专题4 化学科学与人类文明专题检测
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分;每小题只有一个选项符合题意)
1.通过研究,小红提出了一系列降低铅对环境污染的建议。下列建议中不恰当的是( )
A.使用无铅汽油
B.开发新的无铅颜料
C.倡导使用铅蓄电池作动力的电动车
D.燃煤电厂、金属冶炼厂的废气经除尘后排放
2.下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是( )
A.CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
B.使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
C.节能减排符合低碳经济的要求
D.合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺
3.工业上制取硫酸铜不是直接用浓硫酸与铜反应,而是将铜丝浸入稀硫酸中并不断地从容器下部吹入细小的空气泡,这样做的优点是( )
①节省能源 ②不产生污染大气的SO2 ③提高了H2SO4的利用率 ④提高了Cu的利用率
A.①② B.②③④
C.①②③ D.①②③④
4.化学与环境密切相关,下列有关说法正确的是( )
A.CO2属于大气污染物
B.酸雨是pH小于7的雨水
C.含磷合成洗涤剂易被细菌分解,故不会导致水体污染
D.燃煤时加入适量石灰石,可减少废气中SO2的量
5.固硫剂是把煤燃烧时生成的二氧化硫以盐的形式固定在炉渣中的物质,可减少二氧化硫对大气的污染。下列物质中不能用作固硫剂的有( )
A.CaO B.Na2CO3 C.氨水 D.P2O5
6.引起环境污染的原因不正确的是( )
A.重金属、农药和难分解有机物等会造成水体污染
B.装饰材料中的甲醛、芳香烃及氡等会造成居室污染
C.SO2、NO2和CO2都会导致酸雨的形成
D.CO2的大量排放会造成温室效应的加剧
7.化学是具有实用性的科学。下列物质都在一定的领域内具有重要的用途,运用化学知识判断人们在对它们进行应用时,安全性最强的是( )
A.氢气 B.生石灰
C.硫酸铜 D.碳酸氢钠
8.下表是氧化镁和氯化镁的熔、沸点数据:
物质 氧化镁 氯化镁
熔点/℃ 2 852 714
沸点/℃ 3 600 1 412
请参考以上数据分析,从海水中提取镁,正确的方法是( )
A.海水Mg(OH)2Mg
B.海水MgCl2溶液―→MgCl2晶体Mg
C.海水Mg(OH)2MgOMg
D.海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg
9.宣传科学,介绍高新技术,揭露伪科学,是教育者的义务,下列选项中属于伪科学的是( )
①用催化剂将水变成油;②稻草可变成酒精;③在“异地”发功给人治病;④用碘化银人工降雨。
A.①②③④ B.②③④
C.①③ D.③④
10.下列冶炼铝的方法正确的是( )
A.Al2O3Al
B.Al2O3AlCl3Al
C.Al(OH)3Al
D.Al2O3Al
11.下列说法正确的是( )
A.乙醇和汽油都是可再生能源,应大力推广“乙醇汽油”
B.钢铁在海水中比在河水中更易腐蚀,主要原因是海水含氧量高于河水
C.废弃的塑料、金属、纸制品及玻璃都是可回收再利用的资源
D.凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害,不宜食用
12.下列叙述错误的是( )
A.合金材料中可能含有非金属元素
B.人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物
C.加热能杀死甲型H1N1流感病毒是因为病毒的蛋白质受热变性
D.在汽车排气管上加装“催化转化器”是为了减少有害气体的排放
13.下列表述正确的是( )
①人造刚玉熔点很高,可用作高级耐火材料,主要成分是二氧化硅
②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成,玛瑙的主要成分是硅酸盐
③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥,水泥是硅酸盐材料
④夏天到了,游客戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛
⑤太阳能电池可采用硅材料制作,其应用有利于环保、节能
A.①②③ B.②④ C.③④⑤ D.③⑤
14.化学知识广泛应用于生产、生活中,下列叙述正确的是( )
①工业上合成新型氮化硅(Si3N4)陶瓷需要在高温、空气中进行
②钢铁制品被锈蚀主要是因为钢铁中含有碳而发生原电池反应,因此生铁炼钢时要尽可能完全除去生铁中的碳
③海水淡化和工业生产及生活废水的再生利用,是解决缺水问题的有效途径
④高铁酸钠Na2FeO4和ClO2都能作为净水剂,其原理完全相同
⑤液氯罐泄漏时,可将其移入水塘中,并向水塘中加入生石灰
A.①③ B.②④ C.④⑤ D.③⑤
15.化学与环境、生产和生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.化肥的合理使用,缓解了人类粮食危机
