考點化學與技術(shù)

1、溫馨提示：此題庫為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，關(guān)閉Word文檔返回原板塊。考點22 化學與技術(shù)（選修2）一、選擇題1.(2013·上海高考·6)與索爾維制堿法相比,侯德榜制堿法最突出的優(yōu)點是()A.原料利用率高 B.設(shè)備少C.循環(huán)利用的物質(zhì)多 D.原料易得【解題指南】解答本題時應(yīng)注意理解索爾維制堿法和侯德榜制堿法的異同點?！窘馕觥窟xA。侯德榜制堿法的最突出的優(yōu)點是原料的利用率高,A正確,B、C、D均錯誤。二、非選擇題2.(2013·山東高考·31)【化學化學與技術(shù)】廢舊硬質(zhì)合金刀具中含碳化鎢(WC)、金屬鈷(Co)及少量

2、雜質(zhì)鐵,利用電解法可回收WC和Co,工藝流程簡圖如下:(1)電解時廢舊刀具做陽極,不銹鋼做陰極,HCl溶液為電解液。陰極主要的電極反應(yīng)式為。(2)凈化步驟所得濾餅的主要成分是?；厥盏南礈煲捍嫠渲齐娊庖?目的是回收利用其中的。(3)溶液的主要成分是。洗滌CoC2O4不充分對最終產(chǎn)品純度并無明顯影響,但焙燒時會造成環(huán)境污染,原因是。(4)將Co2O3還原成Co粉的化學反應(yīng)方程式為。【解題指南】可按以下思路解答本題:【解析】(1)電解過程中溶液中的離子主要為H+、Cl-、Co2+、Fe2+,因生產(chǎn)流程中后期的操作得到CoC2O4,因此在陰極得電子的物質(zhì)應(yīng)為H+,陰極反應(yīng)式為2H+2e-H2。(2

3、)加入H2O2和NH3,將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,因此濾餅的主要成分為Fe(OH)3,回收洗滌液中主要含有Co2+、H+、Cl-和N,因此回收的目的是利用Co。(3)加入的草酸銨與CoCl2反應(yīng),生成草酸鈷和氯化銨,則溶液中主要是NH4Cl,洗滌CoC2O4不充分會使表面吸附有NH4Cl,焙燒時會分解為污染大氣的氣體NH3和HCl。(4)本題主要考查了氧化還原方程式的書寫與配平。根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物可得如下關(guān)系:Co2O36e-2Co,H22e-H2O,根據(jù)得失電子守恒可知:Co2O33H2,可得Co2O3+3H22Co+3H2O。答案:(1)2H+2e-H2(2)Fe(OH)3Co2+

4、(或Co)(3)NH4Cl焙燒時NH4Cl分解產(chǎn)生NH3和HCl(4)Co2O3+3H23H2O+2Co3.(2013·新課標全國卷·36)化學選修2:化學與技術(shù)鋅錳電池(俗稱干電池)在生活中的用量很大。兩種鋅錳電池的構(gòu)造如圖(a)所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應(yīng)為:Zn+2NH4Cl+2MnO2Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH該電池中,負極材料主要是,電解質(zhì)的主要成分是,正極發(fā)生的主要反應(yīng)是。與普通鋅錳電池相比,堿性鋅錳電池的優(yōu)點及其理由是。(2)圖(b)表示回收利用廢舊普通鋅錳電池的一種工藝(不考慮廢舊電池中實際存在的少量其他金屬)。圖(b

5、)中產(chǎn)物的化學式分別為A,B。操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4。操作b中,綠色的K2MnO4溶液反應(yīng)后生成紫色溶液和一種黑褐色固體,該反應(yīng)的離子方程式為。采用惰性電極電解K2MnO4溶液也能得到化合物D,則陰極處得到的主要物質(zhì)是(填化學式)?！窘忸}指南】本題包括兩小題,其中第一小題要注意兩種鋅錳干電池的構(gòu)造上的區(qū)別;第二小題要根據(jù)普通鋅錳干電池中的構(gòu)成物質(zhì),結(jié)合流程圖中的操作進行分析?！窘馕觥?1)普通鋅錳電池的負極材料是鋅,電解質(zhì)溶液是氯化銨。由反應(yīng)總方程式可知該電池的負極電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2NH3Zn(NH3,用總反應(yīng)式減去負極電極式即可得到正極電極反應(yīng)式為2MnO2+2N

6、+2e-2MnOOH+2NH3;與普通鋅錳電池相比,堿性鋅錳電池的優(yōu)點有:堿性電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄漏,因為消耗的負極材料改裝在電池的內(nèi)部;堿性電池使用壽命較長,因為金屬材料在堿性電解質(zhì)中比在酸性電解質(zhì)中的穩(wěn)定性高,不易被腐蝕。(2)由工藝流程圖可知最后分離出來的物質(zhì)A為ZnCl2,B為NH4Cl。由題中的信息可知反應(yīng)后生成的紫色溶液為高錳酸鉀溶液,由氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可知另一種黑褐色的固體應(yīng)該為MnO2,在該反應(yīng)中錳元素發(fā)生了歧化反應(yīng),化合價部分升高部分降低,反應(yīng)的離子方程式為3Mn+2CO22Mn+ MnO2+2C,用惰性電極電解K2MnO4溶液,陰極吸引陽離子,所以氫離子在陰極放電生成氫

