高考化学总复习 第二章 化学与资源开发利用（含解析） 新人教版

【高考总复习】2013高考化学专题复习：第二章化学与资源开发利用（人教版）1．下列有关硬水及其软化的说法中错误的是(　　)A．离子交换法可以软化硬水B．硬水中含有较多Ca2＋、Mg2＋C．生产、生活使用的天然水必须经软化D．加热可使硬水中的Ca(HCO3)2生成CaCO3沉淀答案：C2．石油裂解的主要目的是为了(　　)A．提高轻质液体燃料的产量　　B．便于分馏C．获得短链不饱和气态烃D．提高汽油的质量答案：C3．从海水中提取以下物质的过程中未发生化学变化的是(　　)A．MgB．NaClC．Br2D．Ag答案：B4．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是(　　)A．铵态氮肥不能与草木灰混合施用B．工业上用石灰乳对煤燃烧形成的烟气进行脱硫，最终能制得石膏C．镁合金的硬度和强度均高于纯镁，工业上采用电解MgCl2饱和溶液制得镁D．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料，但工业上不用MgO制镁解析：铵态氮肥中存在NH，NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，草木灰的主要成分为K2CO3，CO＋H2OHCO＋OH－，二者的水解反应相互促进，使NH3、CO2以气体形式逸出，引起肥效流失；Ca(OH)2＋SO2===CaSO3＋H2O,2CaSO3＋O2===2CaSO4，B正确；电解饱和MgCl2溶液的方程式为MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，C错误；由于镁的活泼性太强，工业上只能用电解熔融MgCl2来制取镁单质。答案：C5．利用天然气或煤与水蒸气生产出的合成气(H2、CO)生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化，合成气也可转化成醛、酸、酯等多种产物。下列表述正确的是(　　)①以天然气生产合成气的反应为置换反应；②以合成气为原料的反应都是化合反应；-7-\n③改变合成气中CO与H2的体积比，可以得到不同产物；④合成气的转化反应需在适当的温度和压强下通过催化完成；⑤从合成气出发生成液态烃或醇类有机物是实现“煤变油”的有效途径；⑥以合成气为原料的反应产物中不可能有烯烃或水。A．①②④B．②③④C．①②④⑤D．③④⑤解析：以天然气为原料制合成气的反应为CH4＋H2OCO＋3H2，反应物都是化合物，不是置换反应，①错；以合成气为原料的反应如2CO＋4H2CH2＝CH2＋2H2O，不是化合反应，且可生成烯烃和水，②错误；分析③、④、⑤均正确。答案：D6．某工厂对江水进行净化沉淀、杀菌消毒、降低水的硬度，以获得所需工业用水，则依次选用的试剂或方法是(　　)A．Na3PO4、Cl2、离子交换法B．石灰、纯碱、漂白粉C．明矾、离子交换法、漂白粉D．明矾、漂白粉、离子交换法解析：本题考查水的处理技术。D项，明矾因形成胶体可净化水，漂白粉可杀菌消毒，离子交换法可除去水中的Ca2＋、Mg2＋，正确。答案：D7．(2010年陕西理综)水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题：(1)天然水中溶解的气体主要有________、________。(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是____________________(填其中任何两种)，其净水作用的原理是________________________________________________________________________。(3)水的净化与软化的区别是____________________________________________。(4)硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO)。若某天然水中c(Ca2＋)＝1.2×10－3mol·L－1，c(Mg2＋)＝6×10－4mol·L－1，则此水的硬度为________。(5)若(4)中的天然水还含有c(HCO)＝8×10－4mol·L－1，现要软化10m3这种天然水，则需先加入Ca(OH)2________g，后加入Na2CO3________g。-7-\n解析：本题考查了水的净化与处理。(1)天然水与空气接触通常溶有氧气、二氧化碳以及少量氮气。(2)选择混凝剂的特点是能够在水中水解产生胶状颗粒，具有较大的表面积和吸附能力，聚沉水中的悬浮颗粒。(4)水的硬度为(1.2×10－3×56×1000)mg/10mg＋(6×10－4×40×1000)mg/7.1mg＝10.1°。