高中考试化学特训练习含答案——环境保护与绿色化学

这是一份高中考试化学特训练习含答案——环境保护与绿色化学，共8页。试卷主要包含了2 ℃，6 31等内容，欢迎下载使用。
护与绿色化学
基础巩固
1
.(2020 天津学业水平等级考适应性测试)下列“中国制造”所用的材料属于无机非金属材料的是
( )
B.“天眼”反射面板所用铝
合金
A.宇航服所用聚酯纤维
C.港珠澳大桥所用水泥 D.“蛟龙号”所用钛合金
2
.(2020 华中师大一附中质量测评)碳元素是自然界中与人类关系最密切的元素,金刚石、石墨和石墨
烯是碳元素常见的同素异形体。下列与碳元素相关的说法错误的是
A.金刚石是自然界中硬度最大的天然材料
( )
B.石墨在一定条件下转化成金刚石是化学变化
C.石墨烯属于烯烃,能够发生加成反应
D.碳纤维质轻、强度大,可作为航空器材的结构材料
3
.(2020 湖南长沙七校联考)化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.全球首段光伏高速公路亮相济南,光伏发电所用电池板主要材料是二氧化硅
B.《物理小识》记载“青矾(绿矾)厂气熏人,衣服当之易烂,栽木不茂”,青矾厂气是 CO 和 CO2
C.平昌冬奥会“北京 8 分钟”主创团队用石墨烯制作发热服饰,说明石墨烯是能导热的金属材料
D.《本草纲目》描述“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取碱浣衣”,其中的碱是 K2CO3
4
.(2020 黑龙江牡丹江第一高级中学期末)硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。下列说法正确
的是( )
A.某硅酸盐的化学式为 KAlSi O ,可用 K O·Al O ·6SiO 表示
3
8
2
2
3
2
B.水玻璃是纯净物,可用于生产黏合剂和防火剂
C.陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐
D.高纯硅可用于制造光导纤维,高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池
.《天工开物》记载:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无砂粘土而为之”,“凡坯既成,干燥之后,则堆积窑
中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色),与造砖同法”。下列说法错误的是( )
5

A.粘土是制砖瓦和水泥的主要原料
B.“燃薪举火”使粘土发生复杂的物理化学变化
C.沙子的主要成分为硅酸盐
D.泥坯烧制后自然冷却成红瓦,浇水冷却成青瓦
6
.(2020 广东清远第一中学实验学校月考)将过量 CO 分别通入①CaCl 溶液,②Na SiO 溶液,③
2
2
2
3
Ca(OH) 溶液,④饱和 Na CO 溶液,⑤NaAlO 溶液,最终溶液变浑浊的是( )
2
2
3
2
A.①②⑤
B.②④⑤
C.②③⑤
D.②③④
7
.(2020 福建泉州第十六中学期中)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的
简易过程。
回答下列问题:
Ⅰ
.硅粉与 HCl 在 300 ℃时反应生成 1 ml SiHCl 气体和 H ,放出 225 kJ 热量,该反应的热化学方程
3
2
式为 。SiHCl3 的电子式为 。
Ⅱ
①
②
③
.将 SiCl 氢化为 SiHCl 有三种方法,对应的反应依次为:
4
3
SiCl (g)+H (g)
SiHCl (g)+HCl(g)ꢀΔH >0
4
2
3
1
3SiCl (g)+2H (g)+Si(s)
4SiHCl (g)ꢀΔH a≈c
ⅱ
.若起始不通入 NO2,则最终检测不
蒸馏水c
2
-
空
气
到 SO
4
3%氨
水
d
下列说法不正确的是( )
A.控制 SO2 和氮氧化物的排放是治理雾霾的有效措施
B.反应室①中可能发生反应:SO +2NO +2H O H SO +2HNO
2
2
2
2
2
4
C.本研究表明,硫酸盐的形成主要与空气中 O2 有关
D.农业生产中大量使用铵态氮肥可能会加重雾霾的形成
1.二氯二氢硅(SiH Cl )常用于外延法工艺中重要的硅源。该物质易燃、有毒,与水接触易水解,沸点
1
2
2
为 8.2 ℃。在铜催化作用下,HCl 与硅在 250~260 ℃反应可以制得 SiH Cl 。
2
2
