第八章 化学与可持续发展(原卷版 解析版)高中化学人教版(2019)必修第二册 素养测评卷

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第八章 化学与可持续发展(原卷版 解析版)高中化学人教版(2019)必修第二册 素养测评卷

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第八章素养测评卷
(满分:100分)
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1.环保意识是重要的公民意识,下列环境问题与氮氧化物无关的是(  )
A.酸雨 B.光化学烟雾
C.温室效应 D.臭氧层空洞
2.下列描述或做法违背环境保护理念的是(  )
A.将生活垃圾进行分类处理
B.研发可降解高分子材料
C.减少实验废弃物的产生和排放
D.大量施用化肥、农药以保障农作物增产
3.《梦溪笔谈》是北宋科学家沈括(1031~1095)的著作,书中详细记载了我国劳动人民在科学技术方面的卓越贡献和他自己的研究成果,被称为“中国科学史的里程碑”,沈括则被称为“中国整部科学史中的卓越人物”。下列工艺不可能被记载的是(  )
A.湿法炼铜 B.炼铁
C.电解法冶炼铝 D.海水晒盐
4.开发和利用海洋资源,可满足生产、生活和科学研究的需要。下列说法错误的是(  )
A.向粗盐水中加入NaOH可完全除去其中的Ca2+
B.将Cl2通入提取食盐后的母液中,可将Br-转化为Br2
C.电解熔融的MgCl2可以得到金属镁
D.食用海带等含碘丰富的食品可防治甲状腺肿大
5.明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷淀,毁罐取出……即倭铅也”(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,泥罐中掺有煤炭)。下列说法不正确的是(  )
A.倭铅是指金属锌和铅的混合物
B.煤炭中起作用的主要成分是碳
C.该方法中冶炼锌的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑
D.该冶炼锌的方法属于热还原法
6.工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法类别都正确的是(  )
选项 污染物 处理措施 方法类别
A 含的废水 加FeSO4反应 物理法
B 含纯碱的废水 加石灰石反应 化学法
C 含Cu2+等重金属离子的废水 加硫酸盐沉降 化学法
D 含复杂有机物的废水 通过微生物代谢 生物法
7.化学与人类生活密切相关。下列说法错误的是(  )
A.医用酒精可用于消毒的原因是使蛋白质变性
B.补铁口服液是常见的补铁剂,可与维生素C同时服用
C.汽车尾气中的氮氧化物可形成光化学烟雾
D.碳酸钠与碳酸氢钠均能与酸反应,均可用于治疗胃酸过多
8.迄今为止,煤、石油和天然气等化石燃料仍然是人类使用的主要能源。下列有关煤、石油、天然气等能源的说法正确的是(  )
A.石油裂化可以得到汽油,这种汽油是一种纯净物
B.煤的气化是指煤在高温条件下由固态转化为气态的变化过程
C.天然气是一种清洁的化石燃料
D.煤就是碳
9.环境保护与化学密切相关。下列说法错误的是(  )
A.将生活垃圾进行分类处理
B.将废旧塑料制品焚烧回收热能
C.酸雨的形成主要是大量燃烧含硫化石燃料
D.绿色化学的目标是防患于未然,最终杜绝化学污染源
10.下列说法正确的是(  )
A.海水提溴利用了溴的挥发性、氧化性
B.石油经过分馏后,可以得到大量乙烯、甲烷,提高了石油的利用率
C.煤的气化、液化属于物理变化,干馏属于化学变化
D.用Cu与浓硫酸制备SO2,符合绿色化学理念
11.化学与生活密切相关。下列说法错误的是(  )
A.PM2.5是指粒子直径不大于2.5μm的可吸入悬浮颗粒物
B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
12.塑料、合成橡胶和合成纤维这三大类合成材料,都主要是以石油、煤和天然气为原料生产的,下列有关说法错误的是(  )
A.天然气作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇
B.煤可以直接液化,使煤与氢气作用生成液体燃料
C.乙烯、丙烯、甲烷等主要化工基本原料都可以由石油分馏得到
D.聚乙烯塑料的主要成分聚乙烯是由乙烯通过加聚反应制得的
13.我国正面临巨大的CO2减排压力。燃煤电厂是CO2的主要排放源,直接从燃煤烟气中捕获CO2是缓解CO2排放危机最有效的手段。一种钙基吸收剂(主要成分为CaO)循环捕集烟气中CO2的过程如图所示,下列说法中错误的是(  )
A.碳酸化反应器中发生了化合反应,且为放热反应
B.生成的CaCO3附着在钙基吸收剂表面会堵塞孔隙,导致其捕集性能下降
C.1 mol CO2中含有16NA个电子
D.封存的CO2可以转化为甲醇等产品
14.以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃是石油化工领域的核心产品,也是重要的基础有机化工原料,如图是一种新型合成低碳烯烃的工艺流程。下列有关说法正确的是(  )
