2017春高二化学鲁科版选修二检测：主题3检测题

主题3　检测题
(时间:90分钟　分值:100分)
一、选择题(本题共12个小题,每小题4分,共48分。每小题只有1个选项符合题意)
1.“绿色化学”是指(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.在化工生产中对废气、废水、废渣进行严格处理
B.在化工生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质
C.在化工生产中不使用任何物质
D.在化工厂种草种树,使其成为花园式工厂
解析：“绿色化学”总的来说,就是从化学的角度从源头上根本性地解决发展所带来的环境污染问题。
答案：B
2.氮化硅陶瓷是一种超硬而且耐磨的物质,可用于制造高性能柴油机部件,它属于(　　)
A.金属材料
B.无机非金属材料
C.复合材料
D.功能高分子材料
答案：B
3.下列有关工业生产的叙述正确的是(　　)
A.合成氨生产过程中将NH3液化分离,可加快正反应速率,提高N2、H2的转化率
B.硫酸工业中,在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
C.电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法,可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室
D.电解精炼铜时,同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小
答案：D
4.下列金属防腐蚀的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是(　　)
A.水中的钢闸门连接电源的负极
B.金属护栏表面涂漆
C.汽车底盘喷涂高分子膜
D.地下铜管连接镁块
答案：A
5.单质钛的机械强度高,抗腐蚀能力强,有“未来金属”之称。工业上常用硫酸分解钛铁矿(FeTiO3)的方法来制取TiO2,再由TiO2制金属钛,主要反应有:
FeTiO3+3H2SO4Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O
①
Ti(SO4)2+3H2OH2TiO3↓+2H2SO4
②
H2TiO3TiO2+H2O
③
TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO
④
TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti
⑤
下列叙述错误的是(　　)A.反应①是非氧化还原反应
B.反应②是水解反应
C.反应④中TiO2是氧化剂
D.反应⑤表现了金属镁还原性比金属钛强
答案：C
6.以下说法正确的是(　　)
A.纳米材料是指一种称为“纳米”的新物质制成的材料
B.绿色食品是指不含任何化学物质的食品
C.生物固氮是指植物通过叶面直接吸收空气中的氮气
D.光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的
答案：D
7.某酸雨的成分,经检验除含有少量H+和极少量OH-外,还有Na+、Cl-、N、S等,已知c(Na+)=7×10-6
mol·L-1,c(Cl-)=3.5×10-5
mol·L-1,c(N)=2.3×10-5
mol·L-1,c(S)=2.5×10-6
mol·L-1,则该酸雨的pH为(　　)
A.3
B.4
C.5
D.6
答案：C
8.下列关于二氧化硫的说法中正确的是(　　)A.二氧化硫具有漂白性,可以用它来漂白粉丝和银耳等食品
B.二氧化硫能够溶于水形成亚硫酸,并能进一步氧化为硫酸,所以可以用水来吸收二氧化硫制备硫酸
C.二氧化硫具有很强的还原性,能够被强氧化性的浓硫酸氧化
D.二氧化硫浓度大时能够引起人患呼吸道疾病
答案：D9.X、Y、Z、M、N代表五种金属,有以下化学反应:
①水溶液中:X+Y2+X2++Y;②Z+2H2O(冷)Z(OH)2+H2↑;③M、N为电极与N盐溶液组成原电池,发生的电极反应为:M-2e-M2+;④Y可以溶于硫酸中,M不被稀硫酸氧化。则这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是(　　)
A.MB.N>M>Y>X>Z
C.ND.X解析：由①知活泼性X>Y,且X、Y都不与水反应,由②知Z为很活泼的金属,由③及原电池原理知活泼性M>N,由④知活泼性Y>M,五种金属的活泼性Z>X>Y>M>N。
答案：C
10.早在1807年化学家戴维用电解熔融氢氧化钠制得钠:4NaOH(熔融)
4Na+O2↑+2H2O;后来吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠,反应原理为3Fe+4NaOHFe3O4+2H2↑+4Na↑。下列有关说法正确的是(　　)
A.电解熔融氢氧化钠制钠,阳极发生的电极反应为2OH--2e-H2↑+O2↑
B.若用戴维法与吕萨克法制得等量的钠,则两反应中转移的电子总数也相同
C.吕萨克法制钠的原理是利用铁的还原性比钠强
D.目前工业上常用电解熔融氯化钠法制钠
答案：D
11.氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性能,被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下,氮化铝可通过如下反应合成:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。下列叙述正确的是(　　)A.在氮化铝的合成反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂
B.上述反应中每生成2
mol
AlN,N2得到3
mol电子
C.氮化铝中氮元素的化合价为-3价
D.氮化铝晶体属于分子晶体