(1)利用浓硫酸、浓盐酸为原料,选用 A 装置制取 HCl,利用了浓硫酸的 性。
(2)D 装置中生成二氯二氢硅的化学方程式
为 。
(3)按照气体从左到右的方向,制取 SiH Cl 的装置(h 处用止水夹夹好)连接顺序为
2
2
a→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )(填仪器接口的字母,其中装置 C 用到 2
次)。
(4)按从左到右的顺序,前面装置 C 中装的药品为 ,后面装置 C 的作用
为 。
(5)反应除生成二氯二氢硅之外,还会生成 H2 和 、 等。
(6)新的制取 SiH Cl 的方法:往硅粉中先通入 Cl ,在 300~350 ℃反应生成 SiCl ,然后再与 HCl 在
2
2
2
4
2
50~260 ℃反应,可以大大提高产率。如果通入气体顺序相反,结果是
(用化学方程式表示)。
2.(2020 江西上饶月考)光纤通信是光导纤维传送信号的一种通信手段,合成光导纤维及氮化硅(一种
无机涂层)的工艺流程如下:
1

回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的化学方程式为 2C+ SiO2
Si+2CO↑,其中还原剂为 (填化学式),该反应涉及
的副反应可能有(碳不足)C+ SiO2
Si+CO2↑和(碳足量) 。
(2)经反应Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下:
组分
SiCl SiHCl SiH Cl HCl BCl3 PCl3
4
3
2
2
名称
质量
分数
沸点
0.000 0.001 0.001
0
5
0.046 2
7.6 31.8 8.2
3
93
57
-85 12.5 75.5
/
℃
ꢀ
图中 “操作 X”的名称为 ;PCl3 的电子式为 。
(3)已知反应Ⅳ的化学方程式为 3SiCl4+4NH3 Si N +12HCl,则反应Ⅲ和Ⅳ中尾气的用途
为 。若向一个 2 L 恒容密闭容器中投入 1 ml SiCl 和 1 ml NH ,6 min 后反应
3
4
4
3
完全,则 0~6 min 内,HCl 的平均反应速率为 ml·L·min-1。
拓展深化
1
3.(2020 福建师大附中期中)为更有效处理工业废气中排放的氮氧化物(NO )、SO 等,从而减少大气
x
2
污染,科学家不断对相关反应进行研究尝试。
(1)按每年全国发电燃煤 8 亿吨,煤中含硫质量分数以 2%计,若不经过脱硫处理,则会有 亿
吨 SO 排放到大气中(假设 S 全部转化为 SO )。
2
2
(2)下列物质中,能吸收 SO2 的有 (填序号)。
a.氨水
b.酸性 KMnO4 溶液
d.Na CO 溶液
c.生石灰
2
3
(3)某工厂采用(NH ) SO 和 NH HSO 的混合溶液 A 吸收废气中的 SO 并制备(NH ) SO ·H O,过程
4
2
3
4
3
2
4 2
3
2
如下:
①
②
“吸收”过程中,溶液中(NH ) SO 和 NH HSO 物质的量之比变 (填“大”或“小”)。
4
2
3
4
3
“制备”过程中,溶液 B 中发生反应的化学方程式是 。

检验产品(NH ) SO ·H O 中含有少量 SO2 的方法如下:取少量产品加水溶解,
-
③
4
2
3
2
4
(将实验操作和现象补充完整)。
(4)选择性催化还原技术(SCR)是目前较为成熟的烟气脱硝技术,其反应原理主要为
4
NH (g)+4NO(g)+O (g)
4N (g)+6H O(g)ꢀΔH=-1 627 kJ·ml-1
3
2
2
2
①
被 NO 氧化的 NH 和被 O 氧化的 NH 的物质的量之比为 。
3
2
3
푛(NH )
푛(NO)
②
氨氮比[
3 ]会直接影响该方法的脱硝率。如图为 350 ℃时只改变氨气的投放量,NO 的百分含
푛(NH )
푛(NO)
量与氨氮比的关系图。当
3 >1.0 时,烟气中 NO 含量反而增大,主要原因
是 。
课时规范练 12 碳、硅 无机非金属材料
环境保护与绿色化学
1
.C 宇航服所用聚酯纤维为有机合成高分子材料,故 A 错误;“天眼”反射面板所用铝合
金属于金属材料,故 B 错误;港珠澳大桥所用水泥为硅酸盐材料,属于无机非金属材料,故
C 正确;“蛟龙号”所用钛合金属于金属材料,故 D 错误。
2
.C 金刚石是自然界中硬度最大的天然材料,故 A 正确;石墨在一定条件下转化成金刚
石存在旧键断裂和新键生成,该转化过程是化学变化,故 B 正确;石墨烯为碳单质,不属于
