第八章　化学与可持续发展

第八章化学与可持续发展注意事项1.全卷满分100分。考试用时90分钟。2.可能用到的相对原子质量:H1C12O16S32。一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(2020山东泰安高一下期末)如图是近年来我国能源的消耗构成示意图,下列说法正确的是()A.当今人类所需的能量绝大部分是由化学反应产生的B.煤、石油、天然气的成分都是烃C.为消除温室效应,应全面禁用煤、石油、天然气等含碳能源D.核能、氢能、太阳能是当今社会的主要能源2.(2020辽宁葫芦岛高一下期末)下列关于药物使用的说法中,正确的是()A.碘酒能使蛋白质变性,常用于外敷消毒B.长期大量服用阿司匹林可预防疾病,没有毒副作用C.使用青霉素可直接静脉注射,不需进行皮肤敏感试验D.随着平价药房的开设,生病了随时可以到药店自己买药服用3.(2020北京景山学校高一下期末)海水资源丰富,海水淡化问题已成为科学家的主要研究方向,若实行海水淡化来供应饮用水,下列方法不正确的是()A.利用太阳能,将海水蒸馏淡化B.加入明矾,使海水中的盐生成沉淀并使海水淡化C.利用直流电,采用电渗析法使海水淡化D.通过离子交换膜,除去所含的盐分使海水淡化4.(2020陕西西安高一下期末)下列各组金属适合用热分解法冶炼的是()、Na 、Fe、Ag 、Mg5.(2020辽宁辽阳高一下期末)下列有关判断正确的是()A.金属阳离子被还原,一定会得到金属单质B.金属冶炼过程中,金属化合物得到电子发生氧化反应C.海带中含有碘单质,能使淀粉变蓝D.通过铝热反应可以在野外焊接钢轨6.(2020山东聊城高一下期末)下列叙述正确的是()A.煤中含有的苯和甲苯可通过煤的干馏来制得B.丁烷(C4H10)的一氯代物有4种C.煤的气化、液化和石油的分馏均属于物理变化D.某有机物完全燃烧后,生成CO2和H2O,说明该有机物中一定含有C、H、O三种元素7.(2020北京朝阳高一下期末)下列关于金属冶炼的说法不正确的是()A.工业上采用电解熔融氧化铝的方法生产单质铝B.钠与熔融氯化钛反应可置换出钛单质C.根据金属的活泼性不同,采用不同的金属冶炼方法D.铝热反应需要在高温下进行,是一个典型的吸热反应8.(2020黑龙江哈尔滨高一下期末)绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,下列做法符合绿色化学理念的是()A.废弃塑料的回收和利用B.污水的治理C.氢能源代替化石能源D.“白色污染”物的焚烧9.(2020湖南郴州高一下期末)海带中含有碘元素,某校研究性学习小组设计了如下实验步骤来提取碘:①通足量氯气;②将海带烧成灰,向灰中加水搅拌;③加CCl4振荡;④过滤;⑤用分液漏斗分液。合理的操作顺序为()A.①→③→⑤→②→④ B.②→①→③→④→⑤C.②→④→①→③→⑤ D.③→①→②→⑤→④10.(2020北京理工大学附中高一下期末)下列说法中正确的是()A.石油裂化的目的是获得乙烯、丙烯等小分子烃,它们是重要的化工基本原料B.塑料、合成橡胶、合成纤维是重要的合成有机高分子材料C.分馏、干馏都是物理变化,裂化、裂解都是化学变化D.煤是无机化合物,天然气和石油是有机化合物二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)11.(2020山东菏泽高一下期中)海带、紫菜等植物中含有丰富的碘元素,下列关于海带提碘的实验描述不正确的是()A.灼烧干海带可除去其中的有机物B.将灼烧后的海带灰溶于水,通过过滤除去其中的不溶性杂质,过滤过程用到的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗、玻璃棒C.萃取富集单质碘的过程中可用酒精作萃取剂D.如果制备的碘单质中混有少量熔、沸点较高的杂质,可用升华法进行分离提纯12.(2020湖南长郡中学高二下期末)海水提镁的主要流程如下,下列说法正确的是()①试剂M是盐酸②流程中的反应全部是非氧化还原反应③操作b只是过滤④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2⑤采用电解法冶炼镁是因为镁很活泼A.①②③④⑤ B.②③C.②④⑤ D.①④⑤13.(2020山东泰安一中高一下期中)为了从海带浸取液中提取碘,某同学设计了如下实验方案:下列说法正确的是()A.①中反应的离子方程式:2I-+H2O2I2+2OH-B.②中分液时I2的CCl4溶液从分液漏斗下口放出C.③操作使用的是反萃取法,得到的上层溶液中含有I-D.操作Z的名称是加热14.(2020北京海淀高一下期末)“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图:下列说法正确的是()A.从吹出塔进入吸收塔的物质只有Br2B.从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4C.两次通入水蒸气的作用都是参加反应D.第一次通入Cl2的目的是氧化Br-,第二次通Cl2的目的是氧化SO215.(2020北京中关村中学高一下期末)“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学”工艺中的“原子经济性”是指反应中原子全部转化为目标产物,即原子利用率为100%。以下反应最符合“绿色化学”原子经济性要求的是()A.用甲烷与氯气制备一氯甲烷B.乙烯发生加聚反应制得聚乙烯高分子材料C.以苯和氢气为原料制取环己烷D.用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(2020北京人大附中高一下月考)(12分)溴元素主要以Br-形式存在于海水(呈弱碱性)中,利用空气吹出法从海水中提溴,工艺流程示意图如下所示。已知:常温下溴呈液态,深红棕色,易挥发。(1)氧化:ⅰ中反应的化学方程式为。

