2019-2020年高中化學(xué) 礦山資源 硫酸與無機材料制造綜合檢測 魯科版選修2.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 礦山資源 硫酸與無機材料制造綜合檢測 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(　　) ①溫室效應(yīng)?、诔喑薄、鬯嵊辍、芄饣瘜W(xué)污染?、莩粞鯇涌斩础、匏畟R病?、叱毕、啻蟛弊硬? A．①② 　　B．⑦⑧ 　　C．⑥⑦⑧ 　　D．②⑤⑦ 【解析】?、佗邰堍輰儆诖髿馕廴?，②⑥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⑦⑧不屬于環(huán)境污染。 【答案】　B 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部件，它屬于(　　) A．金屬材料 B．無機非金屬材料 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非金屬材料。 【答案】　B 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。 【答案】　D 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法的是(　　) A．水中的鋼閘門連接電源的負極 B．金屬護欄表面涂漆 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極，即使用了外加電流，正確。B.金屬護欄表面涂漆，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方法。D.地下鋼管連接鎂塊，是犧牲陽極的陰極保護法。 【答案】　A 5．(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：2NaCl2Na＋Cl2↑，D項：能夠發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成鎢。 【答案】　CD 6．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，鋅作負極，以防船體被腐蝕 C．鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應(yīng)：2Cl－－2e－===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，Zn失去電子而保護了船體。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。 【答案】　A 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： Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO 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－3 D．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。 【答案】　C 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?，這些硫酸可用20 mL 0.5 molL－1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(　　) A．18% B．46% C．53% D．36% 【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】　D 9．鉛的冶煉大致過程如下： ①富集：將方鉛礦(PbS)進行浮選； ②焙燒：2PbS＋3O22PbO＋2SO2； ③制粗鉛：PbO＋CPb＋CO↑ PbO＋COPb＋CO2。 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PbO C．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】?、俑患癁槲锢磉^程，A錯。 ②，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： 2PbS2PbO2Pb～C 制取1 mol Pb共轉(zhuǎn)移8 mol e－，C項錯。 【答案】　D 10．pH＝a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(　　) A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO4 【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。 【答案】　A 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，D項錯誤。 【答案】　C 12．電解硫酸銅溶液要達到如下三個要求：①陽極質(zhì)量減小，②陰極質(zhì)量增加，③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。 ①該電解槽的陽極反應(yīng)式是_________________________________。 ②通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因___________。 ③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。 【解析】　(1)金屬鋁的冶煉是電解熔融Al2O3。(2)鋁與強堿反應(yīng)放出氫氣生成鹽。(3)結(jié)合題中給出的信息提示進行解題。①溶液中存在陰離子為OH－和含氧酸根，應(yīng)是OH－先放電。②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。③K＋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。 【答案】　(1)2Al2O34Al＋3O2↑ (2)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ (3)①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ ②H＋放電，促進水的電離，OH－濃度增大 ③B 14．(10分)冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法；②水煤氣(或氫氣或一氧化碳)法；③活潑金屬置換法；④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)： ①____________________________________________________________； ②____________________________________________________________； ③____________________________________________________________； ④____________________________________________________________。 【解析】　火燒孔雀石煉銅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)①?、邸、邸、? Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O C＋2CuO2Cu＋CO2↑ (2)①2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑ ②3H2＋WO3W＋3H2O ③4Al＋3MnO23Mn＋2Al2O3 ④2NaCl2Na＋Cl2↑(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)備乙進行精制再進入設(shè)備丙催化氧化。若不經(jīng)過精制爐氣直接進入丙設(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、壓強對SO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響 壓強/MPa 轉(zhuǎn)化率/% 溫度/ ℃ 0.1 0.5 1 10 400 99.2 99.6 99.7 99.9 500 93.5 96.9 97.8 99.3 600 73.7 85.8 89.5 96.4 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，SO2的轉(zhuǎn)化率提高不多，而壓強升高對反應(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 ℃、常壓條件下進行操作。 【答案】　(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，SO2的轉(zhuǎn)化率提高不多，而壓強升高對反應(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8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，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Na2SO3 d．用濃硫酸吸收 (3)過二硫酸鉀(K2S2O8)具有強氧化性，可將I－氧化為I2：S2O＋2I－===2SO＋I2，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： ①用稀鹽酸浸取爐渣，過濾。 ②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 __________________________________________________________。 【解析】　(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－，2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，F(xiàn)e2＋又被S2O氧化，S2O＋2Fe2＋===2SO＋2Fe3＋。 (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。 【答案】　(1)Cu、O (2)bc (3)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2　S2O＋2Fe2＋===2SO＋2Fe3＋ (4)a.Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ b．稀硫酸、KMnO4溶液　稀硫酸浸取爐渣所得溶液使KMnO4溶液退色