[精练精析]4.1.1金属矿物的开发利用(人教版必修2)
【典例导悟】
【典例1】金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用,下列关于金属的说法不正确的是
A.越活泼的金属越难冶炼
B.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同 21世纪教育网
C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的
【规范解答】选D。金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子被还原成金属原子,因此金属越活泼,对应金属阳离子氧化性越弱,则金属越难冶炼,A、C正确;合金要比各成分金属的熔、沸点低,硬度大,B正确;因AlCl3为共价化合物,其熔融态不导电,因此不能用电解AlCl3的方法来冶炼铝,而通常用Al2O3。 21世纪教育网
【变式训练】从金属被利用的历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用是近几百年的事。下列跟这个先后顺序有关的是( )
①地壳中金属元素的含量
②金属活动性顺序
③金属的导电性
④金属冶炼的难易程度
⑤金属的延展性
A.①③ B.②⑤ C.③⑤ D.②④
【解析】选D。金属活动性顺序表中,金属的位置越靠后,越容易被还原,用一般的还原方法就能使金属离子还原,人们开发、利用的时间就较早;金属的位置越靠前,越难被还原,最活泼的金属只能用最强的还原手段(电解)来使金属离子还原,人们开发利用的时间就较晚。
【典例2】如图所示,用两张圆形
滤纸分别折叠成漏斗状,套在一起,
使四周都有四层。把内层滤纸取出,
在底部剪一个小孔,用水润湿,再
跟另一纸漏斗套在一起,架在铁圈
上,下面放置一盛沙的蒸发皿。把5 g干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉混合均匀,放在纸漏斗中,上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条,用小木条点燃镁条。观察发生的现象。
通过以上实验信息,回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式:__________,
在该反应中________是氧化剂, ________是还原剂,该反应称为________反应。
(2)选出该实验的实验现象(填写在横线上):____ 。
①镁条剧烈燃烧;②放出大量的热,并发出耀眼的光芒,火星四射;③纸漏斗的下部被烧穿;④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上,液珠冷却后变为黑色固体。
(3)写出下列操作或物质的作用:内层纸漏斗底部剪一个孔: ________ ;蒸发皿盛沙: ________ ; [来源:21世纪教育网]
镁条: ________ ;氯酸钾: ________ 。
【思路点拨】解答该题应注意以下三点:
(1)铝热反应为典型置换反应,条件为高温。
(2)铝热反应中铝热剂为Al粉(还原剂)和金属氧化物(氧化剂),引燃剂为KClO3。
(3)铝热反应放出大量的热量。
【自主解答】(1)铝热反应为2Al+Fe2O3====2Fe+Al2O3,该反应中Fe2O3作氧化剂,Al作还原剂。
(2)①②③④全为该铝热反应的现象。
(3)铝热反应实验中①为使熔融物易落下通常在内层纸漏斗底部剪一个孔;②为防止溅落物炸裂蒸发皿,蒸发皿内盛沙子;③反应中镁条引起氯酸钾分解;④氯酸钾引发铝热反应。
答案:(1)Fe2O3+2Al====Al2O3+2Fe Fe2O3 Al 铝热
(2)①②③④
(3)使熔融物易于落下 防止溅落物炸裂蒸发皿
引起氯酸钾分解 引发铝热反应
高温
高温
【变式训练】1.(1)(多选)下列氧化物与铝粉混合可作铝热剂的是( )
A.Fe2O3 B.MgO
C.P2O5 D.MnO2
(2)铝热剂中铝的作用是( )
A.催化剂 B.氧化剂
C.还原剂 D.填充剂
【解析】在铝热反应中铝热剂为Al粉(作还原剂)与重金属氧化物。
答案:(1)A、D (2)C
2.用铝热法从下列金属氧化物中制取相应的金属各
1 mol,消耗铝的质量最多的是( )
A.Fe2O3 B.V2O5
C.MnO2 D.Cr2O3
【解析】选B。金属冶炼的本质是Mn+ +ne- ====M。消耗铝的质量最多的是生成1 mol该金属得到电子数最多的,可见金属在氧化物中化合价越高,需电子数越多,消耗铝的质量越多。
【学业达标训练】
1.(2010·长沙高一检测)已知一些金属单质的发现与其金属活动性存在着某种必然的联系,请你推测:下列事件发生在铁器时代之前的是( )
A.金属铝的冶炼
B.青铜器时代
C.金属钾的使用
D.戴维发现金属钠
【解析】选B。金属单质的发现和使用与金属活动性顺序相反,即金属越不活泼越易被还原成金属单质,被发现和使用的越早,因此比铁不活泼的金属在四个选项中只有Cu,故选B。
2.(2010·六安高一检测)不同金属的冶炼,其冶炼方法也可能不同,主要原因是( )
A.金属的活动性不同
B.金属在自然界中的分布不同
C.金属在自然界中的存在形式不同
D.金属在自然界中的含量不同
【解析】选A。根据金属的活动性不同,对不同的金属进行不同的冶炼方法,A正确。
3.(2010·芜湖高一检测)下列金属冶炼的反应原理,错误的是( )
【解析】选B。Na、Mg很活泼,应用电解法,A正确,B错误;铁属较活泼金属,可用热还原法,C正确;较不活泼金属汞可用热分解法,D正确。
4.热还原法冶炼金属的反应一定是( )
A.氧化还原反应 B.置换反应
C.复分解反应 D.分解反应
【解析】选A。金属冶炼的原理是:Mn+ +ne- ====M,所以一定是氧化还原反应,热还原法冶炼金属是用还原剂在高温条件下把金属从其化合物中还原出来,多数是置换反应,但有些反应如3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2就不是置换反应,故A正确。
5.对三种金属元素R、U、T进行了如下实验:
据此可知这三种金属活动性顺序由弱到强的顺序是( )
A.T、R、U B.T、U、R
C.U、R、T D.U、T、R
【解析】选B。据R的性质知R在金属活动性顺序表中排在H的前面,且活泼性R>T,据U的性质知U在金属活动性顺序表中排在H的后面,且活泼性U>T,故活泼性R>U>T。
6.日常生活中大量使用的不锈钢也是含铬的铁合金,化合态的铬是重金属离子,对环境有严重的污染,化妆品中微量的铬也会对人体皮肤造成较大伤害。下列关于铁和铬的说法不正确的是( )
A.工业上可用铝热反应冶炼铬
B.铬和铁的最高价氧化物对应水化物显强碱性
C.铬和铁均为过渡元素,位于第四周期
D.含铬的工业废水不能直接排放
【解析】选B。铬属于高熔点金属,工业上可利用铝热反应来冶炼铬,A正确;Fe(OH)3属于碱,水溶液显弱碱性,而CrO3的水化物为铬酸,水溶液显酸性,B错误;Cr和Fe均为第四周期过渡元素,C正确;因为化合态的铬是重金属离子,对环境有污染,故含铬的工业废水不能直接排放,D正确。
7.成语、诗词话科学——对下列诗句所描述现象的解释,你认为错误的是( )
【解析】选C。“粉身碎骨浑不怕”指氧化钙溶于水生成氢氧化钙,氢氧化钙吸收二氧化碳生成碳酸钙。其余各项均符合诗句含义。 21世纪教育网
8.用H2还原某二价金属的氧化物成单质,每1 g H2可还原36 g氧化物,则此金属可能是下列的( )
A.Zn B.Pb C.Fe D.Cu
9.(1)在一次化学晚会上,一位同学表演了一个有趣的魔术:用蘸有饱和硫酸铜溶液的玻璃棒在一洁净的铁片上点上数处,所点之处,点铁成“金”。你知道其中的奥妙吗?请用化学方程式表示其反应原理: ______ 。
(2)铜在自然界多以+1价矿石存在,因为在固态或是高温下+1价铜比+2价稳定。辉铜矿(Cu2S)炼铜的方法之一是将矿石高温通空气焙烧,生成两种氧化物。将焙烧过的矿石加上比它质量约少一半的未经焙烧的矿石,混合后隔绝空气再进行高温熔烧,结果得到金属铜和一种具有刺激性气味的气体。这两个反应的化学方程式为______、 __________ 。
(3)已知CuS、Cu2S均为黑色不溶于水的固体,在空气中灼烧均生成CuO与SO2,不用其他试剂,设计最简单的实验来鉴别二者: ________________________。
【解析】(1)Fe能置换CuSO4中的铜,化学反应为Fe+CuSO4====FeSO4+Cu。
(2)因为在固态或高温下+1价铜比+2价铜更稳定,所以高温通空气焙烧Cu2S时,生成两种氧化物为Cu2O和SO2,而后Cu2O与Cu2S在隔绝空气时高温焙烧生成Cu和SO2,结合氧化还原的知识即可写出两化学方程式。 [来源:21世纪教育网]