A.上述工艺流程体现了“绿色化学”的理念
B.CH4转化为CH3Cl的过程中发生了加成反应
C.低碳烯烃可在石油分馏过程中获取
D.该工艺流程中,HCl和CH3Cl均为催化剂
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15.(12分)“绿水青山就是金山银山”。近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。
(1)硫酸工业排出的尾气(主要含SO2)有多种处理方式。
①写出用过量氨水吸收尾气的离子方程式:________________________________。
②尾气也可用软锰矿浆(MnO2)吸收,写出如图所示“反应”的化学方程式:__________________________________。
(2)治理汽车尾气中NO和CO的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化装置,使NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质。写出该反应的化学方程式:________________________________________。
(3)某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含N2、Cl2、NO),设计了如下流程:
①“反应1”用于吸收Cl2,“反应1”的化学方程式为_________________________。
②“反应2”的离子方程式为______________________________________________。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状,使燃料燃烧产生的SO2转化为稳定的含镁化合物,写出该反应的化学方程式:__________________________。
16.(14分)工业以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如图:
某课外小组在实验室模拟上述过程设计如图装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护,夹持装置已略去)。
(1)实验开始时,A装置中不通热空气,先通入a气体的目的是____________________________(用离子方程式表示)。
(2)A装置中通入a气体一段时间后,停止通入,改通热空气,通入热空气的目的是____________________________。
(3)反应过程中,B装置中Br2与SO2反应的化学方程式为______________________。
(4)C装置的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)为提取B装置中的溴元素进行如下实验:向反应后B装置的溶液中通入氯气,充分反应得到混合液。再加入苯,充分振荡、静置,待分层后,
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(将实验操作补充完整)。
(6)一定条件下,氯气和溴单质反应可制得BrCl。结合原子结构知识解释BrCl中Br呈正价的原因:________________________________________________________。
17.(16分)下面图甲、图乙分别是实验室模拟石油分馏、石油裂解的实验装置图。已知:石蜡油在炽热素瓷片的作用下产生乙烯。完成下列问题:
(1)A中仪器a的名称为________;D中素瓷片的作用是________________________。
(2)乙烯的电子式为________。
①写出乙烯与HCl在催化剂、加热条件下反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
②体育比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时,队医常用药剂氯乙烷(CH3CH2Cl)(沸点为12.27 ℃)对受伤部位进行局部冷却麻醉处理,工业上制取氯乙烷有两种方案:
Ⅰ.CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
Ⅱ.CH2===CH2+HClCH3CH2Cl
你认为制备氯乙烷的最好方案为________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)试管E中观察到的现象为________________________________;若将乙炔通入E中,也能观察到类似现象,完成乙炔与酸性KMnO4反应的离子方程式:
