高考化學(xué)新一輪總復(fù)習(xí) 高考演練（真題 重組 考向 把脈）：第十一章 化學(xué)與技術(shù)復(fù)習(xí)題及答案解析

1．(2012·重慶高考卷)化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。下列生產(chǎn)過程中不涉及化學(xué)變化的是()A．氮肥廠用氫氣和氮?dú)夂铣砂盉．鋼鐵廠用熱還原法冶煉鐵C．硫酸廠用接觸法生產(chǎn)硫酸D．煉油廠用分餾法生產(chǎn)汽油解析：選D。分餾是利用物質(zhì)的沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離的方法，屬于物理變化。2．(2012·上海高考卷)下列關(guān)于硫酸工業(yè)生產(chǎn)過程的敘述錯(cuò)誤的是()A．在接觸室中使用鐵粉作催化劑B．在接觸室中運(yùn)用熱交換技術(shù)可充分利用能源C．把硫鐵礦磨成細(xì)粉末，可以提高原料的利用率D．該反應(yīng)采用450～500℃主要是因?yàn)樵摐囟认麓呋瘎┗钚院媒馕觯哼xA。硫酸工業(yè)生產(chǎn)過程中，接觸室中發(fā)生的反應(yīng)為2SO2＋O2eq\o(,\s\up9(催化劑),\s\do9(△))2SO3，所用催化劑為V2O5。3．(2013·高考浙江卷)電石漿是氯堿工業(yè)中的一種廢棄物，其大致組成如下表所示：成分CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaS其他不溶于酸的物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)65～663.5～5.01.5～3.50.2～0.80.2～1.11.0～1.823～26用電石漿可生產(chǎn)無水CaCl2，某化工廠設(shè)計(jì)了以下工藝流程：已知氯化鈣晶體的化學(xué)式是CaCl2·6H2O；H2S是一種酸性氣體，且具有還原性。(1)反應(yīng)器中加入的酸應(yīng)選用①________。(2)脫色槽中應(yīng)加入的物質(zhì)X是②________；設(shè)備A的作用是③________；設(shè)備B的名稱為④________；設(shè)備C的作用是⑤________。(3)為了滿足環(huán)保要求，需將廢氣H2S通入吸收池，下列物質(zhì)中最適合作為吸收劑的是⑥________。A．水B．濃硫酸C．石灰乳D．硝酸(4)將設(shè)備B中產(chǎn)生的母液重新引入反應(yīng)器的目的是⑦_(dá)_______。解析：分析電石漿中所含成分的性質(zhì)，結(jié)合工藝流程圖進(jìn)行分析、解決問題。(1)該工藝的目的是用電石漿生產(chǎn)無水CaCl2，為防止引入雜質(zhì)陰離子，可向電石漿中加入鹽酸，溶解其中的CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaS等物質(zhì)。(2)沉降池中加入石灰乳，可將Al3＋、Fe3＋、Mg2＋沉淀。脫色槽的作用是對過濾器中所得濾液進(jìn)行脫色，可選用吸附性能較強(qiáng)的活性炭。濾液在設(shè)備A中進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，在結(jié)晶池中降溫結(jié)晶，然后在設(shè)備B中進(jìn)行過濾，得到氯化鈣晶體，最后在設(shè)備C中脫水干燥，得到無水CaCl2。(3)H2S氣體在水中的溶解度不大，與濃硫酸反應(yīng)易產(chǎn)生污染性氣體SO2，與硝酸反應(yīng)易產(chǎn)生污染性氣體NO2或NO，這些物質(zhì)都不能作為H2S的吸收劑。H2S氣體被石灰乳吸收，且石灰乳的價(jià)格較低。(4)設(shè)備B中的母液含有CaCl2等物質(zhì)，對母液進(jìn)行回收利用，可以提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)降低廢棄物的排放量，有助于保護(hù)環(huán)境。答案：(1)①鹽酸(2)②活性炭③蒸發(fā)濃縮④過濾器⑤脫水干燥(3)⑥C(4)⑦對母液回收利用，降低廢棄物排放量，提高經(jīng)濟(jì)效益4．(2012·上海高考卷)碳酸氫銨是一種重要的銨鹽。實(shí)驗(yàn)室中，將二氧化碳通入氨水可制得碳酸氫銨，用碳酸氫銨和氯化鈉可制得純堿。完成下列填空：(1)二氧化碳通入氨水的過程中，先有________晶體(填寫化學(xué)式)析出，然后晶體溶解，最后析出NH4HCO3晶體。(2)含0.800molNH3的水溶液質(zhì)量為54.0g，向該溶液通入二氧化碳至反應(yīng)完全，過濾，得到濾液31.2g，則NH4HCO3的產(chǎn)率為________%。(3)粗鹽(含Ca2＋、Mg2＋)經(jīng)提純后，加入碳酸氫銨可制得碳酸鈉。實(shí)驗(yàn)步驟依次為：①粗鹽溶解；②加入試劑至沉淀完全，煮沸；③________；④加入鹽酸調(diào)pH；⑤加入________________；⑥過濾；⑦灼燒，冷卻，稱重。(4)上述步驟②中所加入的試劑為________________、________________。(5)上述步驟④中加鹽酸調(diào)pH的目的是________________________________。(6)為探究NH4HCO3和NaOH的反應(yīng)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下：含0.1molNH4HCO3的溶液中加入0.1molNaOH，反應(yīng)完全后，滴加氯化鈣稀溶液。若有沉淀，則NH4HCO3與NaOH的反應(yīng)可能為________________________(寫離子方程式)；若無沉淀，則NH4HCO3與NaOH的反應(yīng)可能為________________________(寫離子方程式)；該實(shí)驗(yàn)方案有無不妥之處？