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④纸张的发展、特种纸的开发、纸的制造和回收(任选 +3H2O
一例) ③氮氧化物排放少(或其他合理答案)
【解析】 (1)生活垃圾的处理应根据垃圾的成分 (3)①4∶1 ②0.05mol
分类处理,有些可回收再利用,有些不可回收的要进 【解析】 (1)①钢铁在海水(中性环境)中发生的
行处理。(2)除铁钉上的铁锈可用稀盐酸。(3)方法 应该是吸氧腐蚀。②在B点的海水中氧气浓度最大,
一中HNO3 被铜还原,由方程式可知X应为NO2,会 发生的吸氧腐蚀最快,生成的铁锈最多。(2)①硝酸
对空气造 成 污 染,方 法 二 不 会 产 生 污 染 性 气 体,从 受热分解产生 NO2、O2、H2O,通过氧化还原反应的
CuCl2 溶液中提取Cu,可用废铁屑置换,CuCl2+Fe 化合价升降法将其配平。②通过示意 图 分 析,确 定
FeCl2+Cu。(4)可结合题给表中的垃圾类型,联 HNO3 与Fe该反 应 的 生 成 物 除 了Fe(NO3)2 还 有
想与可回收垃圾有关的化学应用成果回答,这是一个 NH4NO3,先 根 据 得 失 电 子 守 恒 有4Fe+10HNO3
开放性问题,可从以下几个方面回答:①三大合成材 4Fe(NO2)2+NH4NO3,再根据原子守恒得4Fe
料的制造、应用,②金属的制造、应用,③玻璃,④纸张 +10HNO3 4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O。③
的制造、回收等。 该生产流程中生成了 NH4NO3,没有产生 NO、NO2
15.(1)NaOH溶液 ①②④⑤⑥ 等有毒气体,减少了氮氧化物的排放量,符合“绿色化
(2)CH3OOC COOCH (3)CH 学”思想。3 2BrCH2Br
n(CO2)
H2O
+ 2NaOH → HOCH2CH2OH + 2NaBr (或 () c
(CO ) V
3 ① 2据题意有 K=
NaOH c(CO)
=0.25= ( ),n CO
CH2BrCH2Br+2H2O →HOCH2CH2OH+2HBr)
△ V
(4)m∶(m+n)∶n 则n(CO)∶n(CO2)=4∶1。②据题意有n(CO)∶
【解析】 PETG 的 单 体 为:HOCHCH OH、 n(CO2)=(x-0.01)∶0.01=4∶1,解 得x=2 2
、 0.05mol
。
HOOC COOH
题源2
HOCH2 CH2OH , 1.(1)①溶液中存在 NH+4 +H2O NH3·
结合已知信息可知B为HC CH ,所以E为 H O+ H+3 3 2 ,NH3 · H2O NH+4 +OH- 加 入
NaOH使上述平衡向生成 NH3·H2O方向移动,利
HOOC COOH、F为ClH2C CH2Cl、
于除去NH3
G为 HOCH2 CH2OH ,反 应③为 氢 气 与 ②废水中NH3 被空气带走,使 NH3·H2O

苯 环 的 加 成 反 应, 故 H 为 NH3+H2O的平衡向正反应方向移动,利于除去氨
(
, 2
)①放热 ΔH=-273kJ/mol<0(反应物的
HOCH2 CH2OH 因 此 D 为 总能量大于生成物的总能量)
HOCH2CH2OH,A 为 乙 烯,C为1,2-二 溴 乙 烷。 ②NH+4 (aq)+2O2(g) 2H+(aq)+NO-3 (aq)
⑤为酯交换反应(一种取代反应)。 +H2O(l) ΔH=-346kJ/mol
专题30 化学与技术 (3)5∶6
【解析】 (1)①溶 液 中 存 在 NH+4 +H2O
十年高考母题原型训练 NH3·H2O+H+,NH3·H2O NH+4 +OH-
加入NaOH使上述平衡向生成 NH3·H2O方
A组 向移动,利于除去NH3。
题源1 ②NH3·H2O NH3+H2O,通入空气可把
【 】 易挥发的解析 NH3
从平衡体系中移除,使平衡右移。
1.C 常温下为液体的单质在选项中
。 (2)①从图像可知,反应物能量高于产物能量,所只有Br2
以是放热反应。
2.(1)①吸氧腐蚀 ②B
△ +() ( )
3 ( ) - ( )
2 ①4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H O
②NH4 aq + 2 O2 g NO2 aq +2
②4Fe+10HNO3 4Fe(NO3)2+NH4NO3 2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-273kJ/mol
·100·








-( ) 1 ( ) 中溶解氧被大量消耗
,导致鱼类死亡
NO2 aq + 2 O2 g NO
-
3 (aq) ΔH (2)①发电厂 焦化厂 炼铁厂 水泥厂
=-73kJ/mol 高温
利用盖斯定律易得: ②Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2、CaCO3+SiO2
NH+4 (aq)+2O2(g)
高温
NO- +3 (aq)+2H (aq)+ CaSiO3+CO2↑
H2O(l) ΔH=-346kJ/mol ③用炼铁厂的炉渣(或CaSiO3)作为水泥厂的原
(3)32gCH3OH物质的量是1mol,转移电子6 料;用发电厂的煤矸石和粉煤灰作为水泥厂的原料;
mol,即每个分子失6个电子,作还原剂,HNO3 每摩 将石灰石煅烧成生石灰,用于吸收发电厂和焦化厂燃
尔得5mol电子生成N2,作氧化剂,根据氧化还原反 煤时产生的SO2,减少对空气的污染;建立污水处理
应的基本原理:氧化剂得电子等于还原剂失电子,故 系统
还原剂与氧化剂物质的量之比为5∶6。 【解析】 (1)从给出的数据看,X处水样呈碱性,
2.(1)HCO-3 +OH- CO2-3 +H2O Mg2+ Y处水样呈酸性,Z处水样缺氧。(2)①某地区有丰
+2OH- Mg(OH)2↓ Ca2+ +HCO-3 +OH- 富煤矿可建立发电厂和焦化厂,有丰富赤铁矿和石灰
CaCO3↓+H2O(任选一个即可) (2)③ 胶状 石可建立炼铁厂,有丰富的石灰石和黏土可建立水泥
Fe(OH)3 (3)除去Ca2+ 调节pH (4)杀菌消毒 厂。②高炉炼铁相关反应。③从“三废”利用、环境保
强氧化 (5)①③ 护等角度考虑,该地区和企业在生产中应:建立污水
【解析】 (1)源水中含Ca2+、Mg2+、HCO-、Cl-3 处理系统;将石灰石煅烧成生石灰用于吸收发电厂和
等,加入生石灰生成Ca(OH)2,发生一系列复分解反 焦化厂燃煤时产生的SO2,减少对空气的污染;用发
应:HCO-3 +OH- CO2- 2+ -3 +H2O,Mg +2OH 电厂的煤矸石和粉煤灰作为生产水泥的原料;用炼铁
Mg(OH) ↓,Ca2+2 + HCO- + OH-3 厂的炉渣作为生产水泥的原料。
CaCO3↓+H2O。(2)凝聚剂FeSO 被氧化成Fe3+4 , 5.(1)69 (2)Ca5F(PO4)3 +5H2SO4
Fe3+水解生成胶体Fe(OH)3,吸附悬浮物,沉降在水 3H3PO4+5CaSO4+HF↑ 0.49 (3)CaSiO3 液
底。所以整个过程属于物理和化学过程。(3)通 入 态白磷 固态白磷 (4)SiF4、CO SiF4、HF、H2S
CO2 气体可除去多余的Ca2+,并调节自来水的pH。 PH3 (5)产品纯度高(浓度大)
(4)气体A的作用能对水进行消毒、杀菌,具有杀菌 【解析】 (1)根据图示可知生产含磷肥料,约占
消毒作用的物质一定具有强氧化性,如氯气。 磷矿石使用量的比例是0.04+0.96×0.85×0.80=
题源3 0.69。(2)以磷灰石为原料,用 过 量 的 硫 酸 溶 解
1.B 【解析】 普钙是由磷矿石和硫酸反应生 Ca5F(PO4)3,可制得磷酸。根据质量守恒定律可得
产的,其主要成分是Ca(H2PO4)2·H2O和CaSO 。 反应的 化 学 方 程 式 为4 Ca5F(PO4)3+5H2SO4
2.C 【解析】 从“煤粉加压气化制备合成气” 3H3PO4+5CaSO4+HF↑;根据P守恒可得关系式
即可看出该过程中涉及化学变化和物理变化。 P2O5~2H3PO4,142份P2O5 可制取196份的磷酸。
3.D 【解析】 选项 A,分离出 NH ,降低了生 1吨折 合 含 有 五 氧 化 二 磷 约30%的 磷 灰 石,含 有3
成物的浓度,正、逆反应速率都降低。选项B,硫酸工 P2O5 的质量是0.3吨,所以可制取85%的商品磷酸
业中,在接触 室 发 生 的 是SO2 转 化 为SO3 的 反 应。 的质量是(196×0.3)÷(142×0.85)=0.49t;(3)二氧
选项C,氯 碱 工 业 中,阴 极 室 产 生 的 是 H 、2 而 不 是 化硅 过量焦炭与磷灰石混合,在高温下反应除了得
Cl2。选项D,粗铜中含有其他金属杂质,粗铜在阳极 到白磷外,得到的难溶性的固体物质是CaSiO3;冷凝
溶解时,金属杂质也要发生溶解,致使同一时间内阳 塔1的温度是70℃,280.5℃>t>44℃,所以此时
极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小。 主要沉积物是液态白磷;冷凝塔2的温度是18℃,低
