2019-2020年高中化學(xué) 礦山資源 硫酸與無機(jī)材料制造綜合檢測 魯科版選修2一、選擇題(本題包括12小題，每小題5分，共60分)1環(huán)境污染已成為人類社會面臨的重大威脅，各種污染數(shù)不勝數(shù)。下列名詞與環(huán)境污染無關(guān)的是()溫室效應(yīng)赤潮酸雨光化學(xué)污染臭氧層空洞水俁病潮汐大脖子病A B C D【解析】屬于大氣污染，屬于水污染，潮汐是一種自然現(xiàn)象，大脖子病是因人體缺乏碘元素造成的，所以不屬于環(huán)境污染?！敬鸢浮緽2氮化硅陶瓷是一種超硬而且耐磨的物質(zhì)，可用于制造高性能柴油機(jī)部件，它屬于()A金屬材料 B無機(jī)非金屬材料C復(fù)合材料 D功能高分子材料【解析】氮化硅陶瓷根據(jù)其所含元素的類別可知它不可能屬于金屬材料，也不可能屬于功能高分子材料，同時它也不屬于復(fù)合材料(復(fù)合材料是指與玻璃鋼類似的由多種材料復(fù)合而成的材料)，所以它只能屬于無機(jī)非金屬材料?！敬鸢浮緽3下列有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)的敘述正確的是()A合成氨生產(chǎn)過程中將NH3液化分離，可加快正反應(yīng)速率，提高N2、H2的轉(zhuǎn)化率B硫酸工業(yè)中，在接觸室安裝熱交換器是為了利用SO3轉(zhuǎn)化為H2SO4時放出的熱量C電解飽和食鹽水制燒堿采用離子交換膜法，可防止陰極室產(chǎn)生的Cl2進(jìn)入陽極室D電解精煉銅時，同一時間內(nèi)陽極溶解銅的質(zhì)量比陰極析出銅的質(zhì)量小【解析】本題的C、D兩個選項涉及了電解池的應(yīng)用，其實都是考查電解原理，電解飽和食鹽水陰極室產(chǎn)生的是H2，Cl2在陽極上生成，所以C錯；電解精煉銅時要注意粗銅中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等，陽極開始放電的是Zn、Fe、Ni，而陰極上始終是Cu2得電子生成Cu，所以同一時間內(nèi)陽極溶解銅的質(zhì)量比陰極析出銅的質(zhì)量小，D對?！敬鸢浮緿4(xx北京高考)下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護(hù)法的是()A水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極B金屬護(hù)欄表面涂漆C汽車底盤噴涂高分子膜D地下鋼管連接鎂塊【解析】A水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極，即使用了外加電流，正確。B.金屬護(hù)欄表面涂漆，是一種使用外加涂層而使金屬隔絕空氣和水分的保護(hù)方法。C.汽車底盤噴涂高分子膜，也是一種使用外加涂層而使金屬隔絕空氣和水分的保護(hù)方法。D.地下鋼管連接鎂塊，是犧牲陽極的陰極保護(hù)法。【答案】A5(雙選)下列各種冶煉方法中，可制得相應(yīng)金屬的是()A加熱分解氯化鋁B高溫下分解碳酸鈣C電解液態(tài)氯化鈉D三氧化鎢與鋁粉高溫共熱【解析】C項：2NaCl2NaCl2，D項：能夠發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成鎢。【答案】CD6下列敘述不正確的是()A鐵表面鍍鋅，鐵作陽極B船底鑲嵌鋅塊，鋅作負(fù)極，以防船體被腐蝕C鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：O22H2O4e=4OHD工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應(yīng)：2Cl2e=Cl2【解析】本題考查電化學(xué)知識的應(yīng)用。選項A，鐵作陽極，鐵要溶解，鐵應(yīng)該作陰極。選項B，Zn的活潑性比Fe強(qiáng)，Zn失去電子而保護(hù)了船體。選項C，鋼鐵吸氧腐蝕時，O2在正極獲得電子。選項D，Cl的失電子能力大于OH，電解飽和食鹽水時，Cl在陽極失去電子變?yōu)镃l2?！