7、氣。答案:(1)ZnNH4ClMnO2+N+e-MnOOH+NH3堿性電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄漏,因為消耗的負極材料改裝在電池的內(nèi)部;堿性電池使用壽命較長,因為金屬材料在堿性電解質(zhì)中比在酸性電解質(zhì)中的穩(wěn)定性高。(答對一條即可,其他合理答案也可)(2)ZnCl2NH4Cl3Mn+2CO22Mn+ MnO2+2CH24.(2013·新課標全國卷·36)【化學選修2:化學與技術(shù)】草酸(乙二酸)可作還原劑和沉淀劑,用于金屬除銹、織物漂白和稀土生產(chǎn)。一種制備草酸(含2個結(jié)晶水)的工藝流程如下:回答下列問題:(1)CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉、甲酸鈉加熱脫氫的化學反應(yīng)方程式分別為

8、、。(2)該制備工藝中有兩次過濾操作,過濾操作的濾液是,濾渣是;過濾操作的濾液是和,濾渣是。(3)工藝過程中和的目的是。(4)有人建議甲酸鈉脫氫后直接用硫酸酸化制備草酸。該方案的缺點是產(chǎn)品不純,其中含有的雜質(zhì)主要是。(5)結(jié)晶水合草酸成品的純度用高錳酸鉀法測定。稱量草酸成品0.250 g溶于水,用0.050 0 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定,至淺粉紅色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00 mL,反應(yīng)的離子方程式為;列式計算該成品的純度。【解題指南】按照流程圖逐步分析,結(jié)合加入物質(zhì)和得到的物質(zhì)分析各步反應(yīng)。經(jīng)過四步反應(yīng),兩次過濾,最后得到目標產(chǎn)物草酸?！窘馕觥?1)CO和Na

9、OH在200,2 MPa條件下合成甲酸鈉,反應(yīng)的化學方程式為CO+NaOHHCOONa,甲酸鈉加熱脫氫生成草酸鈉,反應(yīng)的化學方程式為2HCOONaNa2C2O4+H2;(2)該制備工藝中有兩次過濾操作,過濾操作是分離草酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)的生成物,溶液為氫氧化鈉,固體為草酸鈣,所以濾液是氫氧化鈉溶液,濾渣是草酸鈣固體;過濾操作是分離草酸鈣和硫酸反應(yīng)的生成物,溶液是草酸溶液,固體是硫酸鈣,所以過濾得到的濾液是草酸溶液和過量的硫酸溶液,濾渣是硫酸鈣固體;(3)工藝過程中是循環(huán)利用氫氧化鈉,是循環(huán)利用硫酸,這兩步都是降低生產(chǎn)成本,減小污染;(4)有人建議甲酸鈉脫氫后直接用硫酸酸化制備草酸,這樣操作,在

10、結(jié)晶時得到的是草酸晶體和硫酸鈉晶體的混合物,導致產(chǎn)品不純;(5)結(jié)晶水合草酸成品的純度用高錳酸鉀法測定。草酸和酸性KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式為5C2+2Mn+16H+2Mn2+8H2O+10CO2,當?shù)味ㄖ翜\粉紅色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00 mL,則該成品的純度的計算式為×100%=94.5%。答案:(1)CO+NaOHHCOONa2HCOONaNa2C2O4+H2(2)NaOH溶液CaC2O4H2C2O4溶液H2SO4溶液CaSO4(3)分別循環(huán)利用氫氧化鈉和硫酸,降低成本,減小污染(4)Na2SO4(5)5C2+2Mn+16H+2Mn2+8H2O+10CO2

11、5;100%=94.5%。5.(2013·海南高考·20)【選修2化學與技術(shù)】.下列敘述正確的是()A.合成氨的“造氣”階段會產(chǎn)生廢氣B.電鍍的酸性廢液用堿中和后就可以排放C.電解制鋁的過程中,作為陽極材料的無煙煤不會消耗D.使用煤炭轉(zhuǎn)化的管道煤氣比直接燃煤可減少環(huán)境污染.硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開發(fā)由來已久,在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}:(1)1810年瑞典化學家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時,得到一種“金屬”。這種“金屬”可能是。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中,生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有。(3)高純硅是現(xiàn)代信息、半導體和光伏發(fā)電等產(chǎn)

12、業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有多種技術(shù)路線,其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如下:發(fā)生的主要反應(yīng)電弧爐SiO2+2CSi+2CO流化床反應(yīng)器Si+3HClSiHCl3+H2還原爐SiHCl3+H2Si+3HCl用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產(chǎn)碳化硅,該反應(yīng)的化學方程式為 碳化硅又稱,其晶體結(jié)構(gòu)與相似。在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中,SiHCl3大約占85%,還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,有關(guān)物質(zhì)的沸點數(shù)據(jù)如下表,提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和。物質(zhì)SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸點/2 35557.631.8

