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第一部分 专题二十六
一、选择题
1．(2021·上海十三校其次次联考)捕碳技术是指从空气中捕获CO2的技术。目前NH3已经被用作工业捕碳剂。下列物质中不能作为捕碳剂的是( )
A． B．H2NCH2CH2NH2
C．(NH4)2CO3 D．Na2CO3
解析：CO2是酸性气体，作为捕碳剂的物质应具有碱性， (尿素)不能作为捕碳剂。
答案：A
2．(2021·河北石家庄二中一模)有关化学资源的合成、利用与开发的叙述合理的是( )
A．大量使用化肥和农药，能不断提高农作物产量
B．通过有机合成，可以制造出比钢铁更强韧的新型材料
C．安装煤炭燃烧过程中的“固硫”装置，主要是为了提高煤的利用率
D．开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)，有助于海洋生态环境的治理
解析：大量使用农药和化肥会造成环境污染，A项错误；安装煤炭燃烧过程中的“固硫”装置，是为了削减SO2的排放，C项错误；开发利用可燃冰，有助于开发新能源，与海洋生态环境的治理无关，D项错误。
答案：B
3．(2021·福建漳州质检)下列相关工业制法的描述不正确的是( )
A．电解熔融氯化钠制取金属钠
B．电解熔融的Al(OH)3制取金属铝
C．用石英、纯碱、石灰石为原料制玻璃
D．用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含杂质的粗硅
解析：Al(OH)3受热易分解，工业上接受电解熔融Al2O2的方法制取金属铝。
答案：B
4．(2021·江苏泰州二模)制备下列物质的工业生产流程合理的是( )
A．由SO2制亚硫酸钠：SO2NaHSO3溶液Na2SO3溶液
B．由NaCl制漂粉精：NaCl(aq)Cl2漂粉精
C．由NH3制硝酸：NH3NO2HNO3
D．由乙烯制乙酸：H2C===CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH
解析：A项，H2SO3的酸性强于H2CO3，向Na2CO3溶液中通入足量的SO2制得NaHSO3溶液，再向NaHSO3溶液中加入NaOH溶液，调整溶液的pH，使NaHSO3与NaOH恰好反应生成Na2SO3，这样做不仅操作便利，而且制得的Na2SO3含杂质少；B项，应把Cl2通入石灰乳中；C项，由NH3制硝酸的流程应为NH3NONO2HNO3；D项，此流程在试验室中可行，但不符合工业生产原则，工业上由乙烯制乙酸的流程为H2C==CH2 CH3CHOCH3COOH。
答案：A
5．(2021·浙江六校3月联考)化学与科学、技术、社会、环境亲热相关，下列叙述正确的是( )
A．目前科学家已经制得单原子层锗，其电子迁移率是硅的10倍，有望取代硅用于制造更好的晶体管
B．石油裂解的主要目的是为了提高汽油等轻质油的产量与质量，石油催化裂化的主要目的是为了得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃
C．汽车尾气催化转扮装置可将尾气中的NO和CO等有害气体转化为N2和CO2，该装置中的催化剂可降低NO和CO反应的活化能，有利于提高该反应的平衡转化率
D．近期在西非国家爆发的埃博拉疫情呈加速集中之势，已知该病毒对化学药品敏感，乙醇、次氯酸钠溶液均可以将病毒氧化而达到消毒的目的
解析：A项，由于单原子层锗电子迁移率比硅快，所以可以取代硅用于制造更好的晶体管；B项，裂解是深度裂化，所以石油催化裂化的目的是为了提高汽油等轻质油的产量，裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯等气态短链不饱和烃；C项，催化剂只能降低反应的活化能，不能转变平衡，所以不能提高反应物的平衡转化率；D项，乙醇消毒的原理是乙醇通过渗透作用使蛋白质变性，而非将病毒氧化。
答案：A
二、填空题
6．(2021·安徽江淮十校联考)利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测。某工厂对制铬工业污泥中Cr(Ⅲ)的回收与再利用工艺如下(硫酸浸液中金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)：
常温下部分阳离子的氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表：
阳离子
Fe3＋
Fe2＋
Mg2＋
Al3＋
Ca2＋
Cr3＋
开头沉淀时的pH
1.9
7.0
9.6
4.2
9.7
——
沉淀完全时的pH
3.2
9.0
11.1
8.0
11.7
9.0(>9.0溶解)
(1)酸浸时，为了提高浸取率可实行的措施是__________________(至少一条)。
(2)调pH＝4.0是为了除去________。
(3)钠离子交换树脂的作用原理为Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，被交换的杂质离子是__________________。
(4)试配平下列氧化还原反应方程式：