(3)因为CuS与Cu2S在空气中灼烧均生成CuO与SO2,CuS生成CuO时固体质量减小,Cu2S生成CuO时,固体质量不变,因此可用托盘天平称量固体灼烧前后质量变化情况即可鉴别二者。
10.关于铝的冶炼,有以下一些问题,请你通过努力,争取完成。
(1)工业制备铝一般是通过铝土矿制得纯净的Al2O3,然后电解Al2O3/Na3AlF6得到铝。也可用电解NaCl—KCl—AlCl3共熔体方法制铝,且比电解Al2O3/Na3AlF6制铝节省电能约30%,但现在仍用前一种方法制铝,其主要原因是
______。
A.AlCl3是共价化合物,其熔融体不导电
B.电解AlCl3生成的Cl2会污染大气
C.自然界不存在富含AlCl3的矿石
D.生产无水AlCl3较困难,成本又较高
(2)把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
A.1∶2∶3 B.3∶2∶1
C.6∶3∶1 D.6∶3∶2
(3)讨论含有活泼金属元素的化合物一定是离子化合物吗?并设计简单实验证明你的结论。
【解析】本题是对电解冶炼铝知识的挖掘,考查了学生运用知识分析问题和解决问题的能力,综合性较强,有一定的挑战性。
(1)题中已说明:可以用电解NaCl—KCl—AlCl3共熔体方法制铝,所以A选项理由不成立;Cl2虽然会污染大气,但电解NaCl制金属钠时也产生Cl2,况且Cl2还是重要的化工原料,所以排除B。AlCl3能溶于水,自然界中不会存在AlCl3矿石,所以C正确。电解炼铝的电解槽中不能有水,而生产无水AlCl3较困难,成本高,所以D正确。
(2)按照串联电路的特点可知,各个电极流过电子的物质的量都是相等的,再根据金属离子的价态计算出产生三种金属的物质的量之比为6∶3∶2,所以选D。
(3)铝是活泼金属,但AlCl3是共价化合物,将AlCl3加热使之熔化,测其导电性,结果不导电,说明AlCl3不是离子化合物而是共价化合物。
答案:(1)C、D (2)D
(3)不一定。将AlCl3固体加热使之熔化,测其导电性,结果不导电,即证明AlCl3不是离子化合物,而是共价化合物。
【素能综合检测】
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.(多选)下列物质在冶炼过程中,需加入还原剂的是( )
A.HgO B.Al2O3
C.Fe2O3 D.CuSO4
【解析】选C、D。在冶炼金属的方法中,只有热还原法需要加入还原剂。这种方法适合冶炼金属活动性顺序表中间部分的金属如Fe、Cu,而后面的金属如Hg适合用热分解法,前面的金属如Al适合用电解法。 21世纪教育网
2.下列说法不正确的是( )
A.自然界中不存在游离态的金属单质
B.金属活动性不同,冶炼方法也有所不同
C.地球上金属矿物资源是有限的,因此,应提高金属矿物的利用率
D.废旧金属的回收利用,有利于环境保护
【解析】选A。自然界中的金属绝大多数以化合态形式存在,极少数金属如Au、Pt等以游离态存在,A错误;金属活动性不同,金属阳离子被还原的难易程度不同,冶炼方法不同,B正确;金属资源是有限的,既要提高金属矿物的利用率,又要回收利用废旧金属,C、D正确。
3.(2010·朝阳区高一检测)下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是( )
[来源:21世纪教育网
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【解析】选C。活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼,中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼,不活泼金属Hg、Ag利用热分解法冶炼,故A、B、D正确,C错误。
4.下列说法错误的是( )
A.回收照相业中的定影液可提取镁
B.回收不锈钢可提取铬或镍以及铁
C.回收可口可乐易拉罐可回收铝
D.回收精炼铜的阳极泥可得金、银等贵重金属
【解析】选A。本题主要考查生活中常见物质的组成元素。不锈钢的主要成分是铁,并含有少量碳、铬、镍;易拉罐为铝制品;而阳极泥中则含有金、银等杂质,故B、C、D都正确。照相底片上涂有AgBr,故从定影液中可提取银而不是镁。
【解析】选D。海水中Mg2+ 浓度比较低,首先要完成对Mg2+ 的富集(用石灰乳使Mg2+ 变为沉淀)。MgO的熔沸点远高于MgCl2,故电解MgO要比电解MgCl2更耗能。
二、非选择题(本题包括2小题,共30分)
6.(14分)黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫和铁的化合物。
(1)冶炼铜的反应为
8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
若CuFeS2中Fe的化合价为+2,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 21世纪教育网
高温
(3)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:
①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。
②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。
根据以上信息回答下列问题:
a.除去Al3+ 的离子方程式是_____ 。
b.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___。
具有强还原性,因此,可以使高锰酸钾溶液褪色。选用的试剂是稀硫酸和高锰酸钾溶液。
答案:(1)Cu、O (2)b、c (3)a.Al3+ +4OH- ==== +2H2O b.稀硫酸、KMnO4溶液 稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色
[实验·探究]
7.(16分)某学校化学兴趣小组为探索金属回收物的综合利用,专门设计实验用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体(CuSO4·5H2O),其实验方案如下:
请回答下列问题:
(1)过滤用的玻璃仪器有_____ 。
(2)小组成员经过检测,发现制得的绿矾不纯,试分析原因:_____ ,要想由沉淀Ⅰ最终制得纯度较高的绿矾,应如何改进: _____ 。
(3)小组成员从资料中获知H2O2是一种绿色氧化剂,在滤渣B中加入稀硫酸和H2O2可以使B溶解,则该反应的化学方程式为_____ 。
(4)有同学提出可将方案中最初溶解合金的盐酸改用烧碱,重新设计方案,也能最终制得三种物质,你认为后得方案相对于前方案_____ (填“更合理”或“不合理”),理由是_____ 。
【解析】(1)过滤属于基本操作,玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。
(2)Fe2+ 很容易被空气中的氧气氧化为Fe3+,加入足量铁粉于溶液中,就可以使Fe3+ 转化为Fe2+,从而使滤液蒸发结晶即可得绿矾。
(3)稀H2SO4不能直接氧化Cu,加入氧化性的H2O2可氧化。
(4)实验评价在于比较,一般是从试剂成本、反应时间(生产效率)等方面思考,故后者更合理。
答案:(1)烧杯、漏斗、玻璃棒
(2)反应过程中部分二价铁转化成了三价铁 向溶液D中加入足量铁粉,反应后过滤,取滤液蒸发结晶即可得绿矾
(3)Cu+H2O2+H2SO4====CuSO4+2H2O
(4)更合理 因为前一种方案操作步骤多、时间长、消耗试剂量过大
[精练精析]4.1.2 海水资源的开发利用(人教版必修2)
【典例导悟】
【典例1】海水是一个巨大的化学资源宝库,下列有关海水综合利用的说法正确的是
A.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质
B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化
C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备Cl2
D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能
【规范解答】选C。海水中的钾元素是以化合态形式存在,要求化合态转化为游离态,一定发生氧化还原反应,A不正确;海水蒸发制海盐,是发生了物理变化,B错误;电解熔融NaCl可以制得Na和Cl2,C正确;潮汐发电是将机械能转化为电能,因此D也不正确。
【互动探究】粗盐的提纯实验包括哪几个实验步骤,各步中玻璃棒的作用是什么?