4.(1)①造纸厂排放的碱性污水使X处河水pH 于白磷的熔点,故此时主要沉积物是固态白磷。(4)
升高,火力发电厂净化烟气的酸性废水治理未达标就 根据题目提供的信息,结合反应实际,在尾气中主要
排放,造成Y处等的河水pH降低(或火力发电厂燃 含有SiF4、CO,还含有少量PH3、H2S、HF等,将尾气
煤产生的SO2 会导致酸雨,飘落后使 Y处等的河水 先通入纯碱溶液,SiF4、HF、H2S会与碳酸钠反应而
pH降低) ②化肥厂、农田及生活污水使Z处河水 除去;再通入次氯酸钠溶液,由于次氯酸钠有强氧化
富营养化,水温较高、适于藻类等水生植物生长,河水 性,因此可除去有还原性的PH3。(5)相比于湿法磷
·101·
酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高。但是产品纯度大,杂
质少,
组
因此逐渐被采用。 B
6.(1)缓慢 冷却 (2)纯碱 SiO2+Na2CO3 1.C 【解析】 钢筋混凝土是无机复合材料,不
高温 高温 属于高分子化合物。
Na2SiO3+CO2↑ SiO2+CaCO3 CaSiO3+ 【解析】 项, 是有毒的,故可用来制
CO2↑ (3) ( )
2.B A Cl2
增强作用 或骨架作用 密度小、强度
取有用的盐酸,正确; 项,增加烟囱高度不能减少
高、抗腐蚀、抗冲击、 B绝缘性好(答对两条即可) (4)b
的排放,错误; 项,反应方程式为
【解析】 (1)
SO2 C Cu+H2O2+
考查实验基本操作,为了避免温度
, H2SO4 CuSO4+2H2O
,无有毒气体产生,正确;
过高 甲醛应慢慢加入或分批投料,且反应釜中装有
,
。() D项 煤燃烧产生的SO 可以用CaO吸收
,正确。
冷凝回流装置 2 制备普通玻璃的原料还有纯碱, 2
3.A 【解析】 正 极 是 H2O2 得 电 子,B项 错高温
反应的化学方程式为Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+ 误;放 电 时 的 正 极 反 应 为2H+ +H -2O2+2e
高温 +
CO2↑,CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO ↑。(3)玻 2H2O,C项错误;正极不断消耗 H ,pH 升高,D项2
璃钢是一种复合材料,其中玻璃纤维作基体,而酚醛 错误。
树脂作增强剂。玻璃钢质轻而坚硬,可做船体、汽车 4.D 【解析】 A项,明矾不能消毒,只能净水,
车身,也可做印刷电路板。(4)题中强调酚醛树脂具 错;B项,农药、化肥应合理使用,错;C项,废水不能
有热固性,而热固性材料不能燃烧、不降解、不易溶于 直接灌溉 农 田,错;D项,磷 可 造 成 水 体 富 营 养 化,
任何溶剂,因此选项a、c、d均错。 正确。
7.(1)增大反应物接触面积或增大反应速率或 5.A 【解析】 本题考查硫酸工业中化学平衡
使反应更充分 的影响因素。从表格 中 知,温 度 一 定 时,增 大 压 强,
() SO 转化率增大
,A项正确;从压强角度看,压强一定
2 2Fe(OH)2+1 ClO- +1 H O
2
2
时,600℃时SO2 的转化率最低,故600℃不是最佳
2Fe(OH) -3+1Cl 温度,B项错;催化剂只影响反应的速率,而不影响平
(3)FeO(OH) (4)8.0≤pH<10.4 (5)bd 衡的程度,所以其热效应也不会变化,C项错;硫酸工
(6)蒸发浓缩 冷却结晶 (7)125m2/(81m1) 业的尾气可用氨水吸收,D项错。
【解析】 本题考查化学工艺流程,意在考查考生 6.A 【解析】 本题考查水热反应的知识。水
运用化学知识分析和解决化学工艺流程的能力。(2) 热反应是吸热过程,A项错误;高温高压下水具有使
氧化 除 铁 时 加 入 的 试 剂 为 漂 白 粉,则 发 生 的 是 常温常压下无法分解的有机物分解的性质,这种过程
Fe(OH) -2和ClO 之间的氧化还原反应,根据原子守 称为水热反应,是一种复杂的物理、化学变化,B项正
恒、得失电子守恒及电荷守恒,配平题给离子反应为: 确;C项符合水热反应的原理,正确;石油、煤等矿物
2Fe(OH)+ClO- +H O 2Fe(OH)+Cl-2 2 3 。 能源的燃烧产物是CO2,而水热反应是将CO2 等含
(3)针铁矿中Fe的价态为+3,由题给信息知其化学 碳化合物转化为有机物,构成了地球上碳资源的和谐
式为FeO(OH)。(4)滤液2主要含有Ca2+、Mg2+、 循环,D项正确。
Zn2+,根据表格中数据,当8.0≤pH<10.4时,Zn2+ 7.D 【解析】 由于 NH
+
4 的水解,故在加热时
完全沉淀,而Ca2+、Mg2+没有开始沉淀,从而可以分 会有NH3 产生,D项错。
离得到 Zn(OH)2。(5)滤 液3中 主 要 含 有 Ca2+、 8.B 【解析】 合金的熔点比各组分低,而硬度
Mg2+,由于 Mg(OH)2 的溶度积比 MgCO 小,加入 比各组分要大,A项错;Ga为ⅢA族元素,即最高正3
石灰 乳 或 烧 碱 可 以 使 Mg2+ 沉 淀。(6)滤 液4为 价为+3价,而 N为-3价,根据化合价代数和为零
ZnSO 溶液,由ZnSO 溶 液 得 到ZnSO ·7H O晶 的原则写出氮化镓的化学式为 GaN,B项对;C项为4 4 4 2
体需要经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作。(7)根据锌 铝热反应,Al作还原剂,C项错;ETFE膜是由乙烯和
元素守 恒,ZnCO ~Zn(OH)~ZnO,则 菱 锌 矿 中 四氟乙烯加聚而成的,D项错。3 2
125m 9.A 【解析】 本题考查海水的利用。结晶出
ZnCO 23 的质量为 ,故菱锌矿中 的质量81 ZnCO3 的 MgCl2·6H2O需要在干燥的 HCl气氛中制无水
125m2 MgCl2,B项错误;反应④为Br2+SO2+2H2O
分数为 。
81m1 H2SO4+2HBr,溴元素被还原,C项错误;粗盐提纯
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中加入试剂的顺序应注意两点:一是Na2CO3 溶液在 13.(1)CO2-3 + H -2O HCO3 + OH- 或
BaCl2 溶液后加入,二是盐酸最后加入,D项错误。 HCO-3 +H2O H2CO3+OH- (2)2H2SO3+
10.A 【解析】 合成氨反应为可逆反应,N2 与 O2 2H2SO4 中和、稀释氧化后海水中生成的酸
H2 不可能完全反应,将生成的 NH3 分离出来后,N2 (3)B (4)1.2×10-3mol/L (5)取100gNaCl溶
与 H2 可以循环利用,A项正确。 液,其 体 积 相 当 于100 mL,则 m(NaCl)=100×
11.(1)增 大 接 触 面 积,增 大 反 应 速 率 0.117/58.5mol
0.117%=0.117 ,c(NaCl)= =2×
(2)Al(OH)3、H2SiO3 (3)2CrO2- +
g
4 + 2H 0.1L
CrO2- ()
-2 + - -10
2 7 +H2O 4 温度对氯化钠的溶解度影响小, 10 mol/L,c(Ag )=Ksp/c(Cl )=1.8×10 /2×
-2 -9
但对重铬酸钾的溶解度影响较大,利用复分解反应, 10 =9×10 mol/L,符合排放标准。
() 2- -可得到重铬酸钾 5 ①当滴加最后一滴硫代硫酸钠 【解析】 (1)CO3 、HCO3 水解均显碱性。(2)
溶液,溶液蓝色褪色 ②94% 排放的SO2 溶于水生成 H2SO3,与 O2 反应可被氧
【解析】 (1)将铬铁矿粉碎的作用是增大接触面 化为H2SO4。由于H2SO4 的酸性较强,因此天然海
积,增大反应速率。(2)碱浸后溶质为硅酸钠、偏铝酸 水中和、稀 释 后 才 可 排 放。(3)从 表 中 数 据 可 知,
钠、Na2CrO4、KCl等,所以步骤③调节pH后过滤得 Ag2S、PbS的 Ksp很小,所以加入 Na2S,沉淀效果最
到的滤渣是Al(OH)、HSiO 。(3)酸化时,CrO2- 好。(3 2 3 4 4)pH=8,c(OH
- )=10-6 mol/L,Ksp=
转化为CrO2-2 7 ,化合价没有变化,所以离子方程式为 c(Pb
2+)·c2(OH-),c(Pb2+)=Ksp/c2(OH- )=
2- + -15 -12 -32CrO4 +2H CrO2-+H / / 。2 7 2O。(4)氯化钠的溶 1.2×10 10 =1.2×10 molL
解度随温度变化影响小,但重铬酸钾的溶解度随温度 14.(1)2∶1 (2)充分反应、沉淀完全 (3)①1
变化影响较大,加入氯化钾利用复分解反应,可得到 ②20% ③寻找合适的催化剂,使 MnFe2O4 分解
重铬酸钾。(5)①判断达到滴定终点的依据是当滴加 温度降低或寻找分解温度更低的氧化物
最后一滴硫代硫酸钠溶液时,溶液蓝色突然褪去,且 【解析】 本题考查化学与技术中制备流程的分
半分钟不复色; 析。(1)由Fe与 Mn的原子守恒知,产物中Fe与 Mn
②依据关系式CrO2-2 7 ~3I2~6Na2S2O 的物质的量之比为3 2∶1,所以投料比也为2∶1。(2)