烯烃,故 C 错误;碳纤维质轻、强度大,可作为航空器材的结构材料,故 D 正确。
3
.D 光伏发电所用电池板的主要材料是晶体硅,A 错误;题中所说的“青矾厂气”,指的是
煅烧硫酸亚铁(FeSO ·7H O)后产生的三氧化硫和二氧化硫;这类气体遇水或湿空气会生
4
2
成硫酸、亚硫酸或具有腐蚀性的酸雾,B 错误;石墨烯是非金属材料,C 错误;草木灰的主
要成分是碳酸钾,用水溶解时碳酸钾水解导致溶液呈碱性,D 正确。
4
.A 硅酸盐 KAlSi O 可用氧化物的形式表示成 K O·Al O ·6SiO ,选项 A 正确;水玻璃
3
8
2
2
3
2
为硅酸钠的水溶液,属于混合物,选项 B 错误;水晶的主要成分是二氧化硅,二氧化硅是氧
化物,不是硅酸盐,选项 C 错误;二氧化硅可用于制造光导纤维,高纯硅可用于制造太阳能
电池,选项 D 错误。
5
.C A 项,由“择取无砂粘土而为之”,说明粘土是制砖瓦和水泥的主要原料,正确;B
项,“燃薪举火”是提供高温的环境,使粘土发生复杂的物理化学变化,正确;C 项,沙子的主

要成分为二氧化硅,错误;D 项,粘土中有一定量的铁元素,泥坯烧制后自然冷却成红瓦(含
氧化铁),浇水冷却时碳与水反应得到 CO 和 H2,可将三价铁还原为二价亚铁,形成青瓦,正
确。
6
.B ①碳酸酸性比盐酸弱,CO 与 CaCl 溶液不会反应,不变浑浊;②碳酸酸性比硅酸强,
2
2
过量的 CO 与 Na SiO 溶液反应:2CO +Na SiO +2H O 2NaHCO +H SiO ↓,变浑浊;③
2
2
3
2
2
3
2
3
2
3
酸性氧化物能与碱反应,过量的 CO 与 Ca(OH) 反应:Ca(OH) +2CO
2
Ca(HCO3)2,不变
2
2
2
浑浊;④过量的 CO 通入饱和 Na CO 溶液中发生反应:Na CO +H O+CO
2
2NaHCO3↓,
2
2
3
2
3
2
因为碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小,变浑浊;⑤过量的 CO 通入 NaAlO 溶液中发生反
2
2
应:CO +2NaAlO +3H O 2Al(OH) ↓+Na CO ,变浑浊。
2
2
2
3
2
3
·
·
·
Cl·
·
·
·
·
·
·
·
·· ··
7
.答案 Ⅰ.Si(s)+3HCl(g) SiHCl (g)+H (g)ꢀΔH=-225 kJ·ml -1ꢀ·
·
Cl Si Cl
3
2
·
·
··
·· ··
·
H
Ⅱ
.(1)阴极ꢀ2H2O+2e- H ↑+2OH-ꢀ(2)ΔH -ΔH
1
2
2
(3)HCl、H2
解析 Ⅰ.根据题意,硅粉与 HCl 在 300 ℃反应的热化学方程式为 Si(s)+3HCl(g)
·
·
·
Cl·
·
·
·
··
··
SiHCl (g)+H (g)ꢀΔH=-225 kJ·ml-1;SiHCl 中所有原子达稳定状态,其电子式为 ·
·
Cl Si
3
2
3
·
·
··
··
H
·
·
·
·
Cl 。
··
·
Ⅱ
.(1)根据电解原理,阴极上产生 H ,阴极电极反应式为 2H O+2e- H2↑+2OH-。
2
2
(2)根据盖斯定律,由②-①得到反应③,即 ΔH =ΔH -ΔH 。
3
2
1
(3)根据流程可知,循环使用的物质除 SiCl 、SiHCl 和 Si 外,还有 HCl、H 。
4
3
2
8
.AD 原硅酸钠(Na SiO )是强碱弱酸盐,水解后使溶液呈碱性,A 正确;石英的主要成分
4
4
是 SiO ,不是硅酸盐,所以石英玻璃不属于硅酸盐产品,B 错误;2HCl+Na SiO
3
2
2
H SiO ↓+2NaCl 说明酸性 HCl 大于 H SiO ,由于盐酸为无氧酸,不能证明氯的非金属性
2
3
2
3
强于硅,C 错误;沙子的主要成分是 SiO2,以沙子为原料经过还原得到晶体 Si,可制成各种
半导体电器被人们使用,所以半导体工业所说的“从沙滩到家庭”是指将二氧化硅制成晶
体硅,D 正确。
9
.D Ca SiO 可写作 3CaO·SiO ,则其与 NH Cl 加热时可发生反应,得到 CaSiO 、
3
5
2
4
3
CaCl 、NH 和 H O,A 项正确;Ca SiO 有吸水性,易板结,应密封保存,B 项正确;SO 对应
2
3
2
3
5
2
的酸为 H SO ,为中强酸,SO 能与 Ca SiO 反应生成新盐 CaSO ,C 项正确;Ca SiO 与盐
2
3
2
3
5
3
3
5
酸反应会生成 H SiO 沉淀,而不是 SiO ,D 项错误。
2
3
2
1
0
.
