三年高考（2016-2022）高考化學(xué)試題分項(xiàng)版解析 專題24 化學(xué)與技術(shù)（選修）（含解析）1【2016新課標(biāo)1卷】化學(xué)選修2：化學(xué)與技術(shù)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11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?！捌缁ā笔莻鹘y(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K2MnO4、MnO2和 （寫化學(xué)式）。“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 ?！半娊夥ā焙汀捌缁ā敝校琄2MnO4的理論利用率之比為 。（5）高錳酸鉀純度的測定：稱取1.0800 g樣品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，搖勻。取濃度為0.2000 mol·L1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2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O）。【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，增加軟錳礦轉(zhuǎn)化率；（4）KHCO3；MnO42e=MnO4；H2；3:2；（5）?！窘馕觥吭囶}分析：（1）MnO2是固體物質(zhì)，對于有固體參加的化學(xué)反應(yīng)，由于其濃度不變，因此可通過增大其反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率加快；再結(jié)合外界條件對化學(xué)平衡移動(dòng)的影響，任何反應(yīng)都具有一定的可逆性，該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。若增大壓強(qiáng)，可以使化學(xué)平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方向移動(dòng)，故可以提高原料的轉(zhuǎn)化率；（4）在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱酸性，這時(shí)K2MnO4會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)，生成KMnO4、MnO2，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，另外一種生成物是KHCO3；根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的電子守恒及反應(yīng)的原子守恒，可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：3K2MnO4+ 4CO2+2H2O = 2KMnO4+MnO2+4KHCO3；“電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液，在電解槽陽極，MnO42失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生MnO4。陽極的電極反應(yīng)式是：MnO42e=MnO4；在陰極，溶液中的水電離產(chǎn)生的H+獲得電子變?yōu)闅錃庖莩?，陰極的電極反應(yīng)式是：2H2O+2e=H2+2OH。所以陰極逸出的氣體是H2；總反應(yīng)方程式是：2K2MnO4+2H2O2KMnO4+H2+2KOH；根據(jù)“電解法”方程式2K2MnO4+ 2H2O2KMnO4+H2+2KOH 可知，K2MnO4完全轉(zhuǎn)化為KMnO4，所以K2MnO4的理論利用率是100%；而在“CO2歧化法” 3K2MnO4+ 4CO2+2H2O2KMnO4+MnO2+4KHCO3；中，反應(yīng)的K2MnO4中只有2/3反應(yīng)轉(zhuǎn)化為KMnO4，所以K2MnO4的理論利用率是2/3，故“電解法”和“CO2歧化法”制取KMnO4時(shí)K2MnO4的理論利用率之比為1:2/3=3:2；（5）根據(jù)離子方程式2MnO4-+5H2C2O4+ 6H+= 2Mn2+10CO2+8H2O可知，KMnO4與草酸反應(yīng)的關(guān)系式是：2KMnO45H2C2O4。取濃度為0.2000 mol·L1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，則配制的溶液的濃度為：。則1.0800 g樣品中含KMnO4的物質(zhì)的量為：n(KMnO4)c·V，由于樣品的質(zhì)量是1.0800g，則該樣品含有的KMnO4的的純度為：。【考點(diǎn)定位】考查物質(zhì)制備工藝流程的知識(shí)。 【名師點(diǎn)睛】化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論是重要的化學(xué)原理。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等。對于固體來說，其濃度不變，所以要使反應(yīng)速率加快，可通過將固體粉碎成細(xì)小的顆粒、攪拌等方法進(jìn)行。外界條件對化學(xué)平衡移動(dòng)的影響可通過勒夏特列原理進(jìn)行分析，但是平衡移動(dòng)的趨勢是微弱的，不能改變這種改變。