(8×10-4) 0.04×0.12 “连续搅拌”的目的是增大反应物的接触,使反应完
则重 铬 酸 钾 的 纯 度 为8×10-4×10×294/2.5 全。(3)①由第二个方程式知,H2O和 H2 的系数相
≈94%。 等,则 消 耗 1 molH2O 可 制 得 1 molH2;② 从
12.(1)清洗废铁屑表面的油污 Mn(NO3)2知,Mn为+2价,设Fe
3+ 的个数为a,则
() 2+22Fe2++H O +2H+2 2 2Fe3++2H2O Fe 为(2-a),根据化合价代数和为零的原则有2+
() 3+310NaOH+3Cl2+2Fe(OH)3 2Na2FeO4 3a+2×(2-a)=2×(4-0.8),得a=0.4,所以Fe
+6NaCl+8H 的百分率为2O 0.4/2×100%=20%。
(4)高 铁 酸 盐 在 杀 菌 消 毒 时,本 身 被 还 原 成 15.(1)增大反应物的接触面积,使原料反应更充
Fe3+,Fe3+易水解生成Fe(OH),具有胶体的性质, 分 蒸馏3
可吸附水中的悬浮杂质,起到净化水的作用 ( ) ( ) 500℃2 Ti OC4 H9 4 + 2H2O TiO2
(5)Fe-6e-+8OH- FeO2-4 +4H2O +4C4H9OH
【解析】 (1)在加热条件下,可促进碳酸钠水解, (3)400 因为升高温度消耗更多能量而粒径几
碱性增强,从而可除去铁屑表面的油污。(2)粗铁中 乎不再减小
的Cu、C、Si均不与 H2SO4 反应,只有Fe与 H+ 反应 苯溶剂
( )
生成Fe2+,X→Y为Fe2+ 在酸性条件下被 H O 氧 4 4C4H9OH + TiCl4 + 4NH3 2 2
Fe3+。(3)Y→Z Z Fe(OH) , Ti
(OC4H9)4+4NH4Cl (5)5.4化成 的产物 为 3 沉淀 在
【 】 (
, ( ) , 解析 1
)分析流程可知混合气化的目的是增
碱性条件下 Cl2 将FeOH 3 氧化成 Na2FeO4 根据
大反应物的接触面积,使原料反应更充分,操作1的
化合价升降总值相等即可配平。(4)净水原理为高铁
。()
酸盐还原成的Fe3+ 水解生成Fe(OH)3 胶体,
方法名称为蒸馏 2 反应器中发生的反应化学方程
进而吸
附水中的悬浮杂质。(5)阳极发生氧化反应,
500℃
即物质 式 为:Ti(OC4H9)4 + 2H2O TiO2 +
的化合价升高。 4C4H9OH。(3)分析表格和图像可知:要使产品符合
·103·
要求,反应器内的温度至少为400℃。实际工业生产 的键长比 H—Cl键的键长长。(3)Cu元素原子的3d
采用500℃而不采用更高的温度,原因是:从图形可 轨道处 于 全 满 状 态。Cu2S煅 烧 时 生 成 SO2,不 是
知升高温度消耗更多能量而粒径几乎不再减小。(4) SO3。(4)将已知反应的前一个方程式乘2,再减去后
有 关 化 学 方 程 式 为:4C4H9OH+TiCl4 +4NH3 一个方 程 式 得:2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+
苯溶剂
( ) 。() S(s) ΔH=-270.0kJ· TiOCH +4NHCl 5 尾气冷凝后的 mol
-1。
4 9 4 4
, 4.(1)N ()混合物18.4kg 其中含正丁醇和水的物质的量之比
2Cl K
() 2 2 6 2 6 6 2
为1∶1,则 二 者 物 质 的 量 为 18.4/(74+18)= 3Fe 1s2s2p3s3p3d4s
() 2
0.2kmol,则根据方程 式 Ti(OC H 4Cu 1s2s
22p63s23p63d104s1
4 9)4 + 2H2O
【解析】 (1)A元素基态原子的最外层有 个未500℃ 3
TiO2+4C4H9OH可得混合气化时应加入水 成对电子,次 外 层 有2个 电 子,则 其 价 电 子 构 型 为
的质量为(0.1+0.2)×18kg=5.4kg。 2s22p3,元素符号为N。(2)B元素的负一价离子的电
专题31 物质结构与性质 子层结构与氩相同,则B为Cl元素,C元素的正一价
离子的电子层结构与氩相同,则C为 K元素。(3)D
十年高考母题原型训练 元素的正三价离子的3d亚层为半充满,即三价阳离
子的构型为3d5,则原子的价电子构型为3d64s2,元
A组 素 符 号 为 Fe,基 态 原 子 的 电 子 排 布 式 为
1s22s22p63s23p6题源1 3d
64s2。(4)E元素基态原子的 M层
全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子即
1.C 【解析】 能量越高的电子在离核越远的
价电子构型为3d104s1,所以它的元素符号为 ,其
区域内运动,也就越容易失去, CuA正确;电离能是原子
基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2, 3p
63d104s1。
失去电子时所要吸收的能量 能量越高的电子在失去
5.(1)
时消耗的能量也就越少,因而电离能也就越小,B正
确;同一层即同一能级中的p轨道电子的能量一定比
s轨道电子能量高,但外层s轨道电子能量则比内层
p轨道电子能量高,C错误;电子首先进入能量最低、
离核最近轨道运动,D正确。
2.D 【解析】 A、B、C三个选项只是表达出氦
原子核外有2个电子,而D项能详尽地描述出电子的
运动状态。
3.(1)
16 S
三 ⅥA HClO4 () 硫
(2)2 H—Cl H—
2
S
() 2 2 32 3s
23 4
31s2s2p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
p
高温 (3)Al S H2SO4 Al(OH)3
2Cu2S+3O2 2Cu2O+2SO2 (4)周期性变化 元素的周期数即为该元素原子
(4)2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(s) 的核外电子层数;元素的主族序数即为该元素原子的
ΔH=-270.0kJ·mol-1 最外层电子数
【解析】 本题主要考查元素的位、构、性知识,意 【解析】 (1)题 要 求 学 生 必 须 熟 记 周 期 表 的 结
在考查考生的分析推理能力。X的核外电子排布式 构。(2)题中周期表的排布规律:对主族元素而言,周
为1s22s22p2,是C元素;Y是S元素;Z是Cl元素;W 期序数=电子层数,最外层电子数=主族序数;由主
的原子序数为63-34=29,是Cu元素。(1)Cl的非 族元素核外电子排布规律可得甲为元素S。(3)由原
金属性 比S的 非 金 属 性 强,所 以 HClO4 的 酸 性 比 子核外电 子 排 布 规 律 可 得 乙 的 最 外 层 电 子 排 布 为
H2SO4 的酸性强。(2)CS2 分子中有2个双键,双键 3s23p1,可推知该元素为Al。由同一周期从左到右原
中有一个键是σ键,一个键是π键。Cl的电负性比S
子半径由大变小的规律可知半径Al>S,根据非金属
的电负性强,所以H—Cl键的极性比H—S键的极性
的非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性
强;S的原子半径比Cl的原子半径大,所以 H—S键
越强,可得酸性 H2SO4>Al(OH)3。
·104·专题30 化学与技术
考纲·题型解读
1.了解煤、石油、天然气等能源综合利用的意义。
2.了解我国无机化工的生产资料和产品的主要种类。
3.了解海水的综合利用。了解化学科学的发展对自然资源利用的意义。
4.了解化学在水处理中的作用。
5.说明金属材料、无机非金属材料、高分子材料的特点,了解有关生产原料。
6.了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。
7.了解合成氨的主要原理、原料、设备、流程和意义,认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。
8.了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用。
题源1 海水资源的开发利用
解题模型1.1
氯碱工业
ì 阳极: 2Cl
--2e- Cl2↑(氧化反应)
电极反应
{阴极:2H++2e- H2↑(还原反应)
电解
总反应:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl↑
①图中X、Y分别是 、 (填化学式),分析
2
盐水的精制:先加入烧碱、纯碱、氯化钡等,使杂质沉淀,过滤 比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小 。
除去,然后再用离子交换法除去Ca2+和 Mg2+ ②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应,正
ì组成:由阳极(以钛为基体,其表面为钌和钛的氧化物涂 极: ;负极: 。
氯 í 层)、阴极(用低碳钢网制成)、阳离子膜、电解槽、导电铜
