高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一篇 專題滿分突破 專題七 化學(xué)與技術(shù)習(xí)題1

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　化學(xué)與技術(shù) (限時(shí)：45分鐘) 1．石油和煤炭加工過程涉及多種技術(shù)和設(shè)備。 (1)石油分餾時(shí)，在不斷向________(填工業(yè)設(shè)備名稱)內(nèi)投放原料的同時(shí)獲得產(chǎn)品，該過程為________操作過程。 (2)石油裂化分為熱裂化、________和加氫裂化，裂化的目的是提高_(dá)_______的產(chǎn)量。 (3)煤的洗選是為了降低原煤中灰分和________的含量。煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒，并使全部煤炭顆粒________進(jìn)行燃燒的過程。 (4)煤的直接液化是煤與適當(dāng)溶劑混合后在高溫和________存在下與________作用生成液體燃料的過程。 解析：(1)石油的分餾是在分餾塔中進(jìn)行的，該過程為連續(xù)操作過程。(2)石油裂化分為熱裂化、催化裂化和加氫裂化，裂化的目的是提高輕質(zhì)燃料油(或汽油)的產(chǎn)量。(3)煤的洗選是為了降低原煤中灰分和硫的含量。煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒，并使全部煤炭顆粒浮動(dòng)進(jìn)行燃燒的過程。(4)煤的直接液化是煤與適當(dāng)溶劑混合后在高溫和催化劑存在下與氫氣作用生成液體燃料的過程。 答案：(1)分餾塔　連續(xù) (2)催化裂化　輕質(zhì)燃料油(或汽油) (3)硫(或S)　浮動(dòng)　(4)催化劑　氫氣(或H2) 2．(2015高考山東卷)工業(yè)上利用氨氧化獲得的高濃度NOx氣體(含NO、NO2)制備NaNO2、NaNO3，工藝流程如下： 已知：Na2CO3＋NO＋NO2===2NaNO2＋CO2 (1)中和液所含溶質(zhì)除NaNO2及少量Na2CO3外，還有________(填化學(xué)式)。 (2)中和液進(jìn)行蒸發(fā)Ⅰ操作時(shí)，應(yīng)控制水的蒸發(fā)量，避免濃度過大，目的是______________________。蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸汽中含有少量NaNO2等有毒物質(zhì)，不能直接排放，將其冷凝后用于流程中的________(填操作名稱)最合理。 (3)母液Ⅰ進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)加入稀HNO3的目的是________________________________。母液Ⅱ需回收利用，下列處理方法合理的是________。 a．轉(zhuǎn)入中和液　　 b．轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅰ操作 c．轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液 d．轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ操作 (4)若將NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比設(shè)為2∶1，則生產(chǎn)1.38噸NaNO2時(shí)，Na2CO3的理論用量為________噸(假定Na2CO3恰好完全反應(yīng))。 解析：(1)NO2與堿液反應(yīng)可生成NaNO3。(2)蒸發(fā)Ⅰ操作的目的是使NaNO2結(jié)晶析出，使NaNO3留在母液中，當(dāng)水蒸發(fā)量太大時(shí)，可能會(huì)造成NaNO3的濃度過大，從而形成飽和溶液而結(jié)晶析出。NaNO2冷凝后用于流程中的溶堿操作，以達(dá)到原料循環(huán)利用的目的。(3)酸性條件下，NaNO2易被氧化，加入HNO3可提供酸性環(huán)境。母液Ⅱ中含有NaNO3，將其轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液，或轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ操作，以達(dá)到原料循環(huán)利用的目的。(4)設(shè)Na2CO3理論用量為x，根據(jù)Na元素守恒得2＝＋，解得x＝1.59 t。 答案：(1)NaNO3　(2)防止NaNO3的析出　溶堿 (3)將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3　cd　(4)1.59 3．(2016全國卷Ⅰ)高錳酸鉀(KMnO4)是一種常用氧化劑，主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等。以軟錳礦(主要成分為MnO2)為原料生產(chǎn)高錳酸鉀的工藝路線如下： 回答下列問題： (1)原料軟錳礦與氫氧化鉀按1∶1的比例在“烘炒鍋”中混配，混配前應(yīng)將軟錳礦粉碎，其作用是______________________________________。 (2)“平爐”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。 (3)“平爐”中需要加壓，其目的是______________________________________。 (4)將K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝。 ①“CO2歧化法”是傳統(tǒng)工藝，即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱酸性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)。反應(yīng)中生成KMnO4、MnO2和________(寫化學(xué)式)。 ②“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液。電解槽中陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為______________，陰極逸出的氣體是________。 ③“電解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理論利用率之比為________。 (5)高錳酸鉀純度的測(cè)定：稱取1.080 0 g樣品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，搖勻。取濃度為0.200 0 molL－1的H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的體積為24.48 mL。該樣品的純度為________(列出計(jì)算式即可，已知2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O)。 解析：(1)從化學(xué)反應(yīng)速率的角度分析礦石粉碎的目的。固體之間反應(yīng)接觸面積小，反應(yīng)速率慢，原料利用率低，將礦石粉碎，可以增大反應(yīng)物接觸面積，提高反應(yīng)速率，提高原料利用率。(2)書寫陌生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式，要會(huì)運(yùn)用氧化還原反應(yīng)原理。從框圖可看出，平爐中參與反應(yīng)的反應(yīng)物有KOH、MnO2和O2，產(chǎn)物有K2MnO4，根據(jù)原子守恒知，有氫參與反應(yīng)，可能有水生成，故化學(xué)方程式為2MnO2＋4KOH＋O22K2MnO4＋2H2O。(3)從上述化學(xué)方程式可看出，該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓的目的是提高氧氣的壓強(qiáng)，加快反應(yīng)速率，促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行，提高原料轉(zhuǎn)化率。(4)①向錳酸鉀溶液中通入CO2至溶液呈中性或弱酸性，在中性或弱酸性條件下生成碳酸氫鉀，而不是碳酸鉀。反應(yīng)的化學(xué)方程式為3K2MnO4＋4CO2＋2H2O===2KMnO4＋MnO2↓＋4KHCO3，產(chǎn)物中除二氧化錳、高錳酸鉀外，還有碳酸氫鉀。②以惰性材料為電極，電解錳酸鉀溶液，陽極的電極反應(yīng)式為MnO－e－===MnO；陰極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，電解方程式為2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋2KOH＋H2↑，陰極逸出的氣體為氫氣。③電解法：2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋2KOH＋H2↑，CO2歧化法：3K2MnO4＋4CO2＋2H2O===2KMnO4＋MnO2↓＋4KHCO3，如果3 mol K2MnO4參與反應(yīng)，則用電解法生產(chǎn)得到3 mol KMnO4，用CO2歧化法生產(chǎn)得到2 mol KMnO4，電解法與CO2歧化法中錳酸鉀的利用率之比為3∶2。(5)根據(jù)新信息反應(yīng)式或得失電子守恒計(jì)算高錳酸鉀產(chǎn)品純度，注意配制溶液體積與取用量之間的轉(zhuǎn)化問題。草酸中碳元素為＋3價(jià)，氧化產(chǎn)物為CO2；高錳酸鉀被還原為＋2價(jià)錳離子，根根得失電子守恒知，5n(KMnO4)＝2n(H2C2O4)，ω(KMnO4)＝ 100% 答案：(1)增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率 (2)2MnO2＋4KOH＋O22K2MnO4＋2H2O (3)提高氧氣的壓強(qiáng)，加快反應(yīng)速率，增加軟錳礦的轉(zhuǎn)化率 (4)①KHCO3?、贛nO－e－===MnO　H2 ③3∶2 (5)100% 4．(2016全國卷Ⅱ)雙氧水是一種重要的氧化劑、漂白劑和消毒劑。生產(chǎn)雙氧水常采用蒽醌法，其反應(yīng)原理和生產(chǎn)流程如圖所示： A．氫化釜　B．過濾器　C．氧化塔　D．萃取塔 E．凈化塔　F．工作液再生裝置　G．工作液配制裝置 生產(chǎn)過程中，把乙基蒽醌溶于有機(jī)溶劑配制成工作液，在一定的溫度、壓力和催化劑作用下進(jìn)行氫化，再經(jīng)氧化、萃取、凈化等工藝得到雙氧水?