B.绿色化学的快速发展,减轻了环境污染
C.新材料的研制和应用,提高了人们的生活品质
D.化石燃料的直接利用,促进了“低碳”经济的发展
16.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
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A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
二、非选择题(本题包括5小题,共52分)
17.(8分)形成酸雨的原理之一可表示如下:
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试回答下列问题:
(1)图中三个反应不属于氧化还原反应的是________(填标号)。
(2)从保护环境的角度出发,工业上正努力 ( http: / / www.21cnjy.com )从酸雨产生的根源出发进行治理,以减小酸雨的污染。方法一是将SO2中+4价硫元素变成0价硫元素,利用这一原理,可在工厂的烟道气中通入合适的__________(填“氧化剂”或“还原剂”)除去SO2;方法二是一些工厂用过量的氨水(NH3·H2O)吸收SO2,此化学反应的产物是________________________。
(3)火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO ( http: / / www.21cnjy.com )2、O2、N2、CO2等,为了除去有害气体SO2并变废为宝,常常用碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气,反应产物为硫酸钙等。写出用CaCO3悬浊液洗涤上述废气的化学方程式: ________________________________________________
________________________。
18.(12分)人们对酸碱的认识已有几百年 ( http: / / www.21cnjy.com )的历史,经历了一个由浅入深、由低级到高级的认识过程。我们目前中学课本中的酸碱理论是1883年阿伦尼乌斯(Arrhenius)提出的电离理论。
探究过程:
(1)1905年富兰克林( ( http: / / www.21cnjy.com )Franklin)深入研究了水和液氨的相似性,把阿伦尼乌斯以水为溶剂的个别现象推广到任何溶液,提出了酸碱溶剂理论。酸碱溶剂理论认为凡能离解而产生溶剂正离子的物质为酸,凡能离解而产生溶剂负离子的物质为碱。试写出液氨弱电离的化学方程式(生成的两种微粒电子数相等):________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)1923年丹麦化学家布朗斯特(B ( http: / / www.21cnjy.com )ronsted)和英国化学家劳莱(Lowry)提出了质子论。凡是能够释放质子(氢离子)的任何含氢原子的分子或离子都是酸;凡是能与质子(氢离子)结合的分子或离子都是碱。按质子理论,下列微粒在水溶液中既可看作酸又可看作碱的是______。
A.H2O B.NH C.OH- D.HCO
E.CH3COO- F.Cl-
(3)1923年路易斯(Lewis)提出了广义的酸碱概念。凡是能给出电子对而用来形成化学键的物质是碱;凡是能和电子对结合的物质都是酸。如:
酸(电子对接受体) 碱(电子对给予体) 反应产物
试指出下列两个反应中的酸或碱:
①H3BO3+H2O===H++[B(OH)4]-该反应中的碱是________;
②NaH+H2O===NaOH+H2↑该反应中的酸是________。
19.(12分)我国城市为了减少燃煤造成的大气污染,对于作民用燃料的煤进行了多方面的改进。
(1)为了除去煤中的含硫化合物,采 ( http: / / www.21cnjy.com )用FeCl3脱硫,即用FeCl3溶液浸洗煤粉,发生如下反应:FeS2+14FeCl3+8H2O===2FeSO4+13FeCl2+16HCl。
①该反应中的氧化剂是________,若有1 mol FeS2被除去,则发生转移的电子的物质的量是________。
②为了充分利用Fe2+并减少酸(H ( http: / / www.21cnjy.com )Cl)污染,本方法中可利用工业废铁屑和氯气让废液重新利用生成FeCl3。请写出这一过程中有关的离子方程式:____________________________________
____________________________________________________________________________________________________________。
(2)另一种方法是采用“固 ( http: / / www.21cnjy.com )硫法”,即在燃料中加入生石灰,使含硫煤在燃烧时生成的SO2不能逸出而进入炉渣中,试用化学方程式表示这一“固硫”过程:____________________、____________________。