________若有，提出修正意見。________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析：(1)CO2氣體通入氨水中時(shí)，先發(fā)生反應(yīng)CO2＋2NH3·H2O=(NH4)2CO3＋H2O，當(dāng)CO2過量時(shí)發(fā)生反應(yīng)(NH4)2CO3＋CO2＋H2O=2NH4HCO3，所以先有(NH4)2CO3晶體析出。(2)由CO2＋NH3·H2O=NH4HCO3知，當(dāng)0.800molNH3完全反應(yīng)時(shí)，生成NH4HCO3的物質(zhì)的量為0.800mol，參與反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量為0.800mol，則NH4HCO3的產(chǎn)率為eq\f(0.800mol×44g/mol＋54.0g－31.2g,0.800mol×79g/mol)×100%≈92%。(3)過濾，除去反應(yīng)產(chǎn)生的CaCO3、Mg(OH)2等沉淀物；加入NH4HCO3的目的是產(chǎn)生NaHCO3沉淀。(4)題述步驟②中主要除去Ca2＋、Mg2＋，且不引入其他雜質(zhì)，因此選用NaOH和Na2CO3。(6)該實(shí)驗(yàn)是探究NH4HCO3與NaOH等物質(zhì)的量混合時(shí)，OH－與NHeq\o\al(＋,4)反應(yīng)，還是與HCOeq\o\al(－,3)反應(yīng)，因此在反應(yīng)后滴加氯化鈣是用Ca2＋來檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否有COeq\o\al(2－,3)。假設(shè)反應(yīng)為HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O，則COeq\o\al(2－,3)與Ca2＋反應(yīng)生成CaCO3沉淀；假設(shè)反應(yīng)為NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3＋H2O，則需加熱煮沸使NH3逸出，再滴加CaCl2稀溶液，避免NH3·H2O的影響。答案：(1)(NH4)2CO3(2)92(3)過濾碳酸氫銨(4)氫氧化鈉碳酸鈉(5)中和過量的氫氧化鈉和碳酸鈉(6)HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3＋H2O有需先煮沸，然后滴加氯化鈣稀溶液1．(2013·全國新課標(biāo)Ⅰ卷)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(gè)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(xué)反應(yīng)方程式分別為____________________________、__________________________________。(2)該制備工藝中有兩次過濾操作，過濾操作①的濾液是________________，濾渣是________________；過濾操作②的濾液是______________和________________，濾渣是________________。(3)工藝過程中③和④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(diǎn)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0.250g溶于水，用0.0500mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定，至淺粉紅色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00mL,反應(yīng)的離子方程式為____________________；列式計(jì)算該成品的純度：________________________________________________________________________。解析：以工藝流程為載體分析各步轉(zhuǎn)化的反應(yīng)實(shí)質(zhì)，反應(yīng)產(chǎn)物判斷，實(shí)驗(yàn)操作的目的，試劑選擇的原則，滴定實(shí)驗(yàn)的計(jì)算應(yīng)用。(1)依據(jù)反應(yīng)物和生成物組成，結(jié)合質(zhì)量守恒定律，配平書寫化學(xué)方程式。CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO＋NaOHeq\o(→,\s\up7(200℃),\s\do5(2MPa))HCOONa；甲酸鈉加熱脫氫生成草酸鈉，需要2mol甲酸鈉去氫生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2HCOONaeq\o(→,\s\up7(△))Na2C2O4＋H2↑。(2)依據(jù)流程圖分析，草酸鈉鈣化是加入Ca(OH)2，反應(yīng)生成草酸鈣沉淀和氫氧化鈉，過濾①的目的是分離沉淀草酸鈣和溶液氫氧化鈉，濾液是NaOH溶液，濾渣是CaC2O4；過濾②的目的是將過濾①得到的CaC2O4用H2SO4酸化溶解，發(fā)生反應(yīng)CaC2O4＋H2SO4=CaSO4↓＋H2C2O4，CaSO4微溶于水，SOeq\o\al(2－,4)濃度較大，沉淀轉(zhuǎn)化生成CaSO4，過濾②得到的濾液是H2C2O4溶液和過量的H2SO4溶液。(3)根據(jù)流程轉(zhuǎn)化圖分析可知，步驟③把得到的NaOH溶液濃縮后循環(huán)利用制備甲酸鈉；步驟④是把濾液中過量的H2SO4分離出來循環(huán)利用，減小污染，降低成本。