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2019-2020年高考化學(xué) 第二部分專題18 化學(xué)與技術(shù) 1. 北京奧運會主體育場——“鳥巢”，被《泰晤士報》評為全球“最強悍”工程?！傍B巢”運用了高強度、高性能的釩氮合金高新鋼和884塊ETFE膜，并采用新一代的氮化鎵銦高亮度LED材料。有關(guān)說法正確的是 A．合金的熔點通常比組分金屬高，硬度比組分金屬小B．已知Ga處于ⅢA族，可推知氮化鎵化學(xué)式為GaNC．用金屬鋁與V2O5反應(yīng)冶煉釩，V2O5作還原劑D．ETFE膜（ ）是由一種單體加聚而成的【答案】B 【解析】合金的熔點比各組分高，而硬度比各組份要大，A項錯； Ga為IIIA，即最高正價為+3價，而N為-3價，根據(jù)化合價代數(shù)和為零的原則寫出氮化鎵化學(xué)式為GaN，B項正確；C項為鋁熱反應(yīng)，Al作還原劑，故錯；ETFE膜是由乙烯和四氟乙烯加聚而成，D項錯。 2. 海洋中有豐富的食品、礦產(chǎn)，能源、藥物和水產(chǎn)資源等(如下圖所示)， 下列有關(guān)說法正確的是 A．大量的氰、磷廢水排入海洋，易引發(fā)赤潮 B．工段②中結(jié)晶出的MgCl26H2O可在空氣中受熱分解制無水MgCl2 C．在工段③④⑤中溴元素均被氧化 D．工段①中除去粗鹽中的SO42-、Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)，加入的藥品順序為：Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸 【答案】A 【解析】本題考查海水的利用。結(jié)晶出的MgCl26H2O需要在HCl氣氛中制無水MgCl2，B選項錯誤；反應(yīng)④為：Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，溴元素被還原，C選項錯誤；粗鹽提純的順序中藥注意兩點，一是Na2CO3溶液在BaCl2溶液后面加入，二是鹽酸最后加入，D選項錯誤。 下列說法正確的是( ) A．圖Ⅰ可用于合成氨中的N2、H2的循環(huán) B．圖Ⅰ可用于氨堿法制純堿中CO2的循環(huán) C．圖Ⅱ可用于電解飽和食鹽水中NaCl的循環(huán) D．圖Ⅲ可用于氨氧化法制硝酸中NO的循環(huán) 【答案】A 【解析】合成氨反應(yīng)為可逆反應(yīng)，N2與H2不可能完全反應(yīng)，將生成的NH3分離出來后，N2與H2可以循環(huán)使用，A項正確。 5. 天然海水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl－、SO42－、Br－、CO32－、HCO3－等離子?；鹆Πl(fā)電燃煤排放的含SO2的煙氣可利用海水脫硫，其工藝流程如下圖所示： 含硫煙氣 氧化 反應(yīng)、稀釋 天然海水 凈化后煙氣 氧氣 天然海水 吸收塔 排放 下列說法錯誤的是 A．天然海水pH≈8的原因是由于海水中的CO32－、HCO3－水解 B．“氧化”是利用氧氣將H2SO3、HSO3－、SO32－等氧化生成SO42－ C．“反應(yīng)、稀釋”時加天然海水的目的是中和、稀釋經(jīng)氧化后海水中生成的酸 D．“排放”出來的海水中SO42－的物質(zhì)的量濃度與進(jìn)入吸收塔的天然海水相同 【答案】D 【解析】本題考查海水脫硫工藝流程的相關(guān)分析。由題中所給的天然海水的離子及結(jié)合流程圖可分析知，氧化的環(huán)節(jié)是指將煙氣中硫元素，氧化成SO42 －，故最終出來的海水中的SO42 －含量比進(jìn)入起始進(jìn)入吸收塔的要高，D項錯。 6. 自來水加工處理流程如下，下列有關(guān)說法不正確的是( A ) A.若用FeSO4作混凝劑，最終鐵將以Fe(OH)2形式進(jìn)入反應(yīng)沉淀池 B.投藥時常加入適量的石灰，是為了除去水中Mg2+、HCO3－等 C.