2019年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 13.3 化學(xué)與材料的發(fā)展實(shí)效精練(含解析) 新人教版選修3.doc
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2019年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 13.3 化學(xué)與材料的發(fā)展實(shí)效精練(含解析) 新人教版選修31材料是人類生存和社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ),不同的材料功能各不相同。以下都是有關(guān)材料的內(nèi)容,試根據(jù)所給內(nèi)容回答問題。(1)氫能是未來能源最佳選擇之一,氫能的利用涉及氫的儲(chǔ)存、輸送和使用。貯氫合金是解決氫的儲(chǔ)存等問題的重要材料。貯氫合金中最具代表性的是鑭鎳合金(LaNi5),已知:LaNi5(s)3H2(g)=LaNi5H6(g)H31.77 kJ/mol鑭鎳合金的熔點(diǎn)比鑭、鎳的熔點(diǎn)_(填“高”、“低”或“介于兩者之間”),根據(jù)反應(yīng)原理,形成LaNi5H6的化學(xué)反應(yīng)條件是_。最近有人提出可以研制出一種性能優(yōu)越的催化劑,可以大大提高貯氫合金的貯氫能力,你認(rèn)為該講法可信嗎?_(填“可信”或“不可信”),其理由是_。(2)無機(jī)非金屬材料是日常生活中不可缺少的物質(zhì),它們往往具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕的特點(diǎn)。Si3N4就是一種重要的精細(xì)陶瓷,合成氮化硅的方法之一為3SiO26C2N2Si3N46COSi3N4屬于_晶體,在上述反應(yīng)中氧化劑為_。(3)有機(jī)高分子材料形式多樣,ABS樹脂廣泛用于制造電訊器材、汽車、飛機(jī)零部件和各種儀器的外殼,它的結(jié)構(gòu)可以表示為試寫出對(duì)應(yīng)單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH2=CHCN、_、_。(4)高分子吸水樹脂可以由聚乙烯醇()。和聚丙烯酸鹽()交聯(lián)得到,從結(jié)構(gòu)上看該高分子吸水材料具有吸水性,原因?yàn)樗鼈兌季哂衉基團(tuán)。解析:(1)合金的熔點(diǎn)比各單一組分的熔點(diǎn)低;根據(jù)反應(yīng)方程式可知生成貯氫合金的反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng),加大壓強(qiáng)、降低溫度有利于合金的生成;但催化劑只能改變反應(yīng)速率,不能改變平衡,更不能提高合金的貯氫能力。(2)由反應(yīng)方程式可知N元素化合價(jià)降低,C元素化合價(jià)升高,故N2為氧化劑,Si3N4強(qiáng)度高、耐高溫,應(yīng)屬于原子晶體。(3)由高聚物的鏈節(jié)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析可知應(yīng)由三種單體聚合生成,單體有。(4)由結(jié)構(gòu)分析知該吸水材料的分子中有OH和COO,都屬于親水基團(tuán)。答案:(1)低低溫、高壓不可信該反應(yīng)是可逆反應(yīng),使用催化劑只能改變反應(yīng)速率,不能使平衡移動(dòng),更不可能大大提高貯氫合金的貯氫能力(2)原子N2(3)CH2=CHCH=CH2(4)親水2xx東北四市聯(lián)考材料科學(xué)是人類社會(huì)發(fā)展的基石,材料科學(xué)的發(fā)展為信息技術(shù)的快速發(fā)展插上了翅膀。(1)光纜通訊的基礎(chǔ)是光導(dǎo)纖維,這種纖維能同時(shí)傳輸大量的信息。制造這種纖維的主要原材料是_(寫化學(xué)式),它屬于_材料(填“金屬”“非金屬”或“有機(jī)”)。(2)大規(guī)模集成電路、整流器等促進(jìn)了信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,該產(chǎn)業(yè)需要的材料是_(填“二氧化硅”“晶體硅”或“無定形硅”)。(3)工業(yè)上生產(chǎn)高純硅的方法是:SiO2SiSiHCl3(沸點(diǎn):31.5 )Si上述第一步操作中就已經(jīng)制得了單質(zhì)硅,但還需要進(jìn)行后面兩步操作,其原因是_。分離碳、硅、SiHCl3混合物的方法是_。(4)工業(yè)生產(chǎn)中也可以用金屬硅化物(如Mg2Si)與鹽酸作用制得硅烷(SiH4,沸點(diǎn):111.9 ),再通過熱分解硅烷可得高純硅。寫出用這種方法生產(chǎn)高純硅的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式:_;_。解析:(1)光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅,屬于無機(jī)非金屬材料。(2)集成電路、整流器采用的是晶體硅。