【新教材】高考化学二轮复习：第十六单元 化学与技术选考 含答案

新教材适用高考化学微专题十六化学与技术(选考)(以电子稿形式赠送)【知识网络】 【能力展示】能力展示1. (2011新课标卷)(1) 普通纸张的成分是纤维素，在早期的纸张生产中，常采用纸表面涂敷明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散。请回答下列问题：人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存。经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是。为防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的离子方程式为 。(2) 为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等，这样操作产生的主要问题是。喷洒Zn(C2H5)2，Zn(C2H5)2可以与水反应生成氧化锌和乙烷，用化学(离子)方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理： 。(3) 现代造纸工艺常用钛白粉(TiO2)替代明矾，钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿主要成分(FeTiO3)为原料按以下过程进行的，请完成下列化学方程式：2. (2012新课标卷)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：(1) 在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1 000 左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是、， 反射炉内生成炉渣的主要成分是。(2) 冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含铜量为20%50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1 200 左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是 、。(3) 粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜是图中电极(填字母)；在电极d上发生的电极反应式为；若粗铜中还有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为。3. (2013新课标卷)草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下：回答下列问题：(1) CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学方程式分别为、。(2) 该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作的滤液是，滤渣是；过滤操作的滤液是和，滤渣是。(3) 工艺流程中和的目的是 。(4) 有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是。(5) 结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250 g溶于水中，用0.050 0 molL-1酸性KMnO4溶液滴定，至粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00 mL，反应的离子方程式为；计算该成品的纯度为。4. (2014新课标卷)磷矿石主要以磷酸钙Ca3(PO4)2H2O和磷灰石Ca5(PO4)3F、Ca5(PO4)3(OH)等形式存在。图1为目前国际上磷矿石利用的大致情况，其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图2是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。图1图2部分物质的相关性质如下：熔点/沸点/备注白磷44280.5PH3-133.8-87.8难溶于水，有还原性SiF4-90-86易水解(1) 世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料，约占磷矿石使用量的%。(2) 以磷灰石为原料，湿法磷酸过程中Ca5(PO4)3F反应的化学方程式为。现有1 t折合含有P2O5约30%的磷灰石，最多可制得85%的商品磷酸t。(3) 如图2所示，热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合，高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是(填化学式)，冷凝塔1的主要沉积物是，冷凝塔2的主要沉积物是。(4) 尾气中主要含有，还含有少量PH3、H2S和HF等，将尾气先通入纯碱溶液，可除去，再通入次氯酸钠溶液，可除去。(填化学式)(5) 相比于湿法磷酸，热法磷酸工艺复杂，能耗高，但优点是。5. (2015新课标卷)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺流程如下：回答下列问题：(1) 步骤中得到的氧化产物是；溶解温度应控制在6070 ，原因是。