自來水生產(chǎn)中，前加氯起消毒殺菌作用，后加氯是保持水中有效氯的含量，防止自來水二次污染 D.用ClO2消毒自來水，消毒效率是同質(zhì)量氯氣的2.63倍 【答案】A 【解析】從流程圖知，加氯可以將Fe2＋氧化為Fe3＋，然后水解生成Fe(OH)3膠體，而作為混凝劑，所以最終鐵以Fe(OH)3形式存在。 7. 豎爐冶鐵工藝流程如圖，使天然氣產(chǎn)生部分氧化，并在特殊的燃燒器中使氧氣和天然氣燃燒CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)，催化反應(yīng)室發(fā)生的反應(yīng)為：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ?H1=+216kJ/mol；CH4(g)+ CO2(g)2CO(g) + 2H2(g) ?H2=+260kJ/mol（不考慮其他平衡的存在），下列說法正確的是 A．增大催化反應(yīng)室的壓強，甲烷的轉(zhuǎn)化率增大 B．催化室需維持在550～750℃，目的僅是提高CH4轉(zhuǎn)化的速率 C．設(shè)置燃燒室的主要目的是產(chǎn)生CO2和水蒸氣作原料氣與甲烷反應(yīng) D．若催化反應(yīng)室中，達(dá)到平衡時，容器中n(CH4)=amol,n(CO)=bmol，n(H2)=cmol,則通入催化反應(yīng)室的CH4的物質(zhì)的量為a+(b+c)/4 【答案】D 【解析】本題考查化學(xué)平衡。從題意可知，催化反應(yīng)室發(fā)生兩個可逆反應(yīng)，增大壓強，平衡逆向移動，甲烷的轉(zhuǎn)化率減小，A選項錯；溫度的要求還要考慮催化劑的活性，B選項錯誤；設(shè)置燃燒室的目的除了提供原料氣之外，還提供了能量，C選項錯誤； CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) CH4(g)+ CO2(g)2CO(g) + 2H2(g) 起始： m 0 0 n 0 0 轉(zhuǎn)化： x x x 3x y y 2y 2y 平衡： m-x x 3x n-y 2y 2y 有x+2y=b，3x+2y=c 得出x+y=(b+c)/4，而平衡時n(CH4)=m-x+n-y=amol，則通入催化反應(yīng)室的CH4的物質(zhì)的量為m+n=a+x+y=a+(b+c)/4mol，D選項正確。 二．非選擇題(共58分) 8. 高鐵酸鈉(Na2FeO4）是一種新型飲用水消毒劑。某研究小組設(shè)計了用工業(yè)廢鐵屑（含銅、碳、硅等）制取高鐵酸鈉的工藝流程，其中X、Y、Z是含鐵化合物。 （1）廢鐵屑中加入碳酸鈉熱溶液的目的是_________________。 （2）試寫出上述過程中X轉(zhuǎn)化為Y的離子方程式_______________。 （3）寫出Cl2將Z氧化為Na2FeO4的化學(xué)方程式_______________________。 （4）高鐵酸鈉消毒后的還原產(chǎn)物具有凈水作用，解釋凈水原理______________。 （5）高鐵酸鈉還可以用電解法：Fe+2NaOH+2H2O=Na2FeO4+2H2↑,寫出電解時陽極的電極反應(yīng)式_____________。 9. 廣東省海水資源豐富，海水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-、CO32- 、HCO3- 等離子。合理利用水資源是持續(xù)發(fā)展的重要保證。 Ⅰ：火力發(fā)電是廣東的重要能源，但是燒煤排放的SO2會造成一系列環(huán)境問題。利用海水脫硫是一種有效地方法。其工藝流程如下圖所示： （1）天然海水pH≈8，弱堿性。用離子方程式解釋原因是_________(任寫一個)。 （2）天然海水吸收含硫煙氣后，用氧氣進(jìn)行氧化處理，其原理化學(xué)反應(yīng)方程式是______;氧化后的海水需要用大量的天然海水與之混合后才能排放，該操作的主要目的是________。 Ⅱ：重金屬離子對河流海洋造成嚴(yán)重污染。