1、主題綜合測評(三)主題3礦山資源硫酸與無機材料制造(時間：60分鐘分值：100分)一、選擇題(本題包括12小題，每小題5分，共60分)1“綠色化學”是指()A在化工生產中對廢氣、廢水、廢渣進行嚴格處理B在化工生產中少用或不用有害物質以及少排放或不排放有害物質C在化工生產中不使用任何化學物質D在化工廠種草種樹，使其成為花園式工廠【解析】“綠色化學”總的來說，就是從化學的角度從源頭上根本性地解決發展所帶來的環境污染問題。【答案】B2氮化硅陶瓷是一種超硬而且耐磨的物質，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復合材料D功能高分子材料【解析】氮化硅陶瓷根據其所含元素的類別可知

2、它不可能屬于金屬材料，也不可能屬于功能高分子材料，同時它也不屬于復合材料(復合材料是指與玻璃鋼類似的由多種材料復合而成的材料)，所以它只能屬于無機非金屬材料。【答案】B3下列有關工業生產的敘述正確的是()A合成氨生產過程中將NH3液化分離，可加快正反應速率，提高N2、H2的轉化率B硫酸工業中，在接觸室安裝熱交換器是為了利用SO3轉化為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，可防止陰極室產生的Cl2進入陽極室D電解精煉銅時，同一時間內陽極溶解銅的質量比陰極析出銅的質量小【解析】本題的C、D兩個選項涉及了電解池的應用，其實都是考查電解原理，電解飽和食鹽水陰極室產生的是H2，C

3、l2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，所以同一時間內陽極溶解銅的質量比陰極析出銅的質量小，D對。【答案】D4下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護法的是() 【導學號：28920043】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

4、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】A5環境污染已成為人類社會面臨的重大威脅，各種污染數不勝數。下列名詞與環境污染無關的是()溫室效應赤潮酸雨光化學污染臭氧層空洞水俁病潮汐大脖子病ABCD【解析】屬于大氣污染，屬于水污染，潮汐是一種自然現象，大脖子病是因人體缺乏碘元素造成的，所以不屬于環境污染。【答案】B6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：O22H2O4e=4OHD工業上電解飽和食鹽水的陽極反應：2Cl2e=Cl2【解析】本題考查電化學知識的應用。選項A，鐵表面鍍鋅，鐵應該作陰極。選

5、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在陽極失去電子變為Cl2。【答案】A7氮化鋁(AlN)具有耐高溫、抗沖擊、導熱性好等優良性質，被廣泛應用于電子工業、陶瓷工業等領域。在一定條件下，氮化鋁可通過如下反應合成：Al2O3N23C2AlN3CO下列敘述正確的是()A在氮化鋁的合成反應中，N2是還原劑，Al2O3是氧化劑B上述反應中每生成2 mol AlN，N2得到3 mol電子C氮化鋁中氮元素的化合價為3D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

6、價為3。在化學反應中，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，不導電，AlN具有耐高溫、抗沖擊、導熱性好等優良性質，所以AlN晶體不是分子晶體。【答案】C8某化工廠工業廢水中含H2SO4的質量分數為2%，采用邊排放邊中和的方法將它處理至基本上呈中性，處理方法如下圖所示，若處理后廢水pH7，則2%NaOH溶液的流量為()A0.008 16 m3·s1B0.01 m3·s1C0.016 32 m3·s1D0.02 m3·s1【解析】在同一時間段內排入的硫酸與NaO

7、H的物質的量之比為12時才能把廢水處理至呈中性。設溶液的流量為x，并設時間為1 s：(0.0100 m3·s1×1 s×1.02 g·cm3×106 cm3·m3×2%)/98 g·mol1(x×1 s×1.02 g·cm3×106 cm3·m3×7%)/40 g·mol1，解得x0.00816 m3·s1。【答案】A9鉛的冶煉大致過程如下：富集：將方鉛礦(PbS)進行浮選；焙燒：2PbS3O22PbO2SO2；制粗鉛：PbOCPbCO

8、PbOCOPbCO2。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變化B方鉛礦焙燒反應中，PbS是還原劑，還原產物只有PbOC整個冶煉過程中，制取1 mol Pb共轉移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】富集為物理過程，A錯。SO2均為還原產物，B錯。由題給方程式得關系式：2PbS2PbO2PbC制取1 mol Pb共轉移8 mol e，C項錯。【答案】D10pHa的某電解質溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時間后，溶液的pH>a，則該電解質可能是()ANaOHBH2SO4CAgNO3DNa2SO4【解析】用惰性電極電解電解質溶液，A、

9、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】A11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因部分電能轉化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關系C電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應速率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用能力。未通電前，題述裝置不能構成原電池，A項錯誤。鋅的析出量與通過的電量成正比，B項錯誤；電鍍時電解反應速率只與電流大小有關，與溫度無關

10、，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】C12電解硫酸銅溶液要達到如下三個要求：陽極質量減小，陰極質量增加，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Fe、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產品。請回答： 【

11、導學號：28920044】(1)工業上冶煉鋁的化學方程式是_。(2)鋁與氫氧化鉀溶液反應的離子方程式是_。(3)工業品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)，其工作原理如圖所示。該電解槽的陽極反應式是_。通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，原因是_。除去雜質后的氫氧化鉀溶液從液體出口_(填“A”或“B”)導出。【解析】(1)金屬鋁的冶煉是電解熔融Al2O3。(2)鋁與強堿反應放出氫氣生成鹽。(3)結合題中給出的信息提示進行解題。溶液中存在陰離子為OH和含氧酸根，應是OH先放電。溶液中存在的陽離子為K和H，應是H先放電。在陰極