(2) 写出步骤中主要反应的离子方程式： 。(3) 步骤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是(填名称)。(4) 上述工艺中，步骤不能省略，理由是 。(5) 步骤、都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有(填字母)。A. 分馏塔B. 离心机C. 反应釜D. 框式压滤机(6) 准确称取所制备的氯化亚铜样品m g，将其置于过量的FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用a molL-1K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液b mL，反应中Cr2被还原为Cr3+，样品中CuCl的质量分数为。【考题分析】 年份试题知识点分值2011第36题化学方程式的配平、书写，水解反应15分2012第36题化学方程式、电极反应式的书写，粗铜的电解精炼15分2013第36题化学方程式的书写，物质的循环利用，成品纯度的计算，过滤操作15分2014第36题化学方程式的书写，尾气处理，氧化还原反应，根据原子守恒计算15分2015第36题离子方程式的书写，反应条件控制，滴定反应，质量分数的计算15分【备考策略】从上表可以看出，近5年高考结合科技成果、社会热点、环境问题、新材料、新能源等材料，以非选择题的形式考查化学与技术。在2016年的备考中，注意结合自然资源的综合利用、材料的生产、废物的回收利用和化工生产的实际，对相关物质的性质、基本操作及基本概念、电化学、化学平衡理论等知识进行复习。1. (2014新课标卷)锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造如图1所示。图1两种干电池的构造示意图回答下列问题：(1) 普通锌锰电池放电时发生的主要反应为Zn+2NH4Cl+2MnO2Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH。该电池中，负极材料主要是，电解质的主要成分是，正极发生的主要反应是。与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是。(2) 图2表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属)。图2一种回收利用废旧普通锌锰电池的工艺图2中产物的化学式分别为A，B。操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4。操作b中，绿色的K2MnO4溶液反应后生成紫色溶液和一种黑褐色固体，该反应的离子方程式为。采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D，则阴极处得到的主要物质是(填化学式)。2. (2015开封模拟)锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。某含锌矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分)，以其为原料冶炼锌的工艺流程如下：请回答下列问题：(1) 硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，主要成分发生反应的化学方程式为 。(2) 焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的操作。工业上制备该酸的三个主要阶段分别为、。(3) 浸出液“净化”过程中加入的主要物质为，其作用是等。(4) 电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb-Ag合金惰性电极，锌在极沉积，阳极的电极反应式为。(5) 改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”发生主要反应的离子方程式为 。(6) 我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。明代宋应星著的天工开物中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红冷淀，毁罐取出即倭铅也。”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为。(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌)3. (2015唐山二模)磷单质及其化合物有广泛应用。(1) 磷酸二氢钙，广泛用于动物的饲料添加剂。目前制备的新工艺方法有石灰法：用石灰石中和磷酸，控制终点pH为3.2，即得磷酸二氢钙。请写出该反应的化学方程式：；若有1103 kg石灰石最多能生产kg磷酸二氢钙。(2) 用石英、焦炭与磷灰石主要成分Ca5(PO4)3F在高温下制备黄磷(P4)的化学方程式为4Ca5(PO4)3F+21SiO2+30C3P4+20CaSiO3+30CO+SiF4，在此反应中，副产物矿渣可用来。(3) 三聚磷酸可视为三个磷酸分子(磷酸结构简式为)之间脱去两个水分子的产物，其结构简式为。三聚磷酸钠(俗称“五钠”)是常用的水处理剂，其化学式为。(4) 次磷酸钠(NaH2PO2)可用于化学镀镍。