13、8.2-30.4-84.9-111.9SiHCl3極易水解,其完全水解的產(chǎn)物為。(4)氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料,這些原料是?！窘忸}指南】解答本題難點是利用題目信息書寫化學反應(yīng)的方程式以及確定SiHCl3的水解產(chǎn)物,注意應(yīng)用題目中所給的信息結(jié)合水解反應(yīng)原理、質(zhì)量守恒規(guī)律書寫、判斷?！窘馕觥?合成氨“造氣”階段用石油或天然氣制取氫氣時一般會含有H2S、CO、CO2等廢氣,A項正確;電鍍產(chǎn)生的酸性廢液中含有重金屬離子,中和之后不能直接排放,B項錯誤;電解制鋁時由于陽極產(chǎn)生的氧氣與陽極材料中的碳發(fā)生反應(yīng),因此作陽極材料的無煙煤需要定期補充,C項錯誤;使用管道煤氣燃燒更充分,利用率更高可減少

14、環(huán)境污染,D項正確。.(1)SiO2+2CSi+2CO,因此得到的金屬狀物質(zhì)可能為含有硅、碳的鐵合金。(2)生產(chǎn)玻璃的主要原料為石英砂、純堿、石灰石。(3)石英砂與焦炭反應(yīng)制取SiC的化學方程式為SiO2+3CSiC+2CO,SiC俗名金剛砂,屬于原子晶體,結(jié)構(gòu)類似于金剛石。根據(jù)沸點的不同可選擇蒸餾法提純SiHCl3。SiHCl3水解的方程式為SiHCl3+4H2OH4SiO4+H2+3HCl。(4)氯堿工業(yè)以電解飽和食鹽水生產(chǎn)氯氣、氫氣和氫氧化鈉以及由它們作原料制取的產(chǎn)品,所以可以提供上述工藝生產(chǎn)中的H2和HCl。答案:.A、D.(1)含有硅、碳的鐵合金(或硅鐵)(2)石英砂、純堿和石灰石(

15、3)SiO2+3CSiC+2CO金剛砂金剛石(或單晶硅)精餾(或蒸餾)H4SiO4、H2、HCl(4)H2、HCl6.(2013·四川高考·11)明礬石經(jīng)處理后得到明礬KAl(SO4)2·12H2O。從明礬制備Al、K2SO4和H2SO4的工藝過程如下所示:焙燒明礬的化學方程式為4KAl(SO4)2·12H2O+3S2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O請回答下列問題:(1)在焙燒明礬的反應(yīng)中,還原劑是。(2)從水浸后的濾液中得到K2SO4晶體的方法是 。(3)Al2O3在一定條件下可制得AlN,其晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,該晶體中Al的配位

16、數(shù)是。(4)以Al和NiO(OH)為電極,NaOH溶液為電解液組成一種新型電池,放電時NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2,該電池反應(yīng)的化學方程式是。(5)焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸。已知25、101 kPa時:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H1=-197 kJ·mol-1;H2O(g)H2O(l)H2=-44 kJ·mol-1;2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l) H3=-545 kJ·mol-1。則SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)的熱化學方程式是。焙燒948 t明礬(M=474 g·mol-1),若SO2的利用率為9

17、6%,可生產(chǎn)質(zhì)量分數(shù)為98%的硫酸t(yī)?！窘忸}指南】解答本題時應(yīng)注意以下4點:(1)由反應(yīng)中的化合價變化判斷物質(zhì)在氧化還原反應(yīng)中的作用。(2)鋁原子的配位數(shù)是指與鋁原子距離最近且相等的氮原子個數(shù)。(3)堿性電池中鋁元素最后的存在形式是Al。(4)焙燒明礬制備硫酸時,所有物質(zhì)的利用率及損失都可以看作是硫元素的利用率或者是損失。【解析】(1)反應(yīng)過程中硫元素的化合價發(fā)生變化,其中硫單質(zhì)的化合價升高,在反應(yīng)中作還原劑。(2)通常用“蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾”從溶液中得到固體物質(zhì)。(3)以題干圖中居于晶胞體心位置的鋁原子為例,距離該原子最近且相等的氮原子有4個。(4)在堿性環(huán)境下,鋁元素變成偏鋁酸鈉,N

18、iO(OH)變成Ni(OH)2,由得失電子守恒和元素守恒,得該電池的反應(yīng)方程式為Al+3NiO(OH)+NaOH+H2ONaAlO2+3Ni(OH)2。(5)將三個反應(yīng)依次編號為,得SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)H=-130 kJ·mol-1;明礬的物質(zhì)的量為=2×106mol,生成SO2的物質(zhì)的量為2×106mol×=4.5×106mol,則生成98%的硫酸質(zhì)量為×10-6t·g-1=432 t。答案:(1)S(2)蒸發(fā)結(jié)晶(3)4(4)Al+3NiO(OH)+NaOH+H2ONaAlO2+3Ni(OH)2(5)SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l) H=-130 kJ·mol-1 4327.(2013·浙江高考·16)化學與技術(shù)模塊10分電石