碱 离 ③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出棒等组成 2处) 、
工 子
业 膜 阳离子膜的作用:将电解槽隔成阴极室和阳极室,它只 。 电 í
允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过,既防止阴 [ ]解 解析 (1)根据电解方程式有Cl2~2NaOH;
槽 极产生的 H2 和阳极产生的Cl2 混合而引起爆炸,又 (
2
)加入试剂需过量,后加试剂需除去前面所加过量试剂,
避免了 Cl2 和 NaOH 溶 液 作 用 生 成 NaClO 而 影 响
故为NaOH溶液的质量 ③①②;
产品:NaOH、Cl2、H2 (3)图示中左边为电解池,右边为(H2、O2)燃料电池,燃料
电池中生成 H2O,使 NaOH溶液稀释,送回到电解槽的为极稀
[真题1] (2021·宁夏)请回答氯碱工业中的如下问题: 的NaOH溶液,故a%(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比) M(Cl2) 71
生成的产品,理论上k= (要求计算表达式和结果); [答案] (1)2M(NaOH)=80=1∶1.13
或0.89
(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-4 等 (2)③①②
杂质,必须精制后才能供电解使用。精制时,粗盐溶于水过滤 (3)①Cl2 H2 a%小于b%
后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)、③BaCl2, 1
② O2+H2O+2e- 2OH- H +2OH-2 -2e-
这3种试剂添加的合理顺序是 (填序号); 2
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组 2H2O
合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中,相关 ③燃料电池可以补充电解池消耗的电能,提高产出碱液的
物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的 浓度,降低能耗(其他合理答案也可)
离子膜都只允许阳离子通过。
·281·
解题模型1.2
(1)海水制盐
纯碱生产工艺 用海水制盐的方法仍以蒸发法(盐田法)为主,它的原
1.氨碱法(索尔维法) 理很简单,即为太阳照射后,海水受热,水分逐渐蒸发,当
该法所用原料为食盐、氨和二氧化碳,生产过程如下: 各种盐分别达到其饱和浓度时,依次以固态形式析出,此
(1)盐水的精制:在饱和食盐水中加入熟石灰和纯碱, 时得到的盐为粗盐。
除去水中的Ca2+和 Mg2+。 (2)海水提溴
(2)盐水的氨化:将氨气通入精制盐水中,制成氨盐水。 从海水中提取的溴约占世界年产量的1/3。常用的一
( -3)氨盐水碳酸化:使氨盐水吸收CO ,生成 NaHCO 种海水提溴技术叫做吹出法,即用氯气氧化海水中的Br ,2 3
和NHCl。 使其变成Br2,然后用空气或水蒸气吹出。4
()海水提镁
NaCl+NH3+CO2+H 32O NaHCO3↓+NH4Cl
工业上用海水提镁的一种方法是,将海水抽入反应槽
(4)过滤出NaHCO3 后煅烧得纯碱,同时回收CO2 再利用。
中,加入石灰乳(或用海洋中的贝壳烧成石灰粉末),使海
煅烧
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ 水中的镁转变成 Mg(OH)2 沉淀,加盐酸转化成 MgCl2 溶
(5)将NH4Cl加石灰乳反应,生成氨回收利用。 液,过滤、烘干,然后电解熔融 MgCl2 得到镁和氯气;氯气
△ 可用来制盐酸,再循环使用。
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
2.侯氏制碱法 [真题3] (2019·广东)许多国家十分重视海水资源的综
又称联合制碱法,利用食盐生产化肥 NH4Cl,使制碱 合利用。不需要化学变化就能从海水中获得的物质是 ( )
与制NH4Cl两 个 过 程 结 合 进 行,同 时 生 产 Na2CO3 和 A.氯、溴、碘 B.钠、镁、铝
NHCl两种产品。 C.烧碱、氢气 D.食盐、淡水4
: [解析] 本题考查学生对海水成分的了解。利用阳光照射说明 侯氏制碱法是在索尔维法的基础上的重大突破
使海水蒸发得到食盐;海水通过“蒸发法”制备淡水,此两个过程
和创新,即在1(5)中往母液中加入细小的NaCl晶体[不加
都不涉及化学变化。
Ca(OH)2],这样不仅提高了 NaCl的利用率,同时减少了 [答案] D
CaCl2 的生成,防止了污染,极大地提高了综合经济效益。
题源2 水的处理及水资源的利用
[真题2] (2020·海南)与氨碱法比较,下列关于联合制碱
法优点的判断中不正确的是 ( ) 解题模型2.1
A.提高了原料的原子利用率
硬水及其软化
B.降低了生产成本 (1)涵义:含有较多钙、镁离子的水叫硬水,不含或含
C.减少了环境污染 较少钙、镁离子的水叫软水。
D.减轻了对设备的腐蚀 (2)硬水的软化
[解析] 由于联合制碱法在生产过程中所需的氨和二氧化 ①煮沸法
碳都是由合成氨厂提供,从滤出碳酸氢钠后所得的母液中可回 若硬水中Ca2+、Mg2+以Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2 的
收氯化铵,因此它提高了原料的原子利用率,降低了生产成本, 形式存在,可以通过煮沸使Ca2+、Mg2+ 转化为沉淀。其原
因此A、B正确。由于未产生不能利用的氯化钙,所以减少了环 理为:
境污染,C正确。由于增加了物质的循环利用,所以会加重对设
Ca(
△
HCO3)2 CaCO3↓+CO2↑+H2O
备的腐蚀,D错误。 △
[答案] D Mg(HCO3)2 MgCO3↓+CO2↑+H2O
△
MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑
解题模型1.3 ②离子交换法
海水的综合利用 若硬水中Ca2+、Mg2+ 以硫酸盐或氯化物的形式存在
时,采用离子交换法使其软化。
磺化煤等阳离子交换剂都具有复杂的结构,通常将它
们的化学式简写为 NaR。当硬水通过装有离子交换剂的
装置时,发生如下的离子交换作用:
2NaR+Ca2+ CaR2+2Na+
2NaR+Mg2+ MgR2+2Na+
硬水中的Ca2+、Mg2+被离子交换剂吸附而除去,因此
从装置中流出的水就成为软水。
[真题4] (2021·海南)下列有关硬水及其软化的说法中
·282·
错误的是 ( )
A.离子交换法可以软化硬水 原为 Cr
3+:CrO2- +6Fe2+2 7 +14H+ 2Cr3+ +6Fe3+
B.硬水中含有较多Ca2+、Mg2+ +7H2O。
C.生产、生活使用的天然水必须经软化 然后 再 加 入 熟 石 灰 调 节 溶 液 的pH,使 Cr
3+ 转 变 为
D.加热可暂时使硬水中的Ca2+生成CaCO 沉淀 Cr(3 OH)3沉淀而从废水中除去。
[解析] 某些天然水如泉水、井水、河水只要达到生产、生
。 [真题5] (2022·新课标)水是一种重要的自然资源,是人活作用标准就不必进行软化
[ ] 类赖以生存不可缺少的物质,水质优劣直接影响人体健康。请答案 C
回答下列问题:
解题模型2.2 (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
水处理的一般方法
(填任意两种),其净水作用的原理是() 1 水的净化
。
向天然水中加入混凝剂利用其发生水解产生胶体吸
(3)水的净化与软化的区别是 。
附水中的悬 浮 物 形 成 较 大 的 颗 粒 而 沉 淀,达 到 净 水 的 目
(4)硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相关的物
的。生活中主要采用明矾作混凝剂,其净水的原理为:
质(如 )。若某天然水中 ( 2+) -3 ·
KAl(SO ) K++Al3++2SO2-;
7.1mgMgO c Ca =1.2×10 mol
4 2 4 L-1,c(Mg2+)=6×10-4mol·L-1,则此水的硬度为 。
Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+。 (5)若(4)中的天然水还含有c(HCO-3 )=8×10-4mol·
工业生产中还常用硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁
L-1,现要软化10m3 这种天然水,则需先加入Ca(OH)2
等作混凝剂。含铁混凝剂的净水原理和含铝混凝剂类似,
g,后加入Na2CO3 g。
是Fe3+水解生成的Fe(OH)3 起到了较好的混凝作用(若 [解析] (1)天然水中溶解的气体主要是空气,空气由 N2、
使用绿矾作混凝剂,必须先将Fe2+氧化为Fe3+)。 O2、CO2、H2O等气体组成。
(2)饮用水的消毒 (2)混凝剂的作用是净化水,即除去水中悬浮的杂质,能作