化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2P，在酸性条件下发生下述反应，请配平该反应的离子方程式：Ni2+H2P+Ni+H2P+工业生产硫酸典题演示1(2015保定调研)硫酸是工业生产中最为重要的产品之一，在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸。(1) 在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生产SO2，反应的化学方程式为，该反应在(填设备名称)中进行。(2) 有关接触法制硫酸的下列说法正确的是(填字母)。A. 二氧化硫的接触氧化在合成塔中发生B. 吸收塔得到的是98%的浓硫酸C. 煅烧含硫48%的黄铁矿时，若FeS2损失了2%，则S损失了2%D. 接触室中采取高温是为了提高催化剂的活性和提高SO2的转化率(3) 科研工作者开发了制备SO2，再用电化学原理生产硫酸的方法，装置如右图。为了稳定技术生产，硫酸的浓度应维持不变，则通入的SO2和水的质量比为。(4) 实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关，请根据下表信息，结合工业生产实际，选择最合适的生产条件是 。压强SO2转化率温度1个大气压5个大气压10个大气压15个大气压400 0.996 10.997 20.998 40.998 8500 0.967 50.976 70.985 20.989 4600 0.852 00.889 70.927 60.946 8 (5) 硫酸工厂排放的尾气中含少量二氧化硫。为防止污染大气，在排放前必须进行尾气处理并设法进行综合利用。硫酸工厂排放尾气中的SO2通常用足量石灰水吸收，然后再用稀硫酸处理。请写出这种尾气处理方法的优点：(写出两点即可)。若某硫酸厂每天排放的1万立方米(标准状况)尾气中含0.2%(体积分数)的SO2，通过上述方法处理，理论上需生石灰kg。【答案】(1) 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2沸腾炉(2) C(3) 1629(4) 400 ，1个大气压(5) 原料生石灰、硫酸价格便宜且容易获得；可得到石膏副产品；产生的SO2含量较高可再利用作为原料(任写两点即可)50【解析】(1) 黄铁矿为原料生产SO2，反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；该反应在沸腾炉中进行。(2) 依据接触法制硫酸的工业流程和三个设备分析判断，二氧化硫的接触氧化是在接触室中发生的，A错；用98%的H2SO4来吸收SO3，吸收塔得到的是发烟硫酸，B错；S元素在黄铁矿中都是以FeS2形式存在，故FeS2损失了多少，其S就损失了多少，C正确；二氧化硫生成三氧化硫的反应是放热的可逆反应，升高温度平衡向吸热方向移动，降低SO2的转化率，D错。(3) 设通入SO2和水的物质的量分别为x mol、y mol，根据原子守恒可知生成的硫酸的物质的量是x mol，消耗水的物质的量是x mol，要维持硫酸的浓度不变，则根据装置图可知=0.5，解得xy=958，则两者的质量比为(964)(5818)=1629。(4) 因为SO2与O2的反应是放热反应，所以选择的温度为400 ，而1个大气压时SO2的转化率已经很高，再增大压强，SO2的转化率提高不大，但会增加生产成本，所以选择1个大气压。(5) 这种尾气处理方法的优点有：原料生石灰、硫酸价格便宜且容易获得；可得到石膏副产品；产生的SO2含量较高可再利用作为原料。每天排放SO2的物质的量为=892.86 mol，则根据原子守恒可知需要氧化钙的质量是892.86 mol56 gmol-1=50 000 g=50 kg。变式训练1(2015河南实验中学三模)(1) 火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸，请回答下列问题：为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是。为使硫黄充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为。假设接触室中SO2的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为(空气中氧气的体积分数按0.2计)。该尾气的处理方法是。与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是(填字母)。A. 耗氧量减少 B. 二氧化硫的转化率提高C. 产生的废气减少D. 不需要使用催化剂(2) 硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面(填字母)。A. 橡胶的硫化 B. 表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成C. 铅蓄电池的生产D. 过磷酸钙的制备(3) 矿物燃料的燃烧是产生SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式：。海水的综合利用典题演示2(2015河南、河北、山西质量检测)海水占地球总储水量的97.2%。若把海水淡化和化工生产结合起来，既可以解决淡水资源缺乏的问题，又可以充分利用海洋资源。(1) 目前国际上使用的“海水淡化”主要技术之一是蒸馏法。