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2019-2020年高考化學分類匯編 考點22 化學與技術(選修2) 一、選擇題 1.(xx上海高考15)如圖是模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的部分裝置。 下列操作正確的是　(　　) A.a通入CO2,然后b通入NH3,c中放堿石灰 B.b通入NH3,然后a通入CO2,c中放堿石灰 C.a通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸稀硫酸的脫脂棉 D.b通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸稀硫酸的脫脂棉 【解題指南】解答本題時應注意以下兩點: (1)明確侯氏制堿法的反應原理; (2)注意物質的性質與尾氣的吸收。 【解析】選C。CO2在水中溶解度不大而氨氣極易溶于水,所以先通氨氣,剩余的氨氣需要用酸吸收,C正確。 二、非選擇題 2.(xx新課標全國卷Ⅰ36)[化學——選修2:化學與技術]磷礦石主要以磷酸鈣〔Ca3(PO4)2H2O〕和磷灰石〔Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3〕等形式存在。圖(a)為目前國際上磷礦石利用的大致情況,其中濕法磷酸是指磷礦石用過量硫酸分解制備磷酸。圖(b)是熱法磷酸生產(chǎn)過程中由磷灰石制單質磷的流程。 部分物質的相關性質如下: 熔點/℃ 沸點/℃ 備　　注 白磷 44 280.5 PH3 -133.8 -87.8 難溶于水,有還原性 SiF4 -90 -86 易水解 回答下列問題: (1)世界上磷礦石最主要的用途是生產(chǎn)含磷肥料,約占磷礦石使用量的　　　%。 (2)以磷灰石為原料,濕法磷酸過程中Ca5F(PO4)3反應的化學方程式為 　。 現(xiàn)有1 t折合含有P2O5約30%的磷灰石,最多可制得85%的商品磷酸　　　　t。 (3)如圖(b)所示,熱法磷酸生產(chǎn)過程的第一步是將SiO2、過量焦炭與磷灰石混合,高溫反應生成白磷。爐渣的主要成分是　　　(填化學式),冷凝塔1的主要沉積物是　　　　,冷凝塔2的主要沉積物是　　　 　。 (4)尾氣中主要含有　　　　,還含有少量PH3、H2S和HF等。將尾氣先通入純堿溶液,可除去　　　　,再通入次氯酸鈉溶液,可除去　　　　。(均填化學式) (5)相比于濕法磷酸,熱法磷酸工藝復雜,能耗高,但優(yōu)點是　 。 【解題指南】解答本題要注意以下兩點: (1)注意流程圖中磷礦石生產(chǎn)含磷肥料不是一步; (2)書寫化學反應方程式時注意配平。 【解析】(1)根據(jù)流程圖可知生產(chǎn)含磷肥料,約占磷礦石使用量的比例是0.04+0.960.850.80=0.69=69%。 (2)由題意,過量的硫酸溶解Ca5F(PO4)3生成磷酸、硫酸鈣和氟化氫,根據(jù)原子守恒配平即可;根據(jù)磷元素守恒可得到關系式:P2O5~2H3PO4,142 t五氧化二磷可制得196 t磷酸,由題意可知1 t磷灰石含有0.3 t五氧化二磷,可制取85%的商品磷酸的質量為1960.31420.85=0.49 t。 (3)二氧化硅、過量焦炭與磷灰石混合,在高溫下反應得到的難溶固體物質是硅酸鈣;根據(jù)冷凝塔1的冷凝溫度70℃,可知在白磷的熔點和沸點之間,所以冷凝塔1的主要沉積物為液態(tài)白磷,同理可知冷凝塔2的主要沉積物為固態(tài)白磷。 (4)由題意可知,尾氣中主要含有四氟化硅和一氧化碳,碳酸鈉溶液呈堿性,可以除去SiF4、H2S和HF,次氯酸鈉有強氧化性,可以除去還原性氣體PH3。 (5)由流程圖可知,熱法磷酸工藝的產(chǎn)品純度大、雜質少。 答案:(1)69 (2)Ca5F(PO4)3+5H2SO43H3PO4+5CaSO4+HF↑ 0.49　(3)CaSiO3　液態(tài)白磷　固態(tài)白磷 (4)SiF4、CO　SiF4、HF、H2S　PH3 (5)產(chǎn)品純度高(濃度大) 3.(xx浙江高考自選模塊16)木糖醇(C5H12O5)可用作甜味劑、營養(yǎng)劑,在化工、食品、醫(yī)藥等工業(yè)中有廣泛應用。利用玉米芯中的多糖可以生產(chǎn)木糖醇,其工藝流程如下: 1-浸泡罐;2、3-反應罐;4-板式過濾機;5、10-濃縮罐; 6-脫色柱;12-離心機(固液分離裝置) 已知:木糖與木糖醇的轉化關系如下: 請回答下列問題: (1)裝置2中硫酸的主要作用是　 。 (2)裝置3中加入碳酸鈣的目的是　 。 (3)為除去木糖漿中的雜質離子7、8裝置中的填充物依次是　　　　　　　　　　　　。 (4)裝置9的作用是　　 。 A.冷卻木糖漿　 B.水解木糖　 C.氧化木糖　 D.還原木糖 (5)裝置11的作用是　　　　 。 【解題指南】解答本題時應注意以下兩點: (1)分析木糖和木糖醇的結構,理解工藝原理。 (2)根據(jù)物質的性質選擇合理的分離、提純的方法。 【解析】(1)裝置2中發(fā)生玉米芯的水解反應,硫酸作催化劑。 (2)碳酸鈣能夠與硫酸反應生成微溶的硫酸鈣,在除去過量的硫酸的同時生成了微溶物,易于分離。 (3)若先用陰離子交換樹脂進行交換,則OH-與原來的陽離子Ca2+等會產(chǎn)生沉淀堵塞樹脂,所以先用陽離子交換樹脂,然后再用陰離子交換樹脂。 (4)通過裝置9后產(chǎn)生木糖醇漿,分析木糖與木糖醇的結構可知,木糖與氫氣加成后生成木糖醇,加氫反應屬于還原反應。 (5)木糖醇漿進入裝置11后再通過離心機分離,則裝置11應是從木糖醇漿中得到晶體,是使木糖醇結晶的操作。 答案:(1)催化　(2)中和剩余的硫酸,生成產(chǎn)物CaSO4有利于分離 (3)陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂 (4)D　(5)結晶 4.(xx海南高考20)【選修2——化學與技術】Ⅰ.下列有關敘述正確的是 　(　　) A.堿性鋅錳電池中,MnO2是催化劑 B.銀鋅紐扣電池工作時,Ag2O被還原為Ag C.放電時,鉛酸蓄電池中硫酸濃度不斷增大 D.電鍍時,待鍍的金屬制品表面發(fā)生還原反應 Ⅱ.鋅是一種應用廣泛的金屬,目前工業(yè)上主要采用“濕法”工藝冶煉鋅,某含鋅礦的主要成分為ZnS(還含少量FeS等其他成分),以其為原料冶煉鋅的工藝流程如圖所示: 　回答下列問題: (1)硫化鋅精礦的焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中進行,所產(chǎn)生焙砂的主要成分的化學式為　　 　　。 (2)焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣可凈化制酸,該酸可用于后續(xù)的　　　　操作。 (3)浸出液“凈化”過程中加入的主要物質為　　　　,其作用是　 。 (4)電解沉積過程中的陰極采用鋁板,陽極采用Pb-Ag合金惰性電極,陽極逸出的氣體是　　　　　　。 (5)改進的鋅冶煉工藝,采用了“氧壓酸浸”的全濕法流程,既省略了易導致空氣污染的焙燒過程,又可獲得一種有工業(yè)價值的非金屬單質。“氧壓酸浸”中發(fā)生主要反應的離子方程式為　 。 (6)我國古代曾采用“火法”工藝冶煉鋅,明代宋應星著的《天工開物》中有關于“升煉倭鉛”的記載:“爐甘石十斤,裝載入一泥罐內(nèi),……,然后逐層用煤炭餅墊盛,其底鋪薪,發(fā)火煅紅,……,冷淀,毀罐取出,……,即倭鉛也?！痹摕掍\工藝過程主要反應的化學方程式為　 。 (注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅,倭鉛是指金屬鋅) 【解析】Ⅰ.堿性鋅錳干電池中,鋅為負極,正極為二氧化錳,A錯誤;銀鋅紐扣電池中鋅為負極,氧化銀為正極,工作時,正極氧化銀得電子變?yōu)殂y,發(fā)生還原反應,B正確;放電時,鉛酸蓄電池中硫酸濃度減小,消耗硫酸且生成水,C錯誤;電鍍時鍍件作陰極,鍍層金屬作陽極,鍍層金屬陽離子在陰極得電子析出金屬鍍層附著在鍍件上,D正確。 Ⅱ.(1)硫化鋅在焙燒過程中發(fā)生氧化還原反應,生成氧化鋅和二氧化硫,所以得到的焙砂主要成分為氧化鋅; (2)含塵煙氣主要是二氧化硫,可以用來制備硫酸,而在焙砂中需要浸出鋅離子,所以氧化鋅變?yōu)殇\離子最好用硫酸溶解氧化鋅(同時氧化鐵也被溶解); (3)后續(xù)需要凈化浸出液,就是把鐵離子除去而不引入新的雜質,用單質鋅來除去鐵; (4)電解硫酸鋅,陽極氫氧根離子失電子生成氧氣; (5)焙燒過程中產(chǎn)生了污染大氣的二氧化硫氣體,而采用“氧壓酸浸”法就可以避免生成二氧化硫氣體而變?yōu)榉墙饘賳钨|即單質硫,所以化學方程式為2ZnS+4H++O22Zn2++2H2O+2S; (6)“火法”冶煉鋅主要是碳酸鋅和煤炭餅(主要成分是碳)在高溫下發(fā)生反應生成一氧化碳和單質鋅,反應方程式為ZnCO3+2CZn+3CO↑。 答案:Ⅰ.B、D Ⅱ.(1)ZnO　(2)浸出　(3)鋅粉　置換出Fe等　(4)O2 (5)2ZnS+4H++O22Zn2++2S+2H2O (6)ZnCO3+2CZn+3CO↑ 5.