________Na2Cr2O7＋________SO2＋________H2O===
________Cr(OH)(H2O)5SO4＋________Na2SO4
解析：(2)由表中信息可知，Fe3＋沉淀完全时的pH为3.2，故调pH＝4.0可以使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去。(3)过滤Ⅱ所得的滤液中含有杂质离子Al3＋、Ca2＋、Mg2＋，通过钠离子交换树脂均可除去。(4)Na2O7～2 (OH)(H2O)5SO4，1 mol Na2Cr2O7得6 mol e－；O2～O，1 mol SO2失去2 mol e－，故Na2Cr2O7与SO2的物质的量之比为1∶3，然后再依据原子守恒即可配平。
答案：(1)上升温度，搅拌，过滤后再向滤渣中加入H2SO4(多次浸取)，适当延长浸取时间(至少答一条)
(2)Fe3＋
(3)Mg2＋、Ca2＋、Al3＋
(4)1 3 11 2 1
7．(2021·河北衡水中学二模)锶(Sr)为第五周期ⅡA族元素，其化合物六水氯化锶(SrCl2·6H2O)是试验室重要的分析试剂，工业上常以天青石(主要成分为SrSO4)为原料制备，生产流程如下：
已知：①经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr2＋和Cl－外，还含有少量Ba2＋杂质：
②SrSO4、BaSO4的溶度积常数分别为3.3×10－7、1.1×10－10；
③SrCl2·6H2O的摩尔质量为267 g/mol。
(1)天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是______________________________。
(2)隔绝空气高温焙烧，若0.5 mol SrSO4中只有S被还原，转移了4 mol电子。写出该反应的化学方程式：______________________________。
(3)为了得到较纯的六水氯化锶晶体。过滤2后还需进行的两步操作是________________ ______________。
(4)加入硫酸的目的是______________________________。为了提高原料的利用率，滤液中Sr2＋的浓度应不高于________mol/L(注：此时滤液中Ba2＋浓度为1×10－5 mol/L)。
(5)产品纯度检测：称取1.000 g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO3 1.100×10－2 mol的AgNO3溶液(溶液中除Cl－外，不含其他与Ag＋反应的离子)，待Cl－完全沉淀后，用含Fe3＋的溶液作指示剂，用0.2000 mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag＋以AgSCN白色沉淀的形式析出。
①滴定反应达到终点的现象是______________________________。
②若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00 mL，则产品中SrCl2·6H2O的质量百分含量为________(保留4位有效数字)。
解析：(1)天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是增加反应物的接触面积，提高化学反应速率。(2)隔绝空气高温焙烧，若0.5 mol SrSO4中只有S被还原，且转移4 mol电子，则反应的化学方程式为SrSO4＋4CSrS＋4CO↑。(3)从过滤后的溶液中获得晶体的操作是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干。(4)依据题目中已知，经盐酸浸取后的溶液中除含Sr2＋和Cl－外，还含有Ba2＋杂质，所以加适量硫酸的目的是除去溶液中的Ba2＋杂质。Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，c(Ba2＋)＝1×10－5 mol/L，则c(SO)＝ mol/L＝1.1×10－5 mol/L，又Ksp(SrSO4)＝3.3×10－7，则滤液中c(Sr2＋)应不高于 mol/L＝0.03 mol/L。(5)产品纯度检测，把称量好的产品溶于水，加过量的AgNO3使Cl－沉淀，过量的Ag＋又和NH4SCN反应产生AgSCN沉淀，过量的SCN－遇Fe3＋显红色，所以滴定反应达到终点的现象是溶液由无色变为红色，且30 s内不褪色。利用关系式：
SrCl2·6H2O ～ 2AgNO3
1 mol 2 mol
n(SrCl2·6H2O) (1.100×10－2－0.2000×20.00×10－3)
n(SrCl2·6H2O)＝3.5×10－3 mol
则产品中SrCl2·6H2O的百分含量为：＝93.45%。
答案：(1)增加反应物的接触面积，提高化学反应速率
(2)SrSO4＋4CSrS＋4CO↑
(3)洗涤、干燥(或烘干)
(4)除去溶液中Ba2＋杂质 0.03
(5)①溶液由无色变为红色，且30 s内不褪色
②93.45%
8．(2021·江西六校3月联考)通常状况下，当空气中CO2的体积分数超过0.050%时，会引起明显的温室效应。为减小和消退CO2对环境的影响，各国都在限制CO2的排放量，同时也在加强对CO2创新利用的争辩。
(1)目前，推广用超临界CO2(介于气态和液态之间)代替氟利昂作制冷剂，这一做法对环境的乐观意义是______________________________。
(2)科学家为提取空气中的CO2，把空气吹入碳酸钾溶液中，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应使之变为可再生燃料甲醇。流程如图：
