2019-2020年高考化學分類匯編 考點22 化學與技術(shù)(選修2).doc

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2019-2020年高考化學分類匯編 考點22 化學與技術(shù)(選修2) 一、選擇題 1.(xx上海高考15)如圖是模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的部分裝置。 下列操作正確的是　(　　) A.a通入CO2,然后b通入NH3,c中放堿石灰 B.b通入NH3,然后a通入CO2,c中放堿石灰 C.a通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸稀硫酸的脫脂棉 D.b通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸稀硫酸的脫脂棉 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)明確侯氏制堿法的反應(yīng)原理; (2)注意物質(zhì)的性質(zhì)與尾氣的吸收。 【解析】選C。CO2在水中溶解度不大而氨氣極易溶于水,所以先通氨氣,剩余的氨氣需要用酸吸收,C正確。 二、非選擇題 2.(xx新課標全國卷Ⅰ36)[化學——選修2:化學與技術(shù)]磷礦石主要以磷酸鈣〔Ca3(PO4)2H2O〕和磷灰石〔Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3〕等形式存在。圖(a)為目前國際上磷礦石利用的大致情況,其中濕法磷酸是指磷礦石用過量硫酸分解制備磷酸。圖(b)是熱法磷酸生產(chǎn)過程中由磷灰石制單質(zhì)磷的流程。 部分物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)如下: 熔點/℃ 沸點/℃ 備　　注 白磷 44 280.5 PH3 -133.8 -87.8 難溶于水,有還原性 SiF4 -90 -86 易水解 回答下列問題: (1)世界上磷礦石最主要的用途是生產(chǎn)含磷肥料,約占磷礦石使用量的　　　%。 (2)以磷灰石為原料,濕法磷酸過程中Ca5F(PO4)3反應(yīng)的化學方程式為 　。 現(xiàn)有1 t折合含有P2O5約30%的磷灰石,最多可制得85%的商品磷酸　　　　t。 (3)如圖(b)所示,熱法磷酸生產(chǎn)過程的第一步是將SiO2、過量焦炭與磷灰石混合,高溫反應(yīng)生成白磷。爐渣的主要成分是　　　(填化學式),冷凝塔1的主要沉積物是　　　　,冷凝塔2的主要沉積物是　　　 　。 (4)尾氣中主要含有　　　　,還含有少量PH3、H2S和HF等。將尾氣先通入純堿溶液,可除去　　　　,再通入次氯酸鈉溶液,可除去　　　　。(均填化學式) (5)相比于濕法磷酸,熱法磷酸工藝復雜,能耗高,但優(yōu)點是　 。 【解題指南】解答本題要注意以下兩點: (1)注意流程圖中磷礦石生產(chǎn)含磷肥料不是一步; (2)書寫化學反應(yīng)方程式時注意配平。 【解析】(1)根據(jù)流程圖可知生產(chǎn)含磷肥料,約占磷礦石使用量的比例是0.04+0.960.850.80=0.69=69%。 (2)由題意,過量的硫酸溶解Ca5F(PO4)3生成磷酸、硫酸鈣和氟化氫,根據(jù)原子守恒配平即可;根據(jù)磷元素守恒可得到關(guān)系式:P2O5~2H3PO4,142 t五氧化二磷可制得196 t磷酸,由題意可知1 t磷灰石含有0.3 t五氧化二磷,可制取85%的商品磷酸的質(zhì)量為1960.31420.85=0.49 t。 (3)二氧化硅、過量焦炭與磷灰石混合,在高溫下反應(yīng)得到的難溶固體物質(zhì)是硅酸鈣;根據(jù)冷凝塔1的冷凝溫度70℃,可知在白磷的熔點和沸點之間,所以冷凝塔1的主要沉積物為液態(tài)白磷,同理可知冷凝塔2的主要沉積物為固態(tài)白磷。 (4)由題意可知,尾氣中主要含有四氟化硅和一氧化碳,碳酸鈉溶液呈堿性,可以除去SiF4、H2S和HF,次氯酸鈉有強氧化性,可以除去還原性氣體PH3。 (5)由流程圖可知,熱法磷酸工藝的產(chǎn)品純度大、雜質(zhì)少。 答案:(1)69 (2)Ca5F(PO4)3+5H2SO43H3PO4+5CaSO4+HF↑ 0.49　(3)CaSiO3　液態(tài)白磷　固態(tài)白磷 (4)SiF4、CO　SiF4、HF、H2S　PH3 (5)產(chǎn)品純度高(濃度大) 3.(xx浙江高考自選模塊16)木糖醇(C5H12O5)可用作甜味劑、營養(yǎng)劑,在化工、食品、醫(yī)藥等工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。利用玉米芯中的多糖可以生產(chǎn)木糖醇,其工藝流程如下: 1-浸泡罐;2、3-反應(yīng)罐;4-板式過濾機;5、10-濃縮罐; 6-脫色柱;12-離心機(固液分離裝置) 已知:木糖與木糖醇的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下: 請回答下列問題: (1)裝置2中硫酸的主要作用是　 。 (2)裝置3中加入碳酸鈣的目的是　 。 (3)為除去木糖漿中的雜質(zhì)離子7、8裝置中的填充物依次是　　　　　　　　　　　　。 (4)裝置9的作用是　　 。 A.冷卻木糖漿　 B.水解木糖　 C.氧化木糖　 D.還原木糖 (5)裝置11的作用是　　　　 。 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)分析木糖和木糖醇的結(jié)構(gòu),理解工藝原理。 (2)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)選擇合理的分離、提純的方法。 【解析】(1)裝置2中發(fā)生玉米芯的水解反應(yīng),硫酸作催化劑。 (2)碳酸鈣能夠與硫酸反應(yīng)生成微溶的硫酸鈣,在除去過量的硫酸的同時生成了微溶物,易于分離。 (3)若先用陰離子交換樹脂進行交換,則OH-與原來的陽離子Ca2+等會產(chǎn)生沉淀堵塞樹脂,所以先用陽離子交換樹脂,然后再用陰離子交換樹脂。 (4)通過裝置9后產(chǎn)生木糖醇漿,分析木糖與木糖醇的結(jié)構(gòu)可知,木糖與氫氣加成后生成木糖醇,加氫反應(yīng)屬于還原反應(yīng)。 (5)木糖醇漿進入裝置11后再通過離心機分離,則裝置11應(yīng)是從木糖醇漿中得到晶體,是使木糖醇結(jié)晶的操作。 答案:(1)催化　(2)中和剩余的硫酸,生成產(chǎn)物CaSO4有利于分離 (3)陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂 (4)D　(5)結(jié)晶 4.(xx海南高考20)【選修2——化學與技術(shù)】Ⅰ.下列有關(guān)敘述正確的是 　(　　) A.堿性鋅錳電池中,MnO2是催化劑 B.銀鋅紐扣電池工作時,Ag2O被還原為Ag C.放電時,鉛酸蓄電池中硫酸濃度不斷增大 D.電鍍時,待鍍的金屬制品表面發(fā)生還原反應(yīng) Ⅱ.鋅是一種應(yīng)用廣泛的金屬,目前工業(yè)上主要采用“濕法”工藝冶煉鋅,某含鋅礦的主要成分為ZnS(還含少量FeS等其他成分),以其為原料冶煉鋅的工藝流程如圖所示: 　回答下列問題: (1)硫化鋅精礦的焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中進行,所產(chǎn)生焙砂的主要成分的化學式為　　 　　。 (2)焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣可凈化制酸,該酸可用于后續(xù)的　　　　操作。 (3)浸出液“凈化”過程中加入的主要物質(zhì)為　　　　,其作用是　 。 (4)電解沉積過程中的陰極采用鋁板,陽極采用Pb-Ag合金惰性電極,陽極逸出的氣體是　　　　　　。 (5)改進的鋅冶煉工藝,采用了“氧壓酸浸”的全濕法流程,既省略了易導致空氣污染的焙燒過程,又可獲得一種有工業(yè)價值的非金屬單質(zhì)。“氧壓酸浸”中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為　 。 (6)我國古代曾采用“火法”工藝冶煉鋅,明代宋應(yīng)星著的《天工開物》中有關(guān)于“升煉倭鉛”的記載:“爐甘石十斤,裝載入一泥罐內(nèi),……,然后逐層用煤炭餅墊盛,其底鋪薪,發(fā)火煅紅,……,冷淀,毀罐取出,……,即倭鉛也?！痹摕掍\工藝過程主要反應(yīng)的化學方程式為　 。 (注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅,倭鉛是指金屬鋅) 【解析】Ⅰ.堿性鋅錳干電池中,鋅為負極,正極為二氧化錳,A錯誤;銀鋅紐扣電池中鋅為負極,氧化銀為正極,工作時,正極氧化銀得電子變?yōu)殂y,發(fā)生還原反應(yīng),B正確;放電時,鉛酸蓄電池中硫酸濃度減小,消耗硫酸且生成水,C錯誤;電鍍時鍍件作陰極,鍍層金屬作陽極,鍍層金屬陽離子在陰極得電子析出金屬鍍層附著在鍍件上,D正確。 Ⅱ.(1)硫化鋅在焙燒過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成氧化鋅和二氧化硫,所以得到的焙砂主要成分為氧化鋅; (2)含塵煙氣主要是二氧化硫,可以用來制備硫酸,而在焙砂中需要浸出鋅離子,所以氧化鋅變?yōu)殇\離子最好用硫酸溶解氧化鋅(同時氧化鐵也被溶解); (3)后續(xù)需要凈化浸出液,就是把鐵離子除去而不引入新的雜質(zhì),用單質(zhì)鋅來除去鐵; (4)電解硫酸鋅,陽極氫氧根離子失電子生成氧氣; (5)焙燒過程中產(chǎn)生了污染大氣的二氧化硫氣體,而采用“氧壓酸浸”法就可以避免生成二氧化硫氣體而變?yōu)榉墙饘賳钨|(zhì)即單質(zhì)硫,所以化學方程式為2ZnS+4H++O22Zn2++2H2O+2S; (6)“火法”冶煉鋅主要是碳酸鋅和煤炭餅(主要成分是碳)在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成一氧化碳和單質(zhì)鋅,反應(yīng)方程式為ZnCO3+2CZn+3CO↑。 答案:Ⅰ.B、D Ⅱ.(1)ZnO　(2)浸出　(3)鋅粉　置換出Fe等　(4)O2 (5)2ZnS+4H++O22Zn2++2S+2H2O (6)ZnCO3+2CZn+3CO↑ 5.(xx上海高考六大題)在精制飽和食鹽水中加入碳酸氫銨可制備小蘇打(NaHCO3),并提取氯化銨作為肥料或進一步提純?yōu)楣I(yè)氯化銨。 完成下列填空: (1)寫出上述制備小蘇打的化學方程式:　 。 (2)濾出小蘇打后,母液提取氯化銨有兩種方法: ①通入氨,冷卻、加食鹽,過濾 ②不通氨,冷卻、加食鹽,過濾 對兩種方法的評價正確的是　　　　。(選填編號) a.①析出的氯化銨純度更高 b.②析出的氯化銨純度更高 c.①的濾液可直接循環(huán)使用 d.②的濾液可直接循環(huán)使用 (3)提取的NH4Cl中含少量Fe2+、S,將產(chǎn)品溶解,加入H2O2,加熱至沸,再加入BaCl2溶液,過濾,蒸發(fā)結(jié)晶,得到工業(yè)氯化銨。 加熱至沸的目的是　 。 濾渣的主要成分是　　　　　　　　、　　　　　　　　。 (4)稱取1.840 g小蘇打樣品(含少量NaCl),配制成250 mL溶液,取出25.00 mL用0.100 0 molL-1鹽酸滴定,消耗鹽酸21.50 mL。 實驗中所需的定量儀器除滴定管外,還有　　　　　　　　。 選甲基橙而不選酚酞作為指示劑的原因是 　。 樣品中NaHCO3質(zhì)量分數(shù)為　　　　　　。(保留3位小數(shù)) (5)將一定質(zhì)量小蘇打樣品(含少量NaCl)溶于足量鹽酸,蒸干后稱量固體質(zhì)量,也可測定小蘇打的含量。若蒸發(fā)過程中有少量液體濺出,則測定結(jié)果　　　　　　　　。(選填“偏高”“偏低”或“不受影響”) 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下3點: (1)明確侯氏制堿法的反應(yīng)原理; (2)注意物質(zhì)的性質(zhì)與物質(zhì)提純、分離方法的對應(yīng)關(guān)系; (3)酸堿中和滴定操作原理、滴定終點與指示劑的關(guān)系。 