(4)甲酸鈉脫氫后得到的是草酸鈉，直接用硫酸酸化，發(fā)生反應(yīng)Na2C2O4＋H2SO4=Na2SO4＋H2C2O4，溶液結(jié)晶過程中草酸晶體中會(huì)引入雜質(zhì)Na2SO4。(5)草酸溶于水形成草酸溶液，用酸性KMnO4溶液滴定，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，草酸被氧化為CO2，KMnO4被還原為Mn2＋，依據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒配平反應(yīng)的離子方程式為5C2Oeq\o\al(2－,4)＋2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋=2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑，依據(jù)反應(yīng)的定量關(guān)系：5H2C2O4～2MnOeq\o\al(－,4)52n(H2C2O4)0.015L×0.0500mol·L－1n(H2C2O4)＝eq\f(5×0.015L×0.0500mol·L－1,2)成品的純度＝eq\f(0.015×0.0500mol·L－1×\f(5,2)×126g·mol－1,0.250g)×100%＝94.5%。答案：(1)CO＋NaOHeq\o(→,\s\up7(200℃),\s\do5(2MPa))HCOONa2HCOONaeq\o(→,\s\up7(△))Na2C2O4＋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)5C2Oeq\o\al(2－,4)＋2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋=2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑eq\f(15.00mL×0.0500mol·L－1×\f(5,2)×126g·mol－1,1000mL·L－1×0.250g)×100%＝94.5%2．(2012·山東高考卷)[化學(xué)——化學(xué)與技術(shù)]石油和煤炭加工過程涉及多種技術(shù)和設(shè)備。(1)石油分餾時(shí)，在不斷向________(填工業(yè)設(shè)備名稱)內(nèi)投放原料的同時(shí)獲得產(chǎn)品，該過程為________操作過程。(2)石油裂化分為熱裂化、________和加氫裂化，裂化的目的是提高_(dá)_______的產(chǎn)量。(3)煤的洗選是為了降低原煤中灰分和________的含量。煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒，并使全部煤炭顆粒________進(jìn)行燃燒的過程。(4)煤的直接液化是煤與適當(dāng)溶劑混合后在高溫和________存在下與________作用生成液體燃料的過程。解析：(2)石油裂化是將長鏈、高沸點(diǎn)的烴斷裂為短鏈、低沸點(diǎn)的烴。其目的是提高輕質(zhì)燃料油(或汽油)的產(chǎn)量。(3)煤的洗選是為了降低原煤中灰分和硫的含量，減少燃燒過程中煙塵、SO2的排放?？諝鈴牡撞看迪蛎禾款w粒，可以使煤炭顆粒浮動(dòng)，增大其與空氣的接觸面積，使燃燒更充分。(4)煤的直接液化是指在高溫、催化劑條件下煤與氫氣作用生成甲醇等液態(tài)燃料的過程。答案：(1)分餾塔連續(xù)(2)催化裂化輕質(zhì)燃料油(或汽油)(3)硫(S)浮動(dòng)(4)催化劑氫氣(H2)3．(2012·浙江高考自選卷)“化學(xué)與技術(shù)”模塊(1)氯堿工業(yè)是利用電解食鹽水生產(chǎn)____________為基礎(chǔ)的工業(yè)體系。(2)電解前，為除去食鹽水中的Mg2＋、Ca2＋、SOeq\o\al(2－,4)等雜質(zhì)離子，下列加入順序合理的是________。A．碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鋇B．碳酸鈉、氯化鋇、氫氧化鈉C．氫氧化鈉、碳酸鈉、氯化鋇D．氯化鋇、氫氧化鈉、碳酸鈉(3)“鹽泥”是粗鹽提純及電解食鹽水過程中形成的工業(yè)“廢料”。某工廠的鹽泥組成如下：成分NaClMg(OH)2CaCO3BaSO4其他不溶于酸的物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)15～2015～205～1030～4010～15為了生產(chǎn)七水硫酸鎂，設(shè)計(jì)了以下工藝流程：裝置1中加入的酸應(yīng)選用________，加入的酸應(yīng)適當(dāng)過量，控制pH為5左右，反應(yīng)溫度在50°C左右。持續(xù)攪拌使之充分反應(yīng)，以使Mg(OH)2充分溶解并轉(zhuǎn)化為MgSO4，在此過程中同時(shí)生成CaSO4。其中碳酸鈣可以轉(zhuǎn)化為硫酸鈣的原因是_______________________________________________________________________________________。裝置2中濾渣的主要成分為_________________________________。裝置3中通入高溫水蒸氣并控制溫度在100～110°C，蒸發(fā)結(jié)晶，此時(shí)析出的晶體主要是________。用裝置6(真空干燥器)干燥七水硫酸鎂晶體的理由是________________________________________________________________________________________________。解析：(2)在粗鹽提純過程中，所加除雜試劑的順序通常為先加BaCl2，再加NaOH，最后加入Na2CO3。加NaOH的順序可以放在BaCl2的前面也可以放在Na2CO3的后面，但Na2CO3的加入順序必須放在BaCl2的后面，因過量的BaCl2需用Na2CO3除去。