(2)脱氯:除去含溴空气中残留的Cl2。①具有脱氯作用的离子是。

②溶液失去脱氯作用后,补加FeBr2或加入,脱氯作用恢复。

(3)富集、制取Br2:用Na2CO3溶液吸收溴,Br2歧化为BrO3-和Br-。再用H2SO4酸化后可以得到Br2。写出加入H2SO4酸化生成Br2的离子方程式:(4)探究NaBr溶液与H2SO4溶液反应时H2SO4浓度对生成Br2的影响,实验如下:序号ABC试剂组成1mol/LNaBr溶液20%H2SO4溶液1mol/LNaBr溶液98%H2SO4溶液将B中反应后溶液用水稀释实验现象无明显现象溶液呈棕红色,放热溶液颜色变得很浅①B中溶液呈棕红色说明产生了(写化学式)。

②分析C中溶液颜色变浅的原因,甲同学认为是发生了化学反应所致;乙同学认为是用水稀释所致。若认为甲同学的分析合理,请用具体的反应说明理由。若认为乙同学的分析合理,请进一步设计实验方案证明。请从甲、乙同学的说法中任选一个作答。认为甲合理的理由:(用化学方程式结合文字作答)。

认为乙合理的实验方案: 。

17.(2020北京延庆高一下期末)(10分)加强废旧金属的回收和再利用,是合理开发和利用金属资源的主要途径之一。如图是从镀铜废电路板中回收金属铜的一种工艺流程(各过程需控制适宜条件)。(1)上述流程中,为加快化学反应速率而采取的措施是。

(2)过程Ⅰ中,过氧化氢在酸性条件下将Cu溶解,该反应的离子方程式是。

(3)过程Ⅱ中加入过量铁粉的目的是,该过程中用到的分离操作是。

(4)过程Ⅲ中,发生反应的离子方程式为。

18.(2020山东聊城高一下期末)(14分)海带中含有碘元素,从海带中提取碘并验证其性质,提取过程如图所示:海带海带灰海带灰悬浊液含I-溶液含I2溶液I2的CCl4溶液单质I2(1)验证“含I-溶液”和“含I2溶液”中含有I-和I2所需的试剂分别是和。