某化工廢水（pH=2.0,d=1g.mL-1）中含有Ag+、Pb2+等重金屬離子，其濃度約為0.01mol.L-1，排放前擬用沉淀法除去這兩種離子，查找有關(guān)數(shù)據(jù)如下： 難溶電解質(zhì) AgI AgOH Ag2S PbI2 Pb(OH)2 PbS Ksp 8.310-12 5.610-8 6.310-50 7.110-9 1.210-15 3.410-28 （3）你認(rèn)為往廢水中加入_________(填字母序號)，沉淀效果最好。 A. NaOH B.Na2S C.KI D.Ca(OH)2 （4）如果用生石灰處理上述廢水。使溶液的pH=8，處理后廢水中c(Pb2+)=______。 （5）如果用食鹽處理只含Ag+的廢水，測得處理后的廢水中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.117%，若環(huán)境要求排放標(biāo)準(zhǔn)為c(Ag+)低于10-8mol.L-1鹽問該工廠處理后的廢水中Ag+是否符合排放標(biāo)準(zhǔn)？要求寫出計算過程。已知Ksp(AgCl)=1.810-1 10.隨著能源問題的進(jìn)一步突出，利用熱化學(xué)循環(huán)制氫的研究受到許多發(fā)達(dá)國家的青睞。最近的研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合氧化物鐵酸錳也可以用于熱化學(xué)循環(huán)分解水制氫，的制備流程如下： (1)投入原料取和的物質(zhì)的量之比應(yīng)為 ： (2)步驟二中“連續(xù)攪拌"的目的是 ： (3)利用化學(xué)循環(huán)制氫的反應(yīng)可表示為： 請分析上述兩個反應(yīng)并回答下列問題： ①從理論上講，該循環(huán)中， 能制 mol ②若中，則中占全部鐵元素的百分率為 ； ③針對熱化學(xué)循環(huán)制氫過程存在的不足，你認(rèn)為熱化學(xué)循環(huán)制氫還需要解決的化學(xué)問題是 。 11. 氯化亞銅(CuCl)是白色粉末，不溶于水、乙醇，熔點422 ℃，沸點1366 ℃，在空氣中迅速被氧化成綠色，常用作有機合成工業(yè)中的催化劑。以粗鹽水(含Ca2＋、Mg2＋、SO2－4等雜質(zhì))。Cu、稀硫酸，SO2等為原料合成CuCl的工藝如下： (1)反應(yīng)I中加Na2CO3溶液的作用是 。 (2)反應(yīng)II在電解條件下進(jìn)行，電解時陽極發(fā)生的電極反應(yīng)可表示為 。 (3)寫出反應(yīng)VI的化學(xué)方程式 。 (4)反應(yīng)IV加入的Cu必須過量，其目的是 。 (5)反應(yīng)VI后，過濾得到CuCl沉淀，用無水乙醇洗滌沉淀，在真空干燥機內(nèi)于70 ℃干燥2小時，冷卻，密封包裝即得產(chǎn)品。于70 ℃真空干燥的目的是 。 【答案】 (1)除去Ca2＋和過量的Ba2＋ (2)2Cl—2e－ = Cl2↑ (3)2CuSO4＋2NaCl＋SO2＋2H2O = 2CuCl↓＋2NaHSO4＋H2SO4 或2CuSO4＋2NaCl＋SO2＋2H2O = 2CuCl↓＋Na2SO4＋2H2SO4 (4)防止生成CuCl2 (5)加快乙醇和水的蒸發(fā)，防止CuCl被空氣氧化 【解析】（1）加入Na2CO3溶液的作用時除去粗鹽中的Ca2＋和過量的Ba2＋；（2）電解飽和食鹽水中，陽極是陰離子放電；（3）從流程看出，Cu、O2、稀H2SO4的產(chǎn)物是CuSO4，則反應(yīng)物有CuSO4、SO2、NaCl，產(chǎn)物中有CuCl，方程式為2CuSO4＋2NaCl＋SO2＋2H2O = 2CuCl↓＋2NaHSO4＋H2SO4或2CuSO4＋2NaCl＋SO2＋2H2O = 2CuCl↓＋Na2SO4＋2H2SO4；（4）銅若少量，則銅直接與Cl2反應(yīng)生成CuCl2；（5）真空干燥的目的是防止CuCl被空氣氧化，70 ℃的目的為加快乙醇和水的蒸發(fā)。