；卮鹣铝袉栴}： (1)蒽醌法制備H2O2理論上消耗的原料是______，循環(huán)使用的原料是________，配制工作液時(shí)采用有機(jī)溶劑而不采用水的原因是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)氫化釜A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________。進(jìn)入氧化塔C的反應(yīng)混合液中的主要溶質(zhì)為________。 (3)萃取塔D中的萃取劑是________，選擇其作萃取劑的原因是____________________。 (4)工作液再生裝置F中要除凈殘留的H2O2，原因是__________________________________。 (5)雙氧水濃度可在酸性條件下用KMnO4溶液測(cè)定，該反應(yīng)的離子方程式為______________。一種雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.5%(密度為1.10 gcm－3)，其濃度為________molL－1。 解析：本題主要考查蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的工藝流程，意在考查考生對(duì)化工流程的綜合分析能力。(1)根據(jù)制備原理，蒽醌法制備H2O2，消耗的原料為H2和O2，乙基蒽醌為催化劑，可以循環(huán)使用。乙基蒽醌不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，因此配制工作液時(shí)采用有機(jī)溶劑。(2)氫化釜A中發(fā)生乙基蒽醌與氫氣的加成反應(yīng)。進(jìn)入氧化塔C的反應(yīng)混合液中的溶質(zhì)為生成的乙基氫蒽醌及過量的乙基蒽醌。(3)D中萃取劑能萃取出H2O2，故萃取劑為水，因?yàn)镠2O2易溶于水，而乙基蒽醌不溶于水。(4)工作液再生裝置F中要除凈殘留的H2O2，是因?yàn)镠2O2分解會(huì)放出氧氣，與氫氣混合，易發(fā)生爆炸。(5)酸性條件下KMnO4能與H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O。根據(jù)物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的換算公式，得c＝＝＝8.9(molL－1) 答案：(1)氫氣和氧氣　乙基蒽醌　乙基葸醌(乙基氫蒽醌)不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑 (2) (3)水　H2O2溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水 (4)H2O2分解放出氧氣，與氫氣混合，易發(fā)生爆炸 (5)2MnO＋6H＋＋5H2O2===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑　8.9 5．(2016全國卷Ⅲ)聚合硫酸鐵(PFS)是水處理中重要的絮凝劑。如圖是以回收的廢鐵屑為原料制備PFS的一種工藝流程。 回答下列問題： (1)廢鐵屑主要為表面附有大量鐵銹的鐵，鐵銹的主要成分是______________。粉碎過篩的目的是________________________________________________________________。 (2)酸浸時(shí)最合適的酸是________，寫出鐵銹與酸反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________。 (3)反應(yīng)釜中加入氧化劑的作用是________，下列氧化劑中最合適的是________(填標(biāo)號(hào))。 a．KMnO4 b．Cl2 c．H2O2 d．HNO3 (4)聚合釜中溶液的pH必須控制在一定的范圍。pH偏小時(shí)Fe3＋水解程度弱，pH偏大時(shí)則________。 (5)相對(duì)于常壓蒸發(fā)，減壓蒸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)是________。 (6)鹽基度B是衡量絮凝劑絮凝效果的重要指標(biāo)，定義式為B＝(n為物質(zhì)的量)。為測(cè)量樣品的B值，取樣品m g，準(zhǔn)確加入過量鹽酸，充分反應(yīng)，再加入煮沸后冷卻的蒸餾水，以酚酞為指示劑，用c molL－1的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液進(jìn)行中和滴定(部分操作略去，已排除鐵離子干擾)。到終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH溶液V mL。按上述步驟做空白對(duì)照試驗(yàn)，消耗NaOH溶液V0mL。已知該樣品中Fe質(zhì)量分?jǐn)?shù)w，則B的表達(dá)式為__________________。 解析：本題考查化學(xué)與技術(shù)相關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)相關(guān)原理的遷移應(yīng)用能力。(1)接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，所以粉碎過篩的目的是除去大顆粒的反應(yīng)物，選取細(xì)小顆粒的反應(yīng)物。(2)酸浸時(shí)最合適的酸是硫酸，這是因?yàn)榱蛩峒仁且环N難揮發(fā)性酸，又是一種穩(wěn)定性酸，且產(chǎn)物中有硫酸根離子，不會(huì)引入雜質(zhì)離子。