蒸馏法是(填“物理变化”或“化学变化”)。(2) 海水晒盐分离食盐晶体后的母液中含有，经过分离、提纯后，可用于。(3) 工业上利用电解(阳极材料为石墨)饱和食盐水可制得重要化工产品，反应的离子方程式为，电解所用的食盐水需要精制，原因是；利用电解所得气体制36.5%的浓盐酸1 000 t，最少需要消耗食盐t。(4) 近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法，该方法的流程如下：试写出的化学方程式：；。【答案】(1) 物理变化(2) KCl、MgCl2工业上冶炼金属钾和镁(3) 2Cl-+2H2OCl2+H2+2OH-粗盐中含有泥沙及Ca2+、Mg2+、S等杂质，在碱性溶液中会形成沉淀，损坏离子交换膜585(4) SO2+NaOHNaHSO3NaHSO3+HClNaCl+SO2+H2O【解析】(1) 由于蒸馏法只是水的状态由液态到气态再到液态的过程，所以属于物理变化。(2) 食盐的溶解度受温度的影响小，利用阳光和风蒸发水分，使氯化钠成晶体析出，分离食盐晶体后的母液中含有KCl、MgCl2，经过分离、提纯后，可用电解法冶炼金属钾和镁。(3) 电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，同时溶液中生成氢氧化钠，离子方程式为2Cl-+2H2OCl2+H2+2OH-；粗盐中含有泥沙及Ca2+、Mg2+、S等杂质，在碱性溶液中会形成沉淀，损坏离子交换膜；电解饱和食盐水的方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2，假设反应过程中无损耗，生成的氢气和氯气全部生成氯化氢，则依据氯元素守恒NaClHCl，食盐的质量=58.5 gmol-1=585 t，最少需要消耗食盐585 t。(4) 步骤：电解饱和食盐水的方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2，步骤：X溶液和二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠，X为NaOH，化学方程式为SO2+NaOHNaHSO3；步骤：弱酸的酸式盐NaHSO3与强酸HCl反应，化学方程式为NaHSO3+HClNaCl+SO2+H2O。变式训练2(2015承德期末)海水是宝贵的自然资源。利用海水可以得到一系列产品，也可以进行废气处理。(1) 利用氯碱工业产品处理含SO2的烟气的流程如下：“吸收装置”中发生反应的离子方程式是 。上述流程中循环利用的物质是。(2) 利用海水脱硫可以有效地解决煤燃烧排放的SO2所造成的一系列环境问题。其工艺流程如下图所示。天然海水吸收含硫的烟气后，又要用氧气进行氧化处理，其反应原理的化学方程式是；氧化后的海水需要加入氢氧化钠，与之混合后才能排放，该操作的主要目的是 。(3) 从海水中提纯粗盐后的母液中含有K+、Na+、Mg2+，经过一系列加工可制得金属镁。从离子反应的角度思考，在母液中加入石灰乳所起的作用是。要利用MgCl26H2O制得无水氯化镁，应采取的措施是 。电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境中冷却后即为金属镁。下列物质可以用作镁蒸气的冷却剂的是(填字母)。A. Ar B. CO2 C. 水蒸气 D. O2【课堂评价】课堂评价1. (2015周口一模)研究化肥的合成、废水的处理等有现实的重要意义。(1) 硝酸铵的生产方法是采用硝酸与氨气化合，工业合成氨是一个放热反应，因此低温有利于提高原料的转化率，但实际生产中却采用400500 的高温，其原因是；工业生产中，以氨气为原料合成硝酸，写出工业生产硝酸的最后一步的化学方程式：。(2) 将工厂废气中产生的SO2通过下列流程，可以转化为有应用价值的硫酸钙等。写出反应的化学方程式： 。生产中，向反应的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质，目的是 。检验经过反应得到的氨态氮肥中的S，所用试剂是。(3) 工业上利用氯碱工业产品治理含二氧化硫的废气。下图是氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图。1 用溶液A吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是 。用含气体B的阳极区溶液吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是。2. (2015广东模拟)羟基磷灰石Ca5(PO4)3OH是一种重要的生物无机材料。其常用的制备方法有两种：方法A：用浓氨水分别调Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4溶液的pH约为12；在剧烈搅拌下，将(NH4)2HPO4溶液缓慢滴入Ca(NO3)2溶液中。方法B：剧烈搅拌下，将H3PO4溶液缓慢滴加到Ca(OH)2悬浊液中。3种钙盐的溶解度随溶液pH的变化如下图所示(图中纵坐标是钙离子浓度的对数)：(1) 完成方法A和方法B中制备Ca5(PO4)3OH反应的化学方程式：5Ca(NO3)2+3(NH4)2HPO4+4NH3H2OCa5(PO4)3OH+5Ca(OH)2+3H3PO4(2) 与方法A相比，方法B的优点是。(3) 方法B中，如果H3PO4溶液滴加过快，制得的产物不纯，其原因是 。(4) 图中所示3种钙盐在人体中最稳定的存在形式是(填化学式)。