(3)某城市采用了以油制 ( http: / / www.21cnjy.com )气代替煤作民用燃料的做法。油制气的主要成分是丙烷,请写出其燃烧的化学方程式:____________________________________________________________。
(4)绿色能源是人类的理想能源,不会造成环境污染,下列能源属于绿色能源的是________。
A.氢能源 B.太阳能
C.风能 D.石油
20.(10分)铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。请回答:
(1)钢铁在空气中发生电化学腐蚀时,正极的电极反应是_______________________________
_________________________________________。
(2)由于氧化性Fe3+>Cu2+,氯 ( http: / / www.21cnjy.com )化铁溶液常用作印刷电路板的腐蚀剂,反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之 ( http: / / www.21cnjy.com )一,其原理是Fe3O4+4CO3Fe+4CO2,若有1.5 mol Fe3O4参加反应,转移电子的物质的量是________________。
(4)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是________(填字母)。
陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断
A 铁是地壳中含量最高的金属元素 铁是人类最早使用的金属材料 Ⅰ对;Ⅱ对;有
B 常温下铁与稀硫酸反应生成氢气 高温下氢气能还原氧化铁得到铁 Ⅰ对;Ⅱ对;无
C 铁属于过渡元素 铁和铁的某些化合物可用作催化剂 Ⅰ错;Ⅱ对;无
D 在空气中铁表面形成致密氧化膜 铁不能与氧气反应 Ⅰ对;Ⅱ对;有
21.(10分)氯碱工业以电解精制饱和食 ( http: / / www.21cnjy.com )盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
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完成下列填空:
(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式:____________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)离子交换膜的作用为_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)精制饱和食盐水从图中________位置补充,氢氧化钠溶液从图中________位置流出。(选填“a”、“b”、“c”或“d”)
(4)KClO3可以和草酸(H ( http: / / www.21cnjy.com )2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。写出该反应的化学方程式:________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案精析
1.C 2.A
3.C [两种方法中Cu均完全利用,所以④不是优点。]
4.D [CO2是大气的组成成分,不属于大 ( http: / / www.21cnjy.com )气污染物,故A错;酸雨是pH小于5.6的雨水,故B错;含磷洗涤剂会造成水体污染,使水体富营养化易引起赤潮,水华等现象,故C错;燃煤时加入适量石灰石发生如下反应:CaCO3CaO+CO2,CaO+SO2===CaSO3,2CaSO3+O2===2CaSO4,故D正确。]
5.D [二氧化硫是一种酸性氧化物,在所给的物质中能与二氧化硫反应的有A、B、C选项。]
6.C [C项中的CO2不会导致酸雨的形成。]
7.D [氢气易燃烧、易爆炸;生石灰有腐蚀性;硫酸铜有毒;碳酸氢钠俗名小苏打,无毒,基本上没有腐蚀性,可用作生活用碱。]
8.D [本题要求学生既要知 ( http: / / www.21cnjy.com )道镁是由电解熔融的MgCl2得到,还要知道实际生产中从海水中提取MgCl2的途径及原料的合理使用(用石灰乳而不用NaOH)。]
9.C [油是有机物,含有碳元素,而水 ( http: / / www.21cnjy.com )是由氢、氧两种元素组成的,不含有碳元素,根据质量守恒定律,水不能变成油,①错;稻草中含有纤维素,纤维素在适当条件下可水解为葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下能转化为酒精,② 正确;③是不科学的;碘化银可将空气中的水蒸气凝结为小水滴,从而可用于人工降雨,④正确。]
10.A [由于铝的活动性较强,不能用 ( http: / / www.21cnjy.com )还原剂还原铝的氧化物的方法来制取铝,用电解Al2O3的方法;不用电解AlCl3的方法,是因为AlCl3受热容易变成气体。]
