高考化学一轮复习 大题冲关滚动练化学与技术配套试题（含解析）新人教版选修2

大题冲关滚动练——化学与技术

1． 海洋是一座巨大的宝库，海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。某地海水的pH在7.5～8.6之间，其中主要离子的含量如下表：

(1)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图所示。其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过。

①阴极的电极反应式为__________________________________________________。

②电解一段时间后，阴极区会产生水垢，其成分为CaCO3和Mg(OH)2，写出生成CaCO3的离子方程式___________________________________________________________。

③淡水的出口为a、b、c中的____________出口。

(2)下图是工业上生产镁的流程。

①干燥步骤中将氯化镁的水合晶体转化为无水氯化镁的操作方法是________。

②整个生产流程中，循环使用的物质是________。

③有人认为：过滤步骤后，直接加热Mg(OH)2得MgO，再电解熔融的MgO制金属镁，这样可优化生产过程。你的观点是________(填“同意”或“不同意”)，理由是________________________________________________________________________。

答案　(1)①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－===H2↑)

②Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O　③b

(2)①在HCl气流中加热氯化镁的水合晶体，以防氯化镁水解

②氯气(或Cl2)

③不同意　因为MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本

2． 世界环保联盟建议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、震动或加热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下：

(1)ClO2中所有原子________(填“是”或“不是”)都满足8电子结构。上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，除去杂质气体可选用________(填字母序号)。

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推广二氧化氯而开发的新型产品，下列说法正确的是________(填字母序号)。

A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理

B．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．在工作区和成品储藏室内，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二氧化氯，化学反应方程式为________________________________________________________________________。

缺点主要是产率低、产品难以分离，还可能污染环境。

(4)我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠(NaClO2)反应制备二氧化氯，化学反应方程式是________________________________________________________，

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________________________________

________________________________________________________________________________________________________________。

答案　(1)不是　C　(2)ABC

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

(4)2NaClO2＋Cl2===2NaCl＋2ClO2　安全性好，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二氧化氯的作用

3． Ⅰ.自然界中，锰的主要矿石有软锰矿(主要成分MnO2)和菱锰矿(主要成分MnCO3)，金属锰的提炼方式主要有火法和湿法两种。

(1)火法炼锰可用铝与软锰矿高温反应进行。该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

Ⅱ.湿法炼锰即电解硫酸锰溶液法。电解锰的生产过程分为化合浸取、氧化净化及沉淀除杂、产品回收。其生产工艺流程如下：

已知：①菱锰矿中主要杂质是Fe2＋、Co2＋、Ni2＋。

②生成氢氧化物的pH如下表：

③有关难溶氢氧化物和硫化物pKsp数据(pKsp＝－lgKsp)：

(2)菱锰矿粉与硫酸反应的化学方程式是____________________________________。

(3)MnO2的作用是除去菱锰矿的硫酸浸取液中的Fe2＋。该除杂过程的离子方程式是____________。

(4)使用氨水的目的是调节pH值在________之间(填pH范围，精确到小数点后1位数字)。在“浸出液”中加入硫化铵的目的是________________________________________。

(5)电解槽中使用的是惰性电极板，电解反应方程式为___________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________。

答案　(1)4Al＋3MnO22Al2O3＋3Mn

(2)MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋H2O＋CO2↑

(3)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O

(4)2.8～7.6　作沉淀剂，生成NiS、CoS沉淀

(5)2MnSO4＋2H2O2H2SO4＋O2↑＋2Mn

4． 硅在材料王国中具有举足轻重的位置。请回答下列问题：

(1)硅的制备方法是制约太阳能发展的瓶颈，硅的制备原料是石英砂，石英与焦炭在高温电炉中反应可以制得硅。该反应的化学方程式是________，该反应的气体产物是一氧化碳，不是二氧化碳，其原因是____________________________________________。

