高考化学新一轮总复习 高考演练（真题 重组 考向 把脉）：第十一章 化学与技术复习题及答案解析

这是一份高考化学新一轮总复习 高考演练（真题 重组 考向 把脉）：第十一章 化学与技术复习题及答案解析，共12页。试卷主要包含了化学工业是国民经济的支柱产业，碳酸氢铵是一种重要的铵盐等内容，欢迎下载使用。
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：选D。分馏是利用物质的沸点不同进行分离的方法，属于物理变化。
2．(2012·上海高考卷)下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是( )
A．在接触室中使用铁粉作催化剂
B．在接触室中运用热交换技术可充分利用能源
C．把硫铁矿磨成细粉末，可以提高原料的利用率
D．该反应采用450～500 ℃主要是因为该温度下催化剂活性好
解析：选A。硫酸工业生产过程中，接触室中发生的反应为2SO2＋O2eq \(,\s\up9(催化剂),\s\d9(△))2SO3，所用催化剂为V2O5。
3．(2013·高考浙江卷)电石浆是氯碱工业中的一种废弃物，其大致组成如下表所示：
用电石浆可生产无水CaCl2，某化工厂设计了以下工艺流程：[来源:学|科|网Z|X|X|K]
已知氯化钙晶体的化学式是CaCl2·6H2O；H2S是一种酸性气体，且具有还原性。
(1)反应器中加入的酸应选用①________。
(2)脱色槽中应加入的物质X是②________；设备A的作用是③________；设备B的名称为④________；设备C的作用是⑤________。
(3)为了满足环保要求，需将废气H2S通入吸收池，下列物质中最适合作为吸收剂的是⑥________。
A．水 B．浓硫酸 C．石灰乳 D．硝酸
(4)将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是⑦________。
解析：分析电石浆中所含成分的性质，结合工艺流程图进行分析、解决问题。
(1)该工艺的目的是用电石浆生产无水CaCl2，为防止引入杂质阴离子，可向电石浆中加入盐酸，溶解其中的CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaS等物质。
(2)沉降池中加入石灰乳，可将Al3＋、Fe3＋、Mg2＋沉淀。脱色槽的作用是对过滤器中所得滤液进行脱色，可选用吸附性能较强的活性炭。滤液在设备A中进行蒸发浓缩，在结晶池中降温结晶，然后在设备B中进行过滤，得到氯化钙晶体，最后在设备C中脱水干燥，得到无水CaCl2。
(3)H2S气体在水中的溶解度不大，与浓硫酸反应易产生污染性气体SO2，与硝酸反应易产生污染性气体NO2或NO，这些物质都不能作为H2S的吸收剂。H2S气体被石灰乳吸收，且石灰乳的价格较低。
(4)设备B中的母液含有CaCl2等物质，对母液进行回收利用，可以提高经济效益，同时降低废弃物的排放量，有助于保护环境。
答案：(1)①盐酸 (2)②活性炭 ③蒸发浓缩 ④过滤器⑤脱水干燥 (3)⑥C (4)⑦对母液回收利用，降低废弃物排放量，提高经济效益
4．(2012·上海高考卷)碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。
完成下列填空：
(1)二氧化碳通入氨水的过程中，先有________晶体(填写化学式)析出，然后晶体溶解，最后析出NH4HCO3晶体。
(2)含0.800 ml NH3的水溶液质量为54.0 g，向该溶液通入二氧化碳至反应完全，过滤，得到滤液31.2 g，则NH4HCO3的产率为________%。
(3)粗盐(含Ca2＋、Mg2＋)经提纯后，加入碳酸氢铵可制得碳酸钠。实验步骤依次为：①粗盐溶解；②加入试剂至沉淀完全，煮沸；③________；④加入盐酸调pH；⑤加入________________；⑥过滤；⑦灼烧，冷却，称重。
(4)上述步骤②中所加入的试剂为________________、________________。
(5)上述步骤④中加盐酸调pH的目的是________________________________。
(6)为探究NH4HCO3和NaOH的反应，设计实验方案如下：
含0.1 ml NH4HCO3的溶液中加入0.1 ml NaOH，反应完全后，滴加氯化钙稀溶液。
若有沉淀，则NH4HCO3与NaOH的反应可能为________________________(写离子方程式)；
若无沉淀，则NH4HCO3与NaOH的反应可能为________________________(写离子方程式)；
该实验方案有无不妥之处？________若有，提出修正意见。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
解析：(1)CO2气体通入氨水中时，先发生反应CO2＋2NH3·H2O===(NH4)2CO3＋H2O，当CO2过量时发生反应(NH4)2CO3＋CO2＋H2O===2NH4HCO3，所以先有(NH4)2CO3晶体析出。
(2)由CO2＋NH3·H2O===NH4HCO3知，当0.800 ml NH3完全反应时，生成NH4HCO3的物质的量为0.800 ml，参与反应的CO2的物质的量为0.800 ml，则NH4HCO3的产率为eq \f(0.800 ml×44 g/ml＋54.0 g－31.2 g,0.800 ml×79 g/ml)×100%≈92%。