18.(16分)把两张圆形滤纸分别叠成漏斗状套在一起,取出内层滤纸,在其底部剪一小孔后用水润湿,再套回原处,并架在铁圈上,下面放置一盛有沙子的蒸发皿;将5 g干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中,在混合物上面加入少量氯酸钾固体,中间插一根砂纸打磨过的镁带;用燃着的小木条点燃镁带,观察现象。
根据上述实验回答下列问题:
(1)该实验中,镁带的作用是________,氯酸钾的作用是________。
(2)可能观察到的实验现象是________________________________________________,写出发生反应的化学方程式: ______________________。
(3)为了探究反应后的固体成分,某同学设计以下实验:
序号 操作过程 现象与结论
Ⅰ 取少量反应后的固体研成粉末,加入足量浓氢氧化钠溶液中,微热 固体部分溶解,但没有气泡产生,由此得出结论:____________________
Ⅱ 取少量反应后的固体研成粉末,用磁铁接近固体粉末 观察到________,证明固体中有铁生成
Ⅲ 取少量反应后的固体溶于__________,滴加KSCN溶液 溶液不变红色,不能得出反应后的固体中没有+3价铁元素
①补充完整上述信息:
Ⅰ________________________________________________________________________;
Ⅱ________________________________________________________________________;
Ⅲ________________________________________________________________________。
②写出实验Ⅰ中发生反应的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
用离子方程式表示实验Ⅲ结论正确的理由:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③从氧化还原反应原理角度分析:铝不足时,氧化铁与铝反应的还原产物可能有________。
第八章素养测评卷
(满分:100分)
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1.环保意识是重要的公民意识,下列环境问题与氮氧化物无关的是(  )
A.酸雨 B.光化学烟雾
C.温室效应 D.臭氧层空洞
解析:酸雨、光化学烟雾、臭氧层空洞与氮氧化物有关,温室效应与二氧化碳或甲烷有关,故C符合题意。
答案:C
2.下列描述或做法违背环境保护理念的是(  )
A.将生活垃圾进行分类处理
B.研发可降解高分子材料
C.减少实验废弃物的产生和排放
D.大量施用化肥、农药以保障农作物增产
解析:垃圾分类可促进资源回收利用,A不符合题意;研发可降解材料可减少白色污染,B不符合题意;减少实验废弃物可以从源头控制污染,C不符合题意;大量施用化肥、农药虽然短期可能提高农作物产量,但会导致土壤污染、水体富营养化等环境问题,违背了环境保护理念,D符合题意。
答案:D
3.《梦溪笔谈》是北宋科学家沈括(1031~1095)的著作,书中详细记载了我国劳动人民在科学技术方面的卓越贡献和他自己的研究成果,被称为“中国科学史的里程碑”,沈括则被称为“中国整部科学史中的卓越人物”。下列工艺不可能被记载的是(  )
A.湿法炼铜 B.炼铁
C.电解法冶炼铝 D.海水晒盐
解析:古代劳动人民很早就认识到铜盐溶液中的铜能被铁置换出来,从而发明了湿法炼铜,A不符合题意;我国发明生铁冶炼技术是在春秋时期,B不符合题意;电能出现的时间是19世纪70年代,电解法冶炼铝是在19世纪末发明的,古代不可能存在电解法冶炼铝的工艺,C符合题意;我们的祖先在神农氏时代就开始利用海水晒盐,D不符合题意。
答案:C
4.开发和利用海洋资源,可满足生产、生活和科学研究的需要。下列说法错误的是(  )
A.向粗盐水中加入NaOH可完全除去其中的Ca2+
B.将Cl2通入提取食盐后的母液中,可将Br-转化为Br2
C.电解熔融的MgCl2可以得到金属镁
D.食用海带等含碘丰富的食品可防治甲状腺肿大
解析:氢氧化钙微溶于水,则向粗盐水中加入氢氧化钠不能完全除去其中的钙离子,A错误;氯气能与溶液中的溴离子反应生成溴和氯离子,则将氯气通入提取食盐后的母液中,可将溴离子转化为溴,B正确;工业上,用电解熔融的氯化镁的方法制备金属镁,C正确;碘是合成甲状腺激素的重要物质,所以食用含碘丰富的海产品可防治甲状腺肿大,D正确。
答案:A
5.明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷淀,毁罐取出……即倭铅也”(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,泥罐中掺有煤炭)。下列说法不正确的是(  )
A.倭铅是指金属锌和铅的混合物
B.煤炭中起作用的主要成分是碳
C.该方法中冶炼锌的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑
D.该冶炼锌的方法属于热还原法