(2)氮化硅Si3N4是一种高温结构材料，粉末状态的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3反应制取。粉末状Si3N4对空气和水都不稳定。但将粉末状的Si3N4和适量氧化镁在230×1.01×105Pa和185 ℃的密闭容器中热处理，可以制得结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料，同时还得到对水不稳定的Mg3N2。

①写出由SiCl4和NH3反应制取Si3N4的化学反应方程式

________________________________________________________________________；

②现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，使生成的Si3N4沉积在石墨表面可得较高纯度的氮化硅，该制造方法称为________；反应的化学方程式为____________；该法还可制造金刚石薄膜，反应的化学方程式为________________。

③在Si3N4和适量氧化镁在230×1.01×105Pa和185 ℃的密闭容器中热处理的过程中，除生成Mg3N2外，还可能生成________物质。热处理后除去MgO和Mg3N2的方法是________。

答案　(1)SiO2＋2CSi＋2CO↑　高温条件下焦炭和二氧化碳不共存即焦炭与二氧化碳反应生成一氧化碳

(2)①3SiCl4＋4NH3===Si3N4＋12HCl

②化学气相沉积法

3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl

CH4―→C(金刚石)＋2H2

③SiO2(写MgSiO3也可)　加足量稀盐酸过滤

5． 由铝土矿(主要成分是Al2O3)炼制铝的工艺流程示意图如下：

(1)电解生成的铝在熔融液的________(填“上层”或“下层”)，电解时不断消耗的电极是________(填“阴极”或“阳极”)。

(2)写出通入过量二氧化碳酸化时反应的离子方程式：___________________________

________________________________________________________________________。

(3)电解制备铝时，需加入冰晶石(Na3AlF6)，其作用是________________，工业上可以用氟化氢气体、氢氧化铝和纯碱在高温条件下发生反应来制取冰晶石，写出该反应的化学方程式：______________________________________________________________。

(4)上述工艺所得铝中往往含有少量Fe和Si等杂质，可用电解方法进一步提纯，该电解池的阴极材料是__________(填化学式)，阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。

(5)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。

①控制一定条件进行电解(见上图)，此时铝表面可形成耐酸的致密氧化膜，其电极反应式为____________________________________________________________________；

②钢材镀铝后，能防止钢材腐蚀，其原因是___________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)下层　阳极

(2)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO

(3)助熔剂(或降低熔化温度)

2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO32Na3AlF6＋3CO2＋9H2O

(4)Al　Al－3e－===Al3＋

(5)①2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋

②致密的氧化铝膜起着保护内部金属的作用；若镀层破损后，与电解质溶液接触时形成原电池，铝作负极，可防止钢材被腐蚀

解析　(1)由于冰晶石(Na3AlF6)与氧化铝熔融物密度比铝的小，所以铝在熔融液的下层。电解时阳极的碳棒被生成的氧气氧化。(2)NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al(OH)3和NaHCO3。(3)Al2O3的熔点很高，熔化需要较多能量，加入冰晶石可以降低Al2O3的熔化温度。根据质量守恒定律书写该化学方程式。(4)可以通过电解精炼铝除去铝中含有的杂质，阴极材料为Al，阳极上Al放电。(5)①致密氧化膜为Al2O3，因此电极反应式为2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋。②钢材镀铝，致密的氧化膜可以保护内层金属，即使镀层破损，形成原电池时，Al作为负极，仍可防止钢材腐蚀。

6． 根据废水中所含有害物质的不同，工业上有多种处理废水的方法。

(1)①废水Ⅰ若采用CO2进行处理，则发生反应的离子方程式是_________________。

②废水Ⅱ常用明矾处理。实践中发现废水中的c(HCO)越大，净水效果越好，这是因为________________________________________________________________________。

③废水Ⅲ中的汞元素存在如下转化：Hg2＋＋________(填化学式)===CH3Hg＋＋H＋。若

Hg2＋的排放标准不能超过0.05 mg·L－1，某工厂排放的1 L废水中含Hg2＋3×10－7 mol，则其是否达到了排放标准？______(填“是”或“否”)。

