高考化学冲刺训练专题6化学与技术 11页

浙江省高考化学 冲刺训练 专题 6 化学与技术 （45 分钟 100 分） 1.(10 分)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_________ ___________等优良性能(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 2.(17 分)工业上用硫铁矿为主要原料制取硫酸，主要设备有沸腾炉，接触室和吸收塔。 (1)硫铁矿在进入沸腾炉前需要粉碎，其目的是____________________________ ___________________________________________________________________。 (2)为了充分利用反应放出的热量，接触室中应安装___________(填设备名称)；吸收塔中填充许多瓷管， 其作用是_____________________________________。 (3)吸收塔排放的尾气中含有少量的 SO2，为了防止污染大气、充分利用原料，在排放前必须进行尾气处理 并设法进行综合利用。 传统的方法是：尾气中的 SO2通常用足量氨水吸收，然后再用稀硫酸处理，写出上述过程中的化学反应方 程式：________________________________________， 其优点是______________________________________________。 创新方法是：将尾气中的 SO2用 Na2SO3溶液吸收，然后再加热所得溶液，写出上述过程中的化学反应方程 式：__________________________________________， 创新方法与传统方法相比，其优点是___________________________________。 (4)在硫酸的工业制法中，下列生产操作及说明生产操作的主要原因二者都正确的是_________(填序号) A.从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中的 SO2与杂质反应 B.硫酸生产中常采用高压条件，目的是提高 SO2的转化率 C.SO2被氧化为 SO3时需要使用催化剂，这样可以提高 SO2的转化率 D.SO3用 98.3%浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，有利于 SO3吸收完全 (5)某硫酸厂若要生产 8 吨 98%的浓硫酸至少需要标准状况下的空气_______m 3 (O2在空气中的体积分数按 20%计算)。 3.(18 分)以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如图所示。 (1)除去粗盐中的 Ca 2+ 、Mg 2+ 和 SO4 2- ，加入下列沉淀剂的顺序是(填序号)______。 a.Na2CO3 b.NaOH c.BaCl2 (2)将滤液的 pH 调至酸性除去的离子是_________。 (3)电解氯化钠稀溶液可制备“84 消毒液”，通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写 出相应的化学方程式：_______________________。 (4)若向分离出 NaHCO3晶体后的母液中加入过量生石灰，则可获得一种可以循环使用的物质，其化学式是 ____________。 (5)某探究活动小组将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示(图中夹 持、固定用的仪器未画出)。 试回答下列有关问题： ①乙装置中的试剂是__________； ②丁装置中稀硫酸的作用是________________________________________； ③实验结束后，分离出 NaHCO3晶体的操作是________(填分离操作的名称)。 (6)纯碱在生产生活中有广泛的应用。 ①纯碱可用于除灶台油污。其原因是(结合离子方程式表述)________________ ______________________________ ____________。 ②工业上，可以用纯碱代替烧碱生产某些化工产品。如用饱和纯碱溶液与 Cl2反应制取有效成分为 NaClO 的消毒液，其反应的离子方程式是_______________ _________________________________________(已知碳酸的酸性强于次氯酸)。 4.(19 分)(2011·金华模拟)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。 (1)以下为铝材表面处理的一种方法： ①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是____ _________________________________________________(用离子方程式表示)。 为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。 a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3 ②以铝材为阳极，在 H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为 _________________________________________________________________。 取少量废电解液，加入 NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是 ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________。 (2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是__________ ___________________________________________________________________。 在铜的电解精炼中，应用粗铜作__________，精铜作__________，CuSO4溶液为电解质溶液。 (3)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。 若 X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关 K 应置于__________处。 若 X为锌，开关 K置于 M 处，该电化学防护法称为___________________________ ___________________________________________________________________。 5.(19 分)技术的发展与创新永无止境。我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示 如图所示： (1)向沉淀池中要通入 CO2和氨气，应先通入____________(填化学式)，原因是 ________________________________________________。 (2)沉淀池中发生反应的化学方程式是___________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)母液中的溶质主要是_____________，向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气 的作用是_______________。 (4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了__________(填上述流程中的编号)的循环； 物质 X 是____________，从沉淀池中提取沉淀的操作是_____________。 (5)写出煅烧炉中发生反应的化学方程式_________________________________ __________________________________________________________________。 (6)这样制得的产品碳酸钠中可能含有的杂质是__________(填化学式)，为检验该杂质的存在，具体操作 是___________________________________________。 6.(17 分)如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题，将石油分馏得到的重油进行裂化可 以获得更多的轻质燃油。 资料一：石蜡是含有 20～30 个碳原子的烷烃的混合物，常温下呈固态。 资料二：石油催化裂化中通常使用 Al2O3作催化剂。 某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如图：实验过程中可观察到烧瓶Ⅰ中固体石蜡先 熔化，试管Ⅱ中有少量液体凝结，试管Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管Ⅱ中液体具有汽油的气 味。 (1)该装置仪器连接的顺序遵循原则为_________，为保证实验成功，实验前必须进行的操作是_________， 装置中较长导管的作用是_________； (2)试管Ⅱ中有少量液体凝结说明了___________________________； (3)试管Ⅲ中溶液褪色说明了__________________________________________； (4)能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴，理由是________________________ ___________________________________________________________________。 (5)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式 ___________________________________________________________________。 (6)石油裂化的重要意义是____ ________________________________________。 高考创新预测 随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现，复 合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)也可以用于热化学循环分解水制氢，MnFe2O4的制备流程如下： (1)原料 Fe(NO3)n中 n=________，投入原料 Fe(NO3)n和 Mn(NO3)2的物质的量之比应为_________。 (2)步骤二中“连续搅拌”的目的是________________________；步骤三中洗涤干净的标准是 ___________________________________________。 (3)利用 MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为： MnFe2O4 1 000 K MnFe2O4-x+ x 2 O2↑ MnFe2O4-x+xH2O====MnFe2O4+xH2↑ 请认真分析上述两个反应并回答下列问题： ①若 MnFe2O4-x中 x=0.8，则 MnFe2O4-x中 Fe 2+ 占全部铁元素的百分率为__________。 ②该热化学循环制氢的优点有(答两点即可)______________________________ __________________________________________________________________。 ③该热化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是____________ 答案解析 1.【解析】(1)为防止温度过高，应缓慢地加入甲醛，并且有冷却装置。 (2)利用石灰石、纯碱、石英砂制玻璃的方程式为： Na2CO3+SiO2 高温 Na2SiO3+CO2↑、 CaCO3+SiO2 高温 CaSiO3+CO2↑。 (3)玻璃钢是将玻璃纤维和高分子材料复合而成的复合材料，其中玻璃纤维的作用是增强体，合成材料是 基体；它具有：强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等优良性能。 (4)废旧合成材料的再生利用主要有三条途径：①通过再生和改性，重新做成多种有用的材料和制品；② 采用热裂解或化学处理方法使其分解，用于制备多种化工原料；③将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能， 但热固性酚醛塑料不易燃烧。故 b 正确，c 错误。因为塑料深埋地下难以腐烂、分解，易造成严重的“白 色污染”，故 a 错；酚醛塑料不能溶解于有机溶剂，故 d 错。 答案：(1)缓慢 冷却(合理即可) (2)纯碱 Na2CO3+SiO2 高温 Na2SiO3+CO2↑， CaCO3+SiO2 高温 CaSiO3+CO2↑ (3)增强作用(或骨架作用) 质量轻、强度高、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等(任答两点，合理即可) (4)b 2.【解析】(1)硫铁矿粉碎的目的是增大固体反应物和氧气的接触面积，以提高反应速率，使硫铁矿充分 燃烧。 (2)在接触室中安装的是热交换器，以充分利用反应释放的能量来预热反应混合物，同时降低反应产物的 温度。由于 SO3是气体而吸收剂浓硫酸是液体，二者的接触面不大，因此为增大二者的接触面积，在吸收 塔中安装瓷管或瓷环。 (3)对比传统方法和创新方法的化学方程式，会发现两种方法均能充分回收 SO2气体，不同在于传统方法得 到的另一种物质是(NH4)2SO4可以用作氮肥，创新方法得到的是 Na2SO3可以循环利用。 (4)炉气需要净化的目的是防止催化剂中毒和腐蚀设备，而不是因为 SO2与杂质反应，故 A选项错误；由于 在常压下 SO2的转化率已经很高，因此不需要采用高压，故 B 选项错误。使用催化剂不能改变反应物的转 化率，只能提高反应速率缩短到达平衡的时间，故 C 选项错误。D 选项是正确的。 (5)根据制硫酸的反应化学方程式 4FeS2＋11O2 高温 2Fe2O3＋8SO2 2SO2＋O2  催化剂 加热 2SO3 SO3＋H2O====H2SO4 得出如下关系 8H2SO4 ～ 15O2 8 15 6 1 8 10 g 98% 98 g mol    n(O2) 解得 n(O2)=1.5×10 5 mol， 所以需要标准状况下的空气的体积为 5 11.5 10 mol 22.4 L mol 0.2    =1.68×10 7 L=1.68×10 4 m 3 。 答案：(1)增大和氧气的接触面积，使燃烧速率加快且更充分，提高原料的利用率 (2)热交换器 增加 SO3与浓硫酸的接触面，有利于 SO3的吸收 (3)SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3(或 SO2+NH3+H2O====NH4HSO3)、 (NH4)2SO3+H2SO4====(NH4)2SO4+SO2↑+H2O ［或 2NH4HSO3+H2SO4====(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O］ 生成的(NH4)2SO4作化肥，SO2可循环利用(或能回收 SO2) SO2+H2O+Na2SO3====2NaHSO3、2NaHSO3 △ Na2SO3+H2O+SO2↑ Na2SO3可循环使用 (4)D (5)1.68×10 4 3.【解析】(1)在加入除杂试剂时只要保证先加过量 BaCl2，再加入 Na2CO3以除去 Ca 2＋ 、Mg 2＋ 和过量的 Ba 2＋ 即可。 (2)因为在上一步中加入了过量的 NaOH 和 Na2CO3。因此需要将溶液调至酸性，以除去过量的 OH ― 和 CO3 2― 。 (3)若“84 消毒液”中只含有一种溶质，则只能为 NaClO，因此电解的方程式为 NaCl+H2O 电解 NaClO+H2 ↑。 (4)分离出 NaHCO3晶体后的母液中含有 NH4 ＋ 和 Cl ― 等，因此加入过量的生石灰后会发生 CaO＋ H2O====Ca(OH)2、NH4 ＋ ＋OH ― ====NH3↑＋H2O 等反应，因此可以循环使用的物质是 NH3 (5)①利用图示中的装置和试剂制得的 CO2气体中会含有挥发出的 HCl 气体，因此在通入含氨的饱和食盐 水之前，应将 CO2中的杂质 HCl 气体除去，所用试剂为饱和 NaHCO3溶液。 ②烧杯中盛放的试剂是稀硫酸，其作用只能是吸收未反应的 NH3。 ③实验结束后在溶液中得到的是固体(NaHCO3晶体)和溶液的混合物，因此应采用过滤的方法得到 NaHCO3晶 体。 (6)①Na2CO3之所以能除去灶台上的油污，是因为 Na2CO3溶液中 CO3 2― 的水解使溶液显碱性，在碱性条件下油 污水解。 ②Cl2溶于水时会发生 Cl2＋H2O HCl＋HClO，由于酸性顺序为 HCl＞H2CO3＞HClO，所以离子方程式为 2CO3 2- +Cl2+H2O====Cl - +ClO - +2HCO3 - 。 