(5) 糖黏附在牙齿上，在酶的作用下产生酸性物质，易造成龋齿。结合化学平衡移动原理，分析其原因：。【检测与评估】微专题十六化学与技术(选考)1. 硅在地壳中的含量较高，硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。(1) 陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料，其中生产普通玻璃的主要原料有 。(2) 高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下图。工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1 6001 800 除生成粗硅外，也可以生产碳化硅，则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为、。在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，粗硅生成SiHCl3的化学方程式为。(3) 有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和；SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为。物质SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸点/235557.631.88.2-30.4-84.9-111.9(4) 还原炉中发生的化学反应为。(5) 氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是。2. (2014江苏高考)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)6-2x溶液，并用于烟气脱硫研究。(1) 酸浸时反应的化学方程式为；滤渣的主要成分为(填化学式)。(2) 加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6-2x。滤渣的主要成分为(填化学式)；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是(用离子方程式表示)。(3) 上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将(填“增大”、“减小”或“不变”)。3. 以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程如下图。(1) 依据工艺流程图判断下列说法不正确的是(填字母)。A. 为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎B. 过量空气能提高SO2的转化率C. 排出的矿渣可供炼铁D. 使用催化剂能提高SO2的化学反应速率和转化率E. 设备生成的气体经净化的主要目的是防止催化剂中毒F. 热交换器的目的是使SO2的热量传递给SO3，有利于SO2的氧化和SO3的吸收(2) 设备的名称为，燃烧黄铁矿的化学方程式为 。(3) 设备为接触室，采用常压而不采用高压的原因是 ；在生产中，为提高催化剂效率采取的措施有 。(4) 设备为吸收塔，从顶部喷淋吸收SO3，得到，不用水吸收SO3是为了。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是 。(5) 吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐。SO2既可作为原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2，SO2吸收Br2的离子方程式是 。4. 氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：已知：金属离子浓度为1 molL-1时，Fe(OH)3开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0，Cu(OH)2开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7请回答下列问题：(1) 酸浸时发生反应的离子方程式是；析出CuCl晶体时的最佳pH在左右。(2) 铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子方程式为 。(3) 析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70 干燥2 h、冷却、密封包装。70 真空干燥、密封包装的目的是。(4) 产品滤出时所得滤液的主要成分是，若想从滤液中获取FeSO47H2O晶体，我们还需要知道的是。(5) 若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜，试写出该反应的化学方程式：。为提高CuCl的产率，常在该反应体系中加入稀碱溶液，调节pH至3.5，这样做的目的是。5. 氧化锌是重要的基础化工原料，用含锌废水(含Zn2+及少量的Mn2+、Fe2+及Pb2+等)为原料制取ZnO的实验流程如下：已知几种难溶氢氧化物沉淀的pH 范围如下表。氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Zn(OH)2Pb(OH)2pH2.23.25.87.95.513.57.013.0(1) KMnO4氧化废水中Mn2+生成MnO2的离子方程式为；滤渣的主要成分除MnO2外，另一种是(填化学式)。(2) 滤渣的主要成分除过量的Zn粉、MnO2外，还有(填化学式)；滤渣中含有二氧化锰，其可能原因是 。(3) 灼烧生成的碱式碳酸锌ZnCO32Zn(OH)2的化学方程式为；灼烧时，用到的硅酸盐质仪器除酒精灯外还用到的两种是。6. 利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功，其流程如下：回答下列问题：(1) 操作a的名称是，制硫酸工艺中净化SO2气体的目的是。(2) 装置B中生成两种酸式盐，它们的化学式分别是。(3) 制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2和酸雾，能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是(填字母)。A. NaOH溶液、酚酞试液B. 氨水、酚酞试液C. 碘水、淀粉溶液D. KMnO4溶液、稀硫酸处理尾气常用氨水吸收后再加稀硫酸处理，放出的SO2经干燥后进入接触室循环利用，尾气中SO2被吸收以及再放出SO2所发生的有关反应的化学方程式分别为、。(4) 水泥广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程，是非常重要的无机非金属材料，工业生产普通硅酸盐水泥的主要原料是。水泥中加入少量石膏的作用是。(5) 硫酸是基础化学工业的重要产品和原料，用硫酸可制备多种硫酸盐，现有一种硫酸盐的化学式可表示为Fe2(SO4)3x(NH4)2SO4yH2O，为确定其组成，称取该硫酸盐2.410 g，加入过量的NaOH溶液并加热，生成的气体用 100 mL 0.050 0 molL-1硫酸吸收，再用0.200 0 molL-1 NaOH溶液滴定，生成正盐时消耗NaOH溶液25.00 mL，再将等质量的该硫酸盐溶于水配成溶液，加足量BaCl2溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥、最后得白色沉淀2.330 g。该硫酸盐的化学式为。7. 轻质碳酸镁是广泛应用于橡胶、塑料、食品和医药工业的化工产品，以卤块(主要成分为MgCl2，含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子)为原料制备轻质碳酸镁的工艺流程如下：已知生成氢氧化物沉淀的pH如下：物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8Mg(OH)29.911.1注：Fe(OH)2沉淀呈絮状，不易从溶液中除去。(1) “氧化”一步中发生反应的离子方程式为 。(2) “调节pH”一步应调节溶液的pH=9.8，其目的是 。(3) “热解”一步温度控制在75左右，其原因是 。(4) 从“过滤2”步骤中得到的滤液中能回收的盐类物质主要有 (填化学式)。(5) 轻质碳酸镁的成分为碱式碳酸镁MgCO3Mg(OH)23H2O，则“热解”一步发生反应的离子方程式为。8. 电石浆是氯碱工业中的一种废弃物，其大致组成如下表所示：成分CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaS其他不溶于酸的物质质量分数/%65663.55.01.53.50.20.80.21.11.01.82326用电石浆可生产无水CaCl2，某化工厂设计了以下工艺流程：已知氯化钙晶体的化学式是CaCl26H2O；H2S是一种酸性气体，且具有还原性。(1) 反应器中加入的酸应选用。(2) 脱色槽中应加入的物质X是；设备A的作用是；设备B的名称为；设备C的作用是。(3) 为了满足环保要求，需将废气H2S通入吸收池，下列物质最适合作为吸收剂的是(填字母)。反应的化学方程式为。A. 水B. 浓硫酸C. 石灰乳D. 硝酸(4) 将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是 。(5) 写出氯碱工业的电极反应式： 。【检测与评估答案】微专题十六化学与技术(选考)1(1) 纯碱、石英、石灰石(2) SiO2+2CSi+2COSiO2+3CSiC+2COSi+3HClSiHCl3+H2(3) 精馏(或蒸馏)H2SiO3、H2、HCl(4) SiHCl3+H2Si+3HCl(5) H2、HCl【解析】(1) 工业上生产普通玻璃的主要原料是纯碱、石英、石灰石。(2) 石英砂的主要成分是二氧化硅，制备粗硅发生置换反应：SiO2+2CSi+2CO，同时，在反应中也可能生成碳化硅，化学方程式为SiO2+3CSiC+2CO。粗硅与干燥HCl气体反应：Si+3HClSiHCl3+H2。(3) 利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏，SiHCl3(沸点31.8 )中含有少量SiCl4(沸点57.6 )、SiH2Cl2(沸点8.2 )、SiH3Cl(沸点-30.4 )和HCl(沸点-84.9 )，由于沸点差别较大，可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质；SiHCl3水解反应方程式为SiHCl3+3H2OH2SiO3+H2+3HCl，生成硅酸、氢气和氯化氢。(4) 还原炉中SiHCl3和氢气发生反应制得纯硅：SiHCl3+H2Si+3HCl。