提示:粗盐的提纯包括溶解、过滤、蒸发、转移四个步骤。各步骤中玻璃棒的作用:溶解时:搅拌,加快固体溶解;过滤时:引流;蒸发时:搅拌;转移时:转移晶体。
【变式训练】NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质,除食用外,它还是一种工业原料,下列以NaCl为原料的产品(或物质)是( )
①烧碱 ②纯碱 ③金属钠 ④氯气 ⑤盐酸
A.①②③④⑤ B.①②③④
C.①②③⑤ D.①②④⑤
【典例2】海藻中含有丰富的碘元素(以I- 形式存在)。实验室中提取碘的流程如下:
(1)实验操作③的名称是_______,所用主要仪器名称为_____ 。
(2)提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是_______ (填序号)。
A.酒精(沸点78 ℃) B.四氯化碳(沸点77 ℃)
C.甘油(沸点290 ℃) D.苯(沸点80 ℃)
(3)在操作②中,溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气),为消除此杂质,使碘全部游离出来,应加入适量(填序号) ______溶液,反应的离子方程式_______ 。
A.KIO3 B.HClO C.KI D.Br2 [来源:21世纪教育网
(4)为使从含碘有机溶液中提取碘并回收溶剂顺利进行,采用水浴加热蒸馏(如图所示)。请指出图中实验装置中错误之处(下列空白可不填满,也可补充)。
① _________________________________________;
② ________________________________________ ;
③ ________________________________________ ;
④ ________________________________________ 。
【思路点拨】解答该题应注意以下三点:
(1)结合实验目的和流程图中的信息,理清每一步操作或变化的目的。
(2)联系卤素单质的性质推理。
(3)密切关注蒸馏装置的操作注意事项。
【自主解答】从碘水中提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳,酒精和甘油均溶于水,不能作萃取剂,然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液,而再从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂,采用水浴加热蒸馏,蒸馏时,蒸馏烧瓶应垫石棉网加热,温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处,冷凝管中冷却水的流向是下口进,上口出。其中在操作②中,为使少量的ICl中的碘全部游离出来,应加入还原剂,故只有C项符合,发生的化学反应为ICl+KI====I2+KCl。
答案:(1)萃取分液 分液漏斗 (2)B、D
(3)C ICl+I- ====I2+Cl-
(4)①没有用石棉网 ②温度计的水银球插入溶液当中
③冷凝管中冷却水的流向是上口进,下口出
【变式训练】某同学设计实验从海带中提取碘:①滴加稀硫酸和双氧水;②在海带中加入少量酒精,点燃使其燃烧为灰烬,在灰烬中加水搅拌;③加四氯化碳并振荡;④过滤;⑤分液。该实验的合理操作顺序是( )
A.①③⑤②④ B.②①③④⑤
C.②④①③⑤ D.③①②⑤④
【学业达标训练】
1.某海水样品标签上印有主要的矿物质成分如下(单位为mg·L-1);Ca20、K39、Mg3、Na80、F0.02、C190等,这里的Ca、K、Mg、Na、F、Cl是指( )
A.单质 B.元素 C.金属离子 D.分子
【解析】选B。通常用元素的含量或浓度来表示海水样品中矿物质成分,故选B。
2.(多选)下列属于海水化学资源利用的是( )
A.海水淡化 B.海水提盐
C.海水提溴 D.海水发电
【解析】选B、C。海水淡化、海水发电均是海水水资源的利用,而海水提盐、海水提溴、海水提碘等均是海水化学资源的利用。
3.在含有NaBr和NaI的溶液中通入足量Cl2,然后把溶液蒸干,并将所得固体灼烧,最后剩余的物质是( )
A.NaCl和NaBr B.NaCl和I2
C.NaCl D.NaCl、NaBr和I2
【解析】选C。在Cl2足量的情况下,Br- 、I- 均全部被氧化为单质,而Br2易挥发,I2易升华,故最终固体为NaCl。 [21世纪教育网
4.若将海水淡化作饮用水使用,下列方法在原理上完全不可行的是( )
A.加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化
B.利用太阳能使海水蒸馏淡化
C.将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水
D.将海水通过离子交换树脂,以除去所含离子
【解析】选A。明矾净水是利用Al3+ 反应生成的Al(OH)3胶体的吸附作用而除去水中的一些泥沙,并不能除去海水中的阴、阳离子而使海水淡化。
利用太阳能使海水蒸馏淡化,是有研究价值的一种淡化途径。海水缓慢凝固后可结成冰,在这个过程中可以除去海水中的离子而淡化。将海水通过离子交换树脂使海水淡化是一种已被应用的海水淡化方法。
5.下列叙述不正确的是( )
A.地球上99%的溴元素以溴单质的形式存在于海洋中
B.在每升海水中含量低于1毫克的元素称为海水中的微量元素
C.海水是锂元素的一个重要来源
D.世界上生产的镁大部分来自海水
【解析】选A。地球上99%的溴元素以溴离子的形式存在于海洋中,所以A错;在每升海水中含量低于1毫克的元素称为海水中的微量元素,高于1毫克的叫常量元素,B对;C、D项叙述正确。
6.(2010·锦州高一检测)从海水中提镁,最基本的方法是往海水里加碱,得到Mg(OH)2沉淀,将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成MgCl2;之后,经浓缩、干燥、电解,即可得到金属镁。下列对从海水中提镁的有关说法中,正确的是( ) 21世纪教育网
A.整个过程中没有涉及置换反应
B.往海水里加碱是指直接加入NaOH
C.电解MgCl2溶液即可得到金属镁
D.电解时得到的镁蒸气应在CO2氛围中冷却
7.在空气吹出法的工艺中,有选用纯碱溶液作溴蒸气吸收剂的,也有选用SO2作溴蒸气吸收剂的,下列有关说法正确的是( )
A.两种吸收过程中,Br2只作氧化剂
B.两种吸收过程都发生了氧化还原反应
C.用纯碱溶液作吸收剂时,纯碱作还原剂
D.用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应
【解析】选B。用纯碱吸收溴蒸气发生的反应
3Br2+ ==== +5Br- +3CO2,Br2发生自身的氧化还
原反应;用SO2吸收溴蒸气SO2+Br2+2H2O====2HBr+H2SO4,Br2做氧化剂。
8.下列关于海水知识不正确的是( )
A.海水资源的利用包括海水水资源利用和化学资源利用
B.海水既苦又涩,不能直接利用
C.海水中某些金属元素总储量很大,但富集程度却很低
D.海水淡化应同化工生产结合,同能源技术结合
【解析】选B。海水资源的利用包括海水水资源的利用和海水化学资源的利用,海水水资源的利用包括海水淡化(同化工生产和能源技术相结合)和直接利用(循环冷却,冲厕等),海水化学资源利用包括海水制盐,海水提Mg、Br2、I2等,但海水中某些金属元素的总储量很大,但富集程度却很低,故A、C、D正确,B错误。
9.(2010·朝阳区高一检测)海水是巨大的资源宝库,可以进行综合利用。从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(1)请写出一种海水淡化的方法:_________。
(2)步骤Ⅰ获得Br2的离子方程式为_________ ;
(3)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的。其反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O====H2SO4+2HBr,在该反应中,氧化剂是_____ (填化学式)。若反应中生成2 mol HBr,则消耗
_____ mol SO2。
(4)根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是_________ 。
【解析】海水淡化方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,海水淡化后得到NaCl,电解其熔融态可生成Na和Cl2,利用生成的Cl2氧化浓缩海水中的Br- 得到Br2,离子反应为Cl2+2Br- ====Br2+2Cl-,然后通入空气,吹出Br2,再用SO2吸收Br2,发生反应为
Br2+SO2+2H2O====H2SO4+2HBr,该反应中氧化剂为Br2,还原剂为SO2,反应中每生成2 mol HBr,则消耗1 mol SO2,最后再向含HBr的溶液中通入适量Cl2,蒸馏得到Br2。经过上述过程中的反应知氧化性由强到弱的顺序:Cl2>Br2>SO2。
答案:(1)蒸馏法(其他合理答案均可)
(2)Cl2+2Br- ====Br2+2Cl-
(3)Br2 1 (4)Cl2>Br2>SO2
10.(2010·杭州高一检测)海水中含有大量的氯化镁,从海水中提取镁的生产流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)写出在海水中加入氧化钙生成氢氧化镁的化学方程式__________________。操作①主要是指________。
(2)试剂①可选用____,该反应的离子方程式为____。
(3)操作②主要是指________ 。
(4)经操作③最终可得金属镁,该反应的化学方程式是________。
【解析】由利用生石灰与水反应生成Ca(OH)2,然后利用OH- 沉淀Mg2+ 生成Mg(OH)2,并过滤出来。发生反应为 21世纪教育网
CaO+H2O+MgCl2====Mg(OH)2↓+CaCl2。将过滤出来的
Mg(OH)2加入盐酸溶解生成MgCl2,反应为 [来源:21世纪教育网
Mg(OH)2+2H+ ====Mg2+ +2H2O。再将生成的MgCl2溶液蒸发、结晶生成MgCl2·6H2O,然后在HCl气氛下失水生成MgCl2,最后电解熔融MgCl2制取镁。
答案:(1)CaO+H2O+MgCl2====CaCl2+Mg(OH)2↓ 过滤
(2)盐酸 Mg(OH)2+2H+ ====Mg2+ +2H2O
(3)蒸发、结晶
(4)MgCl2(熔融)====Mg+Cl2↑
电解
【素能综合检测】
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.(2010·临沂高一检测)许多国家十分重视海水资源的综合利用,不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是( )
A.氯、溴、碘 B.钠、镁、铝
C.烧碱、氢气 D.食盐、淡水
【解析】选D。题目中A、B、C中物质只能通过化学变化取得,食盐可以通过海水的蒸发结晶得到,淡水可以通过蒸馏获得。 21世纪教育网
2.下列各组元素中既包括海水中的常量元素,又包括海水中的微量元素的是( )
A.Cl、Na、C、F
B.S、Ca、U、I
C.B、F、H、Sr
D.Cl、Na、O 21世纪教育网
【解析】选B。海水中的H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr称为常量元素,其他称为微量元素。故A、C、D三组全部为常量元素,故选B。
3.(多选)下列说法错误的是( )