(2)步骤④的反应中MnO2被还原为Mn2+,反应的离子方程式为;MnO2、稀硫酸可用(填字母)代替。

2 2SO32O2、稀硫酸 (3)海带灰中含有的可溶性硫酸盐、碳酸盐等在实验步骤(填序号)中实现与碘分离。

(4)某同学制得的粗碘中含有少量Na2SO4,对粗碘进行提纯的装置如图所示,采用的分离方法是;a、b为冷凝水进出口,其中(填“a”或“b”)接水龙头,最终能得到较多、较高纯度的单质碘。

19.(2020山东临沂高一下期末)(14分)综合利用海水可以制备食盐、纯碱、金属镁等物质,其流程示意图如下:(1)在上述反应①~⑤中,没有涉及的化学反应类型是。

A.分解反应 B.化合反应C.复分解反应 D.置换反应(2)写出反应③的离子方程式:。

(3)粗盐中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等可溶性杂质,为制得纯净的NaCl晶体,操作如下:①溶解;②依次加入过量的BaCl2溶液、NaOH溶液、;

③过滤;④;

⑤蒸发结晶。其中加入过量氯化钡溶液的目的是。

(4)X溶液中的主要阳离子是Na+和。

(5)检验纯碱样品中是否含NaCl应选用的试剂是。

20.(2020北京顺义高一下期末)(10分)化学工程师为了变废为宝,从某工业废液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3,任意排放将导致环境污染及资源的浪费)中回收铜,并将铁的化合物全部转化为化工原料FeCl3晶体,主要流程如下:(1)步骤Ⅰ的操作名称:。

