高考化学三年高考题知识点汇编 选修2　化学与技术

教育资源选修2化学与技术化学与资源开发利用(含材料的制造应用)1.(2009年海南化学)下列有关硬水及其软化的说法中错误的是()A.离子交换法可以软化硬水B.硬水中含有较多Ca2+、Mg2+C.生产、生活使用的天然水必须经软化D.加热可使暂时硬水中的Ca2+生成CaCO3沉淀解析:生产、生活中使用的天然水不一定都必须软化,某些要求不高的生产,如农业生产可以不需要软化,而且某些天然水的硬度可能不是很大,属于软水行列。答案:C。2.(2011年山东理综)水处理技术在生产、生活中应用广泛。(1)含有较多离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为 (写出一个即可)。(2)将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水,应先使硬水通过(填“RH”或“ROH”)型离子交换树脂,原因是 。(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留,从而获得纯净水的方法称为。电渗析法净化水时,使离子通过半透膜的推动力是。(4)检验蒸馏水的纯度时,最简单易行的方法是测定水的。解析:(1)硬水是因为含有较多的Ca2+、Mg2+而叫做硬水,加热后水中的碳酸氢盐分解而生成碳酸盐,Ca(HCO3)2CaCO3+H2O+CO2(2)硬水软化的主要目的是除去过多的Ca2+、Mg2+,所以应该通过阳离子型交换树脂,也就是RH型阳离子交换树脂。如果先通过ROH型阴离子交换树脂,溶液中OH-浓度增大,会与Mg2+生成Mg(OH)2沉淀,阻塞交换膜。(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留,从而获得纯净水的方法称为反渗透法,电渗析法净化水时,使离子通过半透膜的推动力是电场力。(4)检验蒸馏水的纯度时,最简单易行的方法是测定水的电导率。答案:(1)Ca2+、Mg2+Ca2+2HCCaCO3+H2O+CO2(2)RH如果先通过ROH型阴离子交换树脂,溶液中OH-浓度增大,会与Mg2+生成Mg(OH)2沉淀而影响树脂交换效果(3)反渗透法电场力(或电势差)(4)电导率(或电阻率)3.(2010年新课标全国理综)水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题:(1)天然水中溶解的气体主要有、。(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是(填其中任何两种),其净水作用的原理是 。(3)水的净化与软化的区别是 。(4)硬度为1的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.210-3 molL-1,c(Mg2+)=610-4 molL-1,则此水的硬度为;(5)若(4)中的天然水还含有c(HC)=810-4 molL-1,现要软化10 m3这种天然水,则需先加入Ca(OH)2 g,后加入Na2CO3 。 g。解析:(1)天然水中溶解的气体主要有O2、CO2、N2等。(2)天然水加入混凝剂净化的主要原理是混凝剂中电离的铝离子、铁离子在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体,表面积很大,吸附水中的悬浮杂质,常用的混凝剂有明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等。(3)水的净化是通过混凝剂(如明矾等)将水中的胶体及悬浮物除去,而水的软化是使水中的Ca2+、Mg2+浓度减小。(4)水的硬度计算式:+=10。(5)综合(4)已知10 m3天然水中c(Ca2+)=1.210-3 molL-1,c(Mg2+)=610-4 molL-1,c(HC)=810-4 molL-1,先加Ca(OH)2,Mg2+2OH-Mg(OH)2,故消耗Ca(OH)2的物质的量为610-4 molL-110 m3103 Lm-3=6 mol,OH-+HCH2O+C,故消耗Ca(OH)2物质的量为410-4 molL-110 m3103 Lm-3=4 mol,共耗Ca(OH)2 10 mol,质量为740 g。后加入Na2CO3除去Ca2+,加入Ca(OH)2后溶液中总的Ca2+的物质的量为(1.210-3-810-4)molL-110 m3103 Lm-3+10 mol=14 mol,则Na2CO3质量为14 mol106 gmol-1=1 484 g。答案:(1)O2CO2(或N2)(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(填其中任何两种)铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体,它可吸附水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体,使其聚沉,达到净化目的(3)水的净化是通过混凝剂(如明矾等)将水中的胶体及悬浮物除去,而水的软化是使水中的Ca2+、Mg2+浓度减小(4)10(5)7401 4844.(2010年山东理综)玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。(1)酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成,反应有大量热放出,为防止温度过高,应向已有苯酚的反应釜中加入甲醛,且反应釜应装有装置。(2)玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由石英砂、和石灰石(或长石)高温熔融而成,主要反应的化学方程式为 。(3)玻璃钢中玻璃纤维的作用是。玻璃钢具有 。等优异性能(写出两点即可)。