A.从海水中提取食盐可采用结晶的方法
B.从海水中提取溴时,需控制海水呈酸性
C.饱和溴水中通入空气,溴水的浓度不变 [来源:21世纪教育网
D.实验室用石灰石和浓盐酸反应制备CO2
【解析】选C、D。利用海水结晶可以获得食盐,A正确;因为溴水呈酸性,故从海水中提取溴时需控制海水呈酸性,B正确;因为溴易挥发,因此向饱和溴水中通入空气,会将溴蒸气吹出,使溴水浓度减小,C错误;实验室制CO2应用CaCO3与稀盐酸制CO2,若用浓盐酸会使CO2中含较多的HCl,D错误。
4.下列说法中不正确的是( )
A.海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库
B.海水中金的储存量约为陆地的170倍,但它的富集程度却很低
C.从海水中可以提取铀和重水等核原料
D.海水中的溴、氟等元素均为微量元素,但仍有提取的价值
【解析】选D。海水中金元素的储量为5×107t,但1 t海水中的含量仅为4×10-6 g,所以说它的富集程度很低,海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库,另外还可从海水中提取铀和重水等核原料,这对一个国家来说具有战略意义,故A、B、C正确;海水中的Br、F等元素为常量元素,D错误。
5.(2010·徐州高一检测)下列有关说法中不正确的是
( )
A.工业上可利用海水制取镁
B.实验室可以海带为原料获得碘
C.工业上可用还原剂还原赤铁矿(含Fe2O3)获得铁
D.从海水中提取溴元素(以Br- 形式存在),可以考虑向其中通入F2
【解析】选D。海水中含大量Mg2+,海带中含碘元素,因此工业上可利用海水制镁,实验室中用海带制碘,A、B正确;赤铁矿主要成分为Fe2O3,可用还原剂如焦炭还原Fe2O3获得铁,C正确;因F2能与水剧烈反应,反应方程式为:2F2+2H2O====4HF+O2,因此D错误。
二、非选择题(本题包括3小题,共30分)
6.(10分)海水中溴元素以Br- 形式存在,工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图:
(1)步骤①反应的离子方程式是_____ 。
(2)步骤③反应的化学方程式是_____ ,
从理论上考虑,下列也能吸收Br2的是_____ 。
A.NaOH B.FeCl2 C.Na2SO3 D.H2O 21世纪教育网
(3)Br的原子序数是_____ ,在周期表中位于第_____
周期_____族。
(4)步骤⑤蒸馏的过程中,温度应控制在80℃~90℃。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因________。
(5)为什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混合物Ⅱ”进行蒸馏得到液溴________。
【解析】(1)(2)(3)问相对简单,读懂流程图,结合学过的重点方程式,可以写出2Br- +Cl2====Br2+2Cl-,
SO2+Br2+2H2O====2HBr+H2SO4;只从理论上考虑,NaOH具有
强碱性,能吸收Br2,Fe2+ 、 具有强还原性也能吸收
Br2,但Br2在水中的溶解度较小,不能充分吸收。溴是35号元素,位于第四周期ⅦA族。
(4)温度过高,大量水蒸气随溴排出,溴气中水蒸气的含量增加,温度过低,溴不能完全蒸出,产率太低。
(5)“溴水混合物Ⅰ”中虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏,处理量大,生产成本高。经过“空气吹出、SO2吸收、氧化”等步骤实际上是将溴水浓缩了。
答案:(1) 2Br- +Cl2====Br2+2Cl-
(2)SO2+Br2+2H2O====2HBr+H2SO4 A、B、C
(3)35 四 ⅦA
(4)若温度过高,大量水蒸气随溴排出,溴气中水蒸气的含量增加,温度过低,溴不能完全蒸出,产率太低
(5)“溴水混合物Ⅰ”中虽然有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏,处理量大,生产成本高,而“溴水混合物Ⅱ”实际上将溴水浓缩了
7.(10分)海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了如图所示实验:
请填写下列空白:
(1)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器是_____ (从下列仪器中选出所需的仪器,用标号字母填写在空白处)。
A.烧杯 B.坩埚 C.表面皿 D.泥三角 E.酒精灯
F.干燥器
(2)步骤③的实验操作名称是_____ ;步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,该步骤的实验操作名称是_____ 。
(3)步骤④反应的离子方程式是_____ 。
(4)步骤⑤中,某学生选择用苯来提取碘的理由是___。 21世纪教育网
(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还有单质碘的简单方法:_____。
【解析】(1)灼烧用到的仪器有:酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳。列出实验仪器的方法是:①从实验装置由下而上;②从实验步骤先后用到顺序列出。(2)物质分离方法是:固液分离用过滤;液液不互溶用分液,液液互溶用蒸馏。(3)利用MnO2的氧化性把I- 氧化。(4)因为苯与水互不相溶,且I2在苯中的溶解度比在水中大,故萃取剂可用苯。
(5)利用I2遇淀粉变蓝的特性来检验。
答案:(1)B、D、E
(2)过滤 蒸馏
(3)2I- +MnO2+4H+ ====Mn2+ +I2+2H2O
(4)苯与水互不相溶,碘在苯中的溶解度比在水中大
(5)取少量提取碘后的水溶液于试管中,加入几滴淀粉试液,观察是否出现蓝色(如果变蓝,说明还有单质碘)
[实验·探究]
8.(10分)目前世界上60%的镁是从海水中提取的。学生就这个课题展开了讨论。已知海水提镁的主要步骤如下:
(1)关于加入试剂①作沉淀剂,同学们提出了不同方法。请你参与他们的讨论:
(一)______________________________ ;
(二)______________________________ ;
(三)______________________________ ;
(四)______________________________ 。
(2)框图中加入的试剂①应该是_____ (填“化学式”);加入的试剂②是 _____ (填“化学式”);工业上由无水MgCl2制取镁的化学方程式为: _____。
【解析】(1)因为海水中Mg2+ 浓度小,直接向海水中加入沉淀剂,必然消耗大量的沉淀剂,浪费原料,方法1不正确;若高温加热蒸发海水,虽然能提高Mg2+ 的浓度,但这样会消耗大量能源,方法2不正确;可以向太阳光蒸发浓缩后的海水中加入沉淀剂,这样既提高了Mg2+ 浓度,又节约能源与原料,最合理。
(2)试剂①的作用是将Mg2+ 沉淀为Mg(OH)2,再结合原料经济方面考虑,试剂①应为Ca(OH)2,试剂②作用是将
Mg(OH)2溶解生成MgCl2,结合不引入新的杂质分析,试剂②应为盐酸。
答案:(1)(一)海水中镁离子浓度小,沉淀剂的用量大,不经济 (二)不正确 (三)能源消耗大,不经济 (四)向太阳光蒸发浓缩后的海水中,加入沉淀剂(合理均可)
(2)Ca(OH)2 HCl
MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
[精练精析]4.2资源综合利用 环境保护(人教版必修2)
【典例导悟】
【典例1】煤的气化所得气体可用于城市家用燃气。下列选项中的气体均属于家用燃气有效成分的是
A?CO、H2、N2 B?CO、CH4、H2
C?CO、CH4、CO2 D?CH4、H2、O2
【规范解答】选B。CO和H2为煤气的主要成分;CH4是天然气的主要成分,故选B。
【互动探究】(1)煤气化的化学方程式如何书写?
(2)家用液化石油气的主要成分是什么?为什么冬天温度很低时,会出现气流不畅的情况?
提示:(1)煤气化的化学方程式为:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。
(2)液化石油气的主要成分是低级的烷烃,当冬天温度很低时,其中的丁烷等会变成液体,而使气流不畅。
【规律方法】煤的干馏、气化和液化,石油的裂化、裂解均为化学变化,石油的分馏属于物理变化。煤的气化和液化的目的是把煤变成清洁能源,提高煤的燃烧效率;石油的分馏目的是得到汽油、煤油、柴油等轻质油,石油的裂化与裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等化工基本原料。
【变式训练】1.(2010·徐州高一检测)下列转化不属于煤或石油的综合利用的是( )
A.将煤干馏制得煤焦油和焦炭
B.在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料
C.将煤变为煤饼作燃料
D.将石油裂解制得乙烯等化工原料
【解析】选C。A项煤的干馏和B项煤的液化属于煤的综合利用,而将煤变成煤饼作燃料是为了提高煤的利用率,不属于综合利用,D项石油裂解属石油的综合利用,故选C。
2.如图是实验室模拟煤的干馏的实验装置,下列有关叙述错误的是( )
A.图示实验中发生了化学变化
B.实验后水溶液的pH>7,溶液Y是黑色黏稠的煤焦油,上层X是粗苯等
C.气体Z易燃,可以还原氧化铜
D.液体Y是一种纯净物
【解析】选D。煤的干馏发生了化学变化,产物有粗氨水(使水溶液pH>7),粗苯(包括苯、甲苯、二甲苯)密度小于水的密度,在上层,煤焦油(包括苯、酚类、沥青等物质)为液体Y,焦炉气(包括H2、CH4、CO、C2H4)易燃,能还原CuO,故选D。
【典例2】保护环境已成为人类的共识。人类应以可持续发展的方式使用资源,以合理的方式对废物进行处理并循环使用。下列做法不利于环境保护的是
A.发电厂的煤经脱硫处理
B.将煤转化为水煤气作燃料
C.回收并合理处理聚乙烯塑料废物
D.电镀废液经中和后直接排放
【规范解答】选D。将煤脱硫、转化为水煤气燃烧,可以防止造成环境污染的SO2气体生成,A、B均正确;废物回收有利于环保,C正确;工业生产上常用氰化物配制电镀液,由于CN- 有剧毒,中和后直接排放会污染环境。
【互动探究】(1)“钙基固硫”是向煤中加入CaCO3,这样既能除去硫,又能变废为宝,请用化学用语解释。
(2)氮氧化物也是大气污染物之一且比硫氧化物的消除难度大,一般用NH3或CH4在一定条件下使之转化为N2、CO2和H2O等无害物质,请写出NH3和CH4分别与NO反应的化学方程式。
【变式训练】三峡工程是目前世界上最大的水利枢纽,它所提供的清洁、廉价、再生的水电,相当于每年烧5 000万吨原煤的火力发电厂产生的电能,因此三峡工程的建成和使用有助于控制( )
①氮氧化物的排放 ②酸雨的形成 ③臭氧空洞扩大
④“温室效应” ⑤白色污染
A.①② B.②④
C.③④ D.①②⑤
【解析】选B。减少了原煤的燃烧,就减少了二氧化碳和二氧化硫的排放。二氧化硫的排放是导致酸雨的主要原因,二氧化碳的排放是加剧“温室效应”的主要原因。
【学业达标训练】
1.煤是一种重要的能源,含有硫元素,燃烧时会生成SO2,下列说法正确的是( )
A.煤是含硫化合物
B.煤是一种可再生能源
C.在水吸收SO2的过程中只发生物理变化
D.SO2是酸性氧化物,被云雾吸收后可转化成酸雨 21世纪教育网
【解析】选D。煤是由多种无机物和有机物组成的复杂的混合物,其作为一种化石燃料是不可再生的,A、B错误。SO2是一种酸性氧化物,其溶于水中部分SO2和H2O发生反应生成H2SO3,也可被云雾吸收形成酸雨,C不正确,D正确。