④废水Ⅳ常用Cl2氧化CN－生成CO2和N2，若参加反应的Cl2与CN－的物质的量之比为5∶2，则该反应的离子方程式为__________________________________________。

(2)化学需氧量(COD)可量度水体受有机物污染的程度，它是指在一定条件下，将用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量，换算成氧的含量(以mg·L－1计)。某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量(COD)的过程如下：

Ⅰ.取V1 mL水样于锥形瓶中，加入10.00 mL 0.250 0 mol·L－1 K2Cr2O7溶液。

Ⅱ.加碎瓷片少许，然后慢慢加入硫酸酸化，混合均匀，加热。

Ⅲ.反应完毕后，冷却，加指示剂，用c mol·L－1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定。终点时消耗硫酸亚铁铵溶液V2 mL。

①Ⅰ中量取K2Cr2O7溶液的仪器是________。

②Ⅱ中加入碎瓷片的目的是________。

③Ⅲ中发生的反应为Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。由此可知，该水样的化学需氧量COD＝________(用含c、V1、V2的表达式表示)。

答案　(1)①OH－＋CO2===HCO

②HCO会促进Al3＋的水解，生成更多的Al(OH)3胶体，净水效果增强　③CH4　否

④5Cl2＋2CN－＋4H2O===10Cl－＋2CO2＋N2＋8H＋

(2)①酸式滴定管(或移液管)　②防止暴沸

③8 000(15－cV2)/V1

7． 氮、磷、钾号称肥料的“三要素”，化学肥料的合理施用，使农业增产增收，经济效益显著。但是化学肥料的滥施乱用也对环境产生了许多不良影响。工业合成氨与制备硝酸及硝酸铵一般可连续生产，流程如图：

请根据相关知识和信息回答下列问题：

(1)写出下列各步的化学方程式：

氧化炉中：_____________________________________________________________。

吸收塔中：_____________________________________________________________。

(2)尾气应该用________吸收；硝酸镁的作用是______________________________。

(3)近年来“水华”和“赤潮”时有发生，据专家分析，是因水体富营养化造成的，试分析水体富营养化的原因：_________________________________________________。

(4)下图是某品牌硝酸铵化肥包装袋中的部分文字

①关于该氮肥的处置和施用正确的方法是________(填字母序号)。

A．与草木灰混合施用

B．如果结块，可用铁锤敲击

C．与普钙混合施用

D．在经常排灌水的稻田中施用肥效最高

②若该化肥的杂质中不含氮元素，则该化肥的纯度是______。

(5)甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同，但生产流程相同：

①甲厂以焦炭和水为原料；②乙厂以天然气和水为原料；③丙厂以石脑油(主要成分为C5H12)和水为原料。按工业有关规定，利用原料所制得的H2和CO2的物质的量之比若为3∶1，则对原料的利用率最高。据此判断甲、乙、丙三个工厂原料的利用率最高的是________。

答案　(1)4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

(2)NaOH溶液(或氨水等碱性溶液均可)　干燥

(3)含N、P化肥的大量施用以及生活污水的大量排放

(4)①C　②98%　(5)丙

解析　(2)尾气属于酸性气体，应该用碱性溶液吸收。(4)①铵态氮肥不能与草木灰混合使用，以免大量NH3逸出，影响肥效；NH4NO3结块，用铁棒击碎易引起爆炸；②NH4NO3的含氮量为35%，则纯度为＝98%。(5)甲、乙、丙的主要反应分别为C＋H2O(g)CO＋H2，CH4＋H2OCO＋3H2，C5H12＋5H2O5CO＋11H2，三厂都把CO转成CO2，其反应式为CO＋H2OCO2＋H2，故甲、乙、丙厂的H2和CO2的物质的量之比为甲：＝2∶1，乙：＝4∶1，丙：＝16∶5，而工业合成尿素的＝3∶1时利用率最高，丙厂制得的H2和CO2的物质的量之比最为接近，所以丙厂原料的利用率最高。