解析:倭铅是指金属锌,不是锌和铅的混合物,A错误;煤炭的主要成分是碳,反应中碳作还原剂,B正确;碳在高温条件下生成CO,C正确;该冶炼锌的方法是加热条件下用还原剂将金属还原出来,属于热还原法,D正确。
答案:A
6.工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法类别都正确的是(  )
选项 污染物 处理措施 方法类别
A 含的废水 加FeSO4反应 物理法
B 含纯碱的废水 加石灰石反应 化学法
C 含Cu2+等重金属离子的废水 加硫酸盐沉降 化学法
D 含复杂有机物的废水 通过微生物代谢 生物法
解析:FeSO4具有还原性,可与发生氧化还原反应生成Fe3+和Cr3+,方法类别为化学法,A错误;纯碱与CaCO3不反应,B错误;硫酸铜可溶于水,不能通过沉淀法除去,C错误;含复杂有机物的废水可通过微生物代谢进行处理,利用的是生物法,D正确。
答案:D
7.化学与人类生活密切相关。下列说法错误的是(  )
A.医用酒精可用于消毒的原因是使蛋白质变性
B.补铁口服液是常见的补铁剂,可与维生素C同时服用
C.汽车尾气中的氮氧化物可形成光化学烟雾
D.碳酸钠与碳酸氢钠均能与酸反应,均可用于治疗胃酸过多
解析:酒精可进入细菌的细胞内,使细菌的蛋白质变性,破坏细菌组织,所以医用酒精用于杀菌消毒,故A正确;为防止Fe2+的氧化,在补铁时常加入维生素C,故B正确;光化学烟雾的成因与氮氧化物和碳氢化合物有关,故C正确;碳酸钠的碱性过强,对胃的刺激性过大,不能用于治疗胃酸过多,应用碳酸氢钠来治疗胃酸过多,故D错误。
答案:D
8.迄今为止,煤、石油和天然气等化石燃料仍然是人类使用的主要能源。下列有关煤、石油、天然气等能源的说法正确的是(  )
A.石油裂化可以得到汽油,这种汽油是一种纯净物
B.煤的气化是指煤在高温条件下由固态转化为气态的变化过程
C.天然气是一种清洁的化石燃料
D.煤就是碳
解析:石油裂化可以得到汽油,但这种汽油仍然是混合物,A项错误;煤的气化是指通过化学反应把煤转化为可燃性气体的过程,属于化学变化,B项错误;天然气的燃烧产物是CO2和H2O,天然气是一种清洁的化石燃料,C项正确;煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,组成中以碳元素为主,D项错误。
答案:C
9.环境保护与化学密切相关。下列说法错误的是(  )
A.将生活垃圾进行分类处理
B.将废旧塑料制品焚烧回收热能
C.酸雨的形成主要是大量燃烧含硫化石燃料
D.绿色化学的目标是防患于未然,最终杜绝化学污染源
解析:将生活垃圾进行分类处理,有利于环境保护,A正确;将废旧塑料制品焚烧回收热能,会产生大量污染气体,不利于环境保护,B错误;大量燃烧含硫化石燃料,生成的二氧化硫溶于水,生成亚硫酸或硫酸,当酸性达到一定程度时会形成酸雨,C正确;绿色化学的核心是从源头上减少污染物的使用,而不能先污染后进行治理,最终杜绝化学污染源,D正确。
答案:B
10.下列说法正确的是(  )
A.海水提溴利用了溴的挥发性、氧化性
B.石油经过分馏后,可以得到大量乙烯、甲烷,提高了石油的利用率
C.煤的气化、液化属于物理变化,干馏属于化学变化
D.用Cu与浓硫酸制备SO2,符合绿色化学理念
解析:海水中通氯气,将溴离子氧化为溴单质,溴易挥发,通入热空气将溴吹出,再用二氧化硫将溴单质还原为溴离子Br2+SO2+2H2O===2Br-+4H++,该反应中溴表现出氧化性,所得溶液中再通氯气将溴离子氧化为溴单质,则海水提溴利用了溴的挥发性、氧化性,故A正确;石油经过裂化和裂解后,可以得到大量乙烯、甲烷等,而不是分馏,故B错误;煤可以直接液化,使煤与氢气作用生成液体燃料;煤也可以间接液化生成甲醇等,煤的气化生成水煤气等,则煤的气化、液化都属于化学变化,故C错误;用Cu与浓硫酸制备SO2,发生反应为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,原子利用率未达100%,不符合绿色化学的理念,故D错误。
答案:A
11.化学与生活密切相关。下列说法错误的是(  )
A.PM2.5是指粒子直径不大于2.5μm的可吸入悬浮颗粒物
B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
解析:PM2.5是指粒子直径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物,A正确;绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染,B正确;燃煤中加入生石灰可以减少硫酸型酸雨的形成(原理为2CaO+2SO2+O2,但在加热时生石灰不能吸收CO2,不能减少CO2的排放,即不能减少温室气体的排放,C错误;天然气(主要成分为CH4)和液化石油气(主要成分为C3H8、C4H10)是我国目前推广使用的清洁燃料,D正确。
答案:C
12.塑料、合成橡胶和合成纤维这三大类合成材料,都主要是以石油、煤和天然气为原料生产的,下列有关说法错误的是(  )
A.天然气作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇
B.煤可以直接液化,使煤与氢气作用生成液体燃料
C.乙烯、丙烯、甲烷等主要化工基本原料都可以由石油分馏得到
D.聚乙烯塑料的主要成分聚乙烯是由乙烯通过加聚反应制得的
解析:天然气作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇,A项正确;煤可以直接液化,使煤与氢气作用生成液体燃料,B项正确;石油分馏产物经进一步的裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料,C项错误;乙烯加聚得到聚乙烯,D项正确。
答案:C
13.我国正面临巨大的CO2减排压力。燃煤电厂是CO2的主要排放源,直接从燃煤烟气中捕获CO2是缓解CO2排放危机最有效的手段。一种钙基吸收剂(主要成分为CaO)循环捕集烟气中CO2的过程如图所示,下列说法中错误的是(  )
A.碳酸化反应器中发生了化合反应,且为放热反应
B.生成的CaCO3附着在钙基吸收剂表面会堵塞孔隙,导致其捕集性能下降
C.1 mol CO2中含有16NA个电子
D.封存的CO2可以转化为甲醇等产品
解析:碳酸化反应器中燃煤烟气中的二氧化碳与氧化钙发生反应生成碳酸钙,该反应属于化合反应,且为放热反应,A正确;反应生成的CaCO3为颗粒状,所以生成的CaCO3附着在钙基吸收剂表面会堵塞孔隙,导致其捕集性能下降,B正确;分子中的电子数与质子数相同,所以1 mol CO2中含有(6+8×2)mol×NA mol-1=22NA个电子,C错误;根据元素守恒可知,CO2可以转化为甲醇等产品,符合“碳中和”理念,D正确。
答案:C
14.以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃是石油化工领域的核心产品,也是重要的基础有机化工原料,如图是一种新型合成低碳烯烃的工艺流程。下列有关说法正确的是(  )
A.上述工艺流程体现了“绿色化学”的理念
B.CH4转化为CH3Cl的过程中发生了加成反应
C.低碳烯烃可在石油分馏过程中获取
D.该工艺流程中,HCl和CH3Cl均为催化剂
解析:根据示意图可知反应物是甲烷和氧气,生成物是低碳烯烃和水,水不属于污染物,则上述工艺流程体现了“绿色化学”的理念,A正确;CH4转化为CH3Cl的过程中发生了取代反应,B错误;低碳烯烃可在裂解过程中获取,石油分馏过程中不能得到低碳烯烃,C错误;该工艺流程中,HCl为催化剂,CH3Cl为中间产物,D错误。
答案:A
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15.(12分)“绿水青山就是金山银山”。近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。
(1)硫酸工业排出的尾气(主要含SO2)有多种处理方式。
①写出用过量氨水吸收尾气的离子方程式:________________________________。
②尾气也可用软锰矿浆(MnO2)吸收,写出如图所示“反应”的化学方程式:__________________________________。
(2)治理汽车尾气中NO和CO的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化装置,使NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质。写出该反应的化学方程式:________________________________________。
(3)某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含N2、Cl2、NO),设计了如下流程:
①“反应1”用于吸收Cl2,“反应1”的化学方程式为_______________________________________________。
②“反应2”的离子方程式为______________________________________________。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状,使燃料燃烧产生的SO2转化为稳定的含镁化合物,写出该反应的化学方程式:__________________________。
解析:(1)①硫酸工业尾气中的SO2用过量的氨水吸收反应生成亚硫酸铵,化学方程式为SO2+2NH3·H2O===(NH4)2SO3+H2O,(NH4)2SO3为可溶性强电解质,书写离子方程式时拆写成离子形式,故反应的离子方程式为SO2++H2O。②由图示可得,用软锰矿浆(MnO2)吸收SO2生成MnSO4,化学方程式为SO2+MnO2===MnSO4。(2)NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质,发生氧化还原反应生成CO2和N2,化学方程式为2CO+2NO2CO2+N2。(3)①由流程图可知,“反应1”用石灰乳吸收Cl2,故化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。②“反应2”为含的废水和NaNO2溶液反应生成无污染气体的反应,根据氧化还原反应原理和发生氧化还原反应生成N2,根据原子守恒可知还会生成H2O,该反应的离子方程式为===N2↑+2H2O。(4)Mg(OH)2与SO2、O2反应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O2===2MgSO4+2H2O。