(3)过滤，除去反应产生的CaCO3、Mg(OH)2等沉淀物；加入NH4HCO3的目的是产生NaHCO3沉淀。
(4)题述步骤②中主要除去Ca2＋、Mg2＋，且不引入其他杂质，因此选用NaOH和Na2CO3。
(6)该实验是探究NH4HCO3与NaOH等物质的量混合时，OH－与NHeq \\al(＋,4)反应，还是与HCOeq \\al(－,3)反应，因此在反应后滴加氯化钙是用Ca2＋来检验产物中是否有COeq \\al(2－,3)。假设反应为HCOeq \\al(－,3)＋OH－===COeq \\al(2－,3)＋H2O，则COeq \\al(2－,3)与Ca2＋反应生成CaCO3沉淀；假设反应为NHeq \\al(＋,4)＋OH－===NH3＋H2O，则需加热煮沸使NH3逸出，再滴加CaCl2稀溶液，避免NH3·H2O的影响。
答案：(1)(NH4)2CO3
(2)92
(3)过滤 碳酸氢铵
(4)氢氧化钠 碳酸钠
(5)中和过量的氢氧化钠和碳酸钠
(6)HCOeq \\al(－,3)＋OH－===COeq \\al(2－,3)＋H2O
NHeq \\al(＋,4)＋OH－===NH3＋H2O 有
需先煮沸，然后滴加氯化钙稀溶液

1．(2013·全国新课标Ⅰ卷)草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下：

回答下列问题：
(1) CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为____________________________、__________________________________。
(2)该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是________________，滤渣是________________；过滤操作②的滤液是______________和________________，滤渣是________________。
(3)工艺过程中③和④的目的是_________________________________。
(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是____________。
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250 g溶于水，用0.050 0 ml·L－1的酸性KMnO4溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00 mL, 反应的离子方程式为____________________；列式计算该成品的纯度：________________________________________________________________________。
解析：以工艺流程为载体分析各步转化的反应实质，反应产物判断，实验操作的目的，试剂选择的原则，滴定实验的计算应用。
(1)依据反应物和生成物组成，结合质量守恒定律，配平书写化学方程式。CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠，反应的化学方程式为CO＋NaOHeq \(――→,\s\up7(200 ℃),\s\d5(2 MPa))HCOONa；甲酸钠加热脱氢生成草酸钠，需要2 ml甲酸钠去氢生成，反应的化学方程式为2HCOONaeq \(――→,\s\up7(△))Na2C2O4＋H2↑。
(2)依据流程图分析，草酸钠钙化是加入Ca(OH)2，反应生成草酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤①的目的是分离沉淀草酸钙和溶液氢氧化钠，滤液是NaOH溶液，滤渣是CaC2O4；过滤②的目的是将过滤①得到的CaC2O4用H2SO4酸化溶解，发生反应CaC2O4＋H2SO4===CaSO4↓＋H2C2O4，CaSO4微溶于水，SOeq \\al(2－,4)浓度较大，沉淀转化生成CaSO4，过滤②得到的滤液是H2C2O4溶液和过量的H2SO4溶液。
(3)根据流程转化图分析可知，步骤③把得到的NaOH溶液浓缩后循环利用制备甲酸钠；步骤④是把滤液中过量的H2SO4分离出来循环利用，减小污染，降低成本。
(4)甲酸钠脱氢后得到的是草酸钠，直接用硫酸酸化，发生反应Na2C2O4＋H2SO4===Na2SO4＋H2C2O4，溶液结晶过程中草酸晶体中会引入杂质Na2SO4。
(5)草酸溶于水形成草酸溶液，用酸性KMnO4溶液滴定，发生氧化还原反应，草酸被氧化为CO2，KMnO4被还原为Mn2＋，依据电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平反应的离子方程式为5C2Oeq \\al(2－,4)＋2MnOeq \\al(－,4)＋16H＋===2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑，依据反应的定量关系：
5H2C2O4 ～ 2MnOeq \\al(－,4)
5 2
n(H2C2O4) 0.015 L×0.050 0 ml·L－1