(3)用碳還原SiO2得到的硅為粗硅,其中含有大量雜質(zhì),需要進(jìn)一步純化,方法就是先制得沸點(diǎn)低的SiHCl3,然后加熱蒸發(fā)獲得高純度的SiHCl3,最后再用氫氣還原得到純度高的單質(zhì)硅。(4)Mg2Si與鹽酸反應(yīng)生成SiH4和氯化鎂,硅烷以氣體的形式脫離反應(yīng)體系,然后加熱分解硅烷獲得高純硅。答案:(1)SiO2非金屬(2)晶體硅(3)由C還原SiO2得到的單質(zhì)硅中,雜質(zhì)含量過高,后面兩步操作是為了提純硅加熱蒸發(fā)(4)Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4SiH4Si2H23由黃銅礦(主要成分是CuFeS2)煉制精銅的工藝流程示意圖如下: (1)在反射爐中,把銅精礦砂和石英砂混合加熱到1 000 左右,黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu和Fe的低價(jià)硫化物,且部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物。該過程中兩個(gè)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_、_,反射爐內(nèi)生成爐渣的主要成分是_。(2)冰銅(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量為20%50%。轉(zhuǎn)爐中,將冰銅加熔劑(石英砂)在1 200 左右吹入空氣進(jìn)行吹煉。冰銅中的Cu2S被氧化為Cu2O,生成的Cu2O與Cu2S反應(yīng),生成含Cu量約為98.5%的粗銅,該過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_、_。(3)粗銅的電解精煉如圖所示。在粗銅的電解過程中,粗銅板應(yīng)是圖中電極_(填圖中的字母);在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_;若粗銅中還含有Au、Ag、Fe,它們?cè)陔娊獠壑械拇嬖谛问胶臀恢脼開。解析:(1)CuFeS2與O2反應(yīng)時(shí),生成的Cu和Fe的低價(jià)硫化物分別是Cu2S、FeS,生成物中肯定含有SO2,用觀察法即可配平該方程式;FeS與O2反應(yīng),生成FeO和SO2,用觀察法也可快速配平;反射爐內(nèi)發(fā)生反應(yīng):FeOSiO2FeSiO3,所以爐渣的主要成分是FeSiO3。(2)Cu2S與O2反應(yīng)生成Cu2O,另一種生成物肯定是SO2,運(yùn)用觀察法可快速配平;Cu2O與Cu2S的反應(yīng)經(jīng)觀察也可快速配平。(3)電解精煉銅時(shí),粗銅作陽極,即粗銅應(yīng)為電極c;電極d是電解池的陰極,發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu22e=Cu;電解時(shí),比銅活潑的金屬,例如鐵,優(yōu)先放電生成Fe2進(jìn)入電解液中,而比銅不活潑的金屬會(huì)以陽極泥的形式沉積于陽極下方。答案:(1)2CuFeS2O2Cu2S2FeSSO22FeS3O22FeO2SO2FeSiO3(2)2Cu2S3O22Cu2O2SO22Cu2OCu2S6CuSO2(3)cCu22e=CuAu、Ag以單質(zhì)的形式沉積在c(陽極)下方,F(xiàn)e以Fe2的形式進(jìn)入電解液中4xx新課標(biāo)卷鋅錳電池(俗稱干電池)在生活中的用量很大。兩種鋅錳電池的構(gòu)造如圖(a)所示。普通鋅錳電池 堿性鋅錳電池圖(a)兩種干電池的構(gòu)造示意圖回答下列問題:(1)普通鋅錳電池放電時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnOOH該電池中,負(fù)極材料主要是_,電解質(zhì)的主要成分是_,正極發(fā)生的主要反應(yīng)是_。與普通鋅錳電池相比,堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)及其理由是_。(2)圖(b)表示回收利用廢舊普通鋅錳電池的一種工藝(不考慮廢舊電池中實(shí)際存在的少量其他金屬)。圖(b)一種回收利用廢舊普通鋅錳電池的工藝圖(b)中產(chǎn)物的化學(xué)式分別為A_,B_。操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4。操作b中,綠色的K2MnO4溶液反應(yīng)后生成紫色溶液和一種黑褐色固體,該反應(yīng)的離子方程式為_。采用惰性電極電解K2MnO4溶液也能得到化合物D,則陰極處得到的主要物質(zhì)是_(填化學(xué)式)。解析:(1)由普通鋅錳電池放電時(shí)的總反應(yīng)可知,Zn作負(fù)極,正極上發(fā)生還原反應(yīng):MnO2NHe=MnOOHNH3。正極上還可發(fā)生副反應(yīng):2NH2e=2NH3H2。堿性鋅錳電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄漏,因?yàn)橄牡呢?fù)極改裝在電池的內(nèi)部;堿性鋅錳電池使用壽命較長(zhǎng),因?yàn)榻饘俨牧显趬A性電解質(zhì)中比在酸性電解質(zhì)中的穩(wěn)定性提高。