(2)检验滤液②中是否含有Fe3+所需试剂:。

(3)向滤液②中加入NaOH溶液并长时间暴露在空气中,此过程的现象:。

(4)滤渣③中加入过量的④发生反应的离子方程式:。

(5)通入⑥的目的:。

答案全解全析1.A尽管随着社会的发展,人类已经开发利用了多种能源,但当今人类社会的主要能源仍是煤、石油、天然气等化石能源,化石能源通过化学反应产生能量,A正确;煤是由有机物和少量无机物组成的混合物,天然气的主要成分是甲烷,石油的化学成分主要是各种碳氢化合物,B错误;全面禁用煤、石油、天然气等含碳能源不合理,C错误;当今社会的主要能源是煤、石油、天然气,D错误。2.A碘酒能使蛋白质变性,常用于外敷消毒,A正确;药物都有一定的毒副作用,服药应遵医嘱,B错误;从用药安全角度考虑,使用青霉素前要进行皮肤敏感性测试,C错误;生病了应该到医院就诊,药物都有针对性,要对症下药,否则会延误病情,D错误。3.B可利用太阳能将海水蒸馏淡化,A正确;加入明矾不能使盐生成沉淀而淡化海水,B错误;通直流电,采用电渗析法可使相应的离子通过半透膜以达到使海水淡化的目的,C正确;使用离子交换树脂可除去海水中的盐分,从而达到淡化海水的目的,D正确。4.CK、Na、Mg、Al为活泼金属,应用电解法冶炼;Fe、Cu可用热还原法冶炼;Hg、Ag为不活泼金属,可用热分解法冶炼。5.D金属阳离子被还原,不一定得到金属单质,例如通常铁离子的还原产物为亚铁离子,A错误;金属冶炼过程中,金属化合物得到电子发生还原反应,B错误;海带中含有化合态碘,不能使淀粉变蓝,C错误;铝热反应放出大量的热,产物铁会处于熔融态,故通过铝热反应可以在野外焊接钢轨,D正确。6.B煤中不含有苯和甲苯,A错误;丁烷存在正丁烷和异丁烷两种同分异构体,正丁烷(CH3CH2CH2CH3)分子中有2种氢原子,所以其一氯代物有2种,异丁烷[CH3CH(CH3)CH3]分子中也有2种氢原子,其一氯代物也有2种,所以丁烷的一氯代物总共有4种,B正确;煤的气化和液化都属于化学变化,石油的分馏属于物理变化,C错误;有机物完全燃烧后生成CO2和H2O,则该有机物中一定含有C、H两种元素,可能含有氧元素,D错误。7.D工业上采取电解熔融氧化铝的方法来制备单质铝,A正确;钠与熔融氯化钛反应可置换出钛单质,B正确;冶炼金属的方法由金属的活泼性决定,C正确;铝热反应需要在高温下进行,但铝热反应是一个放热反应,D错误。8.C废弃塑料的回收和利用可节约能源,但不是从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,A错误;污水治理不是从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,B错误;氢能源是清洁能源,产物无污染,用氢能源代替化石能源符合绿色化学理念,C正确;焚烧塑料会产生有害气体,从而对空气造成污染,D错误。9.C从海带中提取碘,首先应该将海带剪碎,灼烧成灰烬,然后加水并加热,搅拌使I-充分溶解,再过滤,向滤液中通入足量的氯气,将I-转化为I2,再用CCl4萃取碘单质,最后分液得到碘的四氯化碳溶液,故正确的顺序为②→④→①→③→⑤。10.B石油裂化的目的是提高轻质液体燃料特别是汽油的产量,而石油裂解的目的是获得乙烯、丙烯等重要的化工基本原料,A错误;三大合成材料是指塑料、合成橡胶、合成纤维,它们都是重要的合成有机高分子材料,B正确;石油的分馏是物理变化,而煤的干馏、石油的裂化和裂解都是化学变化,C错误;煤是多种有机物和无机物组成的复杂混合物,石油是多种烃类的混合物,D错误。11.BC灼烧干海带可除去海带中的有机物,A正确;过滤过程用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,不需要分液漏斗,B错误;酒精与水互溶,不能作为萃取剂,C错误;碘单质易升华,可用升华法进行提纯,D正确。12.D生石灰与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙加入沉淀池与镁离子反应生成氢氧化镁,过滤后得到氢氧化镁沉淀,加入的试剂M为盐酸,氢氧化镁溶解得到氯化镁溶液,通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到氯化镁晶体,在氯化氢气流中加热失去结晶水得到固体氯化镁,通电电解生成镁,①正确;电解氯化镁生成镁和氯气的反应是氧化还原反应,②错误;操作b是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到氯化镁晶体的过程,③错误;海水晒盐后的饱和溶液中含有氯化镁,加石灰乳可以制Mg(OH)2,④正确;镁的性质活泼,因此用电解氯化镁的方法冶炼,⑤正确。13.BC①中在酸性溶液中不可能生成OH-,A错误;四氯化碳的密度比水大,②中分液时I2的CCl4溶液从分液漏斗下口放出,B正确;碘化钠水溶液的密度比四氯化碳小,③中得到的上层溶液中含有I-,C正确;从含有碘的悬浊液中得到碘,采用的是过滤的方法,D错误。