(5)10m3水中含Mg2＋的物质的量为6×10－4mol/L×104L＝6mol，含HCO的物质的量为8×10－4mol/L×104L＝8mol，加入Ca(OH)2作用是Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓(引入Ca2＋)和2HCO＋2OH－＋Ca2＋===H2O＋CaCO3↓＋CO(减少Na2CO3的加入)。故需加入的Ca(OH)2的物质的量为：n[Ca(OH)2]＝n(Mg2＋)＋n(HCO)/2＝10mol。加入的Na2CO3的作用是用来沉淀水中原有的Ca2＋及上述过程中引入的Ca2＋，Ca2＋的物质的量为：1.2×10－3mol/L×104L＋6mol－4mol＝14mol，则碳酸钠的质量为：m(Na2CO3)＝14mol×106g/mol＝1484g。答案：(1)O2　CO2(或氮气)　(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(任意两种)　铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带电的胶体，使其聚沉，达到净化目的　(3)水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子　(4)10°(5)740　14848．(2011年山东理综)水处理技术在生产、生活中应用广泛。(1)含有较多________离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为________(写出一个即可)。(2)将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应先使硬水通过________(填“RH”或“ROH”)型离子交换树脂，原因是________。(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为________。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是________。(4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的________。解析：(1)含有较多Ca2＋、Mg2＋的水称为硬水；加热硬水时可发生反应：Ca2＋＋2HCOCaCO3↓＋CO2↑＋H2O。(2)软化硬水时，应先使硬水通过RH型离子交换树脂；若让水先通过ROH型交换树脂会产生Mg(OH)2等沉淀而影响树脂交换结果。(3)通过压力使水分子通过半透膜而获得纯净水的方法称为反渗透法，电渗析法的推动力是电压。(4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的电导率(或电阻率)。答案：(1)Ca2＋、Mg2＋　Ca2＋＋2HCOCaCO3↓＋CO2↑＋H2O(或Mg2＋＋2HCOMgCO3↓＋CO2↑＋H2O)(2)RH　先通过阴离子交换树脂可能产生Mg(OH)2等沉淀而影响树脂交换效果(3)反渗透法　电势差(或电场力)-7-\n(4)电导率(或电阻率)9．丁烷催化裂解可按两种方式进行：C4H10→C2H6＋C2H4；C4H10→CH4＋C3H6。某化学兴趣小组为了测定裂解气中CH4和C2H6的比例关系，设计实验如下图所示。按如图所示连接好装置后，需进行的操作有：①给D、G装置加热，②检查整套装置的气密性；③排出装置中的空气等……注：CuO能将烃氧化成CO2和H2O；Al2O3是烷烃裂解的催化剂；G后面装置已省略。(1)这三步操作的先后顺序是________(填序号)。(2)简要叙述证明空气已排尽的操作方法__________________________________________________________________________________________________________。(3)为了提高测定结果的准确性，下列措施可行的是________。a．通过观察B装置中气泡，调节开关K，控制气流平缓b．将玻璃管D、G中的固体均匀地附着在石棉绒上，增大接触面积c．反应完成后，取下E装置，测量其增加的质量即为烯烃总质量d．反应完成后，取下G装置直接测量其减少的质量即为CuO中氧元素的质量(4)假定丁烷完全裂解，且流经各装置中的气体能完全反应。当装置E和F的总质量比反应前增加了0.7g，G装置中固体质量比反应前减少了1.76g，则丁烷的裂解产物中CH4和C2H6的物质的量之比n(CH4)∶n(C2H6)＝________。(5)若对实验后E装置中的混合物再按以下流程进行实验：①分离操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是：Ⅰ.________，Ⅱ.________。②Na2SO3溶液的作用是(用离子方程式表示)________________________________________________________________________________________________________。