必修二化学第四章 章末整合提升

1、必修二化学第四章 章末整合提升金属冶炼的原理及应用以炼铁原理为例分析热还原法冶炼铁的实验。1反应装置2反应原理Fe2O33CO2Fe3CO23实验方法(1)组装装置：按上图所示，连接各仪器于一体。(2)检验装置的气密性：将导管末端用胶管连接玻璃管，将玻璃管插入到盛水的水槽中，用弹簧夹a关闭导气管，对硬质玻璃管微热，观察现象，若导管口有气泡产生，停止加热后在导管内形成一段稳定的水柱，则证明该装置的气密性良好。(3)向有关仪器内加入Fe2O3和澄清石灰水，重新连接好各仪器。(4)通入CO排出空气后，加热使反应发生。(5)停止加热，继续通入CO至冷却。4注意事项(1)为了扩大气态CO和固态Fe2O3

2、的接触面积，提高反应速率和Fe2O3的利用率，Fe2O3要平铺开。(2)要先通适量的CO气体将硬质玻璃管内的空气排出以后再点燃酒精灯1，对硬质玻璃管加热。此先后顺序不可颠倒，否则可能要引发爆炸。(3)CO气体要匀速、慢通，以提高CO气体的利用率。(4)CO与Fe2O3的反应要进行至红色的Fe2O3固体完全变为黑色的固体为止。(5)实验结束时，熄灭酒精灯1，但不要切断CO气源。(6)被还原出的Fe要在硬质玻璃管内沉浸于CO气体中冷却至常温，目的是防止Fe重新被空气氧化。(7)由于CO有毒，故未完全反应的CO应点燃，以防污染环境。钛(Ti)是一种活泼的金属，其作为金属材料，具有密度小、熔点高、可塑

3、性强、机械强度高、亲生物性好等优良的性能，有“未来金属”之称。工业上常用硫酸分解钛铁矿石(FeTiO3)的方法来制取二氧化钛(TiO2)，再由二氧化钛制金属钛，主要有以下五个反应：FeTiO32H2SO4=TiOSO4FeSO42H2OTiOSO42H2O=H2TiO3H2SO4H2TiO3TiO2H2OTiO22C2Cl2TiCl42COTiCl42Mg=2MgCl2Ti(1)针对以上五个化学反应，下列叙述错误的是_。A反应是非氧化还原反应B反应生成了两种酸C反应中的TiO2是氧化剂D反应表现了金属镁比金属钛还原性强(2)钛具有很强的耐腐蚀性，以下对其原因的分析中正确的是_(填写代号)。钛是

4、像金、铂一样不活泼的金属金属钛的表面易形成致密的氧化膜钛与氧气、酸等腐蚀剂不发生化学反应【解析】(1)在反应中没有元素发生化合价的变化，其中钛元素的化合价保持4价；在反应中，化学式H2TiO3符合酸的一般化学式，它是钛酸的化学式；在反应中钛元素的化合价保持4价，Cl2是氧化剂，C是还原剂；在反应中，Mg是还原剂，Ti是还原产物，所以还原性MgTi。故C项错误。(2)“钛(Ti)是一种活泼的金属”“耐腐蚀性强”，活泼的金属应容易与氧气、酸等腐蚀剂发生化学反应，因此可推测钛耐腐蚀是因为钛表面易形成致密的氧化膜。【答案】(1)C(2)环境保护和绿色化学1.环境污染(1)大气污染大气污染物：颗粒物(粉

5、尘)、硫的氧化物(SO2和SO3)、氮的氧化物(NO和NO2)、CO、碳氢化合物，以及氟氯代烷等。大气污染的防治：合理规划工业发展和城市建设布局；调整能源结构；运用各种防治污染的技术；加强大气质量监测；充分利用环境自净能力等。(2)水污染水污染物：重金属(Ba2、Cu2等)、酸、碱、盐等无机物，耗氧物质，石油和难降解的有机物，洗涤剂等。水污染的防治方法：控制、减少污水的任意排放。(3)土壤污染土壤污染物：城市污水、工业废水、生活垃圾、工矿企业固体废弃物、化肥、农药、大气沉降物、牲畜排泄物、生物残体。土壤污染的防治措施：控制、减少污染源。2绿色化学绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除

6、工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物(即没有副反应，不生成副产物，更不能产生废弃物)，这时原子利用率为100%。3环境污染的热点问题(1)形成酸雨的主要气体为SO2和NOx。(2)破坏臭氧层的主要物质是氟利昂(CCl2F2)和NOx。(3)导致全球变暖、产生“温室效应”的气体是CO2。(4)光化学烟雾的主要原因是汽车尾气中的氮氧化物、碳氢化合物。(5)“白色污染”是指聚乙烯、聚氯乙烯等塑料垃圾所造成的环境污染。(6)引起赤潮的原因主要是工农业及城市生活污水含大量的氮、磷等营养元素(含磷洗衣粉的使用和不合理使用磷肥是造成水体富营养