14.B通入过量氯气与溴离子反应生成溴单质,再鼓入空气和水蒸气使溴挥发进入吸收塔,但进入吸收塔的还有空气、水蒸气和过量的氯气,A错误;在吸收塔里发生反应Br2+SO2+2H2OH2SO4+2HBr,所以从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4,B正确;向吹出塔中通入水蒸气,有助于使溴挥发,水蒸气没有参加反应,C错误;第一次、第二次通入Cl2的目的都是氧化Br-,D错误。15.BC用甲烷与氯气制备一氯甲烷还会产生二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、HCl等多种物质,因此不符合“绿色化学”原子经济性要求;乙烯发生加聚反应制得聚乙烯高分子材料,反应物原子全部转入生成物中,符合原子经济性要求;以苯和氢气为原料制取环己烷符合原子经济性要求;用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,还产生了CaCl2、H2O。16.答案(每空2分)(1)Cl2+2Br-2Cl-+Br2(2)①Fe2+、Br-②还原铁粉(3)BrO3-+5Br-+6H+3Br2+3H2O(4)①Br2②SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4,消耗了溴单质(若乙同学说法正确,则方案为:向颜色很浅的溶液中加入CCl4,利用CCl4密度比水大,溴单质易溶于CCl4的性质进行萃取,观察下层液体颜色是否呈棕红色)解析由流程可知,浓缩海水呈弱碱性,酸化后加氯气发生反应2Br-+Cl2Br2+2Cl-,用热空气吹出溴,FeBr2具有还原性,可用于脱氯,用Na2CO3溶液吸收溴,生成BrO3-和Br-,再用H2SO4酸化,发生反应5Br-+BrO3-+6H+3Br2+3H2(1)海水中溴元素以Br-形式存在,从海水中提取溴单质,要用Cl2氧化溴离子。(2)①Fe2+、Br-都有还原性,具有脱氯作用;②溶液失去脱氯作用后,补加FeBr2或加入还原铁粉,可恢复脱氯作用。(3)用Na2CO3溶液吸收Br2生成BrO3-和Br-。再用H2SO4酸化,BrO3-和Br-及H+(4)①B中溶液呈棕红色是由于Br2是红棕色物质,产生了Br2;②若甲同学说法正确,则会发生反应:SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4,消耗了溴单质;若乙同学说法正确,则可向颜色很浅的溶液中加入CCl4,利用CCl4密度比水大,溴单质易溶于CCl4的性质进行萃取,观察下层液体颜色是否呈棕红色即可。17.答案(每空2分)(1)粉碎(2)Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O(3)将溶液中的Cu2+全部置换出来过滤(4)Fe+2H+Fe2++H2↑解析由流程图可知,镀铜废电路板经拆分、粉碎后,加入过氧化氢和稀硫酸,过氧化氢在酸性条件下将铜溶解,过滤得到硫酸铜溶液;向硫酸铜溶液中加入过量铁粉,将溶液中的铜离子全部置换出来,过滤得到含有铁、铜的滤渣;向滤渣中加入稀硫酸,铜与稀硫酸不反应,铁溶解生成硫酸亚铁,过滤得到铜。18.答案(每空2分)(1)稀硝酸、硝酸银溶液淀粉溶液(2)MnO2+2I-+4H+Mn2++2H2O+I2ac(3)⑤(4)升华a解析由流程可知,①中海带灼烧成灰,②中浸泡溶解得到海带灰悬浊液,③为过滤,除去不溶的残渣,滤液为含碘离子的溶液,④中加入氧化剂,将碘离子氧化成碘单质,⑤中用四氯化碳萃取出碘单质,⑥为蒸馏分离出碘单质。(1)验证“含I-溶液”中含有I-可加入硝酸银溶液,产生黄色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶解,说明溶液中含有I-;验证“含I2溶液”中含有I2所需的试剂是淀粉溶液,淀粉遇碘单质变蓝。(2)步骤④的反应中MnO2被还原为Mn2+,碘离子被氧化成碘单质;步骤④的目的是加入氧化剂,将碘离子氧化成碘单质,Cl2或H2O2、稀硫酸可将碘离子氧化成碘单质,能够代替MnO2、稀硫酸用于步骤④。(3)根据分析,步骤⑤中用四氯化碳萃取出碘单质,则海带灰中的可溶性盐在实验步骤⑤中实现与碘分离。(4)某同学制得的粗碘中含有少量Na2SO4,对粗碘进行提纯采用的分离方法是升华;冷凝水应从a口进,使碘蒸气更易凝华为固体碘。19.答案(每空2分)(1)D(2)Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O(3)Na2CO3溶液在滤液中加适量盐酸调节溶液pH至7使溶液中SO42-全部转化为沉淀而除去(4)NH4+解析(1)在题给流程图涉及的反应中,CaO+H2OCa(OH)2属于化合反应,MgCl