2.(多选)下列关于石油的说法不正确的是( )
A.所含基本元素是碳和氢,所以石油属于烃
B.主要是烃类混合物,所以有固定的沸点
C.主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物
D.石油分馏得到的汽油是混合物
【解析】选A、B。石油是由各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物,主要成分是烃,没有固定的熔、沸点,石油分馏所得每一种馏分仍是混合物,故A、B不正确。
3.下列有关化学与生活的说法不正确的是( )
A.采用原煤脱硫技术,可减少燃煤产生的SO2
B.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,可用作木材防腐剂
C.自来水厂可用氯气来杀菌消毒,因此氯气无毒
D.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
【解析】选C。原煤脱硫,可减少SO2的排放,减少空气污染,A正确;Na2SiO3水溶液俗称水玻璃,可作防腐剂,B正确;Cl2有毒,具有强氧化性能杀菌消毒,C错误;维生素C具有还原性,可作抗氧化剂,D正确。
4.(2010·醴陵高一检测)“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学”工艺中,理想状态是反应中原子全部转化为欲制的产物,即原子利用率为100%。以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是( )
A.乙烯发生加聚反应制得聚乙烯高分子材料
B.用甲烷与氯气制备一氯甲烷
C.用苯和液溴为原料制取溴苯
D.用石灰石和稀盐酸反应制得二氧化碳
【解析】选A。当反应物中的原子全部转化为产物,原子利用率为100%,乙烯发生加聚反应制得聚乙烯,符合要求,而B项甲烷与氯气发生取代反应制得一氯甲烷同时还有大量副产物产生,C项反应物制得溴苯同时还生成溴化氢,D项反应物制取CO2同时还生成CaCl2和H2O,因此选A。
5.(2010·淮安高一检测)减少酸雨产生的途径可采取下列中的哪些措施:①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④飞机、汽车等交通工具采用清洁燃料,如天然气、甲醇等 ⑤开发新能源( )
A.①②③④ B.②③④⑤
C.①②③⑤ D.①③④⑤ 21世纪教育网21世纪教育网
【解析】选D。煤、石油中含硫,在燃烧时会产生SO2污染环境,因此对燃料脱硫,减少煤、石油等燃料的使用,用清洁燃料或开发使用新能源均可减少大气污染物的排放,而把工厂烟囱造高,只能减少近地面污染物的浓度,而向环境中排放总量不变,因此,不会减少SO2的排放,故选D。
6.关于聚乙烯的说法正确的是( )
A.聚乙烯是通过加聚反应生成的
B.聚乙烯具有固定的元素组成,因而有固定的熔沸点
C.聚乙烯塑料袋因有毒,故不能装食品
D.聚乙烯因性质稳定,故不易造成污染
【解析】选A。
属加聚反应,A正确;因n值不确定,聚乙烯为混合物,无固定熔沸点,B错误;聚乙烯性质稳定,不会产生有害物质,可以盛装食品,但因不易降解,而造成“白色污染”,故C、D均错误。
7.化学与生活、社会密切相关。下列说法不正确的是( )
A.利用太阳能等清洁能源代替化石燃料,有利于节约资源、保护环境
B.凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害,不可食用
C.为防止电池中的重金属等污染土壤和水体,应积极开发废电池的综合利用技术
D.提倡人们购物时不用塑料袋,是为了防止白色污染
【解析】选B。开发太阳能、核能、氢能等清洁能源代替煤、石油和天然气,有利于节约资源、保护环境,A项正确;有些添加剂补充了人体必需的元素,对人体有益,例如,食盐中添加KIO3,补充碘元素,B项错误;电池中重金属如锌、镉、铅等对水体和土壤都有污染,对它们进行分类回收和提取,有利于保护环境,C项正确;从2008年6月1日起,我国实行塑料袋有偿使用制度,可减少白色污染,D项正确。
8.下列关于有机高分子化合物的说法不正确的是( )
A.有机高分子化合物称为聚合物,是因为它们大部分是由小分子通过加成聚合反应制得的
B.有机高分子化合物的相对分子质量很大,但其结构是若干链节的重复 21世纪教育网
C.对于一种高分子材料,n是一个整数值,因而它的相对分子质量是确定的
D.高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类
【解析】选C。有机高分子化合物分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类,合成高分子化合物可由小分子通过加成聚合反应制备,对于高分子化合物来说,虽然相对分子质量很大,但没有一个准确的相对分子质量,只有一个范围,它们的结构均是由若干个链节组成的。
9.现以C8H18为原料经裂解制得乙烯,进而制得1,2- 二溴乙烷,根据如图所示装置,结合有关知识回答问题:
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(1)制取乙烯的化学方程式为__________________。
(2)制取的二溴乙烷可能混有一些杂质,这些杂质可能是__________________。
(3)冷凝管的进出水方向为__________________,
使用冷凝管的目的是__________________ 。
(4)设计三种简单的实验证明广口瓶内发生的是加成反应而不是取代反应。第一种__________________ ;
第二种__________________ ,
第三种__________________ 。
【解析】
21世纪教育网
(3)b处进水,a处出水使辛烷冷凝回流
(4)向广口瓶中加入适量AgNO3溶液,无淡黄色沉淀生成,证明是加成反应 向广口瓶中加入适量紫色石蕊试液,溶液不变红,证明是加成反应 用pH试纸测定广口瓶中试剂的pH,不显酸性,证明是加成反应
10.南太平洋岛国图瓦卢被迫全国移民到新西兰,该国前总理佩鲁曾声称“图瓦卢是温室效应的第一个受害者”。目前该国正面临生存环境严重恶化的局面,该国岛屿近20年来已经被海水侵蚀得千疮百孔,岛上的淡水日益减少;海水的大量侵入使土壤盐碱化,粮食和蔬菜无法正常生长。图瓦卢陆地最高处仅海拔4.5米,由于海平面日渐升高,据估计这些岛屿将在50年内被海水淹没。请根据以上材料分析:
(1)温室效应导致海平面上升,引起温室效应的人为因素主要是:__________。
(2)为了控制温室效应,各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实,设想将CO2液化后,送入深海海底,以减小大气中CO2的浓度。为使CO2液化,可采用的措施是__________ 。
A.减压、升温 B.增压、升温
C.减压、降温 D.增压、降温
(3)科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究,把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。
如将CO2和H2以1∶4的比例混合,通入反应器。在适当的条件下反应,可获得一种重要的能源。请完成以下化学方程
式CO2+4H2 _____ +2H2O。
若将CO2与H2混合,在一定条件下以1∶3的比例发生反应,生成某种重要的化工原料和水,该化工原料可能是_______。
A.甲烷 B.乙烯 C.乙醇 D.苯
(4)快速、有效地减缓大气中CO2大量增加的生态学措施是__________。
A.使用天然气等燃料
B.控制全球人口增长
C.植树造林,保护森林
D.立即减少煤和石油的燃烧
答案:(1)大量燃烧煤、石油等矿物燃料
(2)D (3)CH4 B (4)C
【素能综合检测】
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.(多选)下列说法中正确的是( )
A.煤属于有机化合物
B.在物质变化类型上,煤的干馏过程包含了物理变化和化学变化
C.煤中含有大量的苯等芳香烃,煤是芳香烃的主要来源
D.煤的气化和液化属于煤的综合利用
【解析】选B、D。煤是由无机物和有机物组成的混合物。煤不直接含有芳香烃,在煤的干馏过程中生成了芳香烃。
2.(2010·福州高一检测)绿色能源是指使用不会对环境造成污染和破坏的能源,下列属于绿色能源的是( )
A.煤 B.太阳能 C.木材 D.石油
【解析】选B。木材燃烧会产生CO2,煤、石油燃烧不仅产生CO2,还会产生大气污染物,太阳能属于可再生能源且无污染,故选B。
3.下列做法中不符合“绿色化学”思想的是( )
A.以水性涂料代替油性涂料 [来源:21世纪教育网]
B.以无磷洗涤剂代替含磷洗涤剂
C.实验后的有毒有害物质应分类收集、统一处理
D.在通风橱中制氯气时不用NaOH溶液吸收尾气 21世纪教育网
【解析】选D。油性涂料中含有有机溶剂,其挥发会造成大气污染。磷元素是营养元素,大量使用含磷洗涤剂会造成赤潮等水污染。有毒有害物质分类收集、统一处理,能够减少污染。在通风橱中制取Cl2,尾气不用NaOH溶液处理,会逸散到大气中造成大气污染。
4.(2010·三明高一检测)下列说法正确的是( )
A.石油分馏获得的汽油是纯净物
B.石油的裂化是物理变化
C.煤干馏后可以得到粗苯
D.石油的裂解可以得到氯乙烯
【解析】选C。分馏是利用物质沸点不同来分离液体物质的方法,石油分馏时得到的每一种馏分仍为混合物,A错误;石油裂化是指在一定条件下将含碳原子数较多,相对分子质量较大的烃断裂为含碳原子数较少,相对分子质量较少的烃的过程,属化学变化,B错误;煤干馏可以得到粗苯、煤焦油等物质,C正确;石油是烃类物质的混合物,裂解产物仍然为烃,不会生成氯乙烯,D错误。
5.某高分子化合物的部分结构如下,下列说法不正确的是( )
21世纪教育网
A.聚合物的链节是
B.聚合物的分子式为(C2H2Cl2)n
C.聚合物的单体是CHCl==CHCl
D.若n为聚合度,则其相对分子质量为97n
【解析】选A。因为单键可以旋转,故分子中氯原子在上方
或在下方一样,该分子为加聚产物,其单体为 ,
链节 为 n为聚合度,相对分子质量为97n。
二、非选择题(本题包括3小题,共30分)
6.(10分)下图是实验室干馏煤的装置图:
(1)指出图中仪器名称:a _____ ,d _____ 。
(2)仪器d的作用是_____ ,c中液体有____和_____ ,其中无机物里溶有_____ ,可用_____检验出来。有机物可以通过_____的方法使其中的重要成分分离出来。
(3)e处点燃的气体主要成分有_____ ,火焰的颜色是
_____ 。
【解析】本题是关于煤干馏的实验,根据煤干馏的主要产品,b中得到的应是焦炭,c中得到的应是粗氨水和煤焦油,e处点燃的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨,呈碱性,可用酚酞溶液等检验;煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物,应用分馏的方法分离;焦炉气的主要成分有H2、CH4、CH2==CH2、CO,燃烧时呈淡蓝色火焰。
答案:(1)酒精喷灯 烧杯
(2)盛装冷水对蒸气进行冷却 粗氨水 煤焦油 氨酚酞溶液等 分馏
(3)H2、CH4、CH2==CH2、CO 淡蓝色
7.(9分)根据下图所示回答下列问题:
[来源:21世纪教育网
?(1)写出A、E、G的结构简式:
A _____ ,E _____ ,G _____ 。
(2)反应①的化学方程式是_____ ,
反应③的化学方程式是_____.