要會(huì)根據(jù)反應(yīng)方程式分析判斷物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率的大小，轉(zhuǎn)化率大的反應(yīng)速率不一定快，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率大小與反應(yīng)快慢是不同的概念，要掌握其區(qū)別與聯(lián)系。要會(huì)根據(jù)方程式中相應(yīng)物質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行有關(guān)物質(zhì)的量的化學(xué)計(jì)算。本題將化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、電解原理、滴定方法的應(yīng)用綜合一起考查，反映了考生的綜合應(yīng)用知識(shí)分析、解決問題的能力。2【2016新課標(biāo)2卷】化學(xué)-選修2：化學(xué)與技術(shù)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）蒽醌法制備雙氧水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1.10g·cm3），其濃度為_mol/L。【答案】（1）氫氣和氧氣乙基蒽醌乙基蒽醌（乙基氫蒽醌）不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑（2）乙基氫蒽醌（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）6H+5H2O2+2MnO4-=2Mn2+5O2+8H2O ；8.9【解析】（2）根據(jù)反應(yīng)原理，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)為乙基氫蒽醌。（3）萃取塔D中需要分離雙氧水和乙基蒽醌，H2O2溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水，所以選取的萃取劑是水。（4）H2O2分解放出氧氣，與氫氣混合，易發(fā)生爆炸，工因此作液再生裝置F中要除凈殘留的H2O2。（5）雙氧水在酸性條件下與KMnO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)，Mn元素的化合價(jià)由+7價(jià)降低到+2價(jià)，O元素的化合價(jià)由-1價(jià)升高到0價(jià)，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平，該反應(yīng)的離子方程式為6H+5H2O2+2MnO4-=2Mn2+5O2+8H2O；c=1000×1.10×27.5%÷34=8.9mol/L?！究键c(diǎn)定位】考查工業(yè)制雙氧水的工藝流程分析等知識(shí)。 【名師點(diǎn)睛】本題以蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的工業(yè)制備作為背景，考查了化工中的基本操作和常見工藝流程分析，雖然背景陌生，但考點(diǎn)并不突兀，根據(jù)反應(yīng)原理和生產(chǎn)流程分析可知，氫氣與乙基蒽醌在氫化釜中反應(yīng)生成乙基氫蒽醌，乙基氫蒽醌再與氧氣反應(yīng)乙基蒽醌與H2O2，利用乙基蒽醌與H2O2的物理性質(zhì)將其分離，知識(shí)來源于課本，高于課本，學(xué)生讀題不會(huì)感到陌生，有利于考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)。3【2016新課標(biāo)3卷】化學(xué)選修2：化學(xué)與技術(shù)聚合硫酸鐵（PFS）是水處理中重要的絮凝劑，下圖是以回收廢鐵屑為原料制備PFS的一種工藝流程?；卮鹣铝袉栴}（1）廢鐵屑主要為表面附有大量鐵銹的鐵，鐵銹的主要成分為_。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）。aKMnO4bcd（4）聚合釜中溶液的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)。pH偏小時(shí)Fe3+水解程度弱，pH偏大時(shí)則_。（5）相對于常壓蒸發(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（n為物質(zhì)的量）。為測量樣品的B值，取樣品mg，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。按照上述步驟做空白對照試驗(yàn)，消耗NaOH溶液，已知該樣品中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w，則B的表達(dá)式為_?！敬鸢浮浚?）Fe2O3·xH2O 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）硫酸 Fe2O3·xH2O+6H+=2Fe3+(x+3)H2O （3）使Fe從+2價(jià)變成+3價(jià) c （4）pH過大，容易生成Fe（OH）3沉淀，產(chǎn)率降低 （5）降低蒸發(fā)溫度，防止產(chǎn)物分解（6）【解析】（4）聚合釜中溶液的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，pH偏小時(shí)水解程度弱，pH偏大時(shí)則Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而損失，造成產(chǎn)率降低。（5）相對于常壓蒸發(fā)，減壓蒸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)是可防止溫度過高，聚合硫酸鐵分解。（6）做空白對照試驗(yàn)，消耗NaOH溶液，這說明與樣品反應(yīng)的鹽酸的物質(zhì)的量是（V0V）c×103mol，所以樣品中氫氧根的物質(zhì)的量是（V0V）c×103mol。