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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:H-1 C-12 O-16 Na-23 Al-27 Mg-24 Ca-40。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的)
1.在第七十五届联合国大会上,我国向国际社会作出“碳达峰、碳中和”的郑重承诺,树立了大国形象,彰显了大国担当。下列说法不正确的是( )
A.鼓励农村居民燃烧农作物秸秆用于做饭、冬季取暖
B.大力支持风电、光伏发电、生物质发电等行业健康有序发展
C.一定条件下,将CO2转化为CH3OH,实现CO2的资源化利用
D.大力发展电动汽车、氢燃料电池汽车等新能源汽车
2.下列说法正确的是( )
A.乙烯和苯都能与溴单质反应,所以都能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.石油分馏是物理变化,可得到汽油、煤油等物质
C.石油裂化主要得到乙烯
D.煤的气化是物理变化,是高效、清洁地利用煤的重要途径
3.在现代食品工业中,食品添加剂的合理使用满足了人们对食品多样化的需求。下列食品添加剂与类别对应错误的是( )
A.糖果中添加的苋菜红、柠檬黄、靛蓝等属于着色剂
B.加工馒头、面包、饼干时添加的碳酸氢钠属于增味剂
C.加工腊肉、香肠时添加的亚硝酸钠属于防腐剂
D.食盐中添加的碘酸钾属于营养强化剂
4.最理想的“原子经济性反应”是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物的反应。下列属于最理想的“原子经济性反应”的是( )
A.人工模拟光合作用合成淀粉中首先用氢气在无机催化剂作用下将二氧化碳还原为甲醇
B.用苯与液溴制备溴苯的反应
C.用乙酸与正丁醇制备乙酸正丁酯的反应
D.煤的综合利用中利用煤的气化产物CO和H2合成液态燃料甲醇
5.世界地球日的主旨是提高民众对现有环境问题的意识,通过绿色低碳生活,改善地球的整体环境。下列做法符合这一主旨的是( )
A.垃圾分类处理,实现资源的再利用
B.城市街道中的落叶就地焚烧,以改善城市环境
C.废旧电池掩埋处理,可以节约处理费用
D.施用大量农药,提高农作物的产量
6.海带中含有碘元素,可通过以下步骤提取碘单质:①灼烧;②溶解;③过滤;④氧化;⑤萃取分液等。以上步骤不需要用到的仪器是( )
7.我国在煤炭综合利用领域有显著成就。以煤为原料制备乙醇的过程如下所示:
下列说法不正确的是( )
A.煤是一种纯净物
B.乙醇可作为燃料
C.乙醇可用于生产消毒剂
D.甲醇与乙醇互为同系物
8.环境问题越来越受到人们的关注,造成环境问题的主要原因大多是人类生产活动中过度排放有害气体或对自然资源过度开采。下列对于环境问题的处理错误的是( )
A.温室效应——减少化石燃料使用,开发清洁能源
B.雾霾——适当“车牌限号”,减少汽车尾气排放及扬尘
C.白色污染——杜绝生产塑料袋,从根源上治理
D.酸雨——合理使用化石燃料,开发新能源
9.下列有关金属冶炼的说法不正确的是( )
①用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠
②银可以通过加热Ag2O制得
③用电解法冶炼铝时,原料是氯化铝
④高炉炼铁中利用焦炭直接将铁矿石还原为铁单质
⑤工业上可以用铝热反应来冶炼某些熔点较高的金属,如铬、锰
A.③④ B.①③
C.①②④ D.③⑤
10.化学与医药密切相关,两种常见胃药的标签如下所示。下列说法正确的是( )
碳酸氢钠片
【适应证】用于缓解胃酸过多引起的胃疼、胃灼烧感(烧心)、反酸
【用法用量】口服,一次1~2片,每日3次
【规格】每片含碳酸氢钠0.5克
【贮藏】密封,在干燥处保存
复方氢氧化铝片
【成分】本品为复方制剂,每片含氢氧化铝0.245克
【适应证】用于缓解胃酸过多引起的胃疼、胃灼烧感(烧心)、反酸及慢性胃炎
【用法用量】口服,成人一次2~4片,一日3次
【贮藏】密封,在干燥处保存
A.碳酸氢钠俗称苏打
B.胃溃疡患者不适宜使用碳酸氢钠片
C.两种药片每片消耗胃酸的量相同
D.长期大量服用复方氢氧化铝片对人体无害