n(H2C2O4)＝eq \f(5×0.015 L×0.050 0 ml·L－1,2)
成品的纯度＝
eq \f(0.015×0.050 0 ml·L－1×\f(5,2)×126 g·ml－1,0.250 g)×100%＝94.5%。
答案：(1)CO＋NaOHeq \(――→,\s\up7(200 ℃),\s\d5(2 MPa))HCOONa
2HCOONaeq \(――→,\s\up7(△))Na2C2O4＋H2↑
(2)NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaSO4
(3)分别循环利用氢氧化钠和硫酸(降低成本)，减小污染
(4)Na2SO4
(5)5C2Oeq \\al(2－,4)＋2MnOeq \\al(－,4)＋16H＋===2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑[来源:学.科.网]
eq \f(15.00 mL×0.050 0 ml·L－1×\f(5,2)×126 g·ml－1,1 000 mL·L－1×0.250 g)×100%＝94.5%
2．(2012·山东高考卷)[化学——化学与技术]
石油和煤炭加工过程涉及多种技术和设备。
(1)石油分馏时，在不断向________(填工业设备名称)内投放原料的同时获得产品，该过程为________操作过程。
(2)石油裂化分为热裂化、________和加氢裂化，裂化的目的是提高________的产量。
(3)煤的洗选是为了降低原煤中灰分和________的含量。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒________进行燃烧的过程。[来源:学.科.网]
(4)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和________存在下与________作用生成液体燃料的过程。
解析：(2)石油裂化是将长链、高沸点的烃断裂为短链、低沸点的烃。其目的是提高轻质燃料油(或汽油)的产量。
(3)煤的洗选是为了降低原煤中灰分和硫的含量，减少燃烧过程中烟尘、SO2的排放。空气从底部吹向煤炭颗粒，可以使煤炭颗粒浮动，增大其与空气的接触面积，使燃烧更充分。
(4)煤的直接液化是指在高温、催化剂条件下煤与氢气作用生成甲醇等液态燃料的过程。
答案：(1)分馏塔 连续
(2)催化裂化 轻质燃料油(或汽油)
(3)硫(S) 浮动
(4)催化剂 氢气(H2)
3．(2012·浙江高考自选卷)“化学与技术”模块
(1)氯碱工业是利用电解食盐水生产____________为基础的工业体系。
(2)电解前，为除去食盐水中的Mg2＋、Ca2＋、SOeq \\al(2－,4)等杂质离子，下列加入顺序合理的是________。
A．碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡
B．碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠
C．氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡
D．氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠
(3)“盐泥”是粗盐提纯及电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下：
为了生产七水硫酸镁，设计了以下工艺流程：
装置1中加入的酸应选用________，加入的酸应适当过量，控制pH为5左右，反应温度在50 °C左右。持续搅拌使之充分反应，以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4，在此过程中同时生成CaSO4。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是_______________
________________________________________________________________________。
装置2中滤渣的主要成分为_________________________________。
装置3中通入高温水蒸气并控制温度在 100～110 °C，蒸发结晶，此时析出的晶体主要是________。
用装置6(真空干燥器)干燥七水硫酸镁晶体的理由是________________________
________________________________________________________________________。
解析：(2)在粗盐提纯过程中，所加除杂试剂的顺序通常为先加BaCl2，再加NaOH，最后加入Na2CO3。加NaOH的顺序可以放在BaCl2的前面也可以放在Na2CO3的后面，但Na2CO3的加入顺序必须放在BaCl2的后面，因过量的BaCl2需用Na2CO3除去。(3)由于最终的产品为MgSO4·7H2O，所以在酸溶时所加的酸应该是H2SO4，加入H2SO4后发生的反应有；Mg(OH)2＋H2SO4===MgSO4＋2H2O，CaCO3＋H2SO4===CaSO4＋CO2↑＋H2O。CaCO3和H2SO4的反应之所以能够持续进行，是因为该反应是在50°C及持续搅拌的条件下进行的，该条件下CO2可以迅速从溶液中逸出而使平衡不断向正反应方向移动。CaSO4是一种微溶物，滤渣中除BaSO4、不溶于酸的物质外还应含有CaSO4。在真空干燥器中MgSO4·7H2O表面的水不需要加热烘干就能挥发掉，这样就能有效防止失去结晶水。
