高考化学第二轮专题突破复习化学与技术专项训练 5页

专项训练 化学与技术 时间：45 分钟 分值：100 分 1．(12 分)(2012·山东，31)石油和煤炭加工过程涉及多种技术和设备。 (1)石油分馏时，在不断向________(填工业设备名称)内投放原料的同时获得产品，该 过程为________操作过程。 (2)石油裂化分为热裂化、________和加氢裂化，裂化的目的是提高________的产量。 (3)煤的洗选是为了降低原煤中灰分和________的含量。煤的流化床燃烧是指空气从底 部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒________进行燃烧的过程。 (4)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和________存在下与________作用生成 液体燃料的过程。 解析：本题考查化学与技术，石油和煤知识。(1)石油分馏在分馏塔中进行。 (2)石油 裂化分为热裂化、催化裂化和加氢裂化，裂化的目的是提高汽油的产量。(3)煤的洗选是为 了降低原煤 中灰分和硫分、矸石的含量。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒， 并使全部煤炭颗粒进行 燃烧的过程。(4)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和催 化剂存在下与 H2O 作用生成液体燃料的过程。 答案：(1)分馏塔 连续 (2)催化裂化 汽油 (3)硫分、矸石 浮动 (4)催化剂 H2O 2．(12 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：(4)热固性酚醛塑料不易降解，热固性酚醛塑料是体型高分子化合物，不易溶于 一般有机溶剂，A、D 错误，所以只有 B 正确。 答案：(1)缓慢 冷却 (2)纯碱 SiO2＋Na2CO3=====高温Na2SiO3＋CO2↑ SiO2＋CaCO3=====高温CaSiO3＋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 (4)B 3．(16 分)由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气 精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下： (注：NaCl 熔点为 801℃；AlCl3 在 181℃升华) (1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反 应产生新的杂质，相关的化学方程式为①________和②________。 (2)将 Cl2 连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除 Cl2 外还含有________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在 ________。 (3) 在 用 废 碱 液 处 理 气 体 A 的 过 程 中 ， 所 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 __________________________。 (4)镀铝电解池中，金属铝为________极，熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以 AlCl－ 4 和 Al2Cl － 7 形 式 存 在 ， 铝 电 极 的 主 要 电 极 反 应 式 为 ______________________________________。 (5) 钢 材 镀 铝 后 ， 表 面 形 成 的 致 密 氧 化 铝 膜 能 防 止 钢 材 腐 蚀 ， 其 原 因 是 _______________________________________。 答案：(1)①2Al＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2Fe ②4Al＋3SiO2=====高温3Si＋2Al2O3 (2)HCl、AlCl3 NaCl (3)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O H＋＋OH－===H2O (4)阳极 Al－3e－＋7AlCl－ 4 === 4Al2Cl－ 7 (5)铝在空气中易形成一层极薄的致密而坚固的氧化膜，它能阻止氧化深入内部 ，起到 防腐保护作用 4．(15 分)海水是人类的资源宝库，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可解决淡水 资源缺乏的问题，又可充分利用海洋资源。而以海水为主要原料的海洋化学工业，又被称 为“蓝色化工”。氯碱工业是“蓝色化工”重要的组成部分，其化学反应原理是电解饱和食 盐水。 (1)氯碱工业的主要产品是氯气和烧碱，产品中氯气与烧碱的质量比(k) 的理论值为 ________(要求有计算表达式和计算结果)。 (2)如图所示是氯碱工业的关键设备——离子隔膜电解槽，该电解槽的特点是用隔膜将 槽分隔为左右两室，隔膜能够阻止一些物质从中通过，也能允许一些物质从中通过。 ①选用的隔膜应具有的特点是允许________通过，而不允许________通过。 ②图中 X 是________(填化学式)。 ③电解槽右室的电极反应式为___________________________________。 (3)氯碱工业需要消耗大量的电能，用燃料电池产生的电能满足电解时所需的电能，是 “蓝色化工”的又一重要选择。一般可选用近海大量的天然气资源来满足燃料电池所需要的 燃气。有一种燃料电池，其燃气为天然气(以甲烷 表示)，电解液是 KOH 溶液，在表面用大 量海绵状的金属铂作电极，组成燃料电池。 ①写出该燃料电池负极的电极反应式：____________________________________。 ②若要生产 4 t NaOH，则理论上需要消耗天然气的体积为________L(标准状况下)。 解析：(1)电解饱和食盐水的化学反应方程式为 2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑， 反应方程式中 Cl2 和 NaOH 的化学计量数之比为 1:2，所以，k＝Mr(Cl2)/[2Mr(NaOH)]＝71/80 ＝ 1 1.13 (或 0.89)。 (2)分析电解池的结构可知，离子隔膜需要阻隔气体和阴离子，所以，应该选用阳离子 交换膜，只允许阳离子通过，而阴离子及气体则不能通过。 (3)①负极的电极反应为 CH4－8e－＋10OH－===CO2－ 3 ＋7H2O；②生产 4 t NaOH 时，转移电 子的物质的量为 4×106g/(40g·mol－1)＝1×105mol，需要 CH4 的物质的量为 1×105mol/8＝ 1.25×104 mol，在标准状况下 CH4 的体积为 2．