高考名师预测化学试题：知识点05化学与技术.doc

专题05 化学与技术
【考纲解读】
一、化学与资源开发利用
　　1.了解煤、石油和天然气等综合利用的意义。
　　2.了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类。
　　3.了解海水的综合利用。了解化学科学发展对自然资源利用的作用。
4.了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。
二、化学与工农业生产
　　1.了解化学在水处理中的应用。
　　2.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、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。
　　3.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。
　　4.了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。
【考题预测】
1.由Ca3(PO4)2 、SiO2 、焦炭等为原料生产硅胶（SiO2·nH2O）、磷、磷酸及CH3OH，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。

（1）上述反应中，属于置换反应的是 [选填：（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）、（Ⅳ）、（Ⅴ）]
（2）高温下进行的反应Ⅱ的化学方程式为：
________________________________________________　 　；
固体废弃物CaSiO3可用于 　__________________________________。
（3）反应Ⅲ需在隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是 。
（4）CH3OH可用作燃料电池的燃料，在强酸性介质中，负极的电极反应式为 　　 　　。
（5）指出（VI）这一环节在工业生产上的意义____________________________________
（6）写出由P→H3PO4 有关反应式
①___________________________________________
②____________________________________________
【答案】
（1）（Ⅰ）、（Ⅲ）（2分） （2）Ca3(PO4)2+5C+3SiO23CaSiO3+2P+5CO↑（2分）；
生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等（1分）
（3）SiHCl3会水解，同时产生的H2，与O2混合发生爆炸等（2分）
（4）CH3OH+H2O－6e－=CO2+6H+（2分）
(5)原料的循环利用，节能减排、原料充分利用。（2分）
（6）①P+O2 =P2O5 （2分） ② P2O5+3H2O =2H3PO4 （2分）
【解析】由图中可推知，R为晶体硅，与氯化氢反应生成SiHCl3和H2，（Ⅰ）、（Ⅲ）属置换反应。反应（Ⅲ）有氢气生成，再考虑SiHCl3与水反应，所以反应Ⅲ需在隔绝氧气和无水条件下进行。
2. 碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6－n] 是一种高效净水混凝剂。某兴趣小组以高岭土为主要原料来制碱式氯化铝。高岭土化学组成为：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：

根据流程图回答下列问题：
⑴“煅烧”的目的是_________________________________。
(2) “溶解”过程中发生反应的离子方程式为__________________________________。
(3)加少铝粉的主要作用是_____________________________________。
(4) “调节溶液pH在4.2～4.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_________________；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是_________________。
【答案】⑴改变高岭土的结构，使其能溶于酸（3分）
(2)O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O （3分） Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O（3分）；(3)除溶液中的铁离子（3分）；(4)（或精密pH试纸）（3分）；水浴加热（3分）
【解析】对比原料与产品可知，该生产的主要工序：一是除去原料高岭土中的杂质，二是将Al2O3转化为产品。再进一步分析，除铁用铝置换后过滤，高岭土中的Al2O3不溶于酸，必须经煅烧改变结构。该题经这样分析，题设的所有问题的答案就在分析之中。
3．海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取氯化钠、镁（以MgCl2形式存在）和溴（以NaBr的形式存在）及综合利用的生产流程简图：

（1）目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水，下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是 。
A．精制饱和食盐水进入阳极室 B．纯水（加少量NaOH）进入阴极室
C．阴极产物为氢氧化钠和氢气 D．电解槽的阳极用金属铁网制成
（2）粗盐水含Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子，这些离子的存在除了会影响电解所得产品的纯度外，主要会 ，所以电解食盐水要求对粗盐水进行精制，请将精制时通常加入的化学试剂按加入的顺序依次写出： 。
（3）在Mg(OH)2沉淀中加入过量盐酸，要获得MgCl2·6H2O晶体，需要进行的实验操作依次为 。
（4）工业上采用电解熔融MgCl2的方法制得金属镁，电解槽中阴极的电极反应式为：
。
（5）在母液中通入氯气时发生的主要反应的离子方程式为 。
【答案】（1）D（3分）
（2）形成沉淀使隔膜堵塞 （2分）
BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液（3分）
（3）蒸发、冷却结晶、过滤（3分）
（4）Mg2++2e－=Mg（2分）
（5）2Br-+Cl2=Br2+2Cl-（2分）
【解析】（1）电解槽不能用铁作阳极，否则铁会被氧化而溶解。
（2）Ca2+和SO42-、Mg2+和电解生成的OH-会反应生成沉淀，形成的沉淀能使隔膜堵塞。除去Ca2+、Mg2+、SO42-的试剂分别是Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液，因为每次所加的除杂试剂都是过量的，过量的试剂必须在后续反应中除去，所以Na2CO3溶液要在加入BaCl2溶液之后加，以除去过量的Ba2+。
（3）从酸性MgCl2溶液中获得MgCl2·6H2O晶体，需要进行的实验操作依次为蒸发、冷却结晶、过滤。
（4）阴极Mg2+被还原为Mg。
（5）在母液中通入氯气时可以得到溴。
4.浩瀚的海洋是一个巨大的宝库，海水就是一项等待开发的资源。海水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-、CO32- 、HCO3- 等离子。合理利用水资源是持续发展的重要保证。
Ⅰ：火力发电是广东的重要能源，但是烧煤排放的SO2会造成一系列环境问题。利用海水脱硫是一种有效地方法。其工艺流程如下图所示：