C

因
为
空
气
中
的
硫
酸
盐
会
加
剧
雾
霾
的
形
成
,
S
O
和
氮
氧
化
物
在
一
定
条
件
下
可
以
产
生
2
SO2-,所以控制 SO 和氮氧化物的排放是治理雾霾的有效措施,故 A 正确;反应室①中
4
2
SO 为还原剂,NO 为氧化剂,N 是载体,蒸馏水是吸收液,可发生反应:SO +2NO +2H O
2
2
2
2
2
2
H SO +2HNO ,故 B 正确;由 b≈d>a≈c,若起始不通入 NO ,则最终检测不到 S 2-可知,
O
4
2
4
2
2
硫酸盐的形成主要与 NO2 有关,故 C 错误;铵态氮肥易分解产生氨气,由已知的数据分析

可知,在载体相同、吸收液为氨水的条件下,将 SO 和 NO 按一定比例混合时产生 SO2
4
-
2
2
的浓度较大,而空气中的硫酸盐又会加剧雾霾的形成,所以农业生产中大量使用铵态氮肥
可能会加重雾霾的形成,故 D 正确。
1
1.答案 (1)吸水ꢀ(2)Si+2HCl
(3)dꢀeꢀfꢀgꢀbꢀcꢀd
SiH2Cl2
(4)P O 或无水 CaCl ꢀ尾气处理和防止空气中的水蒸气进入 B 中ꢀ(5)SiCl ꢀ
2
5
2
4
SiHCl ꢀ(6)SiH Cl +2Cl
SiCl +2HCl(或 SiH Cl +Cl
2
SiHCl3+HCl)
3
2
2
2
4
2
2
解析 (1)浓硫酸有吸水性,且吸水后放热,使浓盐酸更易挥发出 HCl。
(2)根据题意并利用原子守恒法可配平反应的化学方程式。
(3)利用 A 装置制取 HCl,连接 C 装置干燥,再从 f 进入 D 中反应,SiH Cl 从 g 处挥发,
2
2
在
B
装
置
中
收
集
,
S
i
H
C
l
的
密
度
比
空
气
大
,
导
气
管
应
长
进
短
出
,
为
防
止
空
气
中
的
水
蒸
气
进
2
2
入
B
中
,
则
应
在
B
装
置
后
连
接
干
燥
管
。
(4)前面的装置 C 是用来干燥氯化氢气体的,干燥剂可选用 P O 或无水 CaCl ,后面
2
5
2
装
置
C
的
作
用
为
尾
气
处
理
和
防
止
空
气
中
的
水
蒸
气
进
入
B
中
,
应
选
碱
石
灰
。
(6)如果通入气体顺序相反,生成的 SiH Cl 会与 Cl 继续反应,从而生成 SiCl 、
2
2
2
4
SiHCl3。
·
··
·· ··
1
2.答案 (1)Cꢀ3C+SiO2 SiC+2CO↑ꢀ(2)精馏(或蒸馏或分馏)ꢀ · · · ꢀ(3)制取盐酸
Cl P Cl
·
· ·
··
··
··
Cl·
·
·
·
··
·
(或其他合理答案)ꢀ0.25
解析 (1)反应Ⅰ的化学方程式为 2C+ SiO2 Si+2CO↑,其中碳元素化合价升高,则还原剂
为 C。碳足量时,生成的 CO2 与碳反应生成 CO,同时还会生成 SiC,该反应的化学方程式
为
3
C
+
S
i
O
S
i
C
+
2
C
O
↑
。
2
(2)根据表中数据可知物质的沸点相差较大,因此图中“操作 X”的名称为精馏(或蒸馏
·
··
·· ··
或
分
馏
)
;
P
C
l
是
共
价
化
合
物
,
其
电
子
式
为
·
C
l
·
P
·
C
l
。
3
·
· ·
··
··
··
·
Cl·
·
·
·
·
·
(3)根据方程式可知反应Ⅲ和Ⅳ中尾气是氯化氢,HCl 可用于制取盐酸。根据化学方
程式可知反应中四氯化硅过量,生成氯化氢是 3 ml,HCl 的浓度是 3 ml÷2 L=1.5
ml·L-1,则 0~6 min 内,HCl 的平均反应速率为 1.5 ml·L-1÷6 min=0.25 ml·L-1·min-1。
1
3
.