(4)下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是。a.深埋b.粉碎后用作树脂填料c.用作燃料d.用有机溶剂将其溶解,回收树脂解析:(1)为防止温度过高,应缓慢加入甲醛,并有冷却装置。(2)制普通玻璃原料有石灰石、纯碱、石英砂,涉及反应有:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2,CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2。(3)玻璃钢是将玻璃纤维和高分子材料复合而成的,其中玻璃纤维为增强体,合成材料为基体。它的优点有:强度高、密度小、抗腐蚀、抗冲击、绝缘性好等。(4)热固性酚醛塑料易粉碎但不易燃烧,也不会自动降解,难溶于有机溶剂,选b。答案:(1)缓慢冷却(2)纯碱Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2,CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2(3)增强作用(或骨架作用)密度小、强度高、抗腐蚀、抗冲击、绝缘性好等(任写两点即可)(4)b5.(2009年天津理综)海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下:(1)请列举海水淡化的两种方法:、。(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2、或H2、。(3)步骤中已获得Br2,步骤中又将Br2还原为Br-,其目的为。(4)步骤用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是。(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59 。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,绘制了如下装置简图:请你参与分析讨论:图中仪器B的名称:。整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是。实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件:。C中液体产物颜色为。为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是。解析:本题考查海水中提取溴的实验。电解NaCl溶液的方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,其中Cl2有可能与NaOH反应生成NaClO。步骤中的Br2的浓度很小,多次用SO2反复吸收,最终用Cl2处理,则可获得大量的工业溴。溴具有强氧化性可以氧化SO2,生成H2SO4,因此要注意酸对设备的腐蚀问题。溴具有腐蚀性,可以腐蚀橡胶。蒸馏的目的,就是通过沸点不同而提纯Br2,所以要通过温度计控制好Br2沸腾的温度,尽可能使Br2纯净。答案:(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其他合理答案中的任意两种(2)Cl2NaOHNaClO(3)富集溴元素(4)Br2+SO2+2H2O4H+S+2Br-强酸对设备的严重腐蚀(5)冷凝管Br2腐蚀橡胶控制温度计b的温度,并收集59 时的馏分深红棕色分液(或蒸馏)6.(2009年山东理综)金属铝的生产是以Al2O3为原料,在熔融状态下进行电解:2Al2O34Al+3O2请回答下列问题:(1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是。(2)电解生成的金属铝是在熔融液的(填“上层”或“下层”)。(3)阴极和阳极均由材料做成;电解时不断消耗的电极是(填“阳极”或“阴极”)。(4)铝是高耗能产品,废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上,最能体现节能减排思想的是将回收铝做成(填代号)。a.冰晶石b.氧化铝c.铝锭d.硫酸铝解析:(1)冰晶石起到降低氧化铝熔化温度的作用;(2)熔融铝的密度大于氧化铝和冰晶石的熔融物,故其位于下层;(3)电解槽中的阴阳极材料均为碳素材料;由于阳极产生的氧气与阳极材料中的碳发生反应,故此阳极碳块因不断地被消耗而需要定期更换;(4)回收铝直接做成铝锭,加以利用。答案:(1)降低氧化铝的熔化温度(2)下层(3)碳素(或石墨)阳极(4)c 本考点考查的知识与生活联系密切,题型以填空题为主,命题注重海水资源的综合利用,硬水的软化,石油的综合利用,材料的发展与使用等。 本考点考查的知识较容易,备考中注意联系生活实际,多关注新材料、新能源等。复习中要以理解教材中资源综合利用流程图为重点,进行适当的变式训练。化学与工农业生产1.(双选题)(2011年海南化学)下列叙述正确的是()A.“接触法”制H2SO4时,催化氧化阶段的反应原理为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0B.海水提镁的主要步骤为海水Mg(OH)2(s)MgCl2(aq)Mg(l)+Cl2(g)C.普通水泥的主要成分是硅酸钙D.黏土的主要成分是三氧化二铝解析:A正确,海水提镁是在海水中加入Ca(OH)2而非CaCO3,B错;普通水泥主要成分为硅酸钙,还有少量铝酸钙,C正确;黏土主要成分是硅酸盐,D错。答案:AC。2.(2011年浙江自选)铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题:(1)工业上采用电解氧化铝冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝:2Al2O34Al+3O2加入冰晶石的作用:。