8×105L。 答案：(1)k＝Mr(Cl2)/[2Mr(NaOH)]＝71/80＝ 1 1.13 (或 0.89) (2)①阳离子 阴离子及气体 ②Cl2 ③2H2O－2e－===H2↑＋2OH－ (3)①CH4－8e－＋10OH－===CO2－ 3 ＋7H2O ②2.8×105 5．(12 分)现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域 有广泛的应用。某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石(SiO2)，现采用酸浸法从 矿石中提取铜，其工艺流程图如下。其中铜的萃取(铜从水层进入有机层的过程)和反萃取(铜 从有机层进入水层的过程)是现代湿法炼铜的重要工艺手段。 已知：①Cu＋在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应；②当矿石中三氧化二铁 含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；③反萃取后的水层 2 是硫酸铜溶液。 回答下列问题： (1)矿石用稀硫酸处 理过程中 Cu2O 发生反应的离子方程式为___________________。 (2)“循环Ⅰ”经多次循环后的水层 1 不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸 盐晶体，该晶体的化学式是________。若水层 1 暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种 重要的硫酸盐，写出水层 1 暴露在空气中发生反应的离子方程式： ________________________________________________________________________。 (3)写出电解过程中阳极(惰性电极)发生反应的电极反应式： ___________________________________________。 (4)“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是_____________________________________。 解析：(1)由题意 Cu＋发生自身氧化还原反应生成 Cu2＋与 Cu，所以离子方程式为 Cu2O＋ 2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。 (2)加稀硫酸浸取时，Cu2O 反应生成的 Cu 将 Fe3＋还原为 Fe2＋，所以分离出的硫酸盐晶体 为 FeSO4·7H2O，暴露在空气中会生成 Fe2(SO4)3。 (3)因水层 2 是 CuSO4 溶液，所以阳极放电的离子是 OH－ ，电极反应式为 4OH－－4e－===O2↑ ＋2H2O ，则反萃取剂的主要成分为 H2SO4。 答案：(1)Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O (2)FeSO4·7H2O 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O (3)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O (4)H2SO4 6．(15 分)在半导体工业中，有一道工序叫烧氢，烧氢的工艺流程如下图所示。 工作时，将石英管 D 出口处氢气点燃，半导体硅片、焊片和金属零件从石英管口送入加 热区，在氢气还原气中加热使焊片熔化，将单晶硅与金属零件焊接在一起，焊接后再将零件 拉至冷却区，冷却后取出，烧氢工艺中的氢气纯度要求极高，工业氢气虽含量 99.9%，但仍 含有极微量的水蒸气和氧气，所以氢气点燃前应进行处理。 试回答下列问题： (1) 装 置 B 的 作 用 是 ________ ， 化 学 方 程 式 为 ________________________ ， ______________________。 (2)装置 C 中的物质是________，C 的作用是________。 (3)点燃氢气前将 E(带导管胶塞)接在 D 出口处，目的是______________________。 (4)装置 A 是安全装置，可以防止氢气燃烧回火，引起爆炸。其中填充大量纯铜屑的作 用是______________________________________________。 解析：该工艺的基本思路：为避免金属或单晶硅在焊接时被氧化以及除掉其中的氧元素， 故而在纯氢气环境中将之加热。为得到纯净的氢气，首先将工业氢气通过热铜以除去其中的 氧气，但因生成的氧化铜会很快地被氢气还原，且生成水，因此在其中间环节再加入吸水装 置。 答案：(1)除去氧气 2Cu＋O2=====△ 2CuO CuO＋H2=====△ Cu＋H2O (2)无水 CaCl2(或碱石灰等) 吸收水蒸气 (3)检验氢气纯度 (4)大量铜屑可以吸收热量，降低温度 7．(18 分)海洋是一座巨大的宝藏，海水中蕴含 80 多种元素。氯碱工业和金属镁的制 备原料都来自于海水。 Ⅰ.在氯碱工业中，曾用石棉隔膜电解槽来电解食盐水(如图甲所示)。 (1)写出两电极的反应式： 阳极______阴极___________________________________________。 (2)石棉隔膜的作用是_______________________________________________。 Ⅱ.随着科技的发展，电解工艺不断革新，电解效率和产品纯度得到提高。20 世纪 80 年代起，隔膜法电解工艺逐渐被离子膜电解技术取代。 (1)离子膜电解槽(如图乙所示)中⑥、⑦分别是________、________。 (2)已知一个电子的电量是 1.602×10－19C，在离子膜电解饱和食盐水时电路中通过电子 1.929×105C，则产生 NaOH________g。 Ⅲ.下图是工业上生产镁的流程。 (1)写出下列反应的化学方程式： ①沉淀池中______________________________________； ②电解______________________________________________。 (2)整个生产流程中，循环使用的物质是________。 (3) 简 述 加 热 氯 化 镁 的 水 合 晶 体 使 之 脱 水 转 化 为 无 水 氯 化 镁 的 操 作 过 程 ： ________________________________________。 答案：Ⅰ.(1)2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑ (2)阻止气体通过 Ⅱ.(1)NaOH 溶液 Na＋ (2)80 Ⅲ.(1)①MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋CaCl2 ②MgCl2(熔融)=====通电Mg ＋Cl2↑ (2)氯气(或 Cl2) (3)为了防止氯化镁水解，要在氯化氢气体的氛围中进行加热