因为混凝剂难以清除溶解于水中的有机物质、无机盐 混凝剂的物质为Fe3+盐或Al3+ 盐,其净水原理是应用 Al3+(或
和微生物,作为生活用水,经过混凝法净化后,还必须进行 Fe3+)的水解,Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,Fe3+
杀菌消毒。一般过程为:混凝沉淀→过滤→杀菌。 +3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+,由于生成的胶体中胶粒有
饮用水的杀菌,曾广泛采用液氯或漂白粉(漂粉精)作 较大的比表面积,可以吸附水中的悬浮物,并且金属氢氧化物形
为消毒剂,其原理是 HClO具有强氧化性而杀灭细菌。但 成的胶粒吸附阳离子后带正电荷,破坏天然水中其他带异电的
液氯消毒会使水中所含的食物残渣和浮游生物等多种有 胶体,达到净水的目的。
机物发生变化,生成对人体有害的物质。 (3)水的软化是降低其中Ca2+、Mg2+ 的含量,含较多Ca2+、
近年来,人们逐步利用ClO2(二氧化氯)、O3(臭氧)、 Mg2+的水叫做硬水,不含或含较少Ca2+、Mg2+的水叫做软水。
NH2Cl(氯氨)等进行饮用水的消毒。Na2FeO4 也是一种 (4)取1L该硬水,其中n(Ca2+)=1.2×10-3 mol,n(CaO)
新型的高效消毒剂。ClO2、O3、Na2FeO4 的消毒原理都是 =1.2×10-3mol×56g·mol-1=6.72×10-2g,则由CaO引起
因为具有强氧化性而杀菌,且对人体无害,并且 Na2FeO4 6.72×10-2
的硬度为 g=6.72°,该硬水中n(Mg2+)=6×10-4
的还原产物是Fe(OH)3,能吸附水中的杂质而起到净水 10mg
作用。 mol,m(MgO)=6×10-4mol×40g·mol-1=2.4×10-2g,则由
-2
消毒原理为: 2.4×10MgO引起的硬度为
g
7.1m =3.38°
,则此水的硬度为6.72°
Cl2+H2O HCl+HClO; g
,约为 。
NH2Cl+H2O NH3+HClO。
+3.38°=10.1° 10°
(5)10m3 天 然 水 中,() n
(Ca2+)=1.2×10-3 mol·L-1×
3 污水的处理
。 10m
3×1000L·m-3=12mol,n(Mg2+)=6×10-4 mol·L-1
①中和法
, ×10m
3×1000L·m-3=6mol,n(HCO-3 )=8×10-4 mol·
对于酸性废水用熟石灰中和 碱性废水用 H2SO4 或
L-1×10m3×1000L·m-3=8mol,应用石灰纯碱法软化硬水
CO 来中和。反应为:H++OH-2 H2O。 生成的沉淀为 Mg(OH)2 和CaCO3,其中发生的离子反应方程
②沉淀法。
式为 HCO- +OH-3 CO2-3 + H2O,Mg2+ +2OH-
加入某些沉淀剂利用反应产生沉淀除去水中的重金
Mg(OH)2↓,Ca2++CO2-3 CaCO3↓,设加入Ca(OH)2 的
属离子。如向含有 Hg2+ 的废水中加入 NaS:Hg2++S2-2 物质的量为x,Na 2+2CO3 的物质的量为y,则反应体系中n(Ca )
HgS↓,从而使 Hg2+转化为 HgS沉淀而除去。 =12mol+x,n(OH-)=2x,n(CO2-3 )=y,可得如下方程组
③氧化还原法。
{12mol+x=y+8mol(生成CaCO3)利用氧化还原反应将有毒物质转化为无毒物质、难溶 6mol×2+8mol=2x[生成 Mg(OH)2]
物质 而 除 去。例 如 含 氰(CN- )废 水 的 处 理:2CN- + 求得x=10mol,y=14mol,所以m[Ca(OH)2]=10mol×
8OH-+5Cl2 2CO -2↑+N2↑+10Cl +4H2O。 74g·mol-1=740g,m(Na2CO3)=14mol×106g·mol-1=
酸性条件下向含铬废水中加入FeSO4,将Cr2O2-7 还 1484g。
·283·
[答案] (1)O2 CO2(或氮气) 根据上述流程,完成下列填空:
(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁 铝盐或铁盐在水中发 (1)天然气脱硫时的化学方程式是 。
生水解生成相应氢氧化物胶体,它可吸附天然水中悬浮物并破 (2)n molCH4 经 一 次 转 化 后 产 生 CO0.9n mol、产 生
坏天然水中的其他带异电的胶体,使其聚沉,达到净化目的 H2 mol(用含n的代数式表示)。
(3)水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物 (3)K2CO3(aq)和CO2 反应在加压下进行,加压的理论依据是
沉淀下来,而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子。 ( )
(4)10° A.相似相溶原理
(5)740 1484 B.勒夏特列原理
C.酸碱中和原理
(4)由KHCO3 分解得到的CO2 可用于 (写出CO2
题源3 化学与工农业生产 的一种重要用途)。
(5)整 个 流 程 有 三 处 循 环:一 是 Fe(OH)3 循 环,二 是
解题模型3.1 K2CO3(aq)循环,请在上述流程图中标出第三处循环。
[解析] 合成氨工业 对
(1),流 程 图 中 已 给 出 反 应 物 是 H2S 和
(
1. FeOH
)3,生成物是Fe2S3 和 H2O,合成氨工业 CH4 没有参与反应,写出方
程式再配平即可;对(2),写出方程式后很容易看出 H2 的物质的
量;第(3)问是勒夏特列原理的应用;第(4)问考查CO2 的用途;
第(5)问 是 对 合 成 氨 工 业 中 实 际 应 用 的 循 环 操 作 进 行 设 问 和
考查。
[答案] (1)3H2S+2Fe(OH)3 Fe2S3+6H2O (2)
2.7n (3)B (4)生 产 纯 碱 (或 作 制 冷 剂 等 )
↓ 合成
2.合成氨原料气的制备 (5)N2、H2 →N2、H2、NH3
(1)N2 的制备
物理方法:使空气先液化,后蒸发。 解题模型3.2
化学方法:先让空气与碳作用,然后除去CO2。 硫酸工业
(2)H2 的制备
来源于水和燃料(焦炭、天然气、石油等)。
高温
C+H2O(g) CO+H2
催化剂
CO+H2O(g) CO2+H2
高温
催化剂
CH4+H2O(g) CO+3H2
△
3.合成氨的适宜条件 说明:①SO3 与 H2O反应放出大量的热形成酸雾,工业上
高温高压 用98.3%的 H2SO4 吸收SO3 得到“发烟”H2SO4。
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
反应原理 催化剂 ②硫酸是一种强腐蚀性液体,不宜大量贮存和长途运
ΔH=-92.4kJ·mol-1 输,同时三废排放量大,污染环境。因此选择厂址宜靠近
反应特点 可逆、正反应放热、气体分子数减小 产品消费中心,有充足的水源保证和热能供应,靠近交通
、 、 运输线
。不要建在人口密集的居民区、旅游景点和文物保
20MPa~50MPa气压 500℃左右 用铁触煤做
实际生产条件
催化剂、不断分离出液氨、氮气和氢气循环使用 护区,地震、洪水等自然灾害多发区。
[真题7] (2022·浙江自选模块)(1)火山喷发所产生的硫
[真题6] (2001·上海)利用天然气合成氨的工艺流程如 黄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
下图所示: 流程生产硫酸:
·284·
请回答下列问题: 高温
(3)首先石灰石的高温燃烧分解CaCO3 CaO+CO2↑,
①为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 。 后CaO+SO2 CaSO3,最 后 发 生 反 应:2CaSO3+O2
②为使硫黄充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量 2CaSO4。
50%。为提高SO2 转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二 △也可用总反应式表示:2SO2+2CaO+O2 2CaSO4。
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 [答案] (1)①热交换器 增加SO3 与浓硫酸的接触面,有
计1和流量计2的空气体积比应为 。假设接触室中 利于SO3 的吸收 ②1.2 0.4% 用氨水吸收 ③A、C
SO2 的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数 (2)B、C、D
为 (空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方 高温 △
法是 () 、 。 3 CaCO3 CaO+CO2↑ 2SO2+2CaO+O2
③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是 △2CaSO4(或2SO2+2CaCO3+O2 2CaSO4+2CO2)