(3)由于最終的產(chǎn)品為MgSO4·7H2O，所以在酸溶時(shí)所加的酸應(yīng)該是H2SO4，加入H2SO4后發(fā)生的反應(yīng)有；Mg(OH)2＋H2SO4=MgSO4＋2H2O，CaCO3＋H2SO4=CaSO4＋CO2↑＋H2O。CaCO3和H2SO4的反應(yīng)之所以能夠持續(xù)進(jìn)行，是因?yàn)樵摲磻?yīng)是在50°C及持續(xù)攪拌的條件下進(jìn)行的，該條件下CO2可以迅速從溶液中逸出而使平衡不斷向正反應(yīng)方向移動(dòng)。CaSO4是一種微溶物，濾渣中除BaSO4、不溶于酸的物質(zhì)外還應(yīng)含有CaSO4。在真空干燥器中MgSO4·7H2O表面的水不需要加熱烘干就能揮發(fā)掉，這樣就能有效防止失去結(jié)晶水。答案：(1)氯氣、燒堿、氫氣(只寫出氯氣、燒堿也可)(2)D(3)(稀)硫酸攪拌過程中CO2不斷逸出，使平衡不斷向右移動(dòng)CaSO4、BaSO4、其他不溶于酸的物質(zhì)氯化鈉防止失去結(jié)晶水

(1)在反射爐中，把銅精礦砂和石英砂混合加熱到1000°C左右，黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu和Fe的低價(jià)硫化物，且部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物。該過程中兩個(gè)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是____________、____________，反射爐內(nèi)生成爐渣的主要成分是________；(2)冰銅(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量為20%～50%。轉(zhuǎn)爐中，將冰銅加熔劑(石英砂)在1200°C左右吹入空氣進(jìn)行吹煉。冰銅中的Cu2S被氧化為Cu2O，生成的Cu2O與Cu2S反應(yīng)，生成含Cu量約為98.5%的粗銅，該過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是____________、____________；(3)粗銅的電解精煉如圖所示。在粗銅的電解過程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極________(填圖中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為____________；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們在電解槽中的存在形式和位置為________________________________________________________。解析：(1)由黃銅礦和空氣在1000°C左右的溫度下反應(yīng)生成Cu和Fe的低價(jià)硫化物可寫出方程式：2CuFeS2＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))Cu2S＋2FeS＋SO2，再由“部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物”這一信息寫出方程式：2FeS＋3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2FeO＋2SO2。將煉鐵時(shí)生成爐渣的反應(yīng)(CaO＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3)遷移到本題，不難得出生成爐渣的主要成分為FeSiO3。(3)電解精煉銅時(shí)，粗銅為陽極，即題圖中的c極；d極為陰極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu；粗銅中活潑性比銅弱的Au、Ag在陽極溶解時(shí)從陽極上脫落下來形成“陽極泥”，比銅活潑的雜質(zhì)Fe以Fe2＋的形式進(jìn)入電解液中。答案：(1)2CuFeS2＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))Cu2S＋2FeS＋SO22FeS＋3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2FeO＋2SO2FeSiO3(2)2Cu2S＋3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2Seq\o(=,\s\up7(高溫))6Cu＋SO2↑(3)cCu2＋＋2e－=CuAu、Ag以單質(zhì)的形式沉積在c(陽極)下方，F(xiàn)e以Fe2＋的形式進(jìn)入電解液中4．(2013·高考海南卷)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。回答下列問題：(1)1810年瑞典化學(xué)家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時(shí)，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(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)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)生主要反應(yīng)電弧爐SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(1600～1800℃))Si＋2CO↑流化床反應(yīng)器Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(250～300℃))SiHCl3＋H2還原爐SiHCl3＋H2