(3)廢鐵屑與酸反應(yīng)時(shí)，生成物中往往含有Fe2＋，根據(jù)流程圖知，必須將其轉(zhuǎn)化為Fe3＋，加入氧化劑即可達(dá)到目的。若用高錳酸鉀則會(huì)引入K＋、Mn2＋等雜質(zhì)離子，氯氣有毒且會(huì)引入Cl－，硝酸易揮發(fā)、易分解且會(huì)引入NO，所以a、b、d項(xiàng)均不宜使用。過氧化氫是綠色氧化劑，還原產(chǎn)物是水，對(duì)反應(yīng)無影響，所以最合適。(4)pH偏大時(shí)，溶液中c(OH－)偏大，則Fe3＋會(huì)轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，降低產(chǎn)物的產(chǎn)率。(5)減壓蒸發(fā)時(shí)，物質(zhì)的沸點(diǎn)降低，在較低溫度下蒸發(fā)，可防止產(chǎn)物分解。(6)根據(jù)題意m g樣品消耗的HCl的物質(zhì)的量為10－3c(V0－V)mol，則樣品中n(OH)＝10－3c(V0－V)mol。根據(jù)鹽基度的定義得：B＝＝。 答案：(1)Fe2O3xH2O　選取細(xì)小顆粒，增大反應(yīng)物接觸面積，提高“酸浸”反應(yīng)速率 (2)H2SO4　Fe2O3xH2O＋6H＋===2Fe3＋＋(x＋3)H2O (3)使Fe從＋2價(jià)變成＋3價(jià)　c (4)形成氫氧化鐵沉淀 (5)降低蒸發(fā)溫度防止產(chǎn)物分解 (6) 6．(2015課標(biāo)全國卷Ⅰ)氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水，可溶于氯離子濃度較大的體系，在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下： 回答下列問題： (1)步驟①中得到的氧化產(chǎn)物是________。溶解溫度應(yīng)控制在60～70℃，原因是________________________________________________________________________。 (2)寫出步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式______________________________ ________________________________________________________________________。 (3)步驟⑤包括用pH＝2的酸洗、水洗兩步操作，酸洗采用的酸是________(寫名稱)。 (4)上述工藝中，步驟⑥不能省略，理由是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)步驟②、④、⑤、⑧都要進(jìn)行固液分離。工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有________(填字母)。 A．分餾塔 B．離心機(jī) C．反應(yīng)釜 D．框式壓濾機(jī) (6)準(zhǔn)確稱取所制備的氯化亞銅樣品m g，將其置于過量的FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加入適量稀硫酸，用a molL－1的K2Cr2O7溶液滴定到終點(diǎn)，消耗K2Cr2O7溶液b mL，反應(yīng)中Cr2O被還原為Cr3＋。樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 解析：本題主要考查工業(yè)上制取CuCl的流程分析，意在考查考生的分析、判斷能力以及結(jié)合所學(xué)知識(shí)和題給條件解答綜合問題的能力。(1)題中采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl，所以步驟①還原劑只能是單質(zhì)銅，氧化產(chǎn)物為CuSO4。(2)步驟③中的反應(yīng)物為硫酸銅、亞硫酸銨、氯化銨，生成了CuCl，銅元素化合價(jià)降低，所以SO作還原劑，生成SO，配平得：2Cu2＋＋SO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋。(3)由步驟①中加入了硫酸，經(jīng)過步驟⑧回收到硫酸銨可知酸洗采用的酸是硫酸。(4)CuCl難溶于乙醇，在潮濕的空氣中易水解氧化，所以醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化。(5)工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有離心機(jī)和框式壓濾機(jī)。(6)根據(jù)題中信息可得關(guān)系式：6CuCl～6Fe2＋～Cr2O，則n(CuCl)＝ab10－36 mol，m(CuCl)＝ab10－3699.5 g＝0.597ab g，故樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%。 答案：(1)CuSO4或Cu2＋　溫度低溶解速度慢、溫度過高銨鹽分解 (2)2Cu2＋＋SO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋　(3)硫酸 (4)醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化 (5)B、D　(6)100%