【解析】(1)利用NaHCO3在溶液中溶解度較小,碳酸氫銨與氯化鈉反應(yīng)生成NaHCO3和NH4Cl。 (2)通入氨后增大c(N),①析出的氯化銨純度更高;不通氨后的溶液是飽和食鹽水,②的濾液可直接循環(huán)使用。 (3)H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,加熱促進Fe3+的水解,使其生成Fe(OH)3沉淀而除去;S與Ba2+生成BaSO4沉淀,則濾渣中含有Fe(OH)3和BaSO4。 (4)稱取1.840 g小蘇打樣品需要電子天平,配制250 mL溶液需要250 mL容量瓶。小蘇打與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉,溶液顯中性,而酚酞在pH大于8時才顯紅色,不能確定滴定終點。n(HCl)=0.100 0 molL-121.50 mL10-3LmL-1=2.15010-3mol,n(NaHCO3)=2.15010-3mol,250 mL溶液中含有n(NaHCO3)= 2.15010-2mol,質(zhì)量是1.806 g,樣品中NaHCO3質(zhì)量分數(shù)為1.806 g/1.840 g=0.982。 (5)碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和CO2,最終得到的固體是氯化鈉,根據(jù)差量法可以計算出碳酸氫鈉的質(zhì)量,即 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑　固體質(zhì)量減少量 168 g 　　　　　　　　　　　　62 g m 　　　　　　　　　　　　 Δm 若蒸發(fā)過程中有少量液體濺出,則最終生成的氯化鈉質(zhì)量偏少,因此根據(jù)差量法可知固體減少的質(zhì)量偏大,即Δm偏大,則碳酸氫鈉的質(zhì)量偏大,因此測定結(jié)果偏高。 答案:(1)NH4HCO3+NaClNaHCO3↓+NH4Cl (2)a、d　(3)使Fe3+完全水解為Fe(OH)3　Fe(OH)3　BaSO4 (4)電子天平、250 mL容量瓶　選用酚酞作為指示劑,不能確定滴定終點　0.982 (5)偏高 6.(xx山東高考32)【化學—化學與技術(shù)】工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結(jié)晶后的母液(含少量雜質(zhì)Fe3+)生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)。工藝流程及相關(guān)物質(zhì)溶解度曲線如圖: (1)由Na2Cr2O7生產(chǎn)K2Cr2O7的化學方程式為 　。 通過冷卻結(jié)晶析出大量K2Cr2O7的原因是 　。 (2)向Na2Cr2O7母液中加堿液調(diào)pH的目的是　 。 (3)固體A主要為　　　(填化學式),固體B主要為　　　　(填化學式)。 (4)用熱水洗滌固體A,回收的洗滌液轉(zhuǎn)移到母液　　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中,既能提高產(chǎn)率又可使能耗最低。 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)仔細看圖,了解溶解度曲線的意義; (2)掌握化學流程分析的步驟與方法。 【解析】(1)Na2Cr2O7與KCl發(fā)生復分解反應(yīng),化學方程式為Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl,根據(jù)圖像可知,低溫下K2Cr2O7溶解度遠小于其他組分,隨溫度的降低,K2Cr2O7的溶解度明顯減小。 (2)加堿可以使Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀而除去。 (3)根據(jù)溶解度的大小,高溫濃縮時,NaCl析出,所以固體A主要為NaCl;冷卻結(jié)晶時,K2Cr2O7析出,所以固體B主要為K2Cr2O7。 (4)用熱水洗滌固體NaCl,洗滌液中含有NaCl,所以洗滌液轉(zhuǎn)移到母液Ⅱ中,既能提高產(chǎn)率又能使能耗最低。 答案:(1)Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl　低溫下K2Cr2O7溶解度遠小于其他組分,隨溫度的降低,K2Cr2O7的溶解度明顯減小(合理即可) (2)除去Fe3+ (3)NaCl　K2Cr2O7 (4)Ⅱ 7.(xx新課標全國卷Ⅱ6)[化學——選修2:化學與技術(shù)] 將海水淡化與濃海水資源化結(jié)合起來是綜合利用海水的重要途徑之一。一般是先將海水淡化獲得淡水,再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產(chǎn)品。 回答下列問題: (1) 下列改進和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設(shè)想和做法可行的是　　　　　　　 (2) (填序號)。 ①用混凝法獲取淡水　　　②提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量 ③優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種　?、芨倪M鉀、溴、鎂的提取工藝 (2)采用“空氣吹出法”從濃海水中吹出Br2,并用純堿吸收。堿吸收溴的主要反應(yīng)是Br2+Na2CO3+H2ONaBr+NaBrO3+NaHCO3,吸收1 mol Br2時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 　　　　mol。 (3)海水提鎂的一段工藝流程如下圖: 濃海水的主要成分如下: 離子 Na+ Mg2+ Cl- S 濃度/(gL-1) 63.7 28.8 144.6 46.4 該工藝過程中,脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　,產(chǎn)品2的化學式為　　　　　　,1 L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為　　　g。 (4)采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂,發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　;電解時,若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗,寫出有關(guān)反應(yīng)的化學方程式　 。 【解題指南】解答本題要注意以下兩點: (1)利用化合價升降相等或者得失電子守恒對氧化還原反應(yīng)進行配平; (2)鎂與冷水不反應(yīng),但與熱水反應(yīng)。 【解析】(1)用混凝法只能除去海水中的懸浮物,不能獲取淡水,故設(shè)想和做法可行的是②③④; (2)利用化合價升降法配平反應(yīng)方程式得3Br2+6Na2CO3+3H2O5NaBr+NaBrO3+ 6NaHCO3,根據(jù)比例關(guān)系每反應(yīng)1 mol溴單質(zhì)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol; (3)海水中硫元素主要以硫酸根的形式存在,根據(jù)流程圖,脫硫階段所發(fā)生的反應(yīng)為Ca2++SCaSO4↓,產(chǎn)品2為氫氧化鎂,根據(jù)鎂元素守恒可知28.8 g的鎂離子最終得到氫氧化鎂的質(zhì)量為69.6 g; (4)若陽極材料是石墨,陰極材料是不銹鋼,電解熔融的氯化鎂,所發(fā)生的反應(yīng)為MgCl2Mg+Cl2↑,電解時若有水存在,則在高溫時鎂與水發(fā)生反應(yīng)會導致鎂的消耗。 答案:(1)②③④　(2) (3)Ca2++SCaSO4↓　Mg(OH)2　69.6 (4)MgCl2Mg + Cl2↑ Mg + 2H2OMg(OH)2+ H2↑