11.C [汽油是不可再生能源, A选项 ( http: / / www.21cnjy.com )错误;海水中盐份大,导电性好,加快了钢铁的电化学腐蚀, B选项错误;合理使用食品添加剂对人体无害, D选项错误;塑料、金属、纸制品及玻璃均可以回收再利用, C选项是正确的。]
12.B [合金是两种或两种以上的金属(或金 ( http: / / www.21cnjy.com )属与非金属)熔合而成的;光导纤维的成分是SiO2,是无机物;加热能使蛋白质变性;在汽车排气管上加装“催化转化器”能将CO和NO转化为CO2和N2。 ]
13.D [①刚玉的主要成分是Al2O3;②玛瑙的主要成分是SiO2;④变色眼镜含溴化银。]
14.D [①合成Si3N4陶瓷应隔 ( http: / / www.21cnjy.com )绝空气;②若将生铁中的碳全部除去,得到纯铁,其机械性能远远低于铁合金;③海水淡化和废水处理再利用已经是成熟技术,也是解决缺水问题的有效途径之一;④Na2FeO4净水有两个主要作用:一是+6价的铁具有极强的氧化性,从而具有杀菌消毒效果,同时被还原为+3价铁;二是Fe3+水解产生Fe(OH)3胶体,吸附水中的悬浮物,而ClO2作为净水剂时,只是起到杀菌消毒效果;⑤Cl2能与Ca(OH)2反应而被除去。]
15.D
16.C [氯气具有强氧化性,能把溴离 ( http: / / www.21cnjy.com )子氧化为单质溴,则向苦卤中通入Cl2是为了提取溴,A正确;粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯,B正确;工业生产常选用石灰乳作为沉淀剂,用氢氧化钠不经济,C错误;富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收,D正确。]
17.(1)③ (2)还原剂 亚硫酸铵、水[或(NH4)2SO3、H2O]
(3)2SO2+O2+2CaCO3===2CaSO4+2CO2
解析 本题考查学生理论联系实际的能力,主要将SO2 的知识运用到工业生产中,分析SO2 的氧化性、还原性及其产生环境危害的综合治理。
18.(1)2NH3??NH+NH (2)AD (3)①H2O ②H2O
19.(1)①FeCl3 14 mol ②Fe+2H+===Fe2++H2↑;2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(2)SO2+CaOCaSO3 2CaSO3+O22CaSO4
(3)C3H8+5O23CO2+4H2O (4)ABC
解析 (1)反应中FeS2中S由-1价升 ( http: / / www.21cnjy.com )高至+6价,每1 mol FeS2被氧化,转移14 mol电子,FeCl3中Fe由+3价降至+2价,FeCl3作氧化剂。加入废铁屑是消耗H+,减少污染,而通入Cl2是氧化Fe2+。
(2)“固硫法”是利用生石灰将SO2转化为CaSO3,CaSO3在高温时被氧化为CaSO4。
(3)C3H8燃烧方程式为C3H8+5O23CO2+4H2O。
(4)氢能源、太阳能、风能属于绿色能源。
20.(1)O2+2H2O+4e-===4OH-
(2)2Fe3++Cu=== 2Fe2++Cu2+
(3)12 mol (4)B
解析 (1)吸氧腐蚀,正极为氧气得 ( http: / / www.21cnjy.com )电子。(2)Fe3+具有氧化性,可以将铜氧化为Cu2+。(3)CO中C为+2价,反应后生成的CO2中的C为+4价,化合价升高2,转移电子数为2×4=8,所以1.5 mol Fe3O4参加反应,转移电子数为1.5 mol ×8=12 mol。(4)A项,地壳中含量最高的金属元素为铝,Ⅰ错;C项,铁属于过渡元素,Ⅰ对;D项,铁在空气中不能形成致密氧化膜,Ⅰ错,在加热或点燃条件下铁可以与氧气发生反应,Ⅱ错。
21.(1)2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
(2)阻止OH-进入阳极室,与Cl2 ( http: / / www.21cnjy.com )发生副反应:2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O;阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸 (3)a d
(4)2KClO3+H2C2O4+2H2SO4===2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O
解析 (4)KClO3有氧化性,H2C ( http: / / www.21cnjy.com )2O4有还原性,在酸性条件下KClO3可以和草酸(H2C2O4)生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。则根据电子守恒及原子守恒,可得该反应的化学方程式是2KClO3+H2C2O4+2H2SO4===2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O。