11.《天工开物》中记载了金银合金中去银存金之法:“则将其金打成薄片剪碎,每块以土泥裹涂,入坩埚中硼砂熔化,其银即吸入土内,让金流出以成足色。然后入铅少许,另入坩埚内,勾出土内银,亦毫厘具在也”。下列说法正确的是( )
A.相比纯金,金银合金的硬度较低
B.硼砂(Na2B4O7·10H2O)在空气中缓慢风化失去结晶水,该过程是物理变化
C.加入的少许铅可以与银熔合成合金,达到富集银的目的
D.回收银的操作中银经历了先被氧化再被还原的过程
12.如图所示把煤隔绝空气加强热,下列叙述错误的是( )
A.煤发生了化学变化,从Y中分离得到苯等芳香烃的过程为物理变化
B.液体X的pH<7,Y是一种黑色黏稠状液体
C.气体Z易燃,可还原CuO,也可使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
D.硬质玻璃管中最终有黑色物质残留
13.亚硝酸钠(NaNO2)是一种工业用盐,具有咸味、有毒,它的部分化学性质如图所示,下列说法错误的是( )
A.上图所涉及的化学反应都是氧化还原反应
B.亚硝酸钠可以加到食品中,但添加量要符合规定
C.NaNO2与N2H4反应生成NaN3的化学方程式为NaNO2+N2H4 NaN3+2H2O
D.可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠(NaNO2)
14.如图是某研究小组采用电解法处理石油炼制过程中产生的大量H2S废气的工艺流程。该方法对H2S的吸收率达99%以上,并可制取H2和S。下列说法正确的是( )
A.吸收H2S的反应的离子方程式为Fe3++H2S Fe2++S↓+2H+
B.吸收H2S的反应的离子方程式为2Fe3++3H2S 2Fe2++3S↓+6H+
C.实验室可用点燃的方法消除H2S对环境的污染
D.该工艺流程体现了绿色化学思想
15.自然界中的镁主要以化合态形式存在于地壳和海水中。如图是工业上从海水中提取镁的生产流程。下列说法错误的是 ( )
A.煅烧贝壳得到生石灰,该反应为放热反应
B.先将海水中的Mg2+沉淀,再转化为MgCl2,是为了提高溶液中镁离子的浓度
C.沉淀池中主要发生的反应为Ca(OH)2+MgCl2 Mg(OH)2+CaCl2
D.工业上利用电解熔融氯化镁的方法制取镁的原因是氯化镁的熔点比氧化镁低得多
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(12分)医药、食品添加剂等属于精细化学品。生产精细化学品已经成为当代化学工业结构调整的重点之一,科学、安全、有效和合理地使用化学品是每一位生产者和消费者的要求和责任。回答下列问题:
(1)向食品中加入调味剂,能改善或改变食品的口味,下列不属于调味剂的是 (填字母)。
a.食盐 b.辣椒粉 c.小苏打 d.谷氨酸钠
(2)由于人们的年龄阶段、工作环境及地方性营养状况等的特殊要求,需要在食品中加入营养强化剂,以补充必要的营养成分。下列不属于营养强化剂的是 (填字母)。
a.焦糖色 b.铁强化酱油中的乙二胺四乙酸铁钠
c.碘酸钾 d.苯甲酸钠
(3)某抗酸药每片含有CaCO3 534 mg、Mg(OH)2 180 mg。该抗酸药发挥药效时的离子方程式是 ,服用抗酸药时,一般要嚼碎后吞服,原因是 。
(4)阿司匹林的结构简式如图1所示,若口服阿司匹林后,在胃肠酶的作用下,阿司匹林发生水解反应,生成A和B两种物质。其中A的结构简式如图2所示,则B的结构简式为 。阿司匹林跟NaHCO3同时服用,可使上述水解产物A与NaHCO3反应,生成可溶性盐随尿液排出,此可溶性盐的结构简式是 (已知A中羟基不与NaHCO3反应)。
17.(10分)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,还有少量的Fe2O3、SiO2等杂质)提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如下:
(1)步骤Ⅰ和Ⅱ中分离溶液和沉淀的操作是 。
(2)步骤Ⅰ中杂质参与反应的离子方程式为 ,沉淀M中除含有泥沙外,一定还含有 ,固体N是 。
(3)滤液X中,含铝元素的溶质的化学式为 ,它属于 (填“酸”“碱”或“盐”)。
(4)请写出步骤Ⅱ的相关化学方程式: 。