7、化的重要原因之一)。酸雨形成的原理之一可简单表示如下：含硫燃料AB硫酸请回答下列问题：(1)A物质的化学式为_，B物质的化学式为_。(2)上述三个反应中，不属于氧化还原反应的是_(填序号)。(3)SO2中硫元素显4价，它可以降低到0价，利用这一性质可在工厂的烟道气中通入合适的_(填“氧化剂”或“还原剂”)除去SO2，达到减少污染的目的。(4)从环境保护的角度认为：雨水的pH5.6时，就判断为酸雨。已知pHlg c(H)，经测定某次雨水只含硫酸，且其浓度为5105mol/L，则这次降雨_(填“是”或“不是”)酸雨。(5)火力发电厂燃烧的煤中含有大量的硫，其排出的废气中往往含有SO2、O2、N2、

8、CO2等。为了除去有害的SO2气体，在英国已进行了一个研究，结果表明：高烟囱可以有效降低地面SO2的浓度。在20世纪60年代到70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于高烟囱的建造，地面SO2浓度降低了30%之多。你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是_。A少用煤作燃料B把工厂的烟囱造高C燃料脱硫D把工厂迁移到农村E开发新能源请从全球环境保护的角度，分析这种建高烟囱的方法是否可取？_，理由是_。【解析】由酸雨形成的原理可知反应为SO2SO2，反应为2SO2O22SO3，反应为SO3H2O=H2SO4，故A为SO2，B为SO3；上述三个反应中、反应元素化合价发生变化，为氧化还原

9、反应，反应不属于氧化还原反应。雨水中H2SO4的物质的量浓度为5105mol/L，则其中c(H)2c(H2SO4)1104mol/L，则此雨水的pHlg10445.6，属于酸雨。减少酸雨的产生，应减少SO2的总排放量，故应少用煤作燃料并使燃料脱硫或开发新能源，若只是迁移厂址或将烟囱建高，并未减少SO2的总排放量，不会减少酸雨的产生和对环境的污染。【答案】(1)SO2SO3(2)(3)还原剂(4)是(5)ACE不可取未减少SO2的总排放量1化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是()ACO2属于大气污染物B酸雨是pH小于7的雨水CCO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成D大气中CO2含量的增加会

10、导致温室效应加剧【解析】CO2会导致温室效应，但不是大气污染物，能使雨水呈酸性，但不能形成酸雨，酸雨的pH5.6，NO2或SO2会导致酸雨的形成。【答案】D2化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是()A为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药B绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理C实现化石燃料清洁利用，就无须开发新能源D垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用【解析】A项，大量使用化肥会破坏土壤结构，大量使用农药会污染环境，故不正确；B项，绿色化学的核心是从源头上阻止环境污染，而不是出现污染后去治理，故不正确；C项，化石能源是有限的，仍需开发新能源，故不正确

11、；D项正确。【答案】D3下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是()A加热Al2O3B加热HgOC电解熔融NaCl D铝粉和Fe2O3共热【解析】Al是比较活泼的金属元素，Al2O3受热不能分解为Al和O2，要想得到金属铝，应电解熔融Al2O3。【答案】A4氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是()A电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化B湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应C用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol eD铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化【解析】在金属冶炼过程中，金属

12、元素都发生还原反应，A、B项正确，C项中1 mol Fe3O4被还原时，应转移8 mol e，D项正确。【答案】C5“飘尘”是物质燃烧时产生的粒状飘浮物，颗粒很小(直径小于107 m)，不易沉降(可飘浮数小时甚至数年)，它与空气中SO2、O2接触时，使SO2部分转化为SO3，使空气酸度增加，形成酸雨。(1)飘尘所起的主要作用是_。A氧化剂 B还原剂C吸附剂 D催化剂(2)试写出形成酸雨的两个化学方程式：_。(3)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气含有氮氧化物，全世界每年排放量约5107 kg，NO2溶于水生成_。(4)酸雨可导致下列哪种危害_。A腐蚀建筑物 B导致树木枯萎C造成洪涝灾害 D恶

13、化人类环境(5)为了减少酸雨的形成，必须对燃煤烟气进行脱硫，常用的方法有_，对废气中的氮氧化物进行_。【解析】SO2在转化为SO3时需在催化剂条件下完成。由题意可知，SO2在形成酸雨时先转化为SO3，SO3与H2O反应生成H2SO4，这是形成酸雨的因素之一。酸雨的危害极大，要尽可能减少SO2以及氮氧化物的排放。【答案】(1)D(2)2SO2O22SO3、SO3H2O=H2SO4(3)硝酸(4)ABD(5)石灰石石膏法、氨水法吸收利用6金属热还原法广泛用于冶金过程中。用金属A(或其合金)作还原剂在高温下将另一种金属B的化合物还原以制取金属B(或其合金)的方法，通常是按还原剂来命名。(1)用铝作还