(可多选)。
A.耗氧量减少 解题模型3.3
B.二氧化硫的转化率提高 炼铁、炼铝的比较
C.产生的废渣减少
炼铁 炼铝
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 在 高 温 下 用 还 原 剂 电解熔融的氧化铝
原理 将 铁 从 其 氧 化 物 中 阳极:
( 6O
2--12e- 3O2↑
可多选)。 还原出来 阴极:4Al3++12e- 4Al
A.橡胶的硫化
B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成 铁矿 石、焦 炭、石 灰原料 冰晶石(Na3AlF6)、氧化铝
和空气
C.铜蓄电池的生产
D.过磷酸钙的制备 设备 炼铁高炉 电解槽
(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2 的主要原因之一。
高温 750℃~970℃
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, 主要化 Fe2O3 +3CO 2Al2O3 4Al+通电、Na3AlF6
请写出此脱硫过程中反应的化学方程式: 。 学反应 2Fe+3CO2 3O2↑
[解析] (1)①接触室安装热交换器,目的就是充分利用热
; 说明:炼钢是用氧化剂将 等杂质氧化除去。其生产工艺量 在吸收塔中填充瓷管可增大SO3 与浓硫酸接触面积,有利于
C
为除 ,调 、 (用氧化剂:
SO C SiMn O2
、Fe2O3、空气),除S、P(用
3 的吸收。
生石灰)。
②设燃烧1mol硫,则需通入O2 的物质的量为1.5mol(过
量50%),所流经流量计1的空气为1.5mol/0.2=7.5mol;在接 [真题8] (2021·山东)金属铝的生产是以Al2O3 为原料,
触室中,1molSO2 反应,则消耗n(O2)=0.5mol,所流经流量计 在熔融状态下进行电解:
2的 空 气 为 0.5 mol×2.5/0.2=6.25 mol,所 以 二 者 之 比 750℃~970℃
为1.2∶1。 2Al2O3 、 4Al+3O2↑通电 Na3AlF6
由化学反应2SO2+O2 2SO3 可知,反应的SO2 的物质 请回答下列问题:
的量为1mol×95%=0.95mol,SO2 剩余的物质的量为0.05 (1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是 。
mol,则最后流经b的气体的成分分别为SO2 和空气,空气来源 (2)电解生成的金属铝是在熔融液的 (填“上层”或
于净化室和流量计2。 “下层”)。
从净化室内流出的空气的物质的量为7.5mol-1mol=6.5 (3)阴极和阳极均由 材料做成;电解时不断消耗的
1
mol,从流量计2流出的空气为6.25mol-1mol×95%× = 电极是 (填“阳极”或“阴极”)。2 (4)铝是高耗能产品,废旧铝材的回收利用十分重要。在工
n(SO )
5.775mol,故SO2% =
2
( ) ( ) × 100% = 业上,最能体现节能减排思想的是将回收铝做成 (填代nSO2 +n 空气
号)。
0.05mol 0.05mol
0.05mol+6.5mol+5.775mol×100%=12.325mol×100%= a.冰晶石 b.氧化铝 c.铝锭 d.硫酸铝
0.4%。 [解析] 冰晶石可降低 Al2O3 的熔点,熔融的 Al密度大,
③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,因合理地改变了通 应在下层。电解槽的电极均为碳棒,在阳极因C+O2 CO2
入氧气的途径,因此大大减少了氧气的用量,同时由于增加了瓷 电极不断消耗,需定期补充;回收废铝做成铝锭无需电解可直接
管,故废气量也减少了。故答案选A、C。 加工。
(2)A项,只是橡胶与硫发生了化学反应,由线型变成了体 [答案] (1)降低 Al2O3 的熔化温度 (2)下层 (3)碳元
型。其他各项,均用到了硫酸。 素(或石墨) 阳极 (4)c
·285·
(★代表高考出现的频次)
A组
题源1 海水资源的开发利用(★★)
1.(2019·广东)从海水可获得的在常温下为液体的单质是
( )
A.Mg B.K C.Br2 D.I2
2.(2023·福建)铁及其化合物与生产、生活关系密切。
(1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部
位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化腐蚀称为 。
②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最 ①第一步反应是 反应(填“放热”或“吸热”),判断
多的是 (填字母)。 依据是 。
(2)用废铁皮制取铁红(Fe +2O3)的部分流 ②1molNH4 (aq)全部氧化成NO-3 (aq)的热化学方程式是
程示意图如下: 。
(3)过程Ⅲ:一定条件下,向废水中加入CH3OH,将 HNO3
还原成N2。若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子,则参
加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是 。
2.(2000·上海)我国规定饮用水质量标准必须符合下表
①步骤Ⅰ若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学 要求:
方程式为 。
H 6.5~8.5
②步骤Ⅱ中发生反应:4Fe(NO3)
p
2+O2+(2n+4)H2O
Ca2+、M 2+总浓度 <0.0045mol·L-1
2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反应产生的 HNO 又将废铁皮
g
3
中的铁转化为 ( ),该反应的化学方程式为 细菌总数
-1
FeNO <100个mL3 2
。 以下是源水处理成自来水的工艺流程示意图:
③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是 加入石灰 加入凝聚剂源水 →曝气池 →一级沉降池 →二级沉
(任写一项)。 通入CO2
(3)已知t℃时,
通入气体
反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(
A
g) 降池 →过滤池 →自来水
的平衡常数K=0.25。 (1)源水中含Ca2+、Mg2+、HCO-3 、Cl- 等,加入石灰后生成
①t℃时,反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)= 。 Ca(OH)2,进而发生若干复分解反应,写出其中一个反应的离子
②若在1L密闭容器中加入0.02molFeO(s),并通入x 方程式: 。
molCO,t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%,则 (2)凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程 (填写编号)。
x= 。 ①只是物理过程
②只是化学过程
题源2 水的处理及水资源的利用(★★) ③是物理和化学过程
1.(2022·北京)某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以 NH+ FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂,它在水中最终生成4
和NH3·H2O的形式存在,该废水的处理流程如下: 沉淀。
(3)通入二氧化碳的目的是 和Ⅰ Ⅱ 。
氨氮废水 → 低浓度氨氮废水 → 含 HNO3 废水 (4)气体A的作用是 。这种作用是基于气体 A和
Ⅲ 水反应的产物具有 性。
→ 达标废水 (5)下列物质中, 可以作为气体 A的代用品(填写
(1)过程Ⅰ:加NaOH溶液,调节pH至9后,升温至30℃, 编号)。
通空气将氨赶出并回收。 ①Ca(ClO)2 ②NH3(液) ③K2FeO4 ④SO2
①用离子方程式表示加 NaOH溶液的作用:
。 题源3 化学与工农业生产(★★)
②用化学平衡原理解释通空气的目的: 。 1.(2020·海南)普钙是目前使用最广泛的磷肥,其主要成
(2)过程Ⅱ:在微生物作用的条件下,NH+4 经过两步反应被 分是 ( )
氧化成NO-3 。两步反应的能量变化示意图如下: A.Ca5(PO4)3F
·286·
B.Ca(H2PO4)2·H2O和CaSO4 图中相应工厂的名称A 、B 、C 、D
C.Ca3(PO4)2 和CaHPO4 。
D.CaHPO4 和Ca(H2PO4)2
2.(2020·山东基本能力测试)煤是重要的能源和化工原
料,直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近,某企业利用“煤粉
加压气化制备合成气新技术”,让煤变成合成气(一氧化碳及氢
