2021高考化学考前冲刺40天练习：专题15-化学与技术

专题限时集训(十五)[专题十五化学与技术](时间：40分钟)1．化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活供应了物质保证。Ⅰ.氮的化合物是重要的化工产品。其生产方法也在渐渐改进中，各国科学家均在为提高其产量，降低能耗做各种有益的探究。(1)25℃时合成氨反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ/mol。在该温度时，取1molN2和3molH2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4kJ。其缘由是________________________________________。(2)近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较高的产率。从化学反应本质角度分析，电磁场对合成氨反应的作用是____________________________________________________________________________________________；与传统的合成氨的方法比较，该方法的优点是________________________________。Ⅱ.(3)卤水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl2粗产品。从卤水中提取镁的步骤如下：a．将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳；b．将石灰乳加入到海水沉淀池中，经过滤得到Mg(OH)2沉淀；c．在Mg(OH)2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液，再经蒸发结晶得到MgCl2·6H2O；d．将MgCl2·6H2O在确定条件下加热得到无水MgCl2；e．电解熔融的氯化镁可得到Mg。①步骤d中的“确定条件”指的是__________________。②有同学认为：步骤b后可加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融的MgO制金属镁，这样可简化试验步骤，你同意该同学的想法吗？为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)铀是核反应最重要的燃料，已经研制成功一种螫合型离子交换树脂，它特地吸附海水中的U4＋，而不吸附其他元素。其反应原理为______________________________(树脂用HR代替)，发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液，其反应原理为__________________________________________。2.由Ca3(PO4)2、SiO2、焦炭等为原料生产硅胶(SiO2·nH2O)、磷、磷酸及CH3OH，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。图Z15­1(1)上述反应中，属于置换反应的是________[选填：(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)、(Ⅴ)]。(2)高温下进行的反应Ⅱ的化学方程式为______________________________________；固体废弃物CaSiO3可用于________________________________________。(3)反应Ⅲ需在隔绝氧气和无水条件下进行，其缘由是__________________________________________________。(4)CH3OH可用作燃料电池的燃料，在强酸性介质中，负极的电极反应式为________________________________。(5)指出Ⅵ这一环节在工业生产上的意义：__________________________________________________________。(6)写出由P→H3PO4有关的反应方程式：①______________________________________________；②______________________________________________。3．(1)钢铁工业对促进经济和社会进展起了重要作用。①不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹________(填“前”或“后”)加入。②炼钢时，加入硅、锰和铝的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是____。从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作________________________________________________________________________。(2)纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。①“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：______________________________。②写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同？__________________________________________________________________________。