鲁教版选修2：主题综合测评主题综合测评3

主题综合测评（三）主题3矿山资源硫酸与无机材料制造（时间：60分钟分值：100分）一、选择题（本题包括12小题，每小题5分，共60分）“绿色化学”是指（）在化工生产中对废气、废水、废渣进行严格处理在化工生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质在化工生产中不使用任何化学物质在化工厂种草种树，使其成为花园式工厂【解析】“绿色化学”总的来说，就是从化学的角度从源头上根本性地解决发展所带来的环境污染问题。【答案】B氮化硅陶瓷是一种超硬而且耐磨的物质，可用于制造高性能柴油机部件，它属于（）金属材料 B.无机非金属材料C.复合材料 D.功能高分子材料【解析】氮化硅陶瓷根据其所含元素的类别可知它不可能属于金属材料，也不可能属于功能高分子材料，同时它也不属于复合材料（复合材料是指与玻璃钢类似的由多种材料复合而成的材料），所以它只能属于无机非金属材料。【答案】B下列有关工业生产的叙述正确的是（）合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小【解析】本题的C、D两个选项涉及了电解池的应用，其实都是考查电解原理，电解饱和食盐水阴极室产生的是h2，Cl2在阳极上生成，所以C错；电解精炼铜时要注意粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等，阳极开始放电的是Zn、Fe、Ni，而阴极上始终是Cu2+得电子生成6，所以同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小，D对。【答案】D下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是( )【导学号：28920043】水中的钢闸门连接电源的负极金属护栏表面涂漆汽车底盘喷涂高分子膜地下钢管连接镁块【解析】A.水中的钢闸门连接电源的负极，即使用了夕卜加电流，正确。B.金属护栏表面涂漆，是一种使用夕卜加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。C.汽车底盘喷涂高分子膜，也是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。D.地下钢管连接镁块，是牺牲阳极的阴极保护法。【答案】A环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是()①温室效应②赤潮③酸雨④光化学污染⑤臭氧层空洞⑥水俣病⑦潮汐⑧大脖子病①② B.⑦⑧C.⑥⑦⑧ D.②⑤⑦【解析】①③④⑤属于大气污染，②⑥属于水污染，潮汐是一种自然现象，大脖子病是因人体缺乏碘元素造成的，所以⑦⑧不属于环境污染。【答案】B下列叙述不正确的是()铁表面镀锌，铁作阳极船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2+2H2O+4e-==4OH-工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl--2e-===Cl2t【解析】本题考查电化学知识的应用。选项A，铁表面镀锌，铁应该作阴极。选项B，Zn的活泼性比Fe强，Zn失去电子而保护了船体。选项C，钢铁吸氧腐蚀时，O2在正极获得电子。选项D，Cl-的失电子能力大于OH-,电解饱和食盐水时，Cl-在阳极失去电子变为ci2。【答案】A氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下，氮化铝可通过如下反应合成：高温Al2O3+N2+3C皇座蛇AlN+3CO下列叙述正确的是( )在氮化铝的合成反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂上述反应中每生成2molAlN，N2得到3mol电子氮化铝中氮元素的化合价为一3氮化铝晶体属于分子晶体【解析】N2中氮元素的化合价为0,AlN中氮元素的化合价为-3。在化学反应中，每1molN原子得3mol电子。分子晶体的组成微粒之间以分子间作用力相结合，分子间作用力很微弱，故分子晶体不耐高温，抗冲击力很弱，不导电，AlN具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，所以AlN晶体不是分子晶体。【答案】C