(5) 氯碱工业主要反应为电解饱和食盐水：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2，为该化学工艺提供H2、HCl。2(1) Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2OSiO2(2) CaSO43CaCO3+2Al3+3S+3H2O2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2(3) 溶液中的部分S被氧化成S减小【解析】(1) 煤粉灰的主要成分是氧化铝和二氧化硅，能和硫酸反应的只有氧化铝，酸浸的化学方程式是Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2O，不溶的二氧化硅即是滤渣的成分。(2) 往硫酸铝中加入碳酸钙，溶液中的硫酸根离子和钙离子生成硫酸钙沉淀，即是滤渣的主要成分；若加入的碳酸钙偏多，溶液的pH偏高，促使铝离子水解，铝离子生成了氢氧化铝沉淀。(3) 热分解时，一部分亚硫酸盐被氧化生成硫酸盐，不能分解成为SO2；热分解的溶液中，SO2溶于水生成H2SO3，使溶液的pH减小。3(1) DF(2) 沸腾炉4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(3) 常压时SO2的转化率已经很高，采用高压SO2的转化率提高不多，却会大大增加设备成本净化气体、控制温度在400500 、增大催化剂与反应气体的接触面积等(4) 98%的硫酸发烟硫酸避免产生酸雾降低吸收效率增大SO3与浓硫酸的接触面积，有利于SO3的吸收(5) SO2+Br2+2H2O4H+2Br-+S【解析】(1) 在沸腾炉中，原料黄铁矿是固体、空气是气体，为了加快反应速率，所以要将黄铁矿粉碎，增大接触面积，提高反应速率，A正确；转化率=100%，接触室中反应2SO2+O22SO3为可逆反应，采用空气过量的目的是增大氧气浓度，促使平衡正向移动，使SO2更多地转化成SO3，所以SO2转化率提高，B正确；沸腾炉排出的矿渣为Fe2O3，Fe2O3可供炼铁，C正确； 催化剂只能改变反应速率，不能影响转化率，D错；设备生成的气体经净化的主要目的是防止催化剂中毒，E正确；热交换器的目的是使SO2的热量传递给SO3，有利于加快SO2的氧化速率，但不利于SO3的吸收，F错。(2) 设备的名称为沸腾炉，反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。(3) 设备采用常压而不采用高压的原因是常压时SO2的转化率已经很高，采用高压SO2的转化率提高不多，却会大大增加设备成本；在生产中，为提高催化剂效率采取的措施有净化气体、控制温度在400500 、增大催化剂与反应气体的接触面积等。(4) 吸收塔中SO3如果用水吸收，发生反应：SO3+H2OH2SO4，该反应为放热反应，放出的热量易导致酸雾形成，阻隔在三氧化硫和水之间，阻碍水对三氧化硫的吸收；而浓硫酸的沸点高，难以汽化，不会形成酸雾，同时三氧化硫易溶于浓硫酸，所以工业上从吸收塔顶部喷洒98%的硫酸作吸收液，最终得到发烟硫酸。吸收塔中填充许多瓷管，增大三氧化硫与浓硫酸的接触面积，有利于三氧化硫的吸收。(5) SO2吸收Br2的反应中二氧化硫被氧化为硫酸，溴单质被还原为溴化氢，离子方程式为SO2+Br2+2H2O4H+2Br-+S。4(1) Cu(OH)2+2H+Cu2+2H2O3(2) 2Cu2+2Cl-+Fe2CuCl+Fe2+(3) 加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化(4) Na2SO4和FeSO4不同温度下硫酸钠和硫酸亚铁的溶解度(5) 2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+H2O2CuCl+2Na2SO4+H2SO4OH-中和了反应中的H+，有利于反应向右进行，提高CuCl的产率，但当OH-浓度过大时，Cu+能与OH-结合，生成氢氧化亚铜，从而降低了CuCl的产率【解析】(1) 电镀液中加入碱得到Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀，酸浸且控制溶液的pH4时，Cu(OH)2溶解，即Cu(OH)2+2H+Cu2+2H2O，从图中可以看出当pH=3时，CuCl的产率最大，故析出CuCl时pH最好控制在3左右。(2) 根据氧化还原反应中转移电子数目相等可写出该反应的离子方程式：2Cu2+2Cl-+Fe2CuCl+Fe2+。(3) 在70 真空干燥便于加快乙醇和水的蒸发，密封包装是防止CuCl被空气氧化。(4) 结合题中流程可确定所得滤液的主要成分是Na2SO4和FeSO4，要从滤液中得到FeSO47H2O晶体，需知道不同温度下Na2SO4和FeSO4的溶解度，便于控制温度使FeSO47H2O晶体析出。5(1) 3Mn2+2Mn+2H2O5MnO2+4H+Fe(OH)3(2) Pb“氧化”时加入的KMnO4的量过多，Mn被Zn还原成MnO2(3) ZnCO32Zn(OH)23ZnO+CO2+2H2O坩埚和泥三角【解析】(1) KMnO4能将废水中的Mn2+氧化成MnO2，同时自身也被还原为MnO2，故反应的离子方程式为3Mn2+2Mn+2H2O5MnO2+4H+；废水中加入KMnO4时，也能将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，由难溶氢氧化物沉淀的pH可知，在调节溶液的pH为5.2时，溶液中的Fe3+也沉淀完全。