（1天然海水pH≈7.9，呈弱碱性。用离子方程式解释其原因_________(写一个)。
（2）天然海水吸收含硫的烟气后，需要用氧气进行氧化处理，其反应原理的化学反应方程式是__________________________________________；氧化后的海水需要加入氢氧化钠，与之混合后才能排放，该操作的主要目的是________。
Ⅱ：微量的重金属污染，可以通过生物链作用而产生富集。当人因为饮用或食用受重金属污染的水和食物，体内重金属含量过高时，便会导致各种疾病。某酸性化工废水中含有浓度约为0.01mol.L-1的Ag+、Pb2+等重金属离子。有关数据如下：
难溶电解质
AgI
AgOH
Ag2S
PbI2
Pb(OH)2
PbS
Ksp
8.3×10-12
5.6×10-8
6.3×10-50
7.1×10-9
1.2×10-15
3.4×10-28
（3）在废水排放前，用沉淀法除去这两种离子，应该加入_________(填字母序号)
A. NaOH B.Na2S C.KI D.Ca(OH)2
（4）某工程师用CaO处理上述废水，最终溶液的pH=8，请你计算处理后废水中Pb2+的浓度为_________。
【答案】(1)CO32 － + H2O HCO3－ + OH－ 或HCO3－ + H2O H2CO3 + OH－（3分）
（2）2H2SO3 + O2 = 2H2SO4 （3分） 氢氧化钠与硫酸发生中和反应（3分）
（3）B（3分）
（4）1.2×10-3mol/L（3分）
【解析】（1）CO32 －与HCO3－ 水解显碱性。（2）排放的SO2，溶于水生成H2SO3，与O2可将其氧化为H2SO4。与氢氧化钠中和、稀释才可排放。（3）从难溶电解质表知，Ag2S的Ksp很小，所以加入Na2S，沉淀效果好。（4）pH=8，C(OH－)=10-6mol/L，Ksp=C(Pb2＋)C2(OH－)， C(Pb2＋) = Ksp/(10-6)2=1.2×10-15/10-12=1.2×10-3mol/L。
5、工业上对海水资源合开发利用的部分工艺流程如右图所示。

（1）电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是 。电解槽中的阳极材料为 。
（2）本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备？ 原因是 。
（3）溴单质在四氧化碳中的溶解度比在水中大得多，四氧化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氧化碳，原因是 。
【答案】（1）阳离子（或Na＋） 钛（或石墨）
（2）否。如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯。
（3）四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低、环境污染严重。
【解析】（1）工业上用离子交换膜法电解食盐水时采用的阳离子交换膜只允许Na+通过，隔膜电解槽中的隔膜只允许水和离子通过，则二者均允许通过的离子或分子共同的是阳离子（或Na+），电解槽中用来做阳极的是钛或石墨。
（2）硫酸钙是微溶性的物质，如果先反应生成氢氧化镁，加入石灰水生成氢氧化镁沉淀的同时，过量的Ca(OH)2会生成硫酸钙沉淀，造成产品中有杂质，使产品不纯。
（3）用四氯化碳萃取溴时需要的工艺复杂，设备投资大，并且四氯化碳会造成环境污染。
【命题解读】“化学与技术”模块试题紧扣绿色化学与可持续发展、环境保护、水处理技术等主题。重点考查了海水资源合开发利用、化学反应中的原子经济性、有毒有害废水的处理、生产工艺等内容；同时考查了学生正确运用化学用语和有关化学知识解释及解决生活与生产实际中化学问题的能力。本课程模块的内容以化学知识为基础，考查自然资源的开发利用，材料制造和工农业生产中的应用，考查学生运用所学知识解决与化学有关的一系列技术问题做出合理的分析，强化应用意识和实践能力。
6、工业上常用氨氧化法生产硝酸，其过程包括氨的催化氧化（催化剂为铂金丝网）、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。请回答下列问题：
（1）氨催化氧化的化学方程式为 ：
（2）原料气中空气必须过量，其主要原因是 ；
（3）将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是 ；
（4）水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应，其化学方程式为 ，为了提高水对二氧化氮的吸收率，可采取的措施为 （答2项）。
【答案】（1）4NH3＋5O24NO＋6H2O
（2）提高氨的转化率和一氧化氮的转化率
（3）增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积
（4）3NO2＋H2O=2HNO3＋NO 加压 降温
【解析】（1）氨的催化氧化的化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O
（2）根据平衡原理，增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，以提高原料的转化率；
（3）将铂铑合金做成薄丝网是为了增大铂铑合金的表面积，使接触面积增大，提升催化的效果
（4）为了提高吸收率，可根据溶解过程放热可以采用降温处理，而且气体的吸收可用加压的方式。
考题中得到体现。

- 6 -