答案：(1)c、a、b 或者 c、b、a 或者 b、c、a (2)CO3 2- 和 OH - (3)NaCl+H2O 电解 NaClO+H2↑ (4)NH3 (5)①饱和碳酸氢钠溶液 ②吸收未反应的 NH3 ③过滤 (6)①CO3 2- 水解显碱性 CO3 2- +H2O HCO3 - +OH - ，油污在碱性条件下水解，达到去污目的 ②2CO3 2- +Cl2+H2O====Cl - +ClO - +2HCO3 - 4.【解析】(1)①用碱液除去铝材表面的氧化膜后，金属铝可与 NaOH 溶液接触反应放出 H2。要把反应后得 到的 NaAlO2转化为 Al(OH)3沉淀，应通入 CO2气体，因为 Al(OH)3不溶于碳酸。 ②阳极 Al 失去电子结合水中的氧形成 Al2O3，则同时有 H + 产生。 废电解液中含有 H + 、Al 3+ ，Al 3+ 可与 HCO3 - 水解相互促进生成 CO2气体和 Al(OH)3沉淀。 (2)电镀铜时，一般选用 Cu 作阳极，电镀过程中，Cu 失去电子生成 Cu 2+ ，可补充溶液中 Cu 2+ 的减少。在铜 的电解精炼中，粗铜作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液为电解质溶液。 (3)X 为碳棒时，开关 K置于 N 处，则铁连接电池的阴极，铁受到保护，该法为阴极电保护法(外加电流阴 极保护法)；若 K置于 M 处，则铁与碳棒在溶液中构成原电池，铁为负极，腐蚀加快。X 为锌，开关 K 置于 M 处，Zn、Fe 在海水中构成原电池，Fe 为正极受到保护，该法为牺牲阳极保护法。 答案：(1)①2Al+2OH - +2H2O====2AlO2 - +3H2↑ b ②2Al+3H2O-6e - ====Al2O3+6H + 因为 Al 3+ 和 HCO3 - 水解相互促进发生反应： Al 3+ +3HCO3 - ====Al(OH)3↓+3CO2↑ (2)阳极 Cu 可以发生氧化反应生成 Cu 2+ 阳极 阴极 (3)N 牺牲阳极保护法 5.【解析】(1)CO2溶解度较小，NH3极易溶于水，先通入 NH3使溶液呈碱性，再通入 CO2可吸收更多的 CO2。 (2)沉淀池中的反应物有 NaCl、NH3和 CO2，故相互发生反应，生成溶解度较小的 NaHCO3和 NH4Cl。 (3)沉淀池中分离出的固体是 NaHCO3，母液中的主要溶质是 NH4Cl。向母液中再通入 NH3，可促使 NH4Cl 结晶 析出。 (4)析出 NH4Cl 晶体的母液中含有 NH3·H2O 和 NaCl，返回沉淀池中循环利用，可提高原料的利用率。 (5)煅烧炉中 NaHCO3分解得 Na2CO3，生成的 CO2循环利用再返回沉淀池中。 (6)制取的成品中可能含有的杂质是 NaCl。检验 NaCl 可用硝酸酸化的 AgNO3溶液检验 Cl - 。 答案：(1)NH3 CO2在 NaCl 溶液中的溶解度较小，而 NH3极易溶于水使溶液呈碱性，以吸收更多的 CO2 (2)NH3+CO2+NaCl+H2O====NaHCO3↓＋NH4Cl (3)NH4Cl 增大 NH4 + 的浓度，使 NH4Cl 更多地析出 (4)Ⅰ CO2 过滤 (5)2NaHCO3 △ Na2CO3+CO2↑+H2O (6)NaCl 取少量试样溶于水后，再滴加用硝酸酸化的 AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，说明含 NaCl 杂 质 6.【解析】仪器连接的顺序应遵循：从下往上，从左到右的原则，装入药品之前要检验装置的气密性。依 据石油分馏工业的分馏塔原理，设置了长导管，其作用除导气外，兼起冷凝气体的作用；依据催化裂化原 理，下列反应皆有可能发生： a.C20H42 2 3Al O △ C10H20+C10H22 b.C10H22 2 3Al O △ C5H12+C5H10 c.C5H12 2 3Al O △ C2H4+C3H8 d.C5H12   CH4+C4H8。 试管Ⅱ中有液体生成，说明生成了 5个碳原子以上的烃，因为常温常压下，5个碳原子以上的烃大都呈液 体，试管Ⅲ中 KMnO4溶液褪色说明生成常温常压下呈气态的 5 个碳原子以下的烯烃；由于裂化产物中有烯 烃生成，易与溴发生加成反应，所以不能用来萃取溴水中的溴；从以上变化可以看出，石油裂化的主要目 的是为了获得更多的轻质燃油，特别是提高汽油的产量和质量。 答案：(1)从下往上，从左往右 检验装置的气密性 导气、冷凝气体 (2)裂化生成了 5 个碳原子以上的烃 (3)裂化生成了碳原子数小于 5 的烯烃 (4)不能，因为裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应，不能萃取溴 (5)C20H42 2 3Al O △ C10H22+C10H20 二十烷 癸烷 癸烯 (6)可提高石油产品中轻质燃油特别是汽油的产量和质量 高考创新预测 【解析】(1)Mn 为+2 价，则 MnFe2O4中 Fe 的化合价为+3，则 Fe(NO3)n中 n=3，且二者比例为 2∶1。 (2)连续搅拌是为了让二者充分反应，洗涤液至中性保证产物纯净。 (3)①x=0.8 时，铁的总价态为(4-0.8)×2-2=4.4, 设 1 mol MnFe2O4-0.8中含 Fe 2+ 、Fe 3+ 的物质的量分别为 x mol、y mol， 则有：   x y 2 2x 3y 4 0.8 2 2         解得：x=1.6，y=0.4，则 1 mol MnFe2O4-0.8中含 Fe 2+ 的物质的量为 1.6 mol，则 Fe 2+ 占的百分率为 1.6 mol 2 mol ×100%=80% ②③由流程可看出其优点，改进方向可从流程简洁、易操作方面考虑。 答案：(1)3 2∶1 (2)充分反应、沉淀完全洗涤至流出液呈中性 (3)①80% ②过程简单、节约能量、无污染、物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，因此不存在高温 气体分离的问题等(答两点即可) ③寻找合适的催化剂，使 MnFe2O4分解温度降低或找分解温度更低的氧化物(其他合理答案亦可)