已知該樣品中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w，則鐵的物質(zhì)的量是，因此B的表達(dá)式為。【考點(diǎn)定位】考查化學(xué)與技術(shù)模塊分析，側(cè)重于物質(zhì)制備 【名師點(diǎn)睛】本題考查工藝流程問題，涉及元素及其化合物的性質(zhì)、環(huán)境保護(hù)、壓強(qiáng)和沸點(diǎn)的關(guān)系等知識(shí)，從能力上考查了學(xué)生的閱讀能力以及分析問題、處理問題、解決問題的能力。體現(xiàn)了化學(xué)是一門實(shí)用性學(xué)科，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性和學(xué)習(xí)的興趣?；瘜W(xué)反應(yīng)中影響反應(yīng)速率因素有：溫度、濃度、催化劑、壓強(qiáng)、固體顆粒等，粉碎的目的：增加和硫酸接觸面積，加快反應(yīng)速率。物質(zhì)的制備中除去雜質(zhì)，不能引入新雜質(zhì)，因此酸浸，審清目標(biāo)產(chǎn)物，故應(yīng)選擇硫酸。在工業(yè)生產(chǎn)中，要注意環(huán)境的保護(hù)，過氧化氫被稱為“綠色氧化劑”，還原產(chǎn)物是水，對環(huán)境無污染。工業(yè)生產(chǎn)中除了提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量，同時(shí)還要注意節(jié)省原料，達(dá)到利益最大，不能加入原料過多，容易造成原料的浪費(fèi)。本題有些難度。4【2016海南卷】下列單元操作中采用了熱交換設(shè)計(jì)的有A電解食鹽水制燒堿 B合成氨中的催化合成C硫酸生產(chǎn)中的催化氧化 D氨堿法中的氨鹽水碳酸化海水曬鹽的鹵水中還有氯化鎂，以鹵水為原料生產(chǎn)鎂的一中工藝流程如下圖所示。回答下列問題：（1）脫硫槽、攪拌槽均用于脫除鹵水中的（填離子符號），M的主要成分是_（填化學(xué)式）。（2）除溴塔中主要的離子方程式為。（3）沸騰爐和的主要作用是。沸騰爐通入熱氯化氫的主要目的是。（4）電解槽中陰極的電極反應(yīng)方程式為。（5）電解槽中陽極產(chǎn)物為，該產(chǎn)物可直接用于本工藝流程中的。【答案】 BC （1）SO42BaSO4(每空1分，共2分） （2）Cl2+2Br=2Cl+Br2(2分)（3）脫除氯化鎂晶體中的部分水防止氯化鎂晶體進(jìn)一步脫水過程中發(fā)生水解（每空2分，共4分）（4）Mg2+2e=Mg （2分） （5）氯氣；除溴塔（除溴工段）（每空2分，共4分）【解析】（2）除溴塔中是利用氯氣將Br氧化為Br2，離子方程式為Cl2+2Br=2Cl+Br2。（3）沸騰爐和的主要作用是脫除氯化鎂晶體中的部分水。沸騰爐通入熱氯化氫的主要目的是防止氯化鎂晶體進(jìn)一步脫水過程中發(fā)生水解。（4）電解槽中為電解熔融的MgCl2，故陰極的電極反應(yīng)方程式為Mg2+2e=Mg。（5）電解槽中陽極產(chǎn)物為Cl2，可直接用于本工藝流程中的除溴階段?？键c(diǎn)：考查海水的綜合應(yīng)用及海水提鎂的方法。 【名師點(diǎn)睛】“化學(xué)與技術(shù)”模塊試題緊扣綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)、水處理技術(shù)等主題。重點(diǎn)考查了海水資源合開發(fā)利用、化學(xué)反應(yīng)中的原子經(jīng)濟(jì)性、有毒有害廢水的處理、生產(chǎn)工藝等內(nèi)容；同時(shí)考查了學(xué)生正確運(yùn)用化學(xué)用語和有關(guān)化學(xué)知識(shí)解釋及解決生活與生產(chǎn)實(shí)際中化學(xué)問題的能力。本課程模塊的內(nèi)容以化學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，考查自然資源的開發(fā)利用，材料制造和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決與化學(xué)有關(guān)的一系列技術(shù)問題做出合理的分析，強(qiáng)化應(yīng)用意識(shí)和實(shí)踐能力。5【2016上海卷】在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器的接觸室（見圖）。下列說法錯(cuò)誤的是Aa、b兩處的混合氣體成分含量相同，溫度不同Bc、d兩處的混合氣體成分含量相同，溫度不同C熱交換器的作用是預(yù)熱待反應(yīng)的氣體，冷卻反應(yīng)后的氣體Dc處氣體經(jīng)熱交換后再次催化氧化的目的是提高SO2的轉(zhuǎn)化率【答案】B【解析】【考點(diǎn)定位】考查工業(yè)制硫酸中SO2催化氧化的設(shè)備及工作原理?！久麕燑c(diǎn)睛】化學(xué)工業(yè)是歷次考試題的重要組成部分，雖然完全考查設(shè)備的題型不是特別多，但是往往以工業(yè)流程為載體考查元素化合物知識(shí)，所以教材中的幾個(gè)重要工業(yè)（工業(yè)生產(chǎn)中均有重要應(yīng)用）的整體流程、主要設(shè)備、反應(yīng)條件的選擇等是我們學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容之一。需要關(guān)注的有：工業(yè)制硫酸、合成氨工業(yè)、硝酸工業(yè)、純堿工業(yè)、氯堿工業(yè)、海水資源的綜合利用及鎂的冶煉、鋁的冶煉、銅的精煉等。要求會(huì)正確書寫相關(guān)的化學(xué)方程式，理解硫酸工業(yè)、合成氨工業(yè)條件的選擇依據(jù)。