含有Al;若将Cu溶解需选用氧化性酸且酸应过量,则溶液中不会出现Fe2+,pH=8.0时能过滤出沉淀,则说明有Ni(OH)2沉淀析出。所以合金中一定有Ni。
答案:(1)①第三周期第ⅢA族 CO2
②Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O Ar(其他合理答案均可得分)
(2)①吸氧腐蚀 ②CaCO3或CaO
(3)①83.1% ②Al、Ni
13. (17分)硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时,得到一种“金属”。这种“金属”可能是 。
(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中,生产普通玻璃的主要原料有 。
(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:
①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅,该反应的化学方程式为 ;碳化硅又称 ,其晶体结构与 相似。
②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和 。
③SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为 。
(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料,这些原料是 。
解析:(3)比较SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl的沸点,可得常温下SiHCl3、SiCl4为液体、SiH2Cl2、SiH3Cl为气体,沉降除去产物中的固体后,冷凝得到SiHCl3、SiCl4的混合液体,用蒸馏可分离二者。
答案:(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁)
(2)石英砂、纯碱和石灰石
(3)①SiO2+3CSiC+2CO↑ 金刚砂 金刚石(或单晶硅) ②精馏(或蒸馏) ③H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl
(4)H2、HCl
材料
主要化学成分
A
刚玉、金刚石
三氧化二铝
B
大理石、石灰石
碳酸钙
C
普通水泥、普通玻璃
硅酸盐
D
沙子、石英
二氧化硅
发生的主要反应
电弧炉
SiO2+2CSi+2CO↑
流化床反应器
Si+3HClSiHCl3+H2
还原炉
SiHCl3+H2Si+3HCl
物质
Si
SiCl4
SiHCl3
SiH2Cl2[来源:gkstk.Cm]
SiH3Cl
HCl
SiH4
沸点/℃
2 355
57.6
31.8
8.2
-30.4
-84.9
-111.9