解析：N2中氮元素的化合价为0,AlN中氮元素的化合价为-3价。在化学反应中,每1
mol
N原子得3
mol电子。分子晶体的组成微粒之间以分子间作用力相结合,分子间作用力很微弱,故分子晶体不耐高温,抗冲击力很弱,不导电,AlN具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性能,所以AlN晶体不是分子晶体。
答案：C
12.某化工厂工业废水中含H2SO4的质量分数为2%,采用边排放边中和的方法将它处理至基本上呈中性,处理方法如图所示,若处理后废水pH=7,则2%NaOH溶液的流量为(　　)
A.0.008
16
m3·s-1
B.0.01
m3·s-1
C.0.016
32
m3·s-1
D.0.02
m3·s-1
解析：在同一时间段内排入的硫酸与NaOH的物质的量之比为1∶2时才能把废水处理至呈中性。设溶液的流量为x,并设时间为1
s:(0.01
m3·s-1×1
s×1.02
g·cm-3×106
cm3·m-3×2%)/98
g·mol-1=(x×1
s×1.02
g·cm-3×106
cm3·m-3×7%)/40
g·mol-1,解得x=0.008
16
m3·s-1。答案：A
二、非选择题(本题共5个小题,共52分)
13.(10分)铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答:(1)工业上冶炼铝的化学方程式是
　。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是
　。
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式是　。
②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,原因是

　。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口　　　　(填“A”或“B”)导出。
解析：(1)金属铝的冶炼是电解熔融Al2O3。(2)铝与强碱反应放出氢气生成盐。(3)①溶液中存在阴离子为OH-和含氧酸根,应是OH-先放电。②溶液中存在的阳离子为K+和H+,应是H+先放电。在阴极由于H+放电,H+不断减少,水的电离平衡向正反应方向移动,OH-浓度增大,pH增大。③K+可通过阳离子交换膜流向B口,B口的OH-不断增多,但无法通过阳离子交换膜,故氢氧化钾溶液从B口导出。
答案：(1)2Al2O34Al+3O2↑
(2)2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑
(3)①4OH--4e-2H2O+O2↑
②H+放电,促进水的电离,OH-浓度增大
③B
14.(10分)碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。
(1)采用装置A,在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是　。
②若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5O21　　　　+3　　　　。
(2)将气体a通入测硫装置中(如图),采用滴定法测定硫的含量。
①H2O2氧化SO2的化学方程式:　。
②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z
mL
NaOH溶液,若消耗1
mL
NaOH溶液相当于硫的质量为y
g,则该钢样中硫的质量分数:　　　　　　　　。
(3)将气体a通入测碳装置中(如图),采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是
　。
②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是
　　　。
解析：(1)①钢样(含有铁、碳、硫)在高温下与O2反应,除生成CO2、SO2外,还有剩余的O2,故气体a中含有CO2、SO2、O2。②该反应中,S元素由-2价被氧化为+4价,即生成SO2,再结合元素守恒及元素的化合价升降总数相等,配平该反应方程式:3FeS+5O2Fe3O4+3SO2。(2)①H2O2具有强氧化性,SO2具有强还原性,二者发生氧化还原反应生成H2SO4,化学方程式为H2O2+SO2H2SO4。②消耗1
mL
NaOH溶液相当于硫的质量为y
g,则消耗z
mL
NaOH溶液相当于硫的质量为yz
g,那么钢样中硫的质量分数为。(3)①装置B中活性MnO2将SO2氧化。装置C中K2Cr2O7-浓H2SO4具有强氧化性,用于吸收气体a中的SO2,防止SO2进入CO2吸收瓶,影响实验结果。②实验中应测定实验前后CO2吸收瓶的质量变化,从而确定CO2的质量,继而求出钢样中碳的质量及质量分数。
答案：(1)①CO2、SO2、O2　②Fe3O4　SO2
(2)①H2O2+SO2H2SO4　②
(3)①排除SO2对CO2测定的干扰　②吸收CO2前、后吸收瓶的质量
15.(12分)黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫及铁的化合物。
(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2,若CuFeS2中Fe的化合价为+2价,反应中被还原的元素是　　　　(填元素符号)。
(2)上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是　　　　(填代号)。
a.高空排放
b.用于制备硫酸
c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3
d.用浓硫酸吸收