敬鸢浮緼7氮化鋁(AlN)具有耐高溫、抗沖擊、導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域。在一定條件下，氮化鋁可通過如下反應(yīng)合成：Al2O3N23C2AlN3CO下列敘述正確的是()A在氮化鋁的合成反應(yīng)中，N2是還原劑，Al2O3是氧化劑B上述反應(yīng)中每生成2 mol AlN，N2得到3 mol電子C氮化鋁中氮元素的化合價為3D氮化鋁晶體屬于分子晶體【解析】N2中氮元素的化合價為0，AlN中氮元素的化合價為3。在化學(xué)反應(yīng)中，每1 mol N原子得3 mol電子。分子晶體的組成微粒之間以分子間作用力相結(jié)合，分子間作用力很微弱，故分子晶體不耐高溫，抗沖擊力很弱，不導(dǎo)電，AlN具有耐高溫、抗沖擊、導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性質(zhì)，所以AlN晶體不是分子晶體?！敬鸢浮緾8在氧氣中灼燒0.44 g硫和鐵組成的化合物，使其中的硫全部轉(zhuǎn)變?yōu)镾O2，把這些SO2全氧化并轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩幔@些硫酸可用20 mL 0.5 molL1的NaOH溶液完全中和，則原化合物中的硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為()A18% B46% C53% D36%【解析】由硫元素守恒知：n(S元素)n(SO2)n(H2SO4)n(NaOH)0.005 mol，則原化合物中w(S)100%36%。【答案】D9鉛的冶煉大致過程如下：富集：將方鉛礦(PbS)進(jìn)行浮選；焙燒：2PbS3O22PbO2SO2；制粗鉛：PbOCPbCOPbOCOPbCO2。下列說法中正確的是()A浮選法富集方鉛礦的過程屬于化學(xué)變化B方鉛礦焙燒反應(yīng)中，PbS是還原劑，還原產(chǎn)物只有PbOC整個冶煉過程中，制取1 mol Pb共轉(zhuǎn)移2 mol電子D將1 mol PbS冶煉成Pb理論上至少需要6 g碳【解析】富集為物理過程，A錯。，可看出PbO和SO2均為還原產(chǎn)物，B錯。由題給方程式得關(guān)系式：2PbS2PbO2PbC制取1 mol Pb共轉(zhuǎn)移8 mol e，C項錯?！敬鸢浮緿10pHa的某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時間后，溶液的pH>a，則該電解質(zhì)可能是()ANaOH BH2SO4CAgNO3 DNa2SO4【解析】用惰性電極電解電解質(zhì)溶液，A、B、D都是電解水。電解后溶液的濃度變大，A中pH增大，B中pH減小，D中pH不變，C中電解生成HNO3，pH減小?！敬鸢浮緼11以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是()A未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程B因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系C電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率D鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護(hù)作用【解析】本題考查電鍍，意在考查考生對電鍍原理的理解和應(yīng)用能力。未通電前，題述裝置不能構(gòu)成原電池，A項錯誤。鋅的析出量與通過的電量成正比，B項錯誤；電鍍時電解反應(yīng)速率只與電流大小有關(guān)，與溫度無關(guān)，C項正確；鍍鋅層破損后，會形成鐵鋅原電池，鐵作正極，得到保護(hù)，D項錯誤。【答案】C12電解硫酸銅溶液要達(dá)到如下三個要求：陽極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加，電解過程中Cu2濃度不變。