(2)分析工藝流程圖可知,化合物A為ZnCl2,化合物B為NH4Cl,化合物C為KCl,化合物D為KMnO4。“黑色固體混合物”中含有Zn(NH3)2Cl2、NH4Cl、MnOOH及MnO2等,操作a是將MnO2氧化為K2MnO4,操作b是K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)生成KMnO4和MnO2。用惰性電極電解K2MnO4溶液時(shí),陰極是H放電,產(chǎn)生H2。答案:(1)ZnNH4ClMnO2NHe=MnOOHNH3堿性電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄漏,因?yàn)橄牡呢?fù)極改裝在電池的內(nèi)部;堿性電池使用壽命較長(zhǎng),因?yàn)榻饘俨牧显趬A性電解質(zhì)中比在酸性電解質(zhì)中的穩(wěn)定性提高(2)ZnCl2NH4Cl3MnO2CO2=2MnO4MnO22COH25xx浙江卷利用廢舊鍍鋅鐵皮可制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產(chǎn)物ZnO。制備流程圖如下:已知:Zn及其化合物的性質(zhì)與Al及其化合物的性質(zhì)相似。請(qǐng)回答下列問題:(1)用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮的作用有_。A去除油污B溶解鍍鋅層C去除鐵銹 D鈍化(2)調(diào)節(jié)溶液A的pH可產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀,為制得ZnO,后續(xù)操作步驟是_。(3)由溶液B制得Fe3O4膠體粒子的過程中,須持續(xù)通入N2,其原因是_。(4)Fe3O4膠體粒子能否用減壓過濾法實(shí)現(xiàn)固液分離?_(填“能”或“不能”),理由是_。(5)用重鉻酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測(cè)定產(chǎn)物Fe3O4中的二價(jià)鐵含量。若需配制濃度為0.010 00 molL1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液250 mL,應(yīng)準(zhǔn)確稱取_g K2Cr2O7(保留4位有效數(shù)字,已知MK2Cr2O7294.0 gmol1)。配制該標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),下列儀器中不必要用到的有_(用編號(hào)表示)。電子天平燒杯量筒玻璃棒容量瓶膠頭滴管移液管(6)滴定操作中,如果滴定前裝有K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡,而滴定結(jié)束后氣泡消失,則測(cè)定結(jié)果將_(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。解析:(1)結(jié)合已知信息可知,用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮,既可以去除鐵皮表面的油污,又可以溶解鍍鋅層。(2)由Zn(OH)2到ZnO,后續(xù)的操作步驟是抽濾、洗滌、灼燒。(3)持續(xù)通入N2,是為了防止Fe2被O2氧化。(4)抽濾不宜用于過濾膠狀沉淀或顆粒太小的沉淀。(5)0.735 0 g的K2Cr2O7固體需要用電子天平稱量,直接配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時(shí),不必要用到移液管和量筒。(6)滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后消失,說明消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積讀數(shù)偏大,故測(cè)定結(jié)果偏大。答案:(1)A、B(2)抽濾、洗滌、灼燒(3)N2氣氛下,防止Fe2被氧化(4)不能膠體粒子太小,抽濾時(shí)容易透過濾紙(5)0.735 0(6)偏大6生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥的原料主要有石灰質(zhì)原料如石灰石(含硫)和黏土質(zhì)原料,還有少量輔助原料(如鐵礦石)。其主要生產(chǎn)工藝如圖所示。請(qǐng)回答下列問題:(1)普通硅酸鹽水泥熟料的主要成分有硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和_(填名稱)。(2)步驟除了產(chǎn)生粉塵外,還可能產(chǎn)生_(至少填兩種)等污染性廢氣。(3)預(yù)熱器利用回轉(zhuǎn)窯等裝置排出廢氣的余熱加熱生料并使部分碳酸鹽分解。這樣做的好處是_。(4)鋁率表示熟料中氧化鋁與氯化鐵的質(zhì)量比。已知某熟料中Al2O3和Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4.28%和4.53%,則該熟料的鋁率為_(計(jì)算保留兩位小數(shù))。