高中化学 矿山资源 硫酸与无机材料制造综合检测 鲁科版选修2(1).doc

主题3矿山资源硫酸与无机材料制造(时间：60分钟分值：100分)一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)1环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是()温室效应赤潮酸雨光化学污染臭氧层空洞水俣病潮汐大脖子病a b c d【解析】属于大气污染，属于水污染，潮汐是一种自然现象，大脖子病是因人体缺乏碘元素造成的，所以不属于环境污染。【答案】b2氮化硅陶瓷是一种超硬而且耐磨的物质，可用于制造高性能柴油机部件，它属于()a金属材料 b无机非金属材料c复合材料 d功能高分子材料【解析】氮化硅陶瓷根据其所含元素的类别可知它不可能属于金属材料，也不可能属于功能高分子材料，同时它也不属于复合材料(复合材料是指与玻璃钢类似的由多种材料复合而成的材料)，所以它只能属于无机非金属材料。【答案】b3下列有关工业生产的叙述正确的是()a合成氨生产过程中将nh3液化分离，可加快正反应速率，提高n2、h2的转化率b硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用so3转化为h2so4时放出的热量c电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的cl2进入阳极室d电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小【解析】本题的c、d两个选项涉及了电解池的应用，其实都是考查电解原理，电解饱和食盐水阴极室产生的是h2，cl2在阳极上生成，所以c错；电解精炼铜时要注意粗铜中含zn、fe、ni、ag、pt、au等，阳极开始放电的是zn、fe、ni，而阴极上始终是cu2得电子生成cu，所以同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小，d对。【答案】d4(2013北京高考)下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()a水中的钢闸门连接电源的负极b金属护栏表面涂漆c汽车底盘喷涂高分子膜d地下钢管连接镁块【解析】a水中的钢闸门连接电源的负极，即使用了外加电流，正确。b.金属护栏表面涂漆，是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。c.汽车底盘喷涂高分子膜，也是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。d.地下钢管连接镁块，是牺牲阳极的阴极保护法。【答案】a5(双选)下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的是()a加热分解氯化铝b高温下分解碳酸钙c电解液态氯化钠d三氧化钨与铝粉高温共热【解析】c项：2nacl2nacl2，d项：能够发生铝热反应生成钨。【答案】cd6下列叙述不正确的是()a铁表面镀锌，铁作阳极b船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀c钢铁吸氧腐蚀的正极反应：o22h2o4e=4ohd工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2cl2e=cl2【解析】本题考查电化学知识的应用。选项a，铁作阳极，铁要溶解，铁应该作阴极。选项b，zn的活泼性比fe强，zn失去电子而保护了船体。选项c，钢铁吸氧腐蚀时，o2在正极获得电子。选项d，cl的失电子能力大于oh，电解饱和食盐水时，cl在阳极失去电子变为cl2。【答案】a7氮化铝(aln)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下，氮化铝可通过如下反应合成：al2o3n23c2aln3co下列叙述正确的是()a在氮化铝的合成反应中，n2是还原剂，al2o3是氧化剂b上述反应中每生成2 mol aln，n2得到3 mol电子c氮化铝中氮元素的化合价为3d氮化铝晶体属于分子晶体【解析】n2中氮元素的化合价为0，aln中氮元素的化合价为3。在化学反应中，每1 mol n原子得3 mol电子。分子晶体的组成微粒之间以分子间作用力相结合，分子间作用力很微弱，故分子晶体不耐高温，抗冲击力很弱，不导电，aln具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，所以aln晶体不是分子晶体。【答案】c8在氧气中灼烧0.44 g硫和铁组成的化合物，使其中的硫全部转变为so2，把这些so2全氧化并转变为硫酸，这些硫酸可用20 ml 0.5 moll1的naoh溶液完全中和，则原化合物中的硫元素的质量分数为()a18% b46% c53% d36%【解析】由硫元素守恒知：n(s元素)n(so2)n(h2so4)n(naoh)0.005 mol，则原化合物中w(s)100%36%。【答案】d9铅的冶炼大致过程如下：富集：将方铅矿(pbs)进行浮选；焙烧：2pbs3o22pbo2so2；制粗铅：pbocpbcopbocopbco2。下列说法中正确的是()a浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化b方铅矿焙烧反应中，pbs是还原剂，还原产物只有pboc整个冶炼过程中，制取1 mol pb共转移2 mol电子d将1 mol pbs冶炼成pb理论上至少需要6 g碳【解析】富集为物理过程，a错。，可看出pbo和so2均为还原产物，b错。由题给方程式得关系式：2pbs2pbo2pbc制取1 mol pb共转移8 mol e，c项错。【答案】d10pha的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pha，则该电解质可能是()anaoh bh2so4cagno3 dna2so4【解析】用惰性电极电解电解质溶液，a、b、d都是电解水。电解后溶液的浓度变大，a中ph增大，b中ph减小，d中ph不变，c中电解生成hno3，ph减小。【答案】a11以kcl和zncl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是()a未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程b因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系c电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率d镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用【解析】本题考查电镀，意在考查考生对电镀原理的理解和应用能力。