(3)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性,可将I-氧化为I2:S2+2I-2S+I2,通过改变反应途径,Fe3+、Fe2+均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程:
　、
　。
(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为:
a.用稀盐酸浸取炉渣,过滤。
b.滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。
据以上信息回答下列问题:
①除去Al3+的离子方程式是　。
②选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂:稀盐酸,稀硫酸,KSCN溶液,KMnO4溶液,NaOH溶液,碘水。所选试剂为
　　　　　　　　。
证明炉渣中含有FeO的实验现象为
　。
解析：(2)SO2是污染物,不能高空排放,a错。SO2不溶于浓硫酸,无法用浓硫酸吸收,d错。SO2既可回收用于制H2SO4,也可用Na2CO3溶液吸收生成Na2SO3,b、c方案均合理。(3)Fe3+具有氧化性,可以氧化I-,2Fe3++2I-2Fe2++I2,Fe2+又被S2氧化,S2+2Fe2+2S+2Fe3+。(4)②炉渣中只有FeO具有还原性,能使KMnO4溶液退色,故可选择稀硫酸浸取炉渣,再加KMnO4溶液看是否退色。注意不能选盐酸,因为它能还原KMnO4。
答案：(1)Cu、
O　(2)bc
(3)2Fe3++2I-2Fe2++I2　S2+2Fe2+2S+2Fe3+
(4)①Al3++4OH-[Al(OH)4]-　②稀硫酸、KMnO4溶液　稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液退色
16.(10分)(2016全国丙,36)聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂。下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。
回答下列问题:
(1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁,铁锈的主要成分是　　　。粉碎过筛的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)酸浸时最合适的酸是　　　　,写出铁锈与酸反应的离子方程式　。
(3)反应釜中加入氧化剂的作用是　　　,下列氧化剂中最合适的是　　　(填标号)。
a.KMnO4
b.Cl2
c.H2O2
d.HNO3
(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围。pH偏小时Fe3+水解程度弱,pH偏大时则　　　　　　　　　。
(5)相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是　　　　。
(6)盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标,定义式为B=(n为物质的量)。为测量样品的B值,取样品m
g,准确加入过量盐酸,充分反应,再加入煮沸后冷却的蒸馏水,以酚酞为指示剂,用c
mol·L-1的标准NaOH溶液进行中和滴定(部分操作略去,已排除铁离子干扰)。到终点时消耗NaOH溶液V
mL。按上述步骤做空白对照试验,消耗NaOH溶液V0
mL。已知该样品中Fe质量分数w,则B的表达式为　　　　。
解析：(1)粉碎过筛的目的是选用更小的颗粒,以增大反应中反应物的接触面积,加快酸浸时的反应速率。
(2)PFS固体产品为[Fe2(OH)x(SO4]y,因此酸浸时应选用H2SO4,不会引入杂质,铁锈与酸反应的离子方程式为Fe2O3·xH2O+6H+2Fe3++(x+3)H2O。
(3)加入氧化剂的目的是将Fe2+转化为Fe3+,H2O2的还原产物为H2O,为了不引入其他杂质,最好选用绿色氧化剂H2O2。
(4)由Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+可知,pH偏小时Fe3+水解程度小,pH偏大时Fe3+易转化为Fe(OH)3沉淀。
(5)减压可降低液体的沸点,防止温度过高时聚合硫酸铁分解。
(6)空白对照实验消耗NaOH溶液V0
mL,则n总(HCl)=V0c×10-3
mol,与样品反应的HCl的物质的量n'(HCl)=(V0-V)c×10-3
mol,则样品中OH-的物质的量n(OH-)=(V0-V)c×10-3
mol,n(Fe)=
mol,则B=。
答案：(1)Fe2O3·xH2O　选取细小颗粒,增大反应物接触面积,提高“酸浸”反应速率
(2)H2SO4　Fe2O3·xH2O+6H+2Fe3++(x+3)H2O
(3)使Fe2+转化为Fe3+　c
(4)形成Fe(OH)3沉淀
(5)降低蒸发温度,防止产物分解
(6)
17.(10分)某化工厂实验室为测定某黄铁矿(主要成分是FeS2)的纯度,取1.00
g矿石样品(所含杂质不挥发且不与氧气反应),在氧气流中充分灼烧,完全反应后,冷却,称量固体残留物,质量为0.75
g。
(1)该黄铁矿中FeS2的质量分数为多少
(2)该工厂用这种黄铁矿制硫酸,在FeS2燃烧过程中损失2%,由SO2氧化成SO3时,SO2的利用率为80%。求该工厂用10.0
t这种黄铁矿可生产98%的硫酸多少吨
解析：每种化合物都有固定的组成,即每种化合物的组成元素的质量都有一定的比例,当某一化合物损失a%时,其组分元素也必然损失各自的a%,反之亦然。由此可知接触氧化时硫损失2%,也就是接触氧化时FeS2的转化率为98%。
(1)设黄铁矿中FeS2的质量为m(FeS2)。
m(FeS2)==0.75
g,
w(FeS2)=×100%=75%。
(2)设可制得98%的硫酸质量为m,由反应方程式得:
10
t×75%×98%×80%　　　　　m×98%
,
解得m=9.8
t。
答案：(1)75%　(2)9.8
t