(5)熟料還需加入適量石膏(CaSO42H2O)。180 mg某石膏樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如圖所示。樣品在熱天平中受熱脫水時(shí),往往要適速通入適量惰性氣體,這樣做的目的是_。加熱到1 400 時(shí)生成的氣體能使品紅溶液褪色。該溫度下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。解析:(1)普通硅酸鹽水泥的成分除硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣外,還有鐵鋁酸鈣。(2)生料與煤在水泥回轉(zhuǎn)窯中加熱到1 450 時(shí)發(fā)生反應(yīng)能生成污染性氣體CO,煤燃料還可產(chǎn)生污染性氣體SO2。(3)利用回轉(zhuǎn)窯排出廢氣的余熱來加熱生料,使能源得到充分的利用。(4)鋁率0.94(5)利用惰性氣體排出加熱產(chǎn)生的水蒸氣,防止水蒸氣對(duì)測(cè)定產(chǎn)生誤差。氣體能使品紅溶液褪色,則該氣體為SO2。從曲線圖可以看出:200 1 400 的范圍內(nèi)為CaSO4。1 400 時(shí),CaSO4(1103 mol,140 mg)生成56 mg的固體物質(zhì),該固體物質(zhì)中一定含有Ca,故為CaO。則反應(yīng)方程式為2CaSO42CaO2SO2O2答案:(1)鐵鋁酸鈣(或鐵鋁酸四鈣)(2)二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物(寫化學(xué)式也可)(3)提高氣固間的換熱效率,實(shí)現(xiàn)整個(gè)煅燒系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗(4)0.94(5)防止水蒸氣對(duì)測(cè)定產(chǎn)生誤差2CaSO42CaO2SO2O2創(chuàng)新試題教師備選教學(xué)積累資源共享本題可作為備用例題電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法:保持污水的pH在5.06.0之間,通過電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉積下來,具有凈化水的作用。陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層,刮去(或撇掉)浮渣層,即起到了浮選凈化的作用。某科研小組用電浮選凝聚法處理污水,設(shè)計(jì)裝置示意圖如下:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)若污水中離子濃度較小,導(dǎo)電能力較差,產(chǎn)生氣泡速率緩慢,無法使懸浮物形成浮渣。此時(shí),應(yīng)向污水中加入適量的_。aBaSO4bCH3CH2OHcNa2SO4 dNaOH(2)電解池陽極發(fā)生了兩個(gè)電極反應(yīng),其中一個(gè)反應(yīng)生成一種無色氣體,則陽極的電極反應(yīng)式分別是._ _;._ _。(3)電極反應(yīng)和的生成物反應(yīng)得到Fe(OH)3沉淀的離子方程式是_。(4)該燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),CH4為燃料,空氣為氧化劑,稀土金屬材料作電極。為了使該燃料電池長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行,電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定,電池工作時(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)(見上圖)。A物質(zhì)的化學(xué)式是_。解析:(1)為了增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性,因此可選用易溶性強(qiáng)電解質(zhì)溶液,排除a和b。考慮到題中要求電解時(shí)保持污水的pH在5.06.0之間,因此不能添加NaOH。(2)電解時(shí)鐵作陽極,因此主要發(fā)生Fe2e=Fe2,同時(shí)也發(fā)生副反應(yīng),即溶液中的OH失電子被氧化成O2。(3)根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒即可得離子方程式。(4)由于原電池的負(fù)極產(chǎn)物有水生成,所以負(fù)極必有CO參加,同時(shí)根據(jù)碳守恒可知A必為CO2,負(fù)極反應(yīng)式可表示為CH44CO8e=5CO22H2O。答案:(1)c(2)Fe2e=Fe24OH4e=2H2OO2(3)4Fe210H2OO2=4Fe(OH)38H(4)CO2- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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