則可選用的電極是()A石墨作陽極，鐵作陰極B粗銅(含F(xiàn)e、Ni、Zn)作陽極，純銅作陰極C純銅作陽極，鐵作陰極D鐵作陽極，純銅作陰極【解析】本題中所述的電解過程實際就是電鍍過程：陽極質(zhì)量減少，必須用活潑金屬作陽極，則A選項不符合題意；由于Cu2的放電能力比H的大，陰極質(zhì)量增加，但是要使Cu2濃度不變，則陽極必須用純銅。【答案】C二、非選擇題(包括4小題，共40分)13(10分)鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品。請回答：(1)工業(yè)上冶煉鋁的化學(xué)方程式是_。(2)鋁與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的離子方程式是_。(3)工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)，其工作原理如圖所示。該電解槽的陽極反應(yīng)式是_。通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因_。除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出口_(填“A”或“B”)導(dǎo)出?！窘馕觥?1)金屬鋁的冶煉是電解熔融Al2O3。(2)鋁與強(qiáng)堿反應(yīng)放出氫氣生成鹽。(3)結(jié)合題中給出的信息提示進(jìn)行解題。溶液中存在陰離子為OH和含氧酸根，應(yīng)是OH先放電。溶液中存在的陽離子為K和H，應(yīng)是H先放電。在陰極由于H放電，H不斷減少，水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動，OH濃度增大，pH增大。K可通過陽離子交換膜流向B口，B口的OH不斷增多，但無法通過陽離子交換膜，故氫氧化鉀溶液從B口導(dǎo)出?！敬鸢浮?1)2Al2O34Al3O2(2)2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2(3)4OH4e=2H2OO2H放電，促進(jìn)水的電離，OH濃度增大B14(10分)冶煉金屬一般有下列四種方法：焦炭法；水煤氣(或氫氣或一氧化碳)法；活潑金屬置換法；電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。(1)請對下表中的金屬冶煉方法進(jìn)行分析，從上述四種方法中選擇相應(yīng)的序號填入表中空格：火燒孔雀石煉銅所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式(寫主要的兩個)：_、_。(2)請再舉出使用上述方法冶煉金屬的例子各一個(用化學(xué)方程式表示)：_；_；_；_?！窘馕觥炕馃兹甘療掋~和鋁熱法煉鉻都屬于熱還原法。濕法煉銅和鋁熱法煉鉻都屬于活潑金屬置換法。從光鹵石中煉鎂屬于電解法。【答案】(1)Cu2(OH)2CO32CuOCO2H2OC2CuO2CuCO2(2)2Fe2O33C4Fe3CO23H2WO3W3H2O4Al3MnO23Mn2Al2O32NaCl2NaCl2(以上反應(yīng)其他合理答案也可)15(10分)工業(yè)上生產(chǎn)硫酸常以黃鐵礦為原料，采用下列工藝流程來生產(chǎn)。請回答下列問題：(1)設(shè)備甲、丙的名稱分別是_、_。(2)經(jīng)設(shè)備甲制得的爐氣還要經(jīng)設(shè)備乙進(jìn)行精制再進(jìn)入設(shè)備丙催化氧化。若不經(jīng)過精制爐氣直接進(jìn)入丙設(shè)備，對SO2的催化氧化造成的影響是_。(3)在丁設(shè)備中采用98.3%的濃硫酸來吸收SO3制取硫酸，而不使用水作吸收劑的原因是_。