14、原剂生产金属铬，称为铝热法，化学方程式为_。(2)用硅作还原剂还原V2O3冶炼钒，称为硅热法，化学方程式为_。(3)试写出用镁热还原TiCl4生产金属钛的化学方程式：_。【解析】由题意可知，本题所涉及的化学反应都为置换反应，化学方程式可直接根据题设条件和反应物、生成物进行书写。【答案】(1)2AlCr2O32CrAl2O3(2)2V2O33Si3SiO24V(3)TiCl42MgTi2MgCl2第四章 章末能力过关测评(四) (时间：45分钟满分：100分)一、选择题(本题包括12个小题，每小题4分，共48分)1日常生活中常用到化学知识，下列说法不正确的是()A白色污染、绿色食品中的“白”、“

15、绿”均指相关物质的颜色B用食醋可以除去热水壶中的水垢C聚氯乙烯塑料有毒，不可用于制食品包装袋D新制的Cu(OH)2悬浊液可以检测糖尿病患者尿液中是否含有葡萄糖【解析】白色污染是指塑料制品造成的污染，绿色食品是指没有污染的健康食品，与颜色无关。【答案】A2将甲、乙两种有机物组成的混合物进行分离，已知甲、乙的某些性质如下：物质密度/gmol1沸点/水溶性溶解性甲0.89378.5溶溶于乙乙1.220100.7溶溶于甲则应采取的分离方法是()A蒸馏B干馏C分液 D过滤【解析】甲、乙可以互溶，所以不能用分液的方法，也不能用过滤的方法；二者的沸点不同，可用蒸馏的方法分离。【答案】A3海水是巨大的资源宝库

16、。下图表示以海水为基本原料的相关工业，其中不符合实际情况的是()【解析】海水中Cl、Na、K、Mg、Ca、Br、B等元素的含量很高。通过富集可以制取镁、食盐、单质溴等。海水中铁的含量很低，工业不以海水为原料制备钢铁。【答案】D4聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等优点。聚丙烯酸酯的结构简式可表示为CH2CHCOOR，由丙烯酸酯加聚得到。下列关于聚丙烯酸酯的说法不正确的是()A属于高分子化合物B链节为CH2CHC单体为CH2=CHCOORDn为聚合度【解析】聚丙烯酸酯的链节为。【答案】B5萃取是“海水提溴”工艺中重要的操作之一。某同学向试管内

17、的溴水中滴加a物质后有如图所示的现象，则a物质可能是()A汽油 B四氯化碳C苯 D酒精【解析】汽油、苯的密度比水的小，液体分层后在上层，A、C错误；酒精与水互溶不分层，D错误。【答案】B6在绿色化学工艺中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的物质，即原子利用率为100%。在用的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物有()ACO2和H2O BCO和CH3OHCCH3OH和H2 DH2和CO2【解析】比较多1个“C2H4O2”，B项中CO与CH3OH物质的量之比为11时恰好符合“C2H4O2”的组成。【答案】B7塑料、合成橡胶和合成纤维这三大合成材料，都主要是以石油、煤和天然气为

18、原料生产的，下列有关说法错误的是()A天然气作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇B煤可以直接液化，煤与氢气作用生成液体燃料C煤是以单质碳为主的复杂混合物，干馏时单质碳与其他物质发生化学变化D聚乙烯塑料的主要成分聚乙烯，是由乙烯通过聚合反应制得的【解析】煤是有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素。故选C项。【答案】C8工业上合成氨的原料之一为氢气，其来源之一是利用石油气的有关成分如丙烷(C3H8)制取。以下途径，假设反应都能进行，从经济效益考虑最合理的反应是()AC3H83C4H2BC3H8C3H6H2CC3H86H2O3CO210H2D2H2O2H2O2【解析】C3H86H2O3CO

19、210H2这一反应最合理，不仅产生的H2量多，而且耗能还少，选C项。【答案】C9溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”的美称。海水中的碘富集在海藻中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘。提取碘的途径为：干海带海带灰 碘单质，下列有关叙述正确的是()A碘元素在海水中也以游离态存在B在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2C操作A是结晶或重结晶DB是提纯操作，常用蒸馏或分馏【解析】碘在海水中只以化合态(I)存在，没有游离态；操作A是萃取，操作B是分液，然后才是蒸馏等操作来得到单质碘，、A、C、D都是错误的。【答案】B10下表中解决相对应的环境问题所采取的措施不科学的是()环境问题措施A