答
案
(
1
)
0
.
3
2
ꢀ
(
2
)
a
b
c
d
ꢀ
(
3
)
①
小
ꢀ
②
N
H
H
C
O
+
N
H
H
S
O
(NH ) SO ·H O↓+CO ↑ꢀ
4 2
4
3
4
3
3
2
2
③
加过量盐酸,充分振荡,再加入氯化钡溶液,有白色沉淀产生ꢀ(4)①2∶1ꢀ②过量的
4NO+6H2O)
解析 (1)燃煤 8 亿吨,煤中含硫质量分数以 2%计,则硫元素的质量为 0.16 亿吨,产生的
NH 和 O 反应生成 NO(或 4NH +5O
2
3
2
3
3
6
2
4
SO 中硫元素也为 0.16 亿吨,则 m(SO )× =0.16 亿吨,解得 m(SO )=0.32 亿吨。
2
2
2

(2)SO 为酸性氧化物,能与碱性溶液和碱性氧化物反应,氨水、Na CO 溶液、生石
2
2
3
灰
均
可
吸
收
S
O
,
S
O
同
时
具
有
还
原
性
,
能
被
强
氧
化
剂
酸
性
K
M
n
O
溶
液
吸
收
。
2
2
4
(3)①吸收过程反应的化学方程式为 SO +H O+(NH ) SO
2NH HSO ,随着吸收反
2
2
4 2
3
4
3
应
的
进
行
,
(
N
H
)
S
O
越
来
越
少
,
N
H
H
S
O
越
来
越
多
,
(
N
H
)
S
O
和
N
H
H
S
O
物
质
的
量
之
比
4
2
3
4
3
4 2
3
4
3
变小;②溶液 B 中发生反应的化学方程式是 NH HCO +NH HSO
3
4
3
4
(NH ) SO ·H O↓+CO ↑;③检验产品(NH ) SO ·H O 中含有少量 S 2-,应先加酸除去亚硫
O
4
4
2
3
2
2
4 2
3
2
酸根的干扰,再用氯化钡溶液检验,故方法为取少量产品加水溶解,加过量盐酸,充分振荡,
再加入氯化钡溶液,有白色沉淀产生。
(4)①反应原理为 4NH (g)+4NO(g)+O (g) 4N (g)+6H O(g),从化学方程式可知,4
3
2
2
2
ml NH 被氧化为 N ,失去电子为 12 ml,得到 12 ml 电子的是 4 ml NO 和 1 ml O ,其
3
2
2
中
4
m
l
N
O
得
8
m
l
电
子
,
1
m
l
O
得
4
m
l
电
子
,
故
其
中
被
N
O
和
O
氧
化
的
N
H
的
比
2
2
3
푛(NH3)
푛(NO)
例
为
2
∶
1
;
②
当
氨
氮
比
>1.0
时
,
过
量
的
氨
气
与
氧
气
反
应
生
成
N
O
,
化
学
反
应
为
4
NH3+5O2 4NO+6H2O,所以烟气中 NO 浓度增大,烟气中 NO 的含量增大。