气总含量≥90%),把煤“吃干榨尽”。下列有关说法正确的是
( )
①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化
②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变
化 ③该技术实现了煤的清洁利用 ④该技术实现了煤的高效 ②以赤铁矿为原料,写出高炉炼铁中得到生铁和产生炉渣
利用 的化学方程式: 。
A.①②③ ③从“三废”利用、环境保护等角度考虑,该地区和企业在生
B.①②④ 产中应采取的一些措施有(举出2种措施即可)
C.①③④ 。
D.②③④ 5.(2023·新课标Ⅰ)磷矿石主要以磷酸钙[Ca3(PO4)2·H2O]
3.(2019·天津)下列有关工业生产的叙述正确的是( ) 和磷灰石[Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3]等形式存在。图(a)
A.合成氨生产过程中将 NH3 液化分离,可加快正反应速 为目前国际上磷矿石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿
率,提高 N2、H2 的转化率 石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过程中由
B.硫酸工业中,在接触室安装热交换器是为了利用SO3 转 磷灰石制单质磷的流程。
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
4.(2020·宁夏)分析下面两个案例并回答有关问题。
(1)某城镇生产、生活的分布情况如下图所示,河流中 W、 图(a)
X、Y、Z处某次水样抽测结果如下表所示。
图(b)
部分物质的相关性质如下:
熔点/℃ 沸点/℃ 备注
白磷 44 280.5
地点 PH3 -133.8 -87.8 难溶于水,具有还原性
W X Y Z
项目 SiF4 -90 -86 易水解
水温/℃ 15 18 26 25
回答下列问题:
pH 6 8 5 5 (1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿
溶解氧量(mg·L-1) 11 9 7 3 石使用量的 %。
①导致X、Y处水样pH变化的原因可能是 (2)以磷灰石为原料,湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3 反应的
。 化学方程式为 。现有1吨折合含有五
②Z处鱼类大量减少,产生这种现象的原因可能是 氧化二磷约30%的磷灰石,最多可制得85%的商品磷酸
。 吨。
(2)某 地 区 已 探 明 蕴 藏 有 丰 富 的 赤 铁 矿(主 要 成 分 为 (3)如图(b)所示,热法生产磷酸的第一步是将二氧化硅、过
Fe2O3,还含有SiO2 等杂质)、煤矿、石灰石和黏土。拟在该地区 量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是
建设大型炼铁厂。 (填化学式),冷凝塔1的主要沉积物是
①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立,需要在该地区相应建立 ,冷凝塔2的主要沉积物是 。
焦化厂、发电厂、水泥厂等,形成有规模的工业体系。据此确定下 (4)尾气中主要含有 ,还含有少量PH3、H2S和HF
·287·
等,将尾气先通入纯碱溶液,可除去 ,再通入次氯酸钠 (1)将菱锌矿研磨成粉的目的是 。
溶液,可除去 (均填化学式)。 (2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:
(5)相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是 Fe(OH)2+ +
。
-
6.(2022·山东)
( )
玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。 FeOH 3+ Cl
(1)酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成,反应有大量热放出, (3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名
为防止温度过高,应向已有苯酚的反应釜中 加入甲醛, 的,组成元素是Fe、O和 H,化学式量为89,化学式是 。
且反应釜应装有 装置。 (4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的
(2)玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由石英砂、 最大区间为 。
和石灰石(或长石)高温熔融而成,主要反应的化学方程式 Mg(OH)2 Zn(OH)2 MgCO3 CaCO3
为 、 。
开始沉淀的
() pH 10.4 6.4
— —
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)。 沉淀完全的pH 12.4 8.0 — —
(4)下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是 。 开始溶解的pH — 10.5 — —
a.深埋 Ksp 5.6×10-12 — 6.8×10-6 2.8×10-9
b.粉碎后用作树脂填料
()工业上从“滤液 ”制取 过程中,合适的反应物是
c.用作燃料 5 3 MgO
(选填序号)。
d.用有机溶剂将其溶解,回收树脂
大理石粉 石灰乳
7.(2022·福建)硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业 a. b.
纯碱溶液 烧碱溶液
上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO ,并含少 c. d.3
()“滤液 ”之后的操作依次为 、 、过滤、
量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下: 6 4
洗涤、干燥。
(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于
。
B组
(测试时间:60分钟 总分:100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分。) D. 放电时正极的pH降低
1.2022年上海世博会的主题是“城市,让生活更美好”。下 4. 保护水资源、节约用水是每个公民的义务。下列说法正
列叙述中不正确的是 ( ) 确的是 ( )
A. 世博会前期,处理废水时加入明矾可作为混凝剂以吸附 A. 生活污水使用明矾消毒后再循环使用
水中的杂质 B. 严禁使用农药、化肥以防止水体被污染
B. 世博会期间,利用可降解的“玉米塑料”替代一次性饭 C. 将化工厂的废水直接灌溉农田,以提高水的利用率
盒,可防止产生白色污染 D. 推广使用无磷洗涤剂,可有效减少水体的富营养化
C. 世博会中国馆———“东方之冠”使用的钢筋混凝土属于 5.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6kJ/mol
高分子化合物 是硫酸工业的关键反应。压强和温度对SO2 转化率的影响如下
D. 世博园停车场安装催化光解设施,可将汽车尾气中CO 表(原料气的体积分数:SO27%,O211%,N282%)。据表分析
和NOx 反应生成无毒气体 下列有关说法,其中正确的是 ( )
2. 下列生产工艺不能体现“绿色化学”思想的是 ( ) 压强/
/ MPaA. 海水提镁:用电解氯化镁产生的氯气制取盐酸 转化率 % 0.1 0.5 1 10
B. 工业制硫酸:增加排放尾气的烟囱高度 温度/℃
C. 工业制胆矾:使用稀硫酸、双氧水溶解铜 400 99.2 99.6 99.7 99.9
D. 火力发电:在燃煤中加入适量生石灰 500 93.5 96.9 97.8 99.3
3. 镁燃料电池以镁合金作为电池的一极,另一极充入过氧
化氢,电解质溶液是酸化的氯化钠溶液,放电时总反应:Mg+ 600 73.7 85.8 89.5 96.4
2H++H O Mg2+2 2 +2H2O。关于该电池说法正确的是 A. 温度一定时,增大压强,SO2 的转化率增大
( ) B.SO2 转化为SO3,最好采用600℃的温度
A. 镁合金为电源负极,发生氧化反应 C. 使用催化剂不能增大SO2 的转化率,但能增加反应放出
B. 放电时 H+在正极反应得电子 的热量
C. 正极反应:H2O2+2e- 2OH- D.SO2 尾气不可用氨水吸收
·288·
6. 当压力达到220atm、温度达到374℃时,水成为“超临界 B. 图Ⅰ可用于氨碱法制纯碱中CO2 的循环
状态”,此时水可将CO2 等含碳化合物转化为有机物,这就是“水 C. 图Ⅱ可用于电解饱和食盐水中NaCl的循环
热反应”。生物质在地下高温高压条件下通过水热反应可生成 D. 图Ⅲ可用于氨氧化法制硝酸中NO的循环