某化工厂工业废水中含H2SO4的质量分数为2%,采用边排放边中和的方法将它处理至基本上呈中性，处理方法如下图所示，若处理后废水pH=7,则2%NaOH溶液的流量为（）A.0.00816A.0.00816m3・s—1B.0.01m3・s—1C.0.01632m3・s—1D.0.02m3・s—1【解析】在同一时间段内排入的硫酸与NaOH的物质的量之比为1：2时才能把废水处理至呈中性。设溶液的流量为x,并设时间为1s:（0.0100m3.s-1X_11sX1.02g-cm-3X106cm3.m-3X2%)/98g-mol-1一2(xX1sX1.02g・cm-3X106cm3-m-3X7%)/40g-mol-1，解得x=0.00816m3・s-1。【答案】A铅的冶炼大致过程如下:富集：将方铅矿（PbS）进行浮选;高温焙烧：2PbS+3O2====2PbO+2SO2；制粗铅：PbO+C=====Pb+COtPbO+CO史温=b+CO2。下列说法中正确的是（）A.浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO整个冶炼过程中，制取1molPb共转移2mol电子将1molPbS冶炼成Pb理论上至少需要6g碳【解析】①富集为物理过程，A错。失L2e~I'l'IZ 」：，-J|上SO2均为还原产物，A'2得12e~B错。由题给方程式得关系式：失12e- 得4e-2PbS——>2PbO——2Pb~C制取1molPb共转移8mole-,C项错。【答案】DpH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是()A.NaOH B.H2SO4C.AgNO3 D.Na2SO4【解析】用惰性电极电解电解质溶液，A、B、D都是电解水。电解后溶液的浓度变大，A中pH增大，B中pH减小,D中pH不变，C中电解生成HNO3,pH减小。【答案】A以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是()A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用【解析】本题考查电镀，意在考查考生对电镀原理的理解和应用能力。未通电前，题述装置不能构成原电池，A项错误。锌的析出量与通过的电量成正比，B项错误；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，C项正确；镀锌层破损后，会形成铁锌原电池，铁作正极，得到保护，D项错误。【答案】C电解硫酸铜溶液要达到如下三个要求：①阳极质量减小，②阴极质量增加，③电解过程中Cu2书浓度不变。则可选用的电极是（）石墨作阳极，铁作阴极粗铜（含Fe、Ni、Zn）作阳极，纯铜作阴极纯铜作阳极，铁作阴极铁作阳极，纯铜作阴极【解析】本题中所述的电解过程实际就是电镀过程：阳极质量减少，必须用活泼金属作阳极，则A选项不符合题意；由于CU2+的放电能力比H+的大，阴极质量增加，但是要使CU2+浓度不变，则阳极必须用纯铜。【答案】C二、非选择题（包括4小题，共40分）（10分）铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：【导学号:28920044】（1） 工业上冶炼铝的化学方程式是。（2） 铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是 。（3） 工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。该电解槽的阳极反应式是 通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，原因是除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口(填"A”或“B”)导出。【解析】(1)金属铝的冶炼是电解熔融Al2O3。(2)铝与强碱反应放出氢气生成盐。(3)结合题中给出的信息提示进行解题。①溶液中存在阴离子为OH一和含氧酸根，应是OH一先放电。②溶液中存在的阳离子为K+和H+,应是H+先放电。在阴极由于H+放电，H+不断减少，水的电离平衡向正反应方向移动，OH-浓度增大，pH增大。③K+可通过阳离子交换膜流向B口，B口的OH-不断增多，但无法通过阳离子交换膜，故氢氧化钾溶液从B口导出。通电【合案】⑴2AEO3冰晶石4Al+3O2t2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2t①4OH--4e-===2H2O+O2tH+放电，促进水的电离，OH-浓度增大B(10分)冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气或氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。请对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格:火烧孔雀石炼铜湿法炼铜铝热法炼铭从光卤石中炼镁火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式(写主要的两个)：请再举出使用上述方法冶炼金属的例子各一个(用化学方程式表示)：TOC\o"1-5"\h\z；；；。【解析】火烧孔雀石炼铜和铝热法炼铬都属于热还原法。湿法炼铜和铝热法炼铬都属于活泼金属置换法。从光卤石中炼镁属于电解法。【答案】⑴①③③④Cu2(OH)2CO3=====2CuO+CO2I+H2O高温C+2CuO皇耍如u+CO2t高温①2Fe2O3+3C==座WFe+3CO2t3H2+WO3=S温刘+3H2O_ 高温4A1+3MnO2=====3Mn+2A12O3_由解 2NaC1^==蛇Na+C12t(以上反应其他合理答案也可)(10分)碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。