(5)实验室里常往AlCl3溶液中加入 (填“氨水”或“NaOH溶液”)来制取Al(OH)3。
18.(10分)生活处处有化学,请用所学知识回答下列问题:
(1)东营特产黄河口大闸蟹营养成分如下表,其缺少的营养成分主要是 ,含有的微量元素有 。
品名:黄河口大闸蟹
营养成分
蛋白质
脂肪
磷
钙
锌
铁
维生
素E
含量
(每100 g)
17.5 g
2.8 g
182 mg
126 mg
3.7 g
2.9 mg
6.1 mg
(2)①竹筷、②陶瓷碟、③不锈钢汤匙、④玻璃茶杯等餐具中,由无机非金属材料制成的有 (填序号)。
(3)黄河水经沉降、过滤、吸附、 等步骤,可净化为自来水。
(4)健康的生活离不开化学,下列叙述不正确的是 (填字母)。
A.霉变的花生、大米蒸煮后仍不可食用
B.用碳酸氢钠焙制糕点
C.含有食品添加剂的食品对人体都有害
D.合理摄入油脂有益身体健康
E.食用含碳酸钙的钙片作补钙剂
19.(9分)某城市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5 μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3-
Cl-
浓度/
mol·L-1
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
根据表中数据判断待测试样为 (填“酸”或“碱”)性,表示该试样酸碱性的c(H+)或c(OH-)= mol·L-1。
(2)煤燃烧排放的烟气中含有SO2和NOx,易形成酸雨,污染大气,采用NaClO2溶液在碱性条件下可对烟气进行脱硫、脱硝,效果非常好。完成下列对烟气脱硝过程的离子方程式。
ClO2-+ NO+ OH- Cl-+ NO3-+
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①汽车启动时汽缸温度高,汽缸中会生成NO,化学方程式为 。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO。在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为无污染、无毒性的两种气体,其反应的化学方程式为 。
20.(14分)关注海洋健康,守护蔚蓝星球,是每个公民义不容辞的责任。基于海水资源开发的氯碱工业、海水提镁等工业蓬勃发展。下图是海水综合利用的部分流程图,据图回答问题:
(1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中不涉及氧化还原反应的是 。
(2)粗盐中含Mg2+、Ca2+、SO42-等杂质,为除去以上杂质离子,可加入足量的①Na2CO3溶液、②BaCl2溶液、③NaOH溶液,过滤后加入稀盐酸,试剂添加顺序错误的是 (填字母)。
A.①②③ B.②①③ C.②③① D.③②①
检验提纯后的溶液中是否还存在SO42-的操作是
。
(3)步骤Ⅱ是侯氏制碱法的重要步骤,即将二氧化碳通入氨化的饱和食盐水中,使溶解度小的碳酸氢钠从溶液中析出,写出该反应的化学方程式: 。
(4)设阿伏加德罗常数的值为NA,图中制漂白粉的反应中,消耗标准状况下11.2 L Cl2,转移的电子数是 NA。
(5)图中虚线框提镁的过程中,没有涉及的化学反应类型是 (填字母)。
A.化合反应 B.分解反应 C.复分解反应 D.置换反应
(6)空气吹出的Br2可以采用纯碱溶液吸收,吸收后得到NaBr和NaBrO3的混合溶液,同时有CO2放出,该反应的离子方程式是 。
(7)如图是实验室蒸馏装置图,可利用此装置将海水淡化,该装置中有一处错误,该错误之处是 。
附加题
1.绿色低碳的北京冬奥会得到了国际社会的肯定。下列不符合“绿色奥运”理念的是( )
A.用发泡塑料作一次性餐盒
B.用风能、太阳能供电
C.用二氧化碳跨临界直冷技术制冰
D.用氢气以“微火”形式点燃火炬
2.通过海水晾晒可以得到粗盐,粗盐中除含有NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。以下是某兴趣小组制备精盐的实验操作流程。下列说法正确的是( )
A.实验过程中③、④步骤互换,对实验结果有影响