(4)下表是溫度、壓強(qiáng)對SO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響壓強(qiáng)/MPa轉(zhuǎn)化率/%溫度/ 0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4由表中數(shù)據(jù)可知對SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)可使轉(zhuǎn)化率_，而在工業(yè)實際生產(chǎn)中通常采用440 、常壓條件下進(jìn)行操作，其原因是_。【解析】(1)工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的過程共分三個階段，涉及三個設(shè)備，即沸騰爐、接觸室與吸收塔，由流程圖中設(shè)備可知設(shè)備甲、丙的名稱分別是沸騰爐、接觸室。(2)煅燒黃鐵礦得到SO2氣體中含有雜質(zhì)，若不除去會引起催化劑中毒而失去活性，故煅燒制得的SO2在進(jìn)入接觸室前要凈化除雜。(3)因SO3極易溶于水且放出大量的熱，故直接利用水吸收SO3容易形成酸霧，不利于SO3的吸收。(4)由表中數(shù)據(jù)知，加壓，SO2轉(zhuǎn)化率增大，但常壓下轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，再增大壓強(qiáng)，SO2的轉(zhuǎn)化率提高不多，而壓強(qiáng)升高對反應(yīng)設(shè)備要求卻隨之增高，能耗也增大，故采用常壓；在440 時催化劑催化效率最高，反應(yīng)速率快，故工業(yè)上生產(chǎn)硫酸通常采用440 、常壓條件下進(jìn)行操作?！敬鸢浮?1)沸騰爐接觸室(2)使催化劑中毒而失去活性(或催化劑催化效率降低)(3)使用水作吸收劑吸收SO3容易形成酸霧，會降低SO3的吸收率(4)增大選用440 時催化劑催化效率最高，反應(yīng)速率快；常壓下SO2的轉(zhuǎn)化率已很大，再增大壓強(qiáng)，SO2的轉(zhuǎn)化率提高不多，而壓強(qiáng)升高對反應(yīng)設(shè)備要求卻隨之增高，能耗也增大16(10分)黃銅礦(CuFeS2)是制取銅及其化合物的主要原料之一，還可制備硫及鐵的化合物。(1)冶煉銅的反應(yīng)為8CuFeS221O28Cu4FeO2Fe2O316SO2，若CuFeS2中Fe的化合價為2，反應(yīng)中被還原的元素是_(填元素符號)。(2)上述冶煉過程產(chǎn)生大量SO2。下列處理方案中合理的是_(填代號)。a高空排放b用于制備硫酸c用純堿溶液吸收制Na2SO3d用濃硫酸吸收(3)過二硫酸鉀(K2S2O8)具有強(qiáng)氧化性，可將I氧化為I2：S2O2I=2SOI2，通過改變反應(yīng)途徑，F(xiàn)e3、Fe2均可催化上述反應(yīng)。試用離子方程式表示Fe3對上述反應(yīng)催化的過程。_、_。(4)利用黃銅礦冶煉銅產(chǎn)生的爐渣(含F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制備Fe2O3。方法為：用稀鹽酸浸取爐渣，過濾。濾液先氧化，再加入過量NaOH溶液，過濾，將沉淀洗滌、干燥、煅燒得Fe2O3。據(jù)以上信息回答下列問題：a除去 Al3的離子方程式是_。b選用提供的試劑，設(shè)計實驗驗證爐渣中含有FeO。提供的試劑：稀鹽酸，稀硫酸，KSCN溶液，KMnO4溶液，NaOH溶液，碘水。所選試劑為_。證明爐渣中含有FeO的實驗現(xiàn)象為_?！窘馕觥?2)SO2是污染物，不能高空排放，a錯。SO2不溶于濃硫酸，無法用濃硫酸吸收，d錯。SO2既可回收用于制H2SO4，也可用Na2CO3溶液吸收生成Na2SO3，b、c方案均合理。(3)Fe3具有氧化性，可以氧化I，2Fe32I=2Fe2I2，F(xiàn)e2又被S2O氧化，S2O2Fe2=2SO2Fe3。(4)b.爐渣中只有FeO具有還原性，能使KMnO4溶液退色，故可選擇稀硫酸浸取爐渣，再加KMnO4溶液看是否退色。注意不能選鹽酸，因為它能還原KMnO4?！敬鸢浮?1)Cu、O(2)bc(3)2Fe32I=2Fe2I2S2O2Fe2=2SO2Fe3(4)a.Al34OH=Al(OH)4b稀硫酸、KMnO4溶液稀硫酸浸取爐渣所得溶液使KMnO4溶液退色