3年高考高考化学 第39讲 化学与技术精品试题.docVIP

第39讲化学与技术 化学与工农业 1.(2012重庆理综,6,6分)化学工业是国民经济的支柱产业。下列生产过程中不涉及化学变化的是()a.氮肥厂用氢气和氮气合成氨b.钢铁厂用热还原法冶炼铁c.硫酸厂用接触法生产硫酸d.炼油厂用分馏法生产汽油2.(2012上海单科,13,3分)下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是()a.在接触室中使用铁粉作催化剂b.在接触室中运用热交换技术可充分利用能源c.把硫铁矿磨成细粉末,可以提高原料的利用率d.该反应采用450500 主要是因为该温度下催化剂活性好3.(2014广东理综,32,16分)石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含sio2(7.8%)、al2o3(5.1%)、fe2o3(3.1%)和mgo(0.5%)等杂质。设计的提纯与综合利用工艺如下:(注:sicl4的沸点为57.6 ,金属氯化物的沸点均高于150 )(1)向反应器中通入cl2前,需通一段时间n2,主要目的是。(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体中的碳氧化物主要为。由气体中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为。(3)步骤为:搅拌、。所得溶液中的阴离子有。 (4)由溶液生成沉淀的总反应的离子方程式为。100 kg初级石墨最多可获得的质量为kg。(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成右图防腐示意图,并作相应标注。4.(2014山东理综,32,12分)工业上用重铬酸钠(na2cr2o7)结晶后的母液(含少量杂质fe3+)生产重铬酸钾(k2cr2o7),工艺流程及相关物质溶解度曲线如图:(1)由na2cr2o7生产k2cr2o7的化学方程式为。通过冷却结晶析出大量k2cr2o7的原因是。(2)向na2cr2o7母液中加碱液调ph的目的是。(3)固体a主要为(填化学式)。固体b主要为(填化学式)。(4)用热水洗涤固体a,回收的洗涤液转移到母液(填“”“”或“”)中,既能提高产率又可使能耗最低。5.(2013课标,36,15分)锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造如图(a)所示。图(a)两种干电池的构造示意图回答下列问题:(1)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为:zn+2nh4cl+2mno2 zn(nh3)2cl2+2mnooh该电池中,负极材料主要是,电解质的主要成分是,正极发生的主要反应是。与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是 。(2)图(b)表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属)。图(b)一种回收利用废旧普通锌锰电池的工艺图(b)中产物的化学式分别为a,b。操作a中得到熔块的主要成分是k2mno4。操作b中,绿色的k2mno4溶液反应后生成紫色溶液和一种黑褐色固体,该反应的离子方程式为。采用惰性电极电解k2mno4溶液也能得到化合物d,则阴极处得到的主要物质是(填化学式)。6.(2013浙江自选,16,10分)电石浆是氯碱工业中的一种废弃物,其大致组成如下表所示:成分caosio2al2o3fe2o3mgocas其他不溶于酸的物质质量分数(%)65663.55.01.53.50.20.80.21.11.01.82326用电石浆可生产无水cacl2,某化工厂设计了以下工艺流程:已知氯化钙晶体的化学式是:cacl26h2o;h2s是一种酸性气体,且具有还原性。(1)反应器中加入的酸应选用。(2)脱色槽中应加入的物质x是;设备a的作用是;设备b的名称为;设备c的作用是。(3)为了满足环保要求,需将废气h2s通入吸收池,下列物质中最适合作为吸收剂的是。a.水 b.浓硫酸 c.石灰乳 d.硝酸(4)将设备b中产生的母液重新引入反应器的目的是 。化学与资源的开发利用1.(2013山东理综,31,8分)废旧硬质合金刀具中含碳化钨(wc)、金属钴(co)及少量杂质铁,利用电解法可回收wc和co。工艺流程简图如下:(1)电解时废旧刀具做阳极,不锈钢做阴极,hcl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为。(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是。回收的洗涤液代替水配制电解液,目的是回收利用其中的。(3)溶液的主要成分是。洗涤coc2o4不充分对最终产品纯度并无明显影响,但焙烧时会造成环境污染,原因是。(4)将co2o3还原成co粉的化学反应方程式为。2.(2012课标理综,36,15分)由黄铜矿(主要成分是cufes2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:铜矿石铜精矿砂冰铜粗铜电解铜(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1 000 左右,黄铜矿与空气反应生成cu和fe的低价硫化物,且部分fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是、,反射炉内生成炉渣的主要成分是;(2)冰铜(cu2s和fes互相熔合而成)含cu量为20%50%。转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1 200 左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的cu2s被氧化为cu2o,生成的cu2o与cu2s反应,生成含cu量约为98.5%的粗铜,该过程发生反应的化学方程式分别是、; (3)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应式为;若粗铜中还含有au、ag、fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为 。