(2) 在“除重金属”步骤中，加入锌粉后能将Pb2+置换而生成金属Pb，故滤渣中含有金属Pb；“氧化”时加入的KMnO4的量过多，在过滤后的滤液中含有剩余的Mn，在加入锌粉时能被Zn还原成MnO2。(3) 碱式碳酸锌在灼烧时，生成ZnO的同时得到CO2和H2O，反应的化学方程式为ZnCO32Zn(OH)23ZnO+CO2+2H2O；灼烧要在坩埚中进行，而坩埚需放在泥三角上加热。6(1) 过滤防止SO2气体中的灰尘、水蒸气等在接触室中导致催化剂中毒(2) (NH4)2HPO4、NH4H2PO4(3) CDSO2+2NH3H2O(NH4)2SO3+H2O或SO2+NH3H2ONH4HSO3(NH4)2SO3+H2SO4(NH4)2SO4+SO2+H2O或2NH4HSO3+H2SO4(NH4)2SO4+2H2O+2SO2(4) 石灰石和黏土调节水泥的硬化速度(5) Fe2(SO4)3(NH4)2SO424H2O【解析】(1) 分离固体和液体的方法是过滤；接触室中净化SO2气体可以防止催化剂中毒。(2) 装置a中磷酸与氨气发生反应，磷酸是三元酸，可以生成(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4三种盐，其中两种酸式盐是 (NH4)2HPO4、NH4H2PO4。(3) NaOH溶液与SO2、微量的SO3和酸雾反应，测量的SO2含量偏高，A错误；氨水与SO2、微量的SO3和酸雾反应，测量的SO2含量偏高，B错误；硫酸尾气中只有SO2能被碘水氧化，溶液颜色由蓝色变为无色，根据碘水的体积和浓度结合方程式计算SO2的含量，C正确； 硫酸尾气中只有SO2能被酸性KMnO4溶液氧化，溶液颜色由紫红色变为无色，根据KMnO4溶液的体积结合方程式计算SO2的含量，D正确。尾气中SO2被氨水吸收生成(NH4)2SO3或NH4HSO3，(NH4)2SO3或NH4HSO3再与H2SO4反应。(4) 生产普通硅酸盐水泥的原料是石灰石即CaCO3和黏土；水泥中加入石膏可以提高水泥的硬化速度。(5) H2SO42NaOHn(H2SO4过量)=0.200 0 molL-125.0010-3 L=2.510-3mol与NH3反应的H2SO4的物质的量为0.050 0 molL-10.1 L-2.510-3 mol=2.510-3 mol2N2NH3H2SO4n(N)=2n(H2SO4)=510-3 moln(NH4)2SO4=2.510-3moln(S)=n(BaSO4)=0.01 molnFe2(SO4)3=2.510-3molmFe2(SO4)3=2.510-3mol400 gmol-1=1.0 gm(NH4)2SO4=2.510-3mol132 gmol-1=0.33 gm(H2O)=2.410 g-1.0 g-0.33 g=1.08 gn(H2O)=0.06 molnFe2(SO4)3n(NH4)2SO4n(H2O)=2.510-3mol2.510-3mol0.06 mol=1124即该硫酸盐的化学式为Fe2(SO4)3(NH4)2SO424H2O。7(1) ClO-+2H+2Fe2+2Fe3+Cl-+H2O (2) 使Fe3+、Mn2+等杂质离子生成氢氧化物沉淀除去，并尽量避免Mg2+转化为沉淀(3) 温度太低，反应速率慢；温度太高，NH4HCO3会分解(4) NaCl、NH4Cl(5) 2Mg2+4HC+2H2OMgCO3Mg(OH)23H2O+3CO2【解析】(1) ClO-具有强氧化性，将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为Cl-，同时生成H2O，反应的离子方程式为ClO-+2H+2Fe2+2Fe3+Cl-+H2O。(2) 根据各氢氧化物沉淀生成的pH与沉淀完全的pH，结合工艺流程可知，“调节pH=9.8”的目的是使Fe3+、Mn2+等杂质离子生成氢氧化物沉淀除去，且尽量避免Mg2+转化为沉淀。(3) 由工艺流程可知，“热解”操作的目的是将Mg2+、HC转化为MgCO3、Mg(OH)2沉淀，温度过高，NH4HCO3会分解，温度太低，反应速率较慢。(4) 由工艺流程可知，滤液2中含有Na+、N、Cl-，故从中能回收的盐类物质为NaCl、NH4Cl。(5) 由工艺流程可知，“热解”操作中Mg2+、HC转化为MgCO3Mg(OH)23H2O沉淀，同时生成CO2，故离子方程式为2Mg2+4HC+2H2OMgCO3Mg(OH)23H2O+3CO2。8(1) 盐酸(2) 活性炭蒸发浓缩过滤器脱水干燥(3) CCa(OH)2+H2SCaS+2H2O(4) 对母液回收利用，降低废弃物排放量，提高经济效益(5) 阳极为2Cl-2e-Cl2，阴极为2H2O+2e-H2+2OH-【解析】(1) 因要生产CaCl2，生产过程中不能引入新的杂质离子，所以应选用盐酸。(2) 活性炭具有吸附性，可以进行溶液脱色；A后是结晶池，故A的作用是蒸发浓缩；从B中有母液出来，故B为过滤器；B中得到晶体，所以需要脱水干燥，才能得到无水CaCl2产品。(3) H2S为酸性气体，应用碱液吸收，故选石灰乳，反应的化学方程式为Ca(OH)2+H2SCaS+2H2O。(4) 设备B中产生的母液含有氯化物，回收利用，可以降低废弃物排放量，提高经济效益。(5) 氯碱工业中电解饱和食盐水，阳极是氯离子失电子生成氯气，电极反应式为2Cl-2e-Cl2；阴极是氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为2H2O+2e-H2+2OH-。