①分解池中反应的化学方程式为______________________________。
②合成塔中，若有4.4 g CO2与足量H2恰好反应生成气态产物，放出4.947 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：______________________________。
(3)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数，他查得CaCO3、BaCO3的溶度积Ksp分别为4.96×10－9、2.58×10－9，他最好将空气通入足量的________溶液中，试验时除测定温度、压强和空气的体积外，还需测定______________________________。
解析：(1)氟利昂能破坏臭氧层，用超临界CO2代替氟利昂作制冷剂，可以削减氟利昂对臭氧层的破坏，从而起到疼惜臭氧层的作用。(2)在吸取池中K2CO3吸取CO2生成KHCO3，在分解池中KHCO3分解生成K2CO3、H2O和CO2，所以反应的化学方程式为2KHCO3K2CO3＋CO2↑＋H2O；合成塔中发生的反应为CO2＋3H2CH3OH＋H2O，若有4.4 g CO2与足量H2恰好反应生成气态产物，放出4.947 kJ的热量，则44g CO2即1 mol CO2反应放出的热量是49.47 kJ，所以该反应的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.47 kJ/mol。(3)BaCO3的溶度积常数小于CaCO3的溶度积常数，为减小误差，最好将空气通入足量Ba(OH)2溶液中；用沉淀法测定空气中CO2的体积分数，需要计算被吸取的CO2的质量，所以试验时除测定温度、压强和空气的体积外，还需测定生成沉淀的质量。
答案：(1)疼惜臭氧层
(2)①2KHCO3K2CO3＋CO2↑＋H2O
②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.47 kJ/mol
(3)Ba(OH)2 生成沉淀的质量
9．(2021·四川德阳四校联考)硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域，工业上由氧化锌矿(主要成分为ZnO，另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)生产ZnSO4·7H2O的一种流程如下：
(1)步骤Ⅰ包括酸浸和过滤两个操作。
①酸浸时，需不断通入高温水蒸气的目的是______________________________。
②过滤时为防堵塞，过滤装置需常用NaOH溶液清洗，其清洗原理是_______________ _______________(用化学方程式表示)。
(2)步骤Ⅱ中，在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾，生成Fe(OH)3和MnO(OH)2两种沉淀，该反应的离子方程式为______________________________。
(3)步骤Ⅲ所得滤渣Z的主要成分是______________________________。
(4)取28.70 g ZnSO4·7H2O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如下图所示。
①步骤Ⅳ中的烘干操作需在减压条件下进行，其缘由是__________________________。
②在图中C点，680 ℃时所得固体的化学式为________(填字母序号)。
a．ZnO b．ZnSO4
c．ZnSO4·H2O d．Zn3O(SO4)2
解析：(1)①通入高温水蒸气可以上升温度，使反应速率加快。②由于反应中产生硅酸，硅酸难溶于水，所以过滤时易发生堵塞。硅酸能与氢氧化钠溶液反应，因此过滤装置常用NaOH溶液清洗。(2)该反应为氧化还原反应，Fe元素由＋2价上升到＋3价，Mn元素从＋7价降低到＋4价，依据得失电子守恒及质量守恒即可写出该反应的离子方程式。(3)步骤Ⅱ所得滤液中含有铜离子，在步骤Ⅲ中加入锌粉可以把铜置换出来，则步骤Ⅲ所得滤渣Z的主要成分是铜和剩余的锌。(4)①温度高，硫酸锌晶体易分解，减压烘干可以降低烘干温度，防止ZnSO4·7H2O分解。②28.70 g ZnSO4·7H2O晶体的物质的量是0.1 mol，A点晶体质量变为17.90 g，即削减10.8 g，相当于削减0.6 mol结晶水，即A点所得固体的化学式为ZnSO4·H2O。B点与A点相比固体质量又削减1.8 g，说明此时完全失去结晶水，即B点所得固体的化学式为ZnSO4。C点固体质量为13.43 g，假如全部是氧化锌，则其质量应是8.10 g，不合理，所以依据以上分析可知C点所得固体的化学式为Zn3O(SO4)2。
答案：(1)①上升温度，以加快反应速率
②H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O
(2)3Fe2＋＋MnO＋8H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO(OH)2↓＋5H＋
(3)Cu、Zn
(4)①降低烘干的温度，防止ZnSO4·7H2O分解 ②d
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