(3)写出①、④的反应类型:① _____ ,④ _____ 。
【解析】根据框图中D、F的分子式知,D分子中含有碳碳双键,结构简式为CH2==CHCl;F分子是饱和的,结构简式为HOCH2—CH2OH,逆推得C的结构简式为CH2ClCH2Cl,B为氯气。由C、F的结构简式可以判断,反应④为取代反应。D发生加聚反应生成E,E为聚氯乙烯。F与G在浓硫酸作用下加热发生缩聚反应,据所得产物的结构简式可知G为
HOOCCH2CH2CH2CH2COOH。
答案:
[实验·探究]
8.(11分)煤是一种常用的燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有SO2、NO2和NO等多种有害气体和烟尘会对环境造成污染,因此需要对煤进行加工后再燃烧,或将废气净化后再排放。
(1)将煤直接进行燃烧,造成环境污染的主要方面之一是形成硝酸型酸雨。
①写出有关物质转化为硝酸的化学方程式_____ 。
②以下是对硝酸型酸雨的评价,其中正确的是_____(用序号填空)。
a.杀死水中的浮游生物,减少鱼类食物来源,破坏水生生态系统;
b.对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害;
c.破坏臭氧空洞;
d.硝酸与土壤中的矿物质发生作用转化为硝酸盐,向植物提供氮肥。
(2)下图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程示意图,试写出在废气脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要化学反应的化学方程式_____ 。
(3)脱硫以后,在废气中含量明显增加的不良气体是_____ (写物质名称),它对环境的负面影响是_____。
(4)检验脱硫后废气中是否含有SO2的简单方法是____。
【解析】 (1)形成硝酸型酸雨,这说明煤燃烧生成NO和NO2等氮氧化物,NO跟O2反应生成NO2,NO2跟H2O反应生成HNO3。硝酸型酸雨有它的危害性,但它所含有的氮元素又是植物所需要的主要肥料之一。因此应该一分为二地评价酸雨的利与弊。这里不是对NO和NO2的评价,而是对硝酸型酸雨的评价,该酸雨对臭氧层没有破坏作用。
(2)由图可知,脱硫是硫元素转化为CaSO4,最终产品是CaSO4·2H2O。
(3)通过问题(2)的解答可知,在脱硫的同时生成了CO2,并且CO2与SO2以等物质的量代换。
(4)检验SO2的高效试剂是品红溶液,并且这里没有干扰因素。
答案:(1)①2NO+O2====2NO2,
3NO2+H2O====2HNO3+NO ②a、b、d
(2)CaCO3+SO2====CaSO3+CO2,
2CaSO3+O2====2CaSO4,
CaSO4+2H2O====CaSO4·2H2O
(3)二氧化碳 使“温室效应”加剧,导致全球气候变暖
(4)将气体通入品红溶液观察品红是否褪色,品红褪色,说明废气中还含有SO2;品红不褪色,说明废气中不含SO2
[精练精析]单元质量评估(四)(教师卷)(人教版必修2)
第四章 化学与自然资源的开发利用
(60分钟 100分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.我国古代曾用火烧孔雀石的方法炼铜。孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3,其冶炼方法是( )
A.焦炭还原法 B.湿法炼铜
C.铝热还原法 D.电解冶炼法
2.下列措施不能达到节能减排目的的是( )
A.利用太阳能制氢燃料
B.用家用汽车代替公交车
C.利用潮汐发电
D.用节能灯代替白炽灯
【解析】选B。用家用汽车代替公交车只能降低交通工具的使用效率,增大化石燃料的用量,从而增大能量的消耗,不能达到节能减排的目的,故选B项。
3.等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧消耗氧气的物质的量的关系是( )
A.前者大 B.后者大
C.相等 D.不能确定
【解析】选C。加聚产物是单体中的不饱和键断裂相互连接在一起而形成的,所以加聚产物的元素组成及质量分数与单体完全相同。
4.从海水提取溴的过程中,有如下反应:
5NaBr+NaBrO3+3H2SO4====3Br2+3Na2SO4+3H2O,与上述反应在原理上最相似的反应是( )
A.2NaBr+Cl2====Br2+2NaCl
B.AlCl3+3NaAlO2+6H2O====4Al(OH)3↓+3NaCl
C.2H2S+SO2====3S↓+2H2O
D.Cl2+H2O====HCl+HClO
【解析】选C。
5NaBr+NaBrO3+3H2SO4====3Br2+3Na2SO4+3H2O反应中,反应物Br- 被氧化,被还原,最后都生成Br2,在四个答案中,只有C选项中被氧化和被还原的元素为不同价态同一元素(硫),最后都生成单质硫,两者原理最相似。
5.下列措施不符合节能减排的是 ( )
A.大力发展火力发电,解决广东电力紧张问题
B.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
C.用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫,并回收石膏 21世纪教育网
D.用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气,作家庭燃气
【解析】选A。火力发电,必须使用外界的能源,不节能,故A项不符。太阳能热水器,使用太阳能,是节能的,B项符合;回收石膏,是充分利用物质的一种表现,C项符合;沼气作为燃气,是节能的,D项符合。
6.海水淡化可采用膜分离技术,如
图所示,对淡化膜右侧的海水加压,
水分子可以透过淡化膜进入左侧淡
水池,而海水中的各种离子不能通
过淡化膜,从而得到淡水,对加压
后右侧海水成分变化进行分析,正
确的是( )
A.溶质的质量增加 B.溶液的质量不变 21世纪教育网
C.溶剂的质量减少 D.溶质的质量分数不变
【解析】选C。把海水看作溶液,水是溶剂,NaCl是溶质,由题意知,右侧海水中溶剂水的量减小,NaCl的量不变,因而溶质的质量分数增大。
7.下列有关说法错误的是( )
A.石油中含有C5~C11的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油
B.石油的分馏是物理变化
C.石油的分馏实验中,温度计水银球插入液面以下,因为它测的是混合液的温度
D.石油分馏得到的汽油仍是混合物
【解析】选C。石油的分馏是依据各物质的沸点不同经加热汽化和冷凝而分离的操作,故为物理变化,因此据石油中含有C5~C11的烷烃,可以通过分馏而得到汽油,且汽油仍为混合物,故A、B、D正确;石油分馏实验中,温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处,以测量馏出蒸气的温度,故C错。
8.(2010·六安高一检测)下列变化中,属于物理变化的是( )
①石油的分馏 ②煤的干馏
③石油的裂化 ④铝热反应
⑤由乙烯变为聚乙烯 ⑥氧气转变为臭氧
⑦乙烯催熟果实 ⑧苯遇溴水
⑨海水蒸馏法制取淡水
A.①②③④ B.①②⑤⑦
C.①⑧⑨ D.①②⑥⑨
【解析】选C。蒸馏和分馏原理相同,均是利用沸点不同分离物质的方法,苯遇溴水未发生化学反应,而是萃取溴水中的溴,故①⑧⑨均属于物理变化,其余各项均发生了化学变化。
9.煤是重要的能源和化工原料,直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近,某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”,让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90%),把煤“吃干榨尽”。下列有关说法正确的是( )
①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化
②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化
③该技术实现了煤的清洁利用
④该技术实现了煤的高效利用
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
【解析】选C。煤中含有碳、氢、氧、氮、硫等元素,直接燃烧时不够充分会造成资源浪费,还会产生SO2、氮氧化物等有毒气体污染环境。把煤粉通过复杂的化学变化和物理变化制备合成气后再使用,可以解决上述问题。
10.广东正在建设成为海洋强省。下列说法不正确的是( )
A.从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应
B.往淡水中加入NaCl等配成人造海水,可用于海产品的长途运输
C.赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的