(2)上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和Si等杂质,可用电解方法进一步提纯,该电解池中阳极的电极反应式为 ,下列可作阴极材料的是。A.铝材B.石墨C.铅板D.纯铝(3)阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液,铝阳极发生的电极反应式为。(4)在铝阳极氧化过程中,需要不断地调整电压,理由是 。(5)下列说法正确的是。A.阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术B.铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能C.铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性,但耐磨性下降D.铝的阳极氧化膜富有多孔性,具有很强的吸附性能,能吸附染料而呈各种颜色解析:(1)由于氧化铝熔点在2 000 以上,很难熔化,加入冰晶石后,降低熔点到1 000 左右。(2)金属的电解精炼,不纯金属作阳极,纯金属作阴极,阴极选用纯铝,阳极反应Al-3e-Al3+,Fe和Si不如Al活泼,进入阳极泥。(3)题意要求铝作阳极生成Al2O3,则电极反应式为2Al-6e-+3H2OAl2O3+6H+(4)随反应的进行,Al表面生成Al2O3,电阻增大,导电性下降,为了保持恒定的电解电流,需要通过增大电压来实现。(5)阳极氧化是用待处理金属作阳极的电解原理处理技术,A错。铝阳极氧化表面生成了Al2O3,导电性下降,绝缘性能增强,B正确。铝的阳极氧化,表面生成的Al2O3,由于其硬度大,耐磨性增强,C错。由于疏松的氧化铝多孔表面积较大,能吸附各种燃料而易染色,D正确。正确选项是BD。答案:(1)主要是降低熔化温度(2)Al-3e-Al3+D(3)2Al-6e-+3H2OAl2O3+6H+(4)铝阳极表面不断生成氧化物,电阻增大,为了保持稳定的电流,需要不断增大电压(5)BD3.(2011年新课标全国理综)普通纸张的主要成分是纤维素。在早期的纸张生产中,常采用纸张表面涂敷明矾的工艺,以填补其表面的微孔,防止墨迹扩散。请回答下列问题:(1)人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损,严重威胁纸质文物的保存。经分析检验,发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关,其中的化学原理是;为了防止纸张的酸性腐蚀,可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂,该工艺原理的化学(离子)方程式为 。(2)为了保护这些纸质文物,有人建议采取下列措施:喷洒碱性溶液,如稀氢氧化钠溶液或氨水等。这样操作产生的主要问题是;喷洒Zn(C2H5)2。Zn(C2H5)2可以与水反应生成氧化锌和乙烷。用化学(离子)方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理 、 。(3)现代造纸工艺常用钛白粉(TiO2)替代明矾。钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿(主要成分为FeTiO3)为原料按下列过程进行的,请完成下列化学方程式:FeTiO3+C+Cl2TiCl4+FeCl3+COTiCl4+O2TiO2+Cl2解析:(1)纸张会发生酸性腐蚀,因酸性是加明矾所致,易想到Al3+3H2OAl(OH)3+3H+,纤维素在酸性条件下水解,显然加CaCO3可以消耗H+,减弱酸性。(2)喷洒碱性溶液过量时碱液也会使纤维素水解,造成污损。Zn(C2H5)2与水反应,Zn2+结合OH-生成Zn(OH)2,分解成ZnO和水,C2H5结合氢原子形成C2H6,ZnO与H+反应降低酸性。(3)设FeTiO3前系数为1,则TiCl4的系数为1,FeCl3系数为1,CO系数为3,由Cl守恒,Cl2系数为,C系数为3,为消除分数同时乘以2可得结果。Cl-失电子,O2得电子,由电子守恒知最小公倍数为4,固系数分别为1,1,1,2。答案:(1)明矾水解产生酸性环境,在酸性条件下纤维素水解使高分子链断裂CaCO3+2H+Ca2+CO2+H2O(2)过量的碱同样可能会导致纤维素水解,造成书籍污损Zn(C2H5)2+H2OZnO+2C2H6ZnO+2H+Zn2+H2O(3)26722611124.(2011年海南化学)工业上可用食盐和石灰石为主要原料,经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题:(1)路布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料,在高温下进行煅烧,再浸取、结晶而制得纯碱。食盐和浓硫酸反应的化学方程式为 ;硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为 (已知产物之一为CaS);(2)氨碱法的工艺如下图所示,得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。 中的中间产物C是,D是(写化学式);装置乙中发生反应的化学方程式为 ;(3)联合制碱法是对氨碱法的改进,其优点是 ;(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似,故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石等为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度(S)随温度变化曲线,分析说明是否可行? 。解析:(1)Na2SO4、C、CaCO3共热生成CaS,S元素价态降低,则C转变为CO2,价态升高,方程式为Na2SO4+2C+CaCO3CaS+Na2CO3+2CO2。