解析：实验目的是测定混合气体中CH4和C2H6的比例，应先除去其中的C3H6和C2H4(用溴水吸收)。利用烃能还原CuO，使固体质量减少的性质测定CH4和C2H6的总质量。(4m＋n)CuO＋2CmHn(4m＋n)Cu＋2mCO2＋nH2O，结合溴水增重可计算出相关的量。-7-\n答案：(1)②③①(2)从G装置右边导管中收集一试管气体，用拇指堵住管口移至火焰点燃，若无爆鸣声，则证明空气已排尽(3)ab　(4)1∶1(5)①分液　分馏　②SO＋Br2＋H2O===2H＋＋SO＋2Br－10．以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息息相关的三个主题，请根据已知信息回答有关问题：(1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是(可多选)①________。A．CH2＝CH2＋HCl―→CH3CH2ClB．CH3CH2OH＋HCl―→CH3CH2Cl＋H2OC．CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HClD．CH2＝CHCl＋H2CH3CH2Cl由上述四个反应可归纳出，原子经济性高的是②________反应(填反应类型)。(2)有毒物质的无害化也是绿色化学研究的内容之一。ClO2是一种性能优良的消毒剂，还可将废水中少量的S2－、NO和CN－等有毒有害的还原性酸根离子氧化去除。请写出用ClO2将废水中剧毒的CN－氧化成无毒气体的离子方程式③__________________，并说明该方法的优点④__________________。(3)下图为某饮用水厂用天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图：活性炭的作用是⑤______________；O3消毒的优点是⑥______________。A、B中放置的物质名称分别是：A⑦______________；B⑧______________。解析：(1)原子经济性是指产品中不能有其他副产品，应为加成反应原子才能百分百利用。(2)根据电荷守恒、电子守恒、元素守恒可配平。(3)活性炭能吸附水中某些有毒或有异味的分子，O3消毒不引入新杂质。答案：(1)①A、D　②加成(2)③2ClO2＋2CN－===2CO2↑＋N2↑＋2Cl－④产生了无毒的CO2，无毒无害的N2(3)⑤吸附水中的有机物(或去除水中的异味)⑥反应产物无毒无害-7-\n⑦阳离子交换树脂⑧阴离子交换树脂11．某氯碱厂用海水制取NaOH的工艺流程示意图如下：依据上图，完成下列填空：(1)从海水中提取粗盐的方法是________，粗盐含Ca2＋、Mg2＋等杂质，精制过程中发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如果粗盐中SO含量较高，必须添加钡试剂除去SO，该钡试剂可以是________(填序号)。a．Ba(OH)2　b．Ba(NO3)2　c．BaCl2(3)为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO，加入试剂的合理顺序为________(填序号)。a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3(4)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为________________，与电源负极相连的电极附近，溶液pH________(填“不变”、“升高”或“下降”)。(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过________、冷却、结晶、________(填写操作名称)，以除去NaCl。(6)在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为_____________________________________________________________。解析：从海水中提取粗盐节省能量的做法一般用晒盐法；Ca2＋一般用含CO试剂除去，Mg2＋一般用含OH－试剂除去；Ba(NO3)2由于会引入无法除去的杂质离子NO，不能用作钡试剂；钡试剂与NaOH的先后顺序无关紧要，但Na2CO3一定要在钡试剂之后，以除去过量的Ba2＋；与电源正极相连的电极是阳极，应该是Cl－失去电子生成Cl2，阴极H＋放电，使阴极周围OH－浓度变大，pH升高；脱盐时应该先蒸发、冷却、使晶体析出后过滤；根据提示利用原子守恒可写出反应方程式。答案：(1)晒制　Ca2＋＋CO===CaCO3↓、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓(2)ac　(3)bc　(4)2Cl－－2e－===Cl2-7-\n↑　升高　(5)蒸发　过滤　(6)NaCl＋H2ONaClO＋H2↑-7-