D.海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金属
【解析】选D。海水中含的是碘离子(I-),要从海水中提取碘单质(I2)必然会涉及到元素化合价的升降,所以一定涉及氧化还原反应,故A正确;赤潮主要是由生活污水和工农业生产的废水任意排放引起水中N、P元素增高形成水域的水富营养化而造成的,故C正确;由于岩石、大气、生物的相互作用,B不是金属元素,故D不正确。
11.在实验室进行物质制备,下列从原料及有关试剂分别制取相应的最终产物的设计中,理论上正确、操作上可行、经济上合理的是( )
【解析】选D。A项和B项中使用NaOH、AgNO3,造价高,不经济;C项中制备纯O2的操作过于复杂,不可取;D项原理正确,所用化学试剂较经济,且操作简单,符合设计要求。
化学实验方案的设计与评价
(1)科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则。评价时,从以下4个方面分析:①实验原理是否正确、可行;②实验操作是否安全、合理;③实验步骤是否简单、方便;④实验效果是否明显等。
(2)“绿色化学”要求设计更安全的、对环境友好的合成线路,降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害,减少废弃物的产生和排放。评价时应从以下4个方面
进行综合评价:①反应原料是否易得、安全、无毒;②反应速率是否较快;③原料利用率以及合成物质的产率是否较高;④合成过程是否造成环境污染。
12.用足量的CO还原32.0 g某种氧化物,将生成的气体通入足量澄清石灰水中,得到60 g沉淀,则该氧化物是( )
A.FeO B.Fe2O3 C.CaO D.Cu2O
【解析】选B。此题可用原子守恒法来解。CO被氧化为
CO2,增加的氧原子全部来源于金属氧化物。
n(O)=n(CaCO3)= =0.6 mol;金属氧化物中金属
的质量为:32 g-0.6 mol×16 g·mol-1=22.4 g,则 ,然后把各选项中的原子个数比及各金属的摩尔质量代入验证,只有B项中M=56 g·mol-1时合理。
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(9分)钛(Ti)是一种活泼的金属,其作为金属材料,具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高、亲生物性好等优良的性能,有“未来金属”之称。工业上常用硫酸分解钛铁矿石(FeTiO3)的方法来制取二氧化钛(TiO2),再由二氧化钛制金属钛,主要有以下五个反应:
①FeTiO3+2H2SO4====TiOSO4+FeSO4+2H2O;
②TiOSO4+2H2O====H2TiO3↓+H2SO4; 21世纪教育网
③H2TiO3TiO2+H2O;
④TiO2+2C+2Cl2TiCl4↑+2CO↑;
⑤TiCl4+2Mg====2MgCl2+Ti。
△
△
(1)针对以上五个化学反应,下列叙述错误的是____ 。
A.反应①是非氧化还原反应
B.反应②生成了两种酸
C.反应④中的TiO2是氧化剂
D.反应⑤表现了金属镁比金属钛还原性强
(2)钛具有很强的耐腐蚀性,以下对其原因的分析中正确的是_____ (填写代号)。
①钛是像金、铂一样不活泼的金属
②金属钛的表面易形成致密的氧化膜
③钛与氧气、酸等腐蚀剂不发生化学反应
【解析】(1)在反应①中没有元素发生化合价的变化,其中钛元素的化合价保持+4价;在反应②中,化学式H2TiO3符合酸的一般化学式,它是钛酸的化学式;在反应④中钛元素的化合价保持+4价,Cl2是氧化剂,C是还原剂;在反应⑤中,Mg是还原剂,Ti是还原产物,所以还原性Mg>Ti。
(2)“钛(Ti)是一种活泼的金属”“耐腐蚀性强”,活泼的金属应容易与氧气、酸等腐蚀剂发生化学反应,但因为钛表面易形成致密的氧化膜而耐腐蚀。
答案:(1)C (2)②
14.(13分)某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化,装置如图:实验过程中可观察到烧瓶Ⅰ中固体石蜡先熔化,试管Ⅱ中有少量液体凝结,试管Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液褪色,实验后闻试管Ⅱ中液体气味,具有汽油的气味。 21世纪教育网
(1)该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为_____ ,
加入药品之前的操作为_____ ,长导管的作用是____ ;
(2)试管Ⅱ中少量液体凝结说明了_____ ;
(3)试管Ⅲ中溶液褪色说明了_____ ; [来源:21世纪教育网
(4)能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴,理由是
_____。
(5)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式____。
(6)石油裂化的重要意义是_____ 。
【解析】仪器连接的顺序应遵循从下往上、从左到右的原则,装入药品之前要检验装置的气密性。依据石油分馏工业的分馏塔原理,设置了长导管,其作用除导气外,兼起冷凝气体的作用;依据催化裂化原理,下列反应皆有可能发生:
[来源:21世纪教育网]
以上的烃大都呈液体。试管 Ⅲ 中 KMnO4 溶液褪色说明生成常温常压下呈气态的5个碳原子数以下的烯烃;由于裂化产物中有烯烃生成,易与溴发生加成反应,所以不能用来萃取卤素单质;从以上变化可以看出,石油裂化的主要目的是为了获得更多的轻质燃油,特别是汽油的产量和质量。
答案:(1)从下往上,从左往右检验装置的气密性
导气、冷凝气体
(2)裂化生成了5个碳原子数以上的烃
(3)裂化生成了碳原子数小于5的烯烃
(4)不能,因为裂化产物中有烯烃,易与溴发生加成反应
(5)C20H42C10H22+C10H20
(6)可提高石油产品中轻质燃油特别是汽油的产量和质量
15.(14分)碘是人体生长发育不可缺少的微量元素,它在人体中仅有20~50毫克,人体用碘制造甲状腺素,调节新陈代谢,若摄入碘量不足,则人会得甲状腺肿大的粗脖子病即地甲病。那么,碘是从哪里来的呢?下面是一个研究性学习小组做了一个证明海带确实含有碘的实验,以下是实验过程及学生讨论情况记录表:
【解析】(1)虽然操作时误将砝码放在左盘,因称15.0 g海带,没使用游码(或游码在零刻度)故能准确称取
15.0 g海带。
(2)因海带中碘元素并非以I2形式存在,而是KI,故可以对海带灼烧。
(3)过滤时,不能用玻璃棒搅拌,否则易将滤纸弄破。
(4)据加入A试剂现象,可选H2O2或新制氯水,若使用HNO3,则将KI氧化成高价态碘,而非I2,因此溶液不变蓝,因KMnO4(H+)本身有颜色影响实验观察,所以使用
KMnO4(H+)的实验未做。
答案:(1)准确 因为游码在零刻度 21世纪教育网
(2)不正确 海带中碘元素以KI形式存在
(3)不正确 过滤时不能用玻璃棒在漏斗中搅拌
(4)①H2O2或新制氯水 ②HNO3具有强氧化性,将KI氧化成高价态碘而非I2 ③KMnO4(H+)本身有颜色,影响实验观察
16.(16分)阅读讨论并完成以下各项内容:
SO2是常见的大气污染物之一,我国规定空气中SO2含量不得超过0.02 mg/L。
(1)酸雨是降水呈酸性(pH小于5.6)的统称,个别地方甚至低于2.1(食醋的pH=3)。引起酸雨的罪魁祸首是大气中的SO2和氮的氧化物。它们的主要来源是煤和石油的燃烧,全世界每年排放1.5亿吨的SO2。
①SO2可在空气中受光照等因素作用而被氧化,最终与雨水形成硫酸型酸雨。试写出这两个化学反应的方程式; ________________________________。
②汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气中都含有氮的氧化物,全世界每年排放量约为5×107 kg。NO2溶于水生成_____和NO。
③酸雨可导致的危害有_____ (填序号)。
A.腐蚀建筑物
B.导致树木枯萎
C.造成洪涝灾害
D.恶化人类环境
④为了减少酸雨的形成,必须减少SO2的排放量,对燃料中的硫化物进行____,对废气中的氮的氧化物用___吸收。
(2)某化学兴趣小组选用下图实验装置,测定工业原料气(含SO2、N2、O2)中SO2的含量(已知碘能氧化H2SO3,生成H2SO4)。
①若原料气从左向右流时,上述装置连接的顺序是:原料
气 _____ (用字母和箭头表示)。
②装置②中发生反应的离子方程式为:_____ ;
当装置②中出现_____现象时,立即停止通气。
③你认为下列试剂中,可以用来代替试管中的碘的淀粉溶液的是_____ 。 21世纪教育网
A.酸性KMnO4溶液 B.NaOH溶液
C.溴水 D.氨水 21世纪教育网
④若碘溶液的浓度为0.05 mol/L,体积为20 mL,收集到的N2与O2的体积为297.6 mL(已折算为标准状况下的体积)。那么,SO2的含量是否超标?