B.实验过程中步骤④的目的仅是除去溶液中的Ca2+
C.实验过程中步骤⑥中向所得滤液中滴加盐酸,用玻璃棒搅拌,直到没有气泡冒出,并用pH试纸检验使滤液呈中性
D.实验过程中步骤⑦中的蒸发所用到的仪器是酒精灯、玻璃棒、烧杯、坩埚、铁架台(带铁圈)
答案全解全析
1.A A项,燃烧农作物秸秆会增加CO2的排放,错误。
2.B 苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色,A项错误;石油分馏是物理变化,可得到汽油、煤油、柴油等轻质油和重油,B项正确;石油裂解得到乙烯、丙烯等,石油裂化得到汽油等轻质油,C项错误;煤的气化是化学变化,D项错误。
3.B 加工馒头、面包、饼干时添加的碳酸氢钠属于膨松剂,B项错误。
4.D A项,发生的反应为3H2+CO2 CH3OH+H2O,该反应不属于“原子经济性反应”,错误;B项,反应中还生成HBr,该反应不属于“原子经济性反应”,错误;C项,反应中有水生成,且该反应为可逆反应,反应物不可能全部转化为产物,该反应不属于“原子经济性反应”,错误;D项,CO+2H2 CH3OH,生成物只有甲醇一种,属于最理想的“原子经济性反应”,正确。
5.A B项,落叶就地焚烧易产生有害气体,污染空气;C项,废旧电池中含重金属,直接掩埋处理会造成土壤污染;D项,施用大量农药会造成土壤和作物的农药残留超标,以及大气、地表水和地下水的污染。
6.A A、B、C、D分别为蒸发皿、漏斗、烧杯、分液漏斗。①灼烧使用坩埚,②溶解使用烧杯,③过滤使用漏斗,⑤萃取分液使用分液漏斗,故不需要的仪器为A。
7.A 煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,A项错误;乙醇燃烧放出大量的热,可作为燃料,B项正确;乙醇能使蛋白质变性,体积分数为75%的乙醇溶液可用于医疗消毒,C项正确;CH3OH和CH3CH2OH结构相似且分子组成上相差1个CH2,二者互为同系物,D项正确。
8.C 塑料制品随意丢弃会导致白色污染,可用布袋或纸袋代替塑料袋购物,而不是杜绝生产塑料袋,C项错误。
9.A 钠是活泼金属,可用电解熔融NaCl的方法来冶炼,①正确;银金属活动性较弱,可采用加热Ag2O的方法冶炼,②正确;AlCl3为共价化合物,熔融状态不导电,通常用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝,③错误;高炉炼铁时,利用焦炭生成的CO将铁矿石还原为Fe,④错误;工业上可用铝热反应冶炼某些熔点较高且活动性弱于铝的金属,如铬、锰,⑤正确。
10.B 苏打是碳酸钠的俗称,碳酸氢钠俗称小苏打,A错误。碳酸氢钠能和胃酸反应生成二氧化碳,会使胃溃疡病情加重,B正确。一片碳酸氢钠片中含碳酸氢钠0.5 g,物质的量约为0.006 mol,消耗HCl为0.006 mol;一片复方氢氧化铝片中含氢氧化铝0.245 g,物质的量约为0.003 mol,消耗HCl为0.009 mol,所以两种药片每片消耗胃酸的量不相同,C错误。人体摄入过多的铝会对身体造成伤害,故复方氢氧化铝片不能长期大量服用,D错误。
11.C 一般情况下,合金的硬度比各成分金属的高,A项错误;硼砂在空气中缓慢风化失去结晶水属于化学变化,B项错误;加入的少许铅可以与银熔合成合金,从泥土中把银分离出来,能达到富集银的目的,C项正确;回收银的操作:首先银“吸入土内”,然后“入铅少许”形成银铅合金,将银从泥土中分离出来,整个过程中银的价态没有发生变化,D项错误。
12.B 煤的干馏是化学变化,A正确;液体X是粗氨水,显碱性,pH>7,Y是煤焦油,是黑色黏稠状液体,B错误;气体Z是焦炉气,其主要成分为CH4、H2、CO、C2H4,易燃,而且CO、H2均有还原性,能还原CuO,C2H4可使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,C正确;硬质玻璃管中最终会残留黑色物质,D正确。
13.A NaNO2与NH4Cl反应生成NH4NO2和NaCl,没有元素化合价变化,属于非氧化还原反应,A项错误;NaNO2可防止食品变质,但添加量要符合要求,否则可能引起中毒,B项正确;结合图示转化可写出NaNO2与N2H4反应生成NaN3和水的化学方程式为NaNO2+N2H4 NaN3+2H2O,C项正确;NaNO2在酸性条件下与KI反应生成I2,I2遇淀粉变蓝,故可用淀粉KI试纸和食醋鉴别食盐与亚硝酸钠,D项正确。