4．氯、溴、碘、钠、镁、锰、锂、铀等元素在海洋中被富集。海洋开发利用和维权是国家战略。(1)以上元素在海水中的存在形态是________(选填“游离态”“化合态”或“不确定”)。(2)以下变化属于化学变化的是________________。①eq\o\al(235,92)U发生核裂变②重氢(2H)发生核聚变③LiH作野外生氢剂④海水晒盐(3)由氯气和晒盐后的卤水制取液溴的离子方程式：________________________________________________；由石灰乳和卤水沉淀出镁元素的离子方程式__________________________________________________________；由海带灰可浸出KI，由某种矿盐可浸出KIO3，二者在盐酸中反应可生成碘单质，反应的离子方程式为__________________________________________________________。(4)工业由氯化钠制取金属钠的化学方程式为__________________________________________________________；工业制镁接受电解熔融氯化镁，不接受电解熔融氧化镁的缘由是______________________。(5)海底富集多种矿物结核，锰结核是其中的一种。锰结核中主要含有MnO2和Fe2O3。一种质量比约为m(Mn)∶m(Fe)＝55∶448的合金钢(其他元素略)，具有抗御激烈冲击和磨损的力气，可作航母甲板等。欲通过铝热反应炼得这样的合金，MnO2、Fe2O3、Al的投料比(按物质的量之比)约为________。5．进展改革委员会曾发出“遏制铝冶炼投资反弹”的紧急通知。缘由是铝冶炼属于高耗能产业，而且某些铝冶炼企业以污染环境为代价，得不偿失。如图Z15­2是传统的工业生产金属铝的基本流程图，阅读上述新闻信息，结合铝生产的流程图解答下列问题：图Z15­2请回答：(1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是________(填化学式)。石油炼制和煤的干馏产品______________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。(2)氧化铝熔点高达2050℃，工业上为了降低能量消耗，在金属铝的冶炼中实行的措施是____________________。(3)在冶炼过程中，阳极材料需要定期地进行更换，缘由是该极材料不断被消耗，产生这种现象的缘由是__________________________________(用化学方程式表示)。(4)工业上制取金属镁时是电解MgCl2，电解反应方程式为________________________，镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，一个用氯化物，一个用氧化物？缘由是__________________________________________________________________________________________。6．铝是地壳中含量最多的金属元素，1854年法国化学家德维尔用金属钠还原氯化钠和氯化铝的复盐，获得了金属铝单质。1886年，美国人豪尔和法国人海郎特，分别独立地电解熔融的氧化铝和冰晶石的混合物，制得了金属铝，奠定了今日大规模生产铝的基础。工业生产金属铝的原料是铝土矿(主要成分为Al2O3，另含有Fe2O3和SiO2)，工业中得到较纯氧化铝的过程如图Z15­3所示：图Z15­3试回答下列问题：(1)操作Ⅰ是一种重要的混合物分别方法，试验室进行该项操作用到的玻璃仪器有烧杯、________、________。(2)经分析不溶物A的主要成分为________。(3)工业上电解炼铝的化学方程式为______________________________________，若电路中通过1mol电子，可以得到铝________g。(4)操作Ⅱ中生成不溶物C的离子方程式是____________________________________________________________。(5)为了提高综合经济效益，实际工业生产中常将上述反应中的相关物质循环利用。其部分转化关系如图Z15­4所示：图Z15­4①上述转化中未涉及四种基本反应类型中的________反应。②写出③的化学方程式(该反应在工业生产中称为苛化法)：____________________________________________。(6)科学争辩表明，人体过量摄入铝元素会严峻危害身体健康。请你结合实际提出两条杜绝铝元素过量摄入的措施：____________________________________________。7．图Z15­5是以海水、贝壳(主要成分CaCO3)等为原料制取几种化工产品的工艺流程图，其中E是一种化肥，N是一种常见的金属单质。图Z15­5结合上述工艺流程回答下列问题：(1)物质G和L的化学式分别为________和________；固体B是生活中的一种必需品，主要用作________________________________________________________________________。(2)上述工艺流程中可以循环使用的物质的化学式为____________。(3)反应①的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________；在反应①中必需先通入NH3，而后通入D，其缘由是____________________________________________________。(4)工业上利用F可制得另一种化工产品，该反应的化学方程式为________________________________________。(5)由K溶液经如何处理才能制得N？________________________________________________________________。