题组一化学与工农业1.d分馏是利用物质的沸点不同进行分离的方法,属于物理变化。2.a硫酸工业生产过程中,接触室中发生的反应为2so2+o2 2so3,所用的催化剂为v2o5。3.答案(1)排出空气,减少c的损失(2)cosicl4+6naoh na2sio3+4nacl+3h2o(3)过滤al(或al(oh)4-)、cl-、oh-(4)al+ch3cooch2ch3+2h2o ch3coo-+ch3ch2oh+al(oh)3或al(oh)4-+ch3cooch2ch3 ch3coo-+ch3ch2oh+al(oh)37.8(5)解析(1)因为高温条件下,c和o2能发生反应,所以需排出空气,防止干扰实验。(2)2c+sio2 si+2co,所以气体中碳氧化物主要为co;水玻璃成分为na2sio3,则气体及气体中含si元素的成分只能是sicl4,因此可得sicl4+6naoh na2sio3+4nacl+3h2o。(3)固体中主要成分为alcl3、fecl3、mgcl2,加过量naoh后生成naalo2、nacl、fe(oh)3、mg(oh)2,fe(oh)3、mg(oh)2皆难溶,所以必须过滤才能得溶液;溶液中阴离子有oh-、al、cl-。(4)溶液中含na+、oh-、al、cl-,加入乙酸乙酯,加热后,能生成沉淀的只能是al;反应条件是加热不是灼烧,所以沉淀应为al(oh)3而不是al2o3,离子方程式为al+2h2oal(oh)3+oh-。初级石墨中含al2o3 5.1%,依据铝原子守恒可知100 kg初级石墨最多可获得沉淀的质量为278 gmol-1=7.8 kg。(5)用石墨作电极防止铜件的电化学腐蚀,应采用外加电流的阴极保护法,铜件作阴极,石墨作阳极。4.答案(1)na2cr2o7+2kcl k2cr2o7+2nacl低温下k2cr2o7溶解度远小于其他组分,随温度的降低,k2cr2o7溶解度明显减小(合理即得分)(2)除去fe3+(3)naclk2cr2o7(4)解析依据质量守恒定律,分析工艺流程图不难写出反应方程式:na2cr2o7+2kcl k2cr2o7+2nacl;依据题中所示三种物质溶解度曲线图,可看出k2cr2o7的溶解度在温度较低时明显偏小,nacl的溶解度受温度的影响变化小,分析可得出冷却结晶析出大量k2cr2o7的原因和固体a的成分;洗涤固体a时洗涤液中应含有nacl和k2cr2o7,所以洗涤液回收后应转移到母液中。5.答案(1)znnh4cl(每空1分,共2分)mno2+n+e- mnooh+nh3(2分)碱性电池不易发生电解质的泄漏,因为消耗的负极改装在电池的内部;碱性电池使用寿命较长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高(答对一条即可,其他合理答案也给分)(2分)(2)zncl2nh4cl(每空2分,共4分)3mn+2co2 2mn+mno2+2c(3分)h2(2分)解析(1)该电池中,负极材料是较活泼的金属zn,电解质的主要成分是nh4cl,正极发生还原反应,电极反应为:mno2+n+e- mnooh+nh3。与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池不易发生电解质的泄漏,因为消耗的负极改装在电池内部;碱性电池使用寿命较长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高。(2)黑色固体混合物的主要成分为mno2、nh4cl、zn(nh3)2cl2、mnooh,经水浸、过滤,滤液中的主要成分为zn(nh3)2cl2、nh4cl,加稀盐酸并浓缩结晶、过滤,得到的固体的主要成分为zncl2和nh4cl,加热所得固体的主要成分为zncl2,故化合物a为zncl2,加热后nh4cl分解为nh3和hcl,再冷却得化合物b,即b为nh4cl。操作b中,k2mno4发生歧化反应,一部分锰元素转化为mn,一部分锰元素转化为mno2,反应的离子方程式为3mn+2co2 2mn+mno2+2c。采用惰性电极电解k2mno4溶液时,阳极是mn失电子变为mn,阴极是h+得电子变为h2,阴极电极反应式为2h+2e- h2。6.答案(1)盐酸(2)活性炭蒸发浓缩过滤器脱水干燥(3)c(4)对母液回收利用,降低废弃物排放量,提高经济效益解析(1)加入酸的目的是使电石浆溶解,且产品为cacl2,所以可选择盐酸。(2)活性炭具有吸附作用;由a的下一流程可知a的作用为蒸发浓缩;从b装置中分离出母液,可知b装置为过滤器;由生产目的是制备无水cacl2,可知c的作用为脱水干燥。(3)因为h2s+ca(oh)2 cas+2h2o,反应产物不会污染环境,且石灰乳廉价易得,所以石灰乳为最适合的吸收剂。题组二化学与资源的开发利用1.答案(1)2h+2e- h2(2)fe(oh)3co2+(或co)(3)nh4cl焙烧时nh4cl分解产生nh3和hcl(4)co2o3+3h2 2co+3h2o解析(2)电解后的溶液中含co2+、fe2+等离子,加入h2o2并通入nh3后,可以使fe2+转化成fe3+并生成fe(oh)3沉淀,则滤饼主要成分为fe(oh)3。洗涤液中含有co2+、n、cl-等离子,因本工艺目的是回收钴,故目的是回收co2+。(3)加入(nh4)2c2o4溶液,生成coc2o4沉淀,溶液的主要成分为nh4cl。2.答案(1)2cufes2+o2 cu2s+2fes+so22fes+3o2 2feo+2so2fesio3(2)2cu2s+3o2 2cu2o+2so22cu2o+cu2s 6cu+so2(3)ccu2+2e- cuau、ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,fe以fe2+的形式进入电解液中解析(1)由黄铜矿和空气在1 000 左右的温度下反应生成cu和fe的硫化物可写出方