采用装置A,在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。气体a的成分是②若钢样中硫以FeS形式存在，A中反应：3FeS+5O2=高温日3。将气体a通入测硫装置中(如右图)，采用滴定法测定硫的含量。 勺址TOC\o"1-5"\h\z气体且 O 』h2o2氧化SO2的化学方程式： ：,暮天.，一.， 。 的血裾液用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH "溶液，若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的质量分数： 将气体a通入测碳装置中(如下图)，采用重量法测定碳的含量。气体a通过B和C的目的是 O计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是【解析】(1)①钢样(含有铁、碳、硫)在高温下与02反应，除生成CO2、S02外，还有剩余的02，故气体a中含有C02、S02、02。②该反应中，S元素由-2价被氧化为+4价，即生成S02，再结合元素守高温恒及元素的化合价升降总数相等，配平该反应方程式：3FeS+502高兰Fe304+3S02。(2)①H202具有强氧化性，S02具有强还原性，二者发生氧化还原反应生成H2S04，化学方程式为H202+S02==H2S04。②消耗1mLNa0H溶液相当于硫的质量为yg，则消耗zmLNa0H溶液相当于硫的质量为关g，那么钢样中硫的质量分数为冷哼①装置B中活性Mn02将S02氧化。装置C中K2Cr207-浓H2S04具有强氧化性，用于吸收气体a中的Sq,防止S02进入C02吸收瓶，影响实验结果。②实验中应测定实验前后CO2吸收瓶的质量变化，从而确定CO2的质量，继而求出钢样中碳的质量及质量分数。【答案】(1)①CO2、SO2、O2②Fe3O4SO2⑵①H2O2+SO2==H2SO4②与(3)①排除SO2对CO2测定的干扰②吸收CO2前、后吸收瓶的质量16.(10分)(2016・全国乙卷)高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：回答下列问题：原料软锰矿与氢氧化钾按1：1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是。“平炉”中发生反应的化学方程式为。“平炉“中需要加压，其目的是 O将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。“CO2歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4发生歧化反应。反应中生成KMnO4、MnO2和(写化学式)。“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液。电解槽中阳极发生的电极反应为，阴极逸出的气体是。“电解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为。(5)高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800g样品，溶解后定容于100mL容量瓶中，摇匀。取浓度为0.2000mol-L-1的H2C2O4标准溶液20.00mL,加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48mL。该样品的纯度为(列出计算式即可，已知2MnO-+5H2C2O4+6H+==2Mn2++10CO2t+8H2O)o【解析】⑴软锰矿和氢氧化钾均为固体，混配前将软锰矿粉碎是为了使它们充分混合，增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率。(2)由题意知，反应物为MnO2、KOH和O2，生成物有K2MnO4，可根据质量守恒写出另一种生成物并配平化学方程式。⑶反应物中只有氧气是气体，因此加压的主要目的是增大氧气浓度，加快反应速率，增加软锰矿转化率。①由题意知，反应物为K2MnO4、CO2，生成物有KMnO4和MnO2，由原子个数守恒可知，另一种生成物为碳酸形成的盐，因为溶液呈中性或弱酸性，因此应为酸式盐，即khco3。阳极为失电子的极，MnO2-在阳极处失电子生成MnO4-,即阳极反应式为MnO2--e-==MnO-；阴极上为氢离子得电子生成H2O由“CO2歧化法”3molK2MnO4生成2molKMnO4，而“电解法”是1molK2MnO4生成1molKMnO4,因此“电解法”与“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为3：2。先求出草酸的物质的量，再根据化学方程式求出24.48mL溶液中高锰酸钾的物质的量，然后转化为100mL溶液中高锰酸钾的物质的量，