答案:(1)①SO2++H2O
②SO2+MnO2===MnSO4
(2)2CO+2NO2CO2+N2
(3)①2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
②===N2↑+2H2O
(4)2Mg(OH)2+2SO2+O2===2MgSO4+2H2O
16.(14分)工业以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如图:
某课外小组在实验室模拟上述过程设计如图装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护,夹持装置已略去)。
(1)实验开始时,A装置中不通热空气,先通入a气体的目的是____________________________(用离子方程式表示)。
(2)A装置中通入a气体一段时间后,停止通入,改通热空气,通入热空气的目的是____________________________。
(3)反应过程中,B装置中Br2与SO2反应的化学方程式为____________________________________。
(4)C装置的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)为提取B装置中的溴元素进行如下实验:向反应后B装置的溶液中通入氯气,充分反应得到混合液。再加入苯,充分振荡、静置,待分层后,
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(将实验操作补充完整)。
(6)一定条件下,氯气和溴单质反应可制得BrCl。结合原子结构知识解释BrCl中Br呈正价的原因:________________________________________________________。
解析:(1)实验开始时,溶液中的溴元素以Br-的形式存在,应先将其转化为Br2,所以A装置中不通热空气,需先通入强氧化剂Cl2,通入该气体的目的是Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。(2)A装置中通入Cl2一段时间后,将大部分Br-转化为Br2,然后停止通入Cl2,分离出Br2,于是改通热空气,所以通入热空气的目的是将溴从蒸馏烧瓶A中吹出。(3)反应过程中,B装置中Br2与SO2在水溶液中发生氧化还原反应,生成硫酸和氢溴酸,反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr。(4)C装置是尾气处理装置,用于吸收前面操作过程中未反应的气体,即吸收未反应完的Cl2、Br2、SO2等有毒气体,防止污染空气。(5)Br-被氯气氧化为Br2后溶解在水中,加入苯萃取,上层为溴的苯溶液,下层为水溶液,分离时,应先将水层从分液漏斗下口放出,再将含溴的苯溶液从上口倒出。(6)Br与Cl为同主族元素,最外层电子数相同,但Br的电子层数多,半径较大,原子核对核外电子吸引能力弱,所以显正价。
答案:(1)Cl2+2Br-===Br2+2Cl- (2)将溴从蒸馏烧瓶A中吹出 (3)SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr (4)吸收未反应完的Cl2、Br2、SO2等有毒气体,防止污染空气 (5)先将水层从分液漏斗下口放出,再将含溴的苯溶液从上口倒出 (6)Cl和Br最外层电子数相同,Br原子电子层数多,原子核对核外电子吸引能力弱,所以显正价
17.(16分)下面图甲、图乙分别是实验室模拟石油分馏、石油裂解的实验装置图。已知:石蜡油在炽热素瓷片的作用下产生乙烯。完成下列问题:
(1)A中仪器a的名称为________;D中素瓷片的作用是________________________。
(2)乙烯的电子式为________。
①写出乙烯与HCl在催化剂、加热条件下反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
②体育比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时,队医常用药剂氯乙烷(CH3CH2Cl)(沸点为12.27 ℃)对受伤部位进行局部冷却麻醉处理,工业上制取氯乙烷有两种方案:
Ⅰ.CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
Ⅱ.CH2===CH2+HClCH3CH2Cl
你认为制备氯乙烷的最好方案为________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)试管E中观察到的现象为________________________________;若将乙炔通入E中,也能观察到类似现象,完成乙炔与酸性KMnO4反应的离子方程式:
解析:图甲为石油分馏装置,利用石油中各组分的沸点不同,采用蒸馏的方式将这些组分分离。图乙为石油裂解装置,石蜡油在炽热素瓷片的作用下产生乙烯,生成的乙烯被酸性高锰酸钾氧化,使E中酸性高锰酸钾溶液褪色,乙烯能与溴发生加成反应,使F中溴的四氯化碳溶液褪色。
(1)仪器a的名称为蒸馏烧瓶。D中素瓷片的作用为作催化剂,催化石蜡油分解生成乙烯。(2)乙烯的电子式。①乙烯与HCl在催化剂、加热条件下发生加成反应生成氯乙烷,化学方程式为CH2===CH2+HClCH3CH2Cl。②Ⅰ方案中乙烷和氯气发生取代反应,除了生成氯乙烷还会生成1,2-二氯乙烷等物质,氯乙烷纯度低且原子利用率不高,Ⅱ方案乙烯和HCl发生加成反应生成氯乙烷,产物单一,生成的氯乙烷纯度高且原子利用率高,最好方案为Ⅱ。(3)乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中,乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化,可观察到E中酸性高锰酸钾溶液褪色。乙炔、高锰酸根离子、氢离子反应生成二氧化碳、锰离子和水,1个C2H2转化为CO2,C化合价从-1价升高到+4价,转移10个电子,1个转化为Mn2+,Mn得到5个电子,因此乙炔和高锰酸根离子的系数比为1∶2,再根据原子守恒、电荷守恒,配平得C2H2+6H+===2CO2+2Mn2++4H2O。
答案:(1)蒸馏烧瓶 作催化剂,催化石蜡油分解生成乙烯
(2)  ①CH2===CH2+HClCH3CH2Cl ②Ⅱ
(3)E中酸性高锰酸钾溶液褪色 1 2 6 2 2 Mn2+ 4
18.(16分)把两张圆形滤纸分别叠成漏斗状套在一起,取出内层滤纸,在其底部剪一小孔后用水润湿,再套回原处,并架在铁圈上,下面放置一盛有沙子的蒸发皿;将5 g干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中,在混合物上面加入少量氯酸钾固体,中间插一根砂纸打磨过的镁带;用燃着的小木条点燃镁带,观察现象。
根据上述实验回答下列问题:
(1)该实验中,镁带的作用是________,氯酸钾的作用是________。
(2)可能观察到的实验现象是________________________________________________,写出发生反应的化学方程式: ______________________。
(3)为了探究反应后的固体成分,某同学设计以下实验:
序号 操作过程 现象与结论
Ⅰ 取少量反应后的固体研成粉末,加入足量浓氢氧化钠溶液中,微热 固体部分溶解,但没有气泡产生,由此得出结论:____________________
Ⅱ 取少量反应后的固体研成粉末,用磁铁接近固体粉末 观察到________,证明固体中有铁生成
Ⅲ 取少量反应后的固体溶于__________,滴加KSCN溶液 溶液不变红色,不能得出反应后的固体中没有+3价铁元素
①补充完整上述信息:
Ⅰ________________________________________________________________________;
Ⅱ________________________________________________________________________;
Ⅲ________________________________________________________________________。
②写出实验Ⅰ中发生反应的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
用离子方程式表示实验Ⅲ结论正确的理由:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③从氧化还原反应原理角度分析:铝不足时,氧化铁与铝反应的还原产物可能有________。
解析: (1)铝热反应实验需要高温,引燃方式特殊。用镁带作引燃剂,氯酸钾分解产生氧气,作助燃剂。(3)磁铁能吸附铁粉,用于检验是否有铁生成;如果反应后的固体中有氧化铁、四氧化三铁时,其溶于稀硫酸(或稀盐酸)生成Fe3+,但生成的铁粉能还原Fe3+。注意不能用硝酸溶解固体,因为实验Ⅲ中的现象为“溶液不变红色”。根据氧化还原反应原理,+3价铁元素可以降低到+2价、0价,即生成氧化亚铁、四氧化三铁、铁,当铝粉过量时生成铁;铝粉不足时生成氧化亚铁和四氧化三铁。
答案:(1)引燃剂 助燃剂 (2)混合物剧烈燃烧,发出强光,火星四射,熔融物落入盛有沙子的蒸发皿中 Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3 
(3)①固体中不含铝粉 磁铁上吸附了粉末 稀硫酸(或稀盐酸)  2Fe3++Fe===3Fe2+ 
③FeO、Fe3O4

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