14.D FeCl3有氧化性,H2S有还原性,二者在溶液中发生反应的离子方程式为2Fe3++H2S 2Fe2++S↓+2H+,A、B项错误;若点燃H2S,则发生反应2H2S+3O2 2SO2+2H2O,燃烧产物SO2是大气污染物,C项错误;电解产生的Cl2可循环利用,物质得到充分利用,该工艺流程体现了绿色化学思想,D项正确。
15.A 煅烧贝壳得到生石灰,是盐的分解反应,是典型的吸热反应,A项错误;将海水中的Mg2+变为Mg(OH)2,再加入盐酸生成MgCl2,是为了提高溶液中Mg2+浓度,B项正确;沉淀池中主要将Mg2+沉淀,其主要反应为Ca(OH)2+MgCl2 Mg(OH)2+CaCl2,C项正确;工业上用电解熔融MgCl2的方法制取镁,是因为MgCl2的熔点比MgO低得多,D项正确。
16.答案 (每空2分)
(1)c
(2)ad
(3)CaCO3+2H+ Ca2++CO2↑+H2O、Mg(OH)2+2H+ Mg2++2H2O 增大抗酸药与胃酸的接触面积,充分与酸作用
(4)CH3COOH
解析 (1)常见的调味剂有食盐、糖精、辣椒粉、谷氨酸钠(味精)、食醋、酱油等,小苏打不属于调味剂。
(2)食品营养强化剂是人为增加营养成分而加入食品中的天然的或人工合成的营养素,焦糖色、苯甲酸钠均不属于营养强化剂。
(3)CaCO3和Mg(OH)2均能消耗胃酸,其发挥药效时的离子方程式分别是CaCO3+2H+ Ca2++CO2↑+H2O、Mg(OH)2+2H+ Mg2++2H2O。抗酸药嚼碎后吞服,能增大抗酸药与胃酸的接触面积,充分与酸作用。
(4)阿司匹林中含有酯基,可水解生成和CH3COOH,结合图2可知B的结构简式为CH3COOH。A与NaHCO3反应生成的可溶性盐为。
17.答案 (除标注外,每空1分)
(1)过滤
(2)SiO2+2OH- SiO32-+H2O(2分) Fe2O3 Al2O3
(3)NaAlO2 盐
(4)NaAlO2+CO2+2H2O Al(OH)3↓+NaHCO3(其他合理答案也可)(2分)
(5)氨水
解析 (1)步骤Ⅰ、Ⅱ中分离溶液和沉淀的操作应为过滤。
(2)步骤Ⅰ中Al2O3、SiO2均能与浓NaOH溶液反应,SiO2与浓NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH- SiO32-+H2O。沉淀M中有不反应的Fe2O3,Al(OH)3受热分解生成的固体N是Al2O3。
(3)Al2O3和NaOH溶液反应生成易溶于水的NaAlO2,即滤液X中含铝元素的溶质为NaAlO2,NaAlO2是由金属离子和酸根离子组成的盐。
(4)步骤Ⅱ中反应的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O Al(OH)3↓+NaHCO3或2NaAlO2+CO2+3H2O 2Al(OH)3↓+Na2CO3。
(5)向AlCl3溶液中加入氨水可制取Al(OH)3,由于Al(OH)3是两性氢氧化物,会溶于强碱,故制备Al(OH)3时不用NaOH溶液。
18.答案 (每空2分)
(1)糖类 Zn、Fe
(2)②④
(3)杀菌消毒
(4)C
解析 (1)从黄河口大闸蟹营养成分表分析,其缺少的营养成分主要是糖类;含有的微量元素有Zn、Fe。
(2)四种日常餐具中,由无机非金属材料制成的有②陶瓷碟、④玻璃茶杯。
(3)黄河水中含有大量泥沙,经沉降、过滤、吸附、杀菌消毒等步骤,可净化为自来水。
(4)霉变的花生、大米产生了毒素,蒸煮后仍不可食用,A正确;NaHCO3受热产生CO2可使糕点膨松,即可用NaHCO3焙制糕点,B正确;有些食品添加剂对人体有益,C错误;油脂是重要的基本营养物质,合理摄入油脂有益身体健康,D正确;CaCO3与胃酸中的HCl作用生成Ca2+被人体吸收,即可食用含CaCO3的钙片作补钙剂,E正确。
19.答案 (除标注外,每空2分)
(1)酸(1分) 10-4(1分)
(2)3 4 4 3 4 2H2O(共3分)
(3)①N2+O2 2NO ②2CO+2NO 2CO2+N2