12、由于H放電，H不斷減少，水的電離平衡向正反應方向移動，OH濃度增大，pH增大。K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口導出。【答案】(1)2Al2O34Al3O2(2)2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2(3)4OH4e=2H2OO2H放電，促進水的電離，OH濃度增大B14(10分)冶煉金屬一般有下列四種方法：焦炭法；水煤氣(或氫氣或一氧化碳)法；活潑金屬置換法；電解法。四種方法在工業上均有應用。(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的序號填入表中空格：火燒孔雀石煉銅濕法煉銅鋁熱法煉鉻從光鹵石中煉鎂火燒孔雀

13、石煉銅所發生反應的化學方程式(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(用化學方程式表示)：_；_；_；_。【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)Cu2(OH)2CO32CuOCO2H2OC2CuO2CuCO2(2)2Fe2O33C4Fe3CO23H2WO3W3H2O4Al3MnO23Mn2Al2O32NaCl2NaCl2(以上反應其他合理答案也可)15(10分)碳、硫的含量影響鋼鐵性能。碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中碳、硫轉化為氣體，再用測碳、測硫裝置進行測定。(1

14、)采用裝置A，在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉化為CO2、SO2。氣體a的成分是_。若鋼樣中硫以FeS形式存在，A中反應：3FeS5O21_3_。(2)將氣體a通入測硫裝置中(如右圖)，采用滴定法測定硫的含量。H2O2氧化SO2的化學方程式：_。用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液，若消耗1 mL NaOH溶液相當于硫的質量為y克，則該鋼樣中硫的質量分數：_。(3)將氣體a通入測碳裝置中(如下圖)，采用重量法測定碳的含量。氣體a通過B和C的目的是_。計算鋼樣中碳的質量分數，應測量的數據是_。【解析】(1)鋼樣(含有鐵、碳、硫)在高溫下與O2反應，除生成CO2、SO2外，還

15、有剩余的O2，故氣體a中含有CO2、SO2、O2。該反應中，S元素由2價被氧化為4價，即生成SO2，再結合元素守恒及元素的化合價升降總數相等，配平該反應方程式：3FeS5O2Fe3O43SO2。(2)H2O2具有強氧化性，SO2具有強還原性，二者發生氧化還原反應生成H2SO4，化學方程式為H2O2SO2=H2SO4。消耗1 mL NaOH溶液相當于硫的質量為y g，則消耗z mL NaOH溶液相當于硫的質量為yz g，那么鋼樣中硫的質量分數為。(3)裝置B中活性MnO2將SO2氧化。裝置C中K2Cr2O7­濃H2SO4具有強氧化性，用于吸收氣體a中的SO2，防止SO2進入CO2吸收瓶

16、，影響實驗結果。實驗中應測定實驗前后CO2吸收瓶的質量變化，從而確定CO2的質量，繼而求出鋼樣中碳的質量及質量分數。【答案】(1)CO2、SO2、O2Fe3O4SO2(2)H2O2SO2=H2SO4(3)排除SO2對CO2測定的干擾吸收CO2前、后吸收瓶的質量16(10分)(2016·全國乙卷)高錳酸鉀(KMnO4)是一種常用氧化劑，主要用于化工、防腐及制藥工業等。以軟錳礦(主要成分為MnO2)為原料生產高錳酸鉀的工藝路線如下：回答下列問題：(1)原料軟錳礦與氫氧化鉀按11的比例在“烘炒鍋”中混配，混配前應將軟錳礦粉碎，其作用是_。(2)“平爐”中發生反應的化學方程式為_。(3)“平

17、爐”中需要加壓，其目的是_。(4)將K2MnO4轉化為KMnO4的生產有兩種工藝。“CO2歧化法”是傳統工藝，即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱酸性，K2MnO4發生歧化反應。反應中生成KMnO4、MnO2和_(寫化學式)。“電解法”為現代工藝，即電解K2MnO4水溶液。電解槽中陽極發生的電極反應為_，陰極逸出的氣體是_。“電解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理論利用率之比為_。(5)高錳酸鉀純度的測定：稱取1. 080 0 g樣品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，搖勻。取濃度為0.200 0 mol·L1的H2C2O4標準溶液20.00 mL，加入稀硫

18、酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的體積為24.48 mL。該樣品的純度為_(列出計算式即可，已知2MnO5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O)。【解析】(1)軟錳礦和氫氧化鉀均為固體，混配前將軟錳礦粉碎是為了使它們充分混合，增大反應物接觸面積，加快反應速率，提高原料利用率。(2)由題意知，反應物為MnO2、KOH和O2，生成物有K2MnO4，可根據質量守恒寫出另一種生成物并配平化學方程式。(3)反應物中只有氧氣是氣體，因此加壓的主要目的是增大氧氣濃度，加快反應速率，增加軟錳礦轉化率。(4)由題意知，反應物為K2MnO4、CO2，生成物有KMnO4和MnO2，由原子個數守恒可知，另一種生成物為碳酸形成的鹽，因為溶液呈中性或弱酸性，因此應為酸式鹽，即KHCO3。陽極為失電子的極，MnO在陽極處失電子生成MnO，即陽極反應式為MnOe=MnO；陰極上為氫離子得電子生成H2。由“CO2歧化法”3 mol K2MnO4生成2 mol