(2)甲中CaCO3分解为CO2和CaO(A),CaO与H2O化合得到丙Ca(OH)2;在丁中Ca(OH)2与NH4Cl反应生成CaCl2和NH3(D),NH3通入NaCl溶液,在戊中得到氨化的NaCl溶液,进入乙装置,同时通入甲生成的CO2,生成NaHCO3 和NH4Cl,在装置己中分离出NaHCO3后,NH4Cl进入丁循环使用。(3)氨碱法会产生大量副产物CaCl2,同时要高温分解CaCO3获取CO2,耗能较多,而联合制碱法可利用生产氨过程中产生的CO2,不必再单独生产CO2,同时除了得到NaHCO3外,还有NH4Cl可直接做氮肥。(4)氨碱法的根本原理在于NaHCO3溶解度远小于NaCl的溶解度从而析出,同时低温下NH4Cl溶解度要小于NaCl的溶解度从而析出分离。由图可以看出,KHCO3溶解度与KCl相差不大,不利于KHCO3析出,而NH4Cl也不能从KCl溶液中分离。答案:(1)2NaCl+H2SO4(浓)2HCl+Na2SO4Na2SO4+2C+CaCO3Na2CO3+2CO2+CaS(2)Ca(OH)2NH3CO2+NH3+NaCl+H2ONaHCO3+NH4Cl(3)不会生成较多CaCl2,利用合成氨过程中生成的CO2,省去高温分解石灰石这一步,副产的NH4Cl可以做氮肥(4)不可行,KHCO3和KCl的溶解度相差不大(低温下),而NH4Cl在任何温度下比KCl的溶解度都大,这样就不能析出KHCO3和NH4Cl。5.(2010年浙江自选模块)(1)火山喷发所产生的硫磺可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸:请回答下列问题: 充分利用反应放出的热量,接触室中应安装(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是 。为使硫磺充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为。假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为(空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方法是。与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是(可多选)。A.耗氧量减少B.二氧化硫的转化率提高C.生产的废气减少D.不需要使用催化剂(2)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列哪些方面(可多选)。A.橡胶的硫化B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成C.铅蓄电池的生产D.过磷酸钙的制备(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石,可有效减少煤燃烧时SO2的排放,请写出此脱硫过程中反应的化学方程式 。解析:(1)本题考查了工业制取H2SO4的过程,在熟悉设备及工艺流程基础上可知接触室应安装热交换器,吸收塔为便于充分吸收SO3而填充了许多瓷管。考查了学生分析及处理数据进行计算的能力,可假设有1 mol硫磺充分燃烧,则据反应S+O2SO2知,反应耗O2 1 mol,流量计1充入O2为1.5 mol,生成SO2 1 mol,据反应2SO2+O22SO3知,理论上1 mol SO2反应耗O2 0.5 mol,流量计2充入O2为1.25 mol,则流量计1、2充入氧气体积比(等于空气体积比)为65(或1.21);假设SO2转化率为95%,则尾气中SO2体积分数为100%=0.4%。答案:(1)热交换器增加SO3与浓H2SO4接触面积,有利于SO3的吸收65(或1.21)0.4%用氨水吸收AC(2)BCD(3)CaCO3CaO+CO2、2SO2+2CaO+O22CaSO4(或2SO2+2CaCO3+O22CaSO4+2CO2)6.(2010年海南化学节选)以黄铁矿为原料,采用接触法生产硫酸的流程可简示如下:请回答下列问题:(1)在炉气制造中,生成SO2的化学方程式为 ;(2)炉气精制的作用是将含SO2的炉气、及干燥,如果炉气不经过精制,对SO2催化氧化的影响是;(3)精制炉气(含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强关系如图所示。在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压、450 左右(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件,其原因分别 是 、 ;(4)在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是、,从而充分利用能源。解析:工业制硫酸过程中需把沸腾炉出来的气体除尘、水洗、干燥,否则杂质可使催化剂中毒,水蒸气对设备和生产有不良影响;没有选择B点是因为B点SO2转化率虽然比A点高,从97%到99%左右,提高不多,但对设备强度要求大,动力设备要求高。没有选择C点是因为温度低、反应速率小、催化剂催化活性低。催化氧化设备中设置热交换器的目的一方面是为了预热未反应的原料气,另一方面使生成的产物SO3气体得到冷却。答案:(1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(2)除尘水洗矿尘、砷、硒等化合物使催化剂中毒,水蒸气对设备和生产有不良影响(3)不选择B点,因为压强越大对设备的投资大,消耗的动能大,SO2原料的转化率已是97%左右,再提高压强,SO2的转化率提高的余地很小,所以采用1个大气压不选择C点,因为温度越低,SO2转化率虽然更高,但催化作用受影响,450 时,催化剂的催化效率最高,故不选C点。(4)利用反应放出的热量预热原料气上层反应气经热交换器温度