解析 (1)根据题表中信息可知阳离子所带正电荷总数是c(K+)+c(Na+)+c(NH4+)=(4×10-6+6×10-6+2×10-5) mol·L-1=3×10-5 mol·L-1,阴离子所带负电荷总数是2c(SO42-)+c(NO3-)+c(Cl-)=(2×4×10-5+3×10-5+2×10-5) mol·L-1=1.3×10-4 mol·L-1,结合溶液呈电中性,可知溶液中缺少的带正电荷的离子应为H+,则c(H+)=1.0×10-4 mol·L-1,溶液呈酸性。
(2)根据反应前后Cl、N元素化合价变化,利用化合价升降法可配平该反应为3ClO2-+4NO+4OH- 3Cl-+4NO3-+2H2O。
(3)①汽车启动时汽缸温度高,N2和O2在汽缸中生成NO,反应为N2+O2 2NO。②汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为N2、CO2,其化学方程式为2CO+2NO 2CO2+N2。
20.答案 (除标注外,每空2分)
(1)Ⅱ(1分)
(2)A(1分) 取少量提纯后的溶液于试管中,加入稀HCl后,再加入BaCl2溶液,若无白色沉淀产生则说明溶液中不存在SO42-(3分)
(3)NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH4Cl
(4)0.5
(5)D(1分)
(6)3Br2+3CO32- 3CO2↑+5Br-+BrO3-
(7)温度计的水银球伸入液面以下
解析 (1)步骤Ⅰ是电解饱和食盐水,生成NaOH、H2、Cl2,步骤Ⅲ是电解熔融MgCl2制备Mg,步骤Ⅳ是Cl2氧化Br-生成Br2,这三个步骤均有元素化合价发生变化,属于氧化还原反应;步骤Ⅱ涉及的化学方程式为NaCl+NH3+H2O+CO2 NaHCO3↓+NH4Cl,没有元素化合价的升降,不属于氧化还原反应。
(2)粗盐中的Mg2+、Ca2+、SO42-可分别选用足量的③NaOH溶液、①Na2CO3溶液和②BaCl2溶液除去,但因为除杂试剂是过量的,后续操作还需除去过量的除杂试剂,因为①可除去过量的②,故①要在②之后加入,②①③或②③①或③②①均能除去杂质及过量的除杂试剂,A项无法除去过量的Ba2+。检验提纯后的溶液中是否含SO42-的操作:取少量提纯后的溶液于试管中,加入稀HCl后,再加入BaCl2溶液,若无白色沉淀产生则说明溶液中不存在SO42-。
(3)将CO2通入氨化的饱和食盐水中,使溶解度小的NaHCO3从溶液中析出,同时生成NH4Cl,所涉及的化学方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH4Cl。
(4)根据制备漂白粉的反应2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,由关系式2Cl2~2e-可知,消耗标准状况下11.2 L Cl2(即0.5 mol Cl2)时,转移的电子数为0.5NA。
(5)提镁的过程中,煅烧贝壳(主要成分为CaCO3)生成CaO、电解熔融MgCl2制备Mg,均属于分解反应;CaO溶于水生成Ca(OH)2,属于化合反应;Ca(OH)2与除去Br2后的卤水发生复分解反应生成Mg(OH)2沉淀,综合上述分析可知没有涉及置换反应,D项符合题意。
(6)纯碱溶液吸收Br2,吸收后得到NaBr和NaBrO3的混合溶液,同时放出CO2,则该反应的离子方程式为3Br2+3CO32- 3CO2↑+5Br-+BrO3-。
(7)蒸馏时温度计测量馏分的温度,故温度计水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处,不应该伸入液面以下。
附加题
1.A A项,用发泡塑料作一次性餐盒会造成“白色污染”,不符合“绿色奥运”的理念。
2.C 实验过程中③、④步骤互换,都能除去杂质离子,对实验结果无影响,A项错误;步骤④是除去溶液中的Ca2+及过量的Ba2+,B项错误;滤液中主要杂质离子为OH-和CO32-,故步骤⑥需要向滤液中滴加盐酸直到没有气泡冒出,使滤液呈中性,除去OH-和CO32-,C项正确;步骤⑦中的蒸发所用到的仪器是酒精灯、玻璃棒、蒸发皿、铁架台(带铁圈),D项错误。
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