答案：(1)氯气、烧碱、氢气(只写出氯气、烧碱也可)
(2)D (3)(稀)硫酸 搅拌过程中CO2不断逸出，使平衡不断向右移动 CaSO4、BaSO4、其他不溶于酸的物质 氯化钠 防止失去结晶水

(1)在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1 000°C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(Cu2S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°C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________________________________________________________。
解析：(1)由黄铜矿和空气在1 000°C左右的温度下反应生成Cu和Fe的低价硫化物可写出方程式：2CuFeS2＋O2eq \(=====,\s\up7(高温))Cu2S＋2FeS＋SO2，再由“部分Fe的硫化物转变为低价氧化物”这一信息写出方程式：2FeS＋3O2eq \(=====,\s\up7(高温))2FeO＋2SO2。将炼铁时生成炉渣的反应(CaO＋SiO2eq \(=====,\s\up7(高温))CaSiO3)迁移到本题，不难得出生成炉渣的主要成分为FeSiO3。(3)电解精炼铜时，粗铜为阳极，即题图中的c极；d极为阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu；粗铜中活泼性比铜弱的Au、Ag在阳极溶解时从阳极上脱落下来形成“阳极泥”，比铜活泼的杂质Fe以Fe2＋的形式进入电解液中。
答案：(1)2CuFeS2＋O2eq \(=====,\s\up7(高温))Cu2S＋2FeS＋SO2
2FeS＋3O2eq \(=====,\s\up7(高温))2FeO＋2SO2 FeSiO3
(2)2Cu2S＋3O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Cu2O＋2SO2
2Cu2O＋Cu2Seq \(=====,\s\up7(高温))6Cu＋SO2↑
(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．(2013·高考海南卷)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技术路线，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：(1)反应物是二氧化硅、木炭和铁，所得“金属”应是铁的合金。
(2)生产普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂。(3)①SiC又名金刚砂，与金刚石或晶体硅具有相似的结构。②在SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl中，SiCl4在常温下呈液态，会成为杂质。由于SiCl4与SiHCl3沸点相差较大，因此可用蒸馏的方法进行分离。③SiHCl3完全水解的化学方程式为SiHCl3＋4H2O===H4SiO4↓＋H2↑ ＋3HCl↑。(4)氯碱工业的产品是NaOH、H2、Cl2，其中H2、Cl2反应可制备HCl。H2、HCl都是制备高纯硅工艺中的原料。
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＋3Ceq \(=====,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑ 金刚砂 金刚石(或单晶硅) ②精馏(或蒸馏) ③H4SiO4、H2、HCl (4)H2、HCl

成分
CaO
SiO2
Al2O3
Fe2O3
MgO
CaS
其他不溶于
酸的物质
质量
分数
(%)
65～66
3.5～5.0
1.5～3.5
0.2～0.8
0.2～1.1
1.0～1.8
23～26
成分
NaCl
Mg(OH)2
CaCO3
BaSO4
其他不溶于酸的物质
质量分数(%)
15～20
15～20
5～10
30～40
10～15
发生主要反应
电弧炉
SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up7(1600～1800 ℃))Si＋2CO↑
流化床反应器
Si＋3HCleq \(=====,\s\up7(250～300 ℃))SiHCl3＋H2
还原炉
SiHCl3＋H2eq \(=====,\s\up7(1100～1200 ℃))Si＋3HCl
物质
Si
SiCl4
SiHCl3
SiH2Cl2
SiH3Cl
HCl
SiH4
沸点/℃
2355
57.6
31.8
8.2
－30.4
－84.9
－111.9新 课 标