专题十六 化学与技术之高考题解读

专题十六化学与技术(选修)【考脉追踪】考点，一脉相承年份考题题型考点0909·宁夏·37填空氯碱工业、原电池和电解池09·天津·9填空海水的淡化、海水提溴的原理和溴提纯的实验09·山东·31填空金属铝的生产是09·海南·20·4填空氨氧化法生产硝酸09·广东·22填空回收镁的工艺流程09·江苏·16化合物性质，电极方程式书写0808·宁夏·34填空化工生产与环境污染08·海南·29填空金属腐蚀的条件探究08·山东·31炼钢和炼铁0707·海南·29填空制碱工业生产07·山东·31填空海水资源合开发利用07·宁夏·31填空硫酸工业生产《化学与技术》是选修教材中联系必考内容最为密切的一个模块，其中的知识点与必考内容中的元素及其化合物有着千丝万缕的联系，与化学反应原理也有着根深蒂固的渊源。分析新课标省区的高考试题，可以发现在命题的特点上，《化学与技术》与另外两个选考模块有着显著的不同，其他两个模块的题目多为综合性的，题目覆盖了几乎所有的知识点，而《化学与技术》主要是单方面地就材料、资源或生产技术进行命题。预计在一定时期内，命题的形式和考查的角度依然会秉承这种特点，将更加与新材料、新能源及工农业生产联系起来考查。【试题解读】考题，一见如故真题1(09·宁夏)请回答氯碱工业中的如下问题：(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品，理论上k=（要求计算表达式和结果）(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸）、③BaCl2，这三种试剂添加的合理顺序是(3)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30％以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。①图中X、Y分别是、（填化学式），分析比较图示中分数a％与b％的大小②分别写燃烧电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：；负极；③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）。【考点透析】本题围绕氯碱工业这一重要化学与技术为载体，将原电池和电解池组合在一起，考查了离子除杂、阳离子交换膜和氯碱工业原理等知识，题目很有创意，可以很好的综合考查考生的原电池和电解的相关知识。【试题突破】(1)根据方程式2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，可知k===。(2)除杂时为使杂质除尽，所加试剂要过量，所以Na2CO3应在BaCl2之后，除去过量的BaCl2；HCl应在Na2CO3之后，除去过量的Na2CO3。(3)本题突破口在于燃料电池，通空气一边为正极，那么左边必然通H2，这样Y即为H2；左边X必然为Cl2了；A中NaOH进入燃料电池正极再出来，依据O2+4e-+2H2O＝4OH-可知NaOH浓度增大。利用电解的产物所构成的原电池提供能量，且同时使NaOH的浓度增大，可节约能量。【标准答案】(1)==2)③①②(3)①Cl2H2a％小于②O2+2H2O+4e－→4OH－2H2+4OH-→4H2O+4e－③燃料电池可以提供能量；提高产出碱液的浓度，降低能耗真题2（09·天津）海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列；从海水中提取食盐和溴的过程如下：(1)请列举海水淡化的两种方法：、。(2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、、、或H2、。(3)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，其目的为。(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95％，有关反应的离子方程式为，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是。(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br2的沸点为59℃请你参与分析讨论：①图中仪器B的名称：。②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是。③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：。④C中液体产物颜色为。为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是。【考点透析】本题以海水的综合利用为背景，考查了海水的淡化方法、氯化钠溶液电解产物的判断、海水提溴的原理和溴提纯的实验。是一道综合性很强的试题，很好地体现了理综命题的特点。【试题突破】(2)“直接”电解可发生反应Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O；(4)因为产物是两种强酸，要防止腐蚀设备；(5)②因Br2能够腐蚀橡胶，故不能用橡胶塞和橡胶管；③蒸馏的关键是控制温度；④根据溶解性，可采取分液的方法分离；根据沸点不同，可用蒸馏的方法分离。【标准答案】(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法等(2)Cl2NaOHNaClO(3)富集Br元素(4)Br2＋SO2＋2H2O=2Br-＋SO42－＋4H＋强酸对设备的严重腐蚀(5)①冷凝管②Br2腐蚀橡胶③控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分④深红棕色分液(蒸馏真题3（09年山东理综·31）金属铝的生产是以Al2O3为原料，在熔融状态下进行电解：

请回答下列问题：(1)冰晶石（Na3AlF6）的作用是。(2)电解生成的金属铝是在熔融液的（填“上层”或“下层”）。(3)阴极和阳极均由材料做成；电解时所消耗的电极是（填“阳极”或“阴极”）。(4)铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成（填代号）。a.冰晶石b.氧化铝c.铝锭d.硫酸铝【试题突破】(1)Al2O3的熔点很高，加入冰晶石的目的是降低熔化温度。(2)由于冰晶石（Na3AlF6）与氧化铝熔融物密度比铝的小，所以铝在熔融液的下层。(3)电解时阳极生成氧气，碳棒被氧气氧化而消耗。(4)因为生成铝要消耗大量的能量，故将回收铝做成铝锭最好。【标准答案】(1)降低Al2O3的熔化温度(2)下层(3)碳棒（或石墨）阳极(4)c真题4（2022·广东化学）某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见上表，请回答下列问题：(1)“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有（要求写出两条）(2)滤渣I的主要成分有。(3)从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有。(4)Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，可采用复分解反应制备：MgCl2+2NaClO3Mg(ClO3)2+2NaCl已知四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如下图所示：①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2。简述可制备Mg(ClO3)2的原因：。②按①中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中，常伴有NaCl析出，原因是：。除去产品中该杂质的方法是：。【考点透析】此题的框图、数据、座标曲线与设问结合很好，考生要正确回答问题必须认真分析流程图中的各物质及发生的反应、要分析三种难溶物质完全沉淀pH数据、要分析坐标图中溶解度数据，才可能分别正确地回答各个问题。【试题突破】（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有：①增大硫酸浓度②升高温度③边加硫酸边搅拌等；(2)pH=，滤渣Ⅰ的主要成分有Fe（OH）3和Al（OH）3；(3)从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有CaSO4、Na2SO4。

(4)①由图像可知，NaCl的溶解度随温度变化不大，而Mg（ClO3）2的溶解度随温度变化较大，可利用溶解度的差异，通过结晶的方法得到Mg（ClO3）2。

②原因是在结晶过程中NaCl也可能达到饱和析出，除去的方法是重结晶。【标准答案】(1)适当提高反应温度、增加浸出时间（或其他合理答案）(2)Fe(OH)3Al(OH)3(3)Na2SO4(4)①在某一时刻NaCl最先达到饱和析出；Mg(ClO3)2的溶解度随温度变化最大；NaCl的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别。②降温前溶液中NaCl已达饱和；降低过程中NaCl溶解度会降低，会少量析出重结晶真题5（2022·海南化学）工业上常用氨氧化法生产硝酸，其过程包括氨的催化氧化（催化剂为铂铑合金丝网）、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。请回答下列问题：(1)氨催化氧化的化学方程式为(2)原料气中空气必须过量，其主要原因是(3)将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是(4)水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应，其化学方程式为，为了提高水对二氧化氮的吸收率，可采取的措施为（答2项）【试题突破】氨催化氧化的方程式为：4NH3+5O24NO+6