(xx上海高考六大題)在精制飽和食鹽水中加入碳酸氫銨可制備小蘇打(NaHCO3),并提取氯化銨作為肥料或進一步提純?yōu)楣I(yè)氯化銨。 完成下列填空: (1)寫出上述制備小蘇打的化學方程式:　 。 (2)濾出小蘇打后,母液提取氯化銨有兩種方法: ①通入氨,冷卻、加食鹽,過濾 ②不通氨,冷卻、加食鹽,過濾 對兩種方法的評價正確的是　　　　。(選填編號) a.①析出的氯化銨純度更高 b.②析出的氯化銨純度更高 c.①的濾液可直接循環(huán)使用 d.②的濾液可直接循環(huán)使用 (3)提取的NH4Cl中含少量Fe2+、S,將產(chǎn)品溶解,加入H2O2,加熱至沸,再加入BaCl2溶液,過濾,蒸發(fā)結晶,得到工業(yè)氯化銨。 加熱至沸的目的是　 。 濾渣的主要成分是　　　　　　　　、　　　　　　　　。 (4)稱取1.840 g小蘇打樣品(含少量NaCl),配制成250 mL溶液,取出25.00 mL用0.100 0 molL-1鹽酸滴定,消耗鹽酸21.50 mL。 實驗中所需的定量儀器除滴定管外,還有　　　　　　　　。 選甲基橙而不選酚酞作為指示劑的原因是 　。 樣品中NaHCO3質量分數(shù)為　　　　　　。(保留3位小數(shù)) (5)將一定質量小蘇打樣品(含少量NaCl)溶于足量鹽酸,蒸干后稱量固體質量,也可測定小蘇打的含量。若蒸發(fā)過程中有少量液體濺出,則測定結果　　　　　　　　。(選填“偏高”“偏低”或“不受影響”) 【解題指南】解答本題時應注意以下3點: (1)明確侯氏制堿法的反應原理; (2)注意物質的性質與物質提純、分離方法的對應關系; (3)酸堿中和滴定操作原理、滴定終點與指示劑的關系。 【解析】(1)利用NaHCO3在溶液中溶解度較小,碳酸氫銨與氯化鈉反應生成NaHCO3和NH4Cl。 (2)通入氨后增大c(N),①析出的氯化銨純度更高;不通氨后的溶液是飽和食鹽水,②的濾液可直接循環(huán)使用。 (3)H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,加熱促進Fe3+的水解,使其生成Fe(OH)3沉淀而除去;S與Ba2+生成BaSO4沉淀,則濾渣中含有Fe(OH)3和BaSO4。 (4)稱取1.840 g小蘇打樣品需要電子天平,配制250 mL溶液需要250 mL容量瓶。小蘇打與鹽酸反應生成氯化鈉,溶液顯中性,而酚酞在pH大于8時才顯紅色,不能確定滴定終點。n(HCl)=0.100 0 molL-121.50 mL10-3LmL-1=2.15010-3mol,n(NaHCO3)=2.15010-3mol,250 mL溶液中含有n(NaHCO3)= 2.15010-2mol,質量是1.806 g,樣品中NaHCO3質量分數(shù)為1.806 g/1.840 g=0.982。 (5)碳酸氫鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、水和CO2,最終得到的固體是氯化鈉,根據(jù)差量法可以計算出碳酸氫鈉的質量,即 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑　固體質量減少量 168 g 　　　　　　　　　　　　62 g m 　　　　　　　　　　　　 Δm 若蒸發(fā)過程中有少量液體濺出,則最終生成的氯化鈉質量偏少,因此根據(jù)差量法可知固體減少的質量偏大,即Δm偏大,則碳酸氫鈉的質量偏大,因此測定結果偏高。 答案:(1)NH4HCO3+NaClNaHCO3↓+NH4Cl (2)a、d　(3)使Fe3+完全水解為Fe(OH)3　Fe(OH)3　BaSO4 (4)電子天平、250 mL容量瓶　選用酚酞作為指示劑,不能確定滴定終點　0.982 (5)偏高 6.(xx山東高考32)【化學—化學與技術】工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結晶后的母液(含少量雜質Fe3+)生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)。工藝流程及相關物質溶解度曲線如圖: (1)由Na2Cr2O7生產(chǎn)K2Cr2O7的化學方程式為 　。 通過冷卻結晶析出大量K2Cr2O7的原因是 　。 (2)向Na2Cr2O7母液中加堿液調pH的目的是　 。 (3)固體A主要為　　　(填化學式),固體B主要為　　　　(填化學式)。 (4)用熱水洗滌固體A,回收的洗滌液轉移到母液　　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中,既能提高產(chǎn)率又可使能耗最低。 【解題指南】解答本題時應注意以下兩點: (1)仔細看圖,了解溶解度曲線的意義; (2)掌握化學流程分析的步驟與方法。 【解析】(1)Na2Cr2O7與KCl發(fā)生復分解反應,化學方程式為Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl,根據(jù)圖像可知,低溫下K2Cr2O7溶解度遠小于其他組分,隨溫度的降低,K2Cr2O7的溶解度明顯減小。 (2)加堿可以使Fe3+轉化為沉淀而除去。 (3)根據(jù)溶解度的大小,高溫濃縮時,NaCl析出,所以固體A主要為NaCl;冷卻結晶時,K2Cr2O7析出,所以固體B主要為K2Cr2O7。 (4)用熱水洗滌固體NaCl,洗滌液中含有NaCl,所以洗滌液轉移到母液Ⅱ中,既能提高產(chǎn)率又能使能耗最低。 答案:(1)Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl　低溫下K2Cr2O7溶解度遠小于其他組分,隨溫度的降低,K2Cr2O7的溶解度明顯減小(合理即可) (2)除去Fe3+ (3)NaCl　K2Cr2O7 (4)Ⅱ 7.(xx新課標全國卷Ⅱ6)[化學——選修2:化學與技術] 將海水淡化與濃海水資源化結合起來是綜合利用海水的重要途徑之一。一般是先將海水淡化獲得淡水,再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產(chǎn)品。 回答下列問題: (1) 下列改進和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設想和做法可行的是　　　　　　　 (2) (填序號)。 ①用混凝法獲取淡水　　?、谔岣卟糠之a(chǎn)品的質量 ③優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種　　④改進鉀、溴、鎂的提取工藝 (2)采用“空氣吹出法”從濃海水中吹出Br2,并用純堿吸收。堿吸收溴的主要反應是Br2+Na2CO3+H2ONaBr+NaBrO3+NaHCO3,吸收1 mol Br2時,轉移的電子數(shù)為 　　　　mol。 (3)海水提鎂的一段工藝流程如下圖: 濃海水的主要成分如下: 離子 Na+ Mg2+ Cl- S 濃度/(gL-1) 63.7 28.8 144.6 46.4 該工藝過程中,脫硫階段主要反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　,產(chǎn)品2的化學式為　　　　　　,1 L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質量為　　　g。 (4)采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂,發(fā)生反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　;電解時,若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗,寫出有關反應的化學方程式　 。 【解題指南】解答本題要注意以下兩點: (1)利用化合價升降相等或者得失電子守恒對氧化還原反應進行配平; (2)鎂與冷水不反應,但與熱水反應。 【解析】(1)用混凝法只能除去海水中的懸浮物,不能獲取淡水,故設想和做法可行的是②③④; (2)利用化合價升降法配平反應方程式得3Br2+6Na2CO3+3H2O5NaBr+NaBrO3+ 6NaHCO3,根據(jù)比例關系每反應1 mol溴單質轉移電子的物質的量為mol; (3)海水中硫元素主要以硫酸根的形式存在,根據(jù)流程圖,脫硫階段所發(fā)生的反應為Ca2++SCaSO4↓,產(chǎn)品2為氫氧化鎂,根據(jù)鎂元素守恒可知28.8 g的鎂離子最終得到氫氧化鎂的質量為69.6 g; (4)若陽極材料是石墨,陰極材料是不銹鋼,電解熔融的氯化鎂,所發(fā)生的反應為MgCl2Mg+Cl2↑,電解時若有水存在,則在高溫時鎂與水發(fā)生反應會導致鎂的消耗。 答案:(1)②③④　(2) (3)Ca2++SCaSO4↓　Mg(OH)2　69.6 (4)MgCl2Mg + Cl2↑ Mg + 2H2OMg(OH)2+ H2↑