石油、煤等矿物能源。下列说法不正确的是 ( ) 二、非选择题(本小题包括5小题,共50分。)
A. 二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应,属于放热 11.(10分)重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,
反应 工业上常用铬铁矿(主要成分为 FeO·Cr2O3,杂质为SiO2、
B.“水热反应”是一种复杂的物理、化学变化 Al2O3)为原料产品,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7 的
C. 火力发电厂可以利用废热,将二氧化碳转变为能源物质 主要工艺如下图。涉及的主要反应是6FeO·Cr2O3+24NaOH
D. 随着科技的进步,“水热反应”制取能源有望实现地球上 △+7KClO3 12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O。
碳资源的和谐循环
7. 某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2 制备(NH4)2SO4,其
工艺流程如下:
足量NH3 适量CO2 过滤 滤液
提纯
→(NH
CaSO 悬浊液 甲 乙 4
)2SO4
4 → → →
CaCO 煅烧3 → 生石灰
下列推断不合理的是 ( )
A. 向甲中通适量CO2 有利于(NH4)2SO4 生成 (1)碱浸前将铬铁矿粉碎的作用是
B. 生成1mol(NH4)2SO4 至少消耗2molNH3 。
C.CO2 可被循环使用 (2)步骤③调节pH 后过滤得到的滤渣是
D. 直接蒸干滤液能得到纯净的(NH4)2SO4 。
8.2020年北京奥运会上主体育场———“鸟巢”,被《泰晤士 (3)操作④中,酸化时,CrO2-4 转化为Cr2O2-7 ,写出平衡转
报》评为全球“最强悍”工程。“鸟巢”运用了高强度、高性能的钡 化的离子方程式: 。
氮合金高新钢和884块ETFE膜,并采用新一代的氮化镓锢高 (4)用简要的文字说明操作⑤加入 KCl的原因
亮度LED材料。有关说法正确的是 ( ) 。
A. 合金的熔点通常比各组分金属高,硬度比组分金属小 (5)称取重铬酸钾试样2.500g配成250mL溶液,取出25
B. 已知Ga处于ⅢA族,可推知氮化镓的化学式为GaN mL于碘量瓶中,加入10mL2mol/LH2SO4 和足量碘化钾(铬
C. 用金属铝与V2O5 反应冶炼钒,V2O5 作还原剂 的还原产物为Cr3+),放于暗处5min。然后加入100mL水,加
D.ETFE膜( CH2—CH2—CF2—CF2 n)是由一种单体 入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol/LNa2S2O3 标准溶液滴定
加聚而成的 (I 2- - 2-2+2S2O3 2I +S4O6 )
9. 海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如 ①判断达到滴定终点的依据是 ;
下图所示): ②若实验中共用去Na2S2O3 标准溶液40.00mL,则所得产
粗盐 ① 品中重铬酸钾的纯度为(设整个过程中其他杂质不参加反应)→ → 精盐 → 氯碱工业
(保留2位有效数字)。
海水 →Mg(OH) ②2 →M
母液 gCl2
·6H2O → 无水 MgCl2
→ 12.(10分)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒
→NaBr ③ ④ ⑤→Br2 →SO2 水溶液吸收 →Br2 剂。某研究小组设计了用工业废铁屑(含铜、碳、硅等)制取高铁
下列有关说法正确的是 ( ) 酸钠的工艺流程,其中X、Y、Z是含铁化合物。
A. 大量的含氮、磷废水排入海洋,易引发赤潮 Na2CO3热溶液
↓ 滤渣
B.过程②中结晶出的 MgCl2·6H2O可在空气中加热分解 洗涤 H2SO4 废铁屑 → 粗铁 →
过滤 过滤 { H2SO4 NaOH NaOH制无水 MgCl X → Y →Z2 → Na2FeO4H2O2 Cl2
C. 在过程③④⑤中溴元素均被氧化 (1)废铁屑中加入碳酸钠热溶液的目的是
D. 过程①中除去粗盐中的SO2-4 、Ca2+、Mg2+、Fe2+ 等杂 。
质,加入试剂的顺序:Na2CO3 溶液→NaOH 溶液→BaCl2 溶液 (2)试写出上述过程中X转化为Y的离子方程式:
→过滤后加盐酸
10. 工业生产中物质的循环利用有多种模式。如下图所示:
。
(3)写出Cl2 将Z氧化为Na2FeO4 的化学方程式:
。
(4)高铁酸钠消毒后的还原产物具有净水作用,解释其净水
原理
。
下列说法正确的是 ( ) (5)高铁酸钠还可以用电解法制备:Fe+2NaOH+2H2O
A. 图Ⅰ可用于合成氨中N2、H2 的循环 Na2FeO4+3H2↑。写出电解时阳极的电极反应式:
。
·289·
13.(10分)广东省海水资源丰富,海水中主要含有 Na+、 14.(10分)随着能源问题的进一步突出,利用热化学循环
K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4 、Br-、CO2-3 、HCO-3 等离子。合理 制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现,复合
利用水资源是可持续发展的重要保证。 氧化物铁酸锰(MnFe2O4)也可以用于热化学循环分解水制氢,
Ⅰ. 火力发电是广东的重要能源,但是烧煤排放的SO2 会 MnFe2O4 的制备流程如下:
造成一系列环境问题。利用海水脱硫是一种有效的方法,其工 连续 调节pH
艺流程如下图所示: Fe(NO3)n 搅拌 至10.4
混合 ↓ 干燥 煅烧
↓天然海水 ↓氧气 ↓天然海水 → → 共沉淀 → 过滤洗涤 → →
含硫烟气 → 吸收塔 → 氧化 → 反应、
搅拌 得产品
稀释 →排放 ↑KOH溶液
研磨
Mn(NO3)2
↓
净化后烟气
(1)投入原料取Fe(NO3)n 和 Mn(NO3)2 的物质的量之比
(1)天然海水pH≈8,弱碱性。用离子方程式解释原因 应为 。
(任写一个)。 (2)步骤中“连续搅拌”的目的是 。
(2)天然海水吸收含硫烟气后,用氧气进行氧化处理,其化 (3)利用(MnFe2O4)化学循环制氢的反应可表示为:
学反应方程式是 ; >1000K x
氧化后的海水需要用大量的天然海水与之混合后才能排放,该 MnFe2O4 →MnFe2O4-x+2O2↑
操作的主要目的是 MnFe2O4-x+xH2O →MnFe2O4+xH2↑
。 请分析上述两个反应并回答下列问题:
Ⅱ. 重金属离子对河流海洋造成严重污染。某化工废水 ①从 理 论 上 讲,该 循 环 中,1 molH2O 能 制
(pH=2.0,ρ=1g·mL-1)中含有 Ag+、Pb2+ 等重金属离子,其 molH2。
浓度约为0.01mol·L-1,排放前拟用沉淀法除去这两种离子, ②若MnFeO 中x=0.8,则MnFeO 3+2 4-x 2 4-x中Fe 占全部铁
查找有关数据如下: 元素的百分率为 。
难溶电解质 Ksp ③针对(MnFe2O4)热化学循环制氢过程,你认为热化学循
AgI 8.3×10-12 环制氢还需要解决的化学问题是
。
AgOH 5.6×10-8
15.(10分)超细二氧化钛(TiO2)粉由于存在表面效应和体
Ag2S 6.3×10-50 积效应,因而有许多特殊的性能和用途。现以钛酸四正丁酯
PbI2 7.1×10-9 [Ti(OC4H9)4]为原料生产超细二氧化钛粉的工艺流程如下:
Pb(OH)2 1.2×10-15
PbS 3.4×10-28
(3)你认为往废水中加入 (填字母),沉淀效果
最好。
A.NaOH B.Na2S C.KI D.Ca(OH)2 (1)混合气化的目的是 ,操作1的方
(4)如果用生石灰处理上述废水,使溶液的pH=8,处理后 法名称为 。
废水中c(Pb2+)= 。 (2)反应器中发生的反应化学方程式为 。
(5)如果用食盐处理只含Ag+的废水,测得处理后的废水中 (3)成品的指标如下表,产品TiO2 粒径(d)与反应温度(T)
NaCl的质量分数为0.117%,若环境要求排放标准为c(Ag+)低 关系如图所示:
于10-8mol·L-1。试问该工厂处理后的废水中 Ag+ 是否符合 项目 指标
排放标准 要求写出计算过程[已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10]。
TiO2 ≥98.5%
粒径 ≤0.1μm
水分 ≤0.5%
要使产品符合要求,反应器内的温度至少为 ℃。
实际工业生产采用500℃而不采用更高的温度,原因是
。
(4)正丁醇、TiCl4 和 NH3 在苯溶剂中混合反应,可得钛酸
四正丁酯,同时生成一种盐,有关化学方程式为
。
(5)尾气冷凝后的混合物18.4kg,其中含正丁醇和水的物质
的量之比为1∶1,则混合气化时应加入水的质量为 kg
(假设原料无损失)。
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