未通电前，题述装置不能构成原电池，a项错误。锌的析出量与通过的电量成正比，b项错误；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，c项正确；镀锌层破损后，会形成铁锌原电池，铁作正极，得到保护，d项错误。【答案】c12电解硫酸铜溶液要达到如下三个要求：阳极质量减小，阴极质量增加，电解过程中cu2浓度不变。则可选用的电极是()a石墨作阳极，铁作阴极b粗铜(含fe、ni、zn)作阳极，纯铜作阴极c纯铜作阳极，铁作阴极d铁作阳极，纯铜作阴极【解析】本题中所述的电解过程实际就是电镀过程：阳极质量减少，必须用活泼金属作阳极，则a选项不符合题意；由于cu2的放电能力比h的大，阴极质量增加，但是要使cu2浓度不变，则阳极必须用纯铜。【答案】c二、非选择题(包括4小题，共40分)13(10分)铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：(1)工业上冶炼铝的化学方程式是_。(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_。(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。该电解槽的阳极反应式是_。通电开始后，阴极附近溶液ph会增大，请简述原因_。除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口_(填“a”或“b”)导出。【解析】(1)金属铝的冶炼是电解熔融al2o3。(2)铝与强碱反应放出氢气生成盐。(3)结合题中给出的信息提示进行解题。溶液中存在阴离子为oh和含氧酸根，应是oh先放电。溶液中存在的阳离子为k和h，应是h先放电。在阴极由于h放电，h不断减少，水的电离平衡向正反应方向移动，oh浓度增大，ph增大。k可通过阳离子交换膜流向b口，b口的oh不断增多，但无法通过阳离子交换膜，故氢氧化钾溶液从b口导出。【答案】(1)2al2o34al3o2(2)2al2oh6h2o=2al(oh)43h2(3)4oh4e=2h2oo2h放电，促进水的电离，oh浓度增大b14(10分)冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；水煤气(或氢气或一氧化碳)法；活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业上均有应用。(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格：火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式(写主要的两个)：_、_。(2)请再举出使用上述方法冶炼金属的例子各一个(用化学方程式表示)：_；_；_；_。【解析】火烧孔雀石炼铜和铝热法炼铬都属于热还原法。湿法炼铜和铝热法炼铬都属于活泼金属置换法。从光卤石中炼镁属于电解法。【答案】(1)cu2(oh)2co32cuoco2h2oc2cuo2cuco2(2)2fe2o33c4fe3co23h2wo3w3h2o4al3mno23mn2al2o32nacl2nacl2(以上反应其他合理答案也可)15(10分)工业上生产硫酸常以黄铁矿为原料，采用下列工艺流程来生产。请回答下列问题：(1)设备甲、丙的名称分别是_、_。(2)经设备甲制得的炉气还要经设备乙进行精制再进入设备丙催化氧化。若不经过精制炉气直接进入丙设备，对so2的催化氧化造成的影响是_。(3)在丁设备中采用98.3%的浓硫酸来吸收so3制取硫酸，而不使用水作吸收剂的原因是_。(4)下表是温度、压强对so2平衡转化率的影响压强/mpa转化率/%温度/ 0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4由表中数据可知对so2转化为so3的反应，增大压强可使转化率_，而在工业实际生产中通常采用440 、常压条件下进行操作，其原因是_。【解析】(1)工业上生产硫酸的过程共分三个阶段，涉及三个设备，即沸腾炉、接触室与吸收塔，由流程图中设备可知设备甲、丙的名称分别是沸腾炉、接触室。(2)煅烧黄铁矿得到so2气体中含有杂质，若不除去会引起催化剂中毒而失去活性，故煅烧制得的so2在进入接触室前要净化除杂。(3)因so3极易溶于水且放出大量的热，故直接利用水吸收so3容易形成酸雾，不利于so3的吸收。(4)由表中数据知，加压，so2转化率增大，但常压下转化率已经很高，再增大压强，so2的转化率提高不多，而压强升高对反应设备要求却随之增高，能耗也增大，故采用常压；在440 时催化剂催化效率最高，反应速率快，故工业上生产硫酸通常采用440 、常压条件下进行操作。【答案】(1)沸腾炉接触室(2)使催化剂中毒而失去活性(或催化剂催化效率降低)(3)使用水作吸收剂吸收so3容易形成酸雾，会降低so3的吸收率(4)增大选用440 时催化剂催化效率最高，反应速率快；常压下so2的转化率已很大，再增大压强，so2的转化率提高不多，而压强升高对反应设备要求却随之增高，能耗也增大16(10分)黄铜矿(cufes2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫及铁的化合物。(1)冶炼铜的反应为8cufes221o28cu4feo2fe2o316so2，若cufes2中fe的化合价为2，反应中被还原的元素是_(填元素符号)。(2)上述冶炼过程产生大量so2。下列处理方案中合理的是_(填代号)。a高空排放b用于制备硫酸c用纯碱溶液吸收制na2so3d用浓硫酸吸收(3)过二硫酸钾(k2s2o8)具有强氧化性，可将i氧化为i2：s2o2i=2soi2，通过改变反应途径，fe3、fe2均可催化上述反应。试用离子方程式表示fe3对上述反应催化的过程。_、_。(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含fe2o3、feo、sio2、al2o3)可制备fe2o3。方法为：用稀盐酸浸取炉渣，过滤。滤液先氧化，再加入过量naoh溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得fe2o3。据以上信息回答下列问题：a除去 al3的离子方程式是_。b选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有feo。提供的试剂：稀盐酸，稀硫酸，kscn溶液，kmno4溶液，naoh溶液，碘水。所选试剂为_。证明炉渣中含有feo的实验现象为_。【解析】(2)so2是污染物，不能高空排放，a错。so2不溶于浓硫酸，无法用浓硫酸吸收，d错。so2既可回收用于制h2so4，也可用na2co3