专题限时集训(十五)1．(1)该反应是可逆反应，反应不完全(2)在电磁场的作用下，氮氮三键更简洁断裂，降低了合成反应所需的能量，反应更简洁进行节能减排，降低了设备要求(3)在HCl气流中不同意，由于MgO熔点很高，熔融时因耗费大量的能量而增加生产成本(4)4HR＋U4＋=UR4＋4H＋UR4＋4H＋=4HR＋U4＋[解析](3)①MgCl2·6H2O在确定条件下加热得到无水MgCl2，若直接加热MgCl2·6H2O，会促进Mg2＋水解，得不到无水MgCl2，因Mg2＋水解呈酸性，在氯化氢气流中加热可抑制Mg2＋水解。2．(1)(Ⅰ)、(Ⅲ)(2)Ca3(PO4)2＋5C＋3SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))3CaSiO3＋2P＋5CO↑生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等(3)SiHCl3会水解，同时产生的H2与O2混合易发生爆炸等(4)CH3OH＋H2O－6e－=CO2↑＋6H＋(5)原料的循环利用(节能减排、原料充分利用)(6)①4P＋5O2eq\o(=,\s\up7(点然))2P2O5②P2O5＋3H2O=2H3PO4[解析](1)依据置换反应的定义知，反应Ⅱ中反应物中有两种化合物，生成物中含有两种化合物，所以不是置换反应，反应Ⅳ中反应物没有单质，所以不是置换反应，反应Ⅴ是化合反应，Ⅰ、Ⅲ反应符合置换反应的定义。(3)R为Si，反应Ⅲ是Si与HCl发生反应得到SiHCl3与氢气，由反应Ⅳ可知，SiHCl3会水解，且生成的氢气和氧气混合点燃可能会发生爆炸，故需在隔绝氧气和无水条件下进行。(4)甲醇发生氧化反应，酸性条件下，甲醇在负极失电子生成二氧化碳与氢离子，电极反应式为CH3OH＋H2O－6e－=CO2＋6H＋。3．(1)①后②脱氧和调整钢的成分③CO燃料(或还原剂)(2)①2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))2NH3↑＋CaCl2＋2H2O②NH3＋CO2＋H2O＋NaCl(饱和)=NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O(或写总反应方程式：2NaCl＋2NH3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋2NH4Cl)③“氨碱法”CO2来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”CO2来源于合成氨工业的废气4．(1)化合态(2)③(3)Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2Ca(OH)2＋Mg2＋=Mg(OH)2＋Ca2＋5I－＋IOeq\o\al(－,3)＋6H＋=3I2＋3H2O(4)2NaCleq\o(=,\s\up7(通电))2Na＋Cl2↑MgO熔点高，能耗高(5)3∶12∶28[解析](1)海水中各元素主要以盐的形式存在，因此为化合态。(2)①②④属于物理变化，③发生了氧化还原反应，属于化学变化。(3)已知氧化性Cl2＞Br2，因此Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2；石灰乳与Mg2＋发生复分解反应。(4)工业上接受电解熔融氯化钠的方法制备钠，制备镁应当电解熔点较低的MgCl2。(5)n(Mn)∶n(Fe)＝1∶8，设锰的物质的量为1mol，用铝作还原剂，依据电子守恒n(Al)＝(1×eq\f(4,3))＋8×1＝eq\f(28,3)mol即可求得结果。5．(1)Al2O3石墨(或碳)(2)加入冰晶石和少量的CaF2(3)2C＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO(4)MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑MgO熔点太高，MgCl2熔点低，熔化时能发生电离而导电，AlCl3是共价化合物，熔融状态下不能发生电离[解析](1)铝土矿的主要化学成分是Al2O3，另外还有SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O等，电解前必需进行提纯；石油炼制和煤的干馏的固体物质成分是碳，具有导电性，可以作为阳极和阴极材料。(2)纯洁的Al2O3熔点格外高，而其电解必需是在其熔融状态下进行，若接受纯洁的Al2O3进行电解，则加热熔融需要消耗大量的能量，所以工业上实行加入冰晶石(Na3AlF6)和少量氧化钙(CaF2)的方法降低熔点。(3)工业炼铝的关键技术是电解，电解时阳极发生氧化反应，O2－失电子变成O2，在电解过程中阳极材料碳会渐渐与氧气发生反应转变成CO。即化学方程式为2C＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO。(4)MgCl2是离子化合物，溶融时能发生电离，AlCl3是共价化合物，熔融时不发生电离，再者氧化镁熔点很高，耗能太大。6．(1)玻璃棒漏斗(2)SiO2(3)2Al2O3eq\o(=,\s\up7(通电),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑9(4)3H2O＋2AlOeq\o\al(－,2)＋CO2=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)(5)①置换②Na2CO3＋Ca