20、臭氧空洞限制氟氯烃类物质的生产量和消耗量B酸雨改变能源结构，减少二氧化硫和氮氧化物的排放量C白色污染回收利用废旧塑料，开发降解塑料制品D水体富营养化禁止使用含磷洗衣粉及施用氮肥【解析】氟氯烃是造成臭氧空洞的主要原因；减少二氧化硫、氮氧化物的排放有利于控制酸雨的产生；对废旧塑料回收利用及开发可降解塑料制品均有利于减少白色污染；禁止施用氮肥不符合农业现状，故只有D项不科学。【答案】D11下列有关说法正确的是()A高温加热氧化镁和碳的混合物可以制单质镁B铁的冶炼过程是通过置换反应得到单质铁C海水提溴的过程中不发生氧化还原反应D利用电解的方法可以从海水中获取淡水【解析】高温加热氧化镁和碳的混合物时，生

21、成的CO2(或CO)能不断脱离反应体系，促使反应不断进行，因此碳可置换出镁；工业上冶炼铁用的还原剂是CO，有关反应不是置换反应；海水提溴是使Br变成Br2，主要发生氧化还原反应；从海水中获取淡水可用蒸馏等方法，这是物理变化，电解是使水分解的化学变化。【答案】A12已知镁是一种活泼的金属，不仅可以与酸反应，还可以与热水反应，生成的Mg(OH)2不溶于水，而且Mg可以在CO2中燃烧生成MgO和C(2MgCO22MgOC)，海水中镁的含量很大，世界上生产的镁60%来自海水，海水提镁，需要在海水中加碱Mg22OH=Mg(OH)2，然后将沉淀分离再转化为氯化镁Mg(OH)22H=Mg22H2O，最后电解

22、得到金属镁MgCl2(熔融)MgCl2，对于上面从海水中提取金属镁的过程及金属镁的性质所涉及的反应，以下说法正确的是()A电解氯化镁的过程是氧化还原反应B将沉淀转化为氯化镁的过程，镁原子失电子转化为Mg2C电解得到金属镁的过程能写出离子反应方程式，但不是氧化还原反应DMg在CO2中燃烧的反应方程式可以改写成离子方程式【解析】MgCl2(熔融)MgCl2过程中存在着化合价的变化，因此A正确、C错误；将沉淀转化为氯化镁的过程，是氢氧化镁转化为Mg2，不存在电子得失，故B错误；Mg在CO2中燃烧的反应中没有可以自由移动的离子，因此不能写出离子方程式。【答案】A二、非选择题(本题包括4小题，共52分)

23、13(12分)下列物质的转化或分离是用哪种方法实现的？A溶解B裂解C分馏D裂化E干馏F蒸馏G电解H过滤I萃取请将所选方法的字母代号填在横线上(每一项只填写一种最主要的方法)。(1)把煤转化为焦炉气、煤焦油和焦炭等_。(2)从原油中分离出汽油、煤油、柴油等_。(3)将海水淡化_。(4)除去粗盐溶液中的泥沙_。(5)从海水得到的无水MgCl2中提取金属镁_。(6)海水提溴获得的溴水中，提取溴单质_。【解析】(1)煤干馏得到焦炭、煤焦油和焦炉气。(2)石油分馏得到汽油、煤油和柴油等。(3)将海水蒸馏可得到淡水。(4)用过滤的方法可除去粗盐溶液中的泥沙。(5)电解无水MgCl2得到Mg和Cl2。(6)

24、用蒸馏的方法可提取溴水中的溴单质。【答案】(1)E(2)C(3)F(4)H(5)G(6)F14(14分)某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如图，实验过程中可观察到烧瓶中固体石蜡先熔化，试管中有少量液体凝结，试管中酸性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管中液体气味，具有汽油的气味。(1)该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为_，加入药品之前的操作为，长导管的作用是_。(2)试管中少量液体凝结说明了_。(3)试管中溶液褪色说明了_。(4)能否用试管中的液体萃取溴水中的溴？_，理由是_。(5)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式_。【答案】(1)从下往上、从左到右检验装置的气密性导气、冷凝

25、气体(2)裂化生成了碳原子数大于5的烃(3)裂化生成了碳原子数小于5的烯烃(4)不能裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应(5)C20H42C10H22C10H2015(12分)粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 molL1盐酸中，得溶液C；将中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L(标准状况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请填空：(1)中引发铝热反应的实验操作是_，产物中的单质B是_。(2)中所发生的各反应的化学方程式是_。(3)中所发生的各反应的离子方程式是_。(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg2)为_，c(Fe2)为_。【解析】由铝热反应可推知中发生的反应为2AlFe2O3Al2O32Fe，可知B为铁；由中放出1.12 L(标准状况)气体，固体B剩余及中加入KSCN溶液不变色，推知中盐酸过量，中发生的反应为MgO2HCl=MgCl2H2O，Fe2O36HCl=2FeCl33H2O。溶液C中的溶质为MgCl2、FeCl3和