【解析】(1)①据信息可以写出化学反应:
2SO2+O22SO3,SO3+H2O====H2SO4。 21世纪教育网
②NO2溶于水中与水反应生成HNO3与NO,化学反应为:3NO2+H2O====2HNO3+NO。
③因酸雨的酸性较强,因此能腐蚀建筑物,导致树木枯萎等从而恶化人类环境,但不会构成洪涝灾害。
④为了减少酸雨的形成,必须减少SO2的排放量,对燃料中的硫化物进行脱硫,对废气中的氮氧化物用碱液吸收。
光
(2)因废气中的SO2能与I2发生化学反应:
SO2+I2+2H2O====H2SO4+2HI,当②中蓝色恰好变成无色时,说明SO2恰好完全反应,据消耗掉I2的物质的量即可求出SO2的体积,而剩余气体N2和O2可用排水法(短管进,长管出)而测出二者的体积即可求出SO2的体积分数,故装置的连接顺序为原料气因SO2也能被酸性KMnO4氧化且有明显的实验现象,显然溴水也能与SO2反应,但Br2易挥发,会产生实验误差,NaOH、氨水也能消
耗SO2,但无明显实验现象。 由条件知n(SO2)=n(I2)=0.05 mol/L×0.02 L=0.001 mol,即22.4 mL,所以工业原料气总体积为
297.6 mL+22.4 mL=320 mL,其中SO2的质量为
0.001 mol×64 g/mol=0.064 g,故SO2的含量为=200 mg/L>0.02 mg/L,所以SO2含量严重超标。
[精练精析]阶段质量评估(三)第一~四章(人教版必修2)
(90分钟 100分)
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分)
1.科学家们发现有3种氢原子,氕、氘、氚这3种氢原子中质子、中子和电子的数量关系如图所示:
则下列说法不正确的是( )
A.H、D、T原子中质子数相同,核外电子数也相同
B.H、D、T原子属于三种不同核素
C.H、D、T原子互为同位素
D.元素的原子都是由质子、中子、电子构成的
【解析】选D。H、D、T是氢元素的三种不同核素,互称为同位素,同位素原子中质子数相同,核外电子数相同,不同的是中子数,且氕原子无中子,故只有D不正确。 21世纪教育网
2.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是( )
A.铝片与稀盐酸反应
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4+Cl的反应
C.灼热的碳与CO2的反应
D.甲烷在氧气中的燃烧反应
【解析】选C。金属与酸的反应是放热反应;燃烧是放热反应;Ba(OH)2·8H2O和NH4+Cl的反应是吸热反应但不是氧化还原反应;碳和CO2的反应既是氧化还原反应又是吸热反应。
3.如图,加入水或酸后,各装置U形管中的液柱左边高于右边的是( )
【解析】选B。生石灰、氢氧化钠固体、浓H2SO4溶于水时会放出大量的热,使锥形瓶内气体压强增大,导致U形管中的液柱左边低,右边高;硝酸铵固体溶于水时吸收热量,导致锥形瓶内气体压强减小,使U形管中液柱左边高,右边低,故选B。
4.科技文献中经常出现下列词汇,其中与相关物质的颜色并无联系的是( )
A.赤色海潮 B.白色污染
C.绿色食品 D.棕色烟气
【解析】选C。海水中N、P含量较高时,会引起藻类植物疯长,使海水呈红色,称为赤色海潮;塑料制品废弃物在自然界中较难降解,对环境造成污染,因塑料大多数为白色,故称为白色污染;工业废气中含Fe2O3较高时,会使废气呈现棕色,对环境造成危害,而绿色食品是指无污染的食品,并非指绿颜色的食品,故选C。
5.已知A、B、C均为短周期的元素,A、B同周期,A、C的最低价离子分别为A2- 和C-,B2+ 和C- 具有相同的电子层结构,下列说法正确的是( )
A.C元素的最高正价为+7价
B.离子半径:A2->C->B2+
C.对应气态氢化物的稳定性:A>C
D.还原性:A2-【解析】选B。因A、B、C均为短周期元素,又因为B2+ 与C- 具有相同电子层结构且A、C最低价分别为-2、-1价,故B为Mg、C为F,A为S。F无正价,A错误;离子半径:S2->F->Mg2+,B正确;气态氢化物的稳定性:H2SF-,D错误。
6.下列物质中,既有离子键,又有共价键的是( )
A.CaCl2 B.KOH C.H2O D.N2
【解析】选B。这四种物质的电子式分别为:
,故只有KOH中既有
离子键,又有共价键。
7.下列说法正确的是( )
A.硫酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物
B.蔗糖、硫酸钡和水分别属于非电解质、强电解质和弱电解质
C.Mg、Al、Cu可以分别用置换法、直接加热法和电解法冶炼得到
D.天然气、沼气和水煤气分别属于化石能源、不可再生能源和二次能源
【解析】选B。A项中纯碱应为盐,不是碱;C项中Mg、Al应用电解法冶炼,Cu用热还原法冶炼;D项中沼气属于可再生能源。 21世纪教育网
8.对于可逆反应2SO2+O2 2SO3达到平衡的标志是( )
A.SO2、O2、SO3的物质的量浓度不再变化 21世纪教育网
B.O2和SO3的化学反应速率相等
C.SO2、O2、SO3的分子数之比为2∶1∶2
D.单位时间生成2n mol SO2,同时生成n mol O2
【解析】选A。对于可逆反应2SO2+O22SO3达到平衡时,各组分的浓度保持不变,但其分子数之比不一定等于方程式中化学计量数之比,A正确,C错误;化学平衡的根本标志是v(正)=v(逆),其含义理解为:用不同物质表示时,方向相反,反应速率之比等于化学计量数之比,故B、D错误。
9.(2010·六安高一检测)“绿色化学”对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新概念及要求,理想原子经济性反应是原料分子中的原子全部转化成所需要的产物,不产生副产物,实现零排放。下列反应类型一定符合这一要求的是( )
①取代反应 ②加成反应 ③氧化反应 ④加聚反应⑤酯化反应
A.①② B.①④ C.②④ D.③⑤
【解析】选C。根据反应的特点判断出加成反应和加聚反应中反应物中的原子全部转入目标产物中,实现零排放,而取代反应、酯化反应(属于取代反应)会产生副产物,氧化反应是指物质失电子被氧化的过程,该过程可能有副产物,也可能无副产物,故选C。
10.下列关于常见有机物的说法不正确的是( )
A.乙烯和苯都能与溴水反应
B.乙酸和油脂都能与氢氧化钠溶液反应
C.糖类和蛋白质都是人体重要的营养物质
D.乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别
【解析】选A。苯不能与溴水发生反应,只能与液溴反应,A错误;乙酸与NaOH发生酸碱中和,油脂在碱性条件下能水解,B正确;糖类、油脂和蛋白质是重要的营养物质,C正确;乙烯可以使高锰酸钾溶液褪色,而甲烷不可以,D正确。
11.一种从植物中提取的天然化合物 a-damascone,可用于制作“香水”,其结构简式为
,有关该化合物的下列说法不正确的是 ( )
A.分子式为C13H20O
B.该化合物可发生聚合反应
C.1 mol该化合物完全燃烧消耗19 mol O2
D.与溴的CCl4溶液反应生成的产物经水解、稀硝酸酸化后可用AgNO3溶液检验
【解析】选C。A项,根据键线式,由碳四价补全H原子数,即可写出分子式,正确;B项,由于分子中存在碳碳双键,故可以发生加聚反应,正确;C项,13个碳应消耗13个O2,20个H消耗5个O2,共为13+5-0.5=17.5,故错;D项,碳碳双键可以与Br2发生加成反应,然后水解酸化,即可得Br-,再用AgNO3可以检验,正确。
12.有机物A和B均由C、H、O三种元素中的两种或三种组成,关于A、B两种物质的燃烧,其中正确的是( )
A.质量相等的A、B燃烧生成等质量的H2O,则可推知A、B具有相同的最简式 [来源:21世纪教育网
B.物质的量相等的A、B燃烧生成等质量的H2O、CO2,则A、B必然互为同分异构体
C.质量相等的A、B燃烧生成等质量的H2O、CO2,则A、B必然互为同分异构体
D.物质的量相等的A、B燃烧耗氧量、生成的CO2均相等,则两者分子组成相差若干个“H2O”
【解析】选D。A项结论应为A、B具有相同的氢元素的质量分数,但不一定有相同的最简式;B项结论为A、B具有相同的碳原子数、氢原子数,如C2H6O与C2H6;C项结论为A、B具有相同的最简式,如C2H4与C3H6,但不一定是同分异构体;D项A、B两分子具有相同的碳原子数,而耗O2量相同,则两分子相差若干“H2O”,故选D。
13.某烯烃与H2加成后的产物是
,则该烯烃的结构可能有 ( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
【解析】选C。某烯烃与H2加成后的产物是 ,从产物结构上看,若相邻
碳原子可以各去一个氢原子,则该相邻两个碳原子之间原来可能存在双键,这样的位置有三种,也就是说从产物看烯烃的结构有三种可能,分别为
14.下面是某空间站能量转化系统的局部示意图,其中燃料电池采用KOH为电解液,下列有关说法中不正确的是( )
A.该能量转化系统中的水是可以循环的
B.燃料电池系统产生的能量实际上来自于水
C.燃料电池的正极为O2放电
D.燃料电池放电时的负极反应:
H2-2e- +2OH- ==== 2H2O
【解析】选B。能量来自于光能,利用光电转换器将光能收集利用,产生电能后,用电解H2O的方法使电能转换为化学能,利用燃料电池,可将化学能转化为电能,在燃料电池中正极为O2放电,负极反应为H2-2e- +2OH- ====2H2O,只有B不正确。
15.煤的气化是煤高效、洁净
利用的方向之一。加热某地
煤样所得煤气组成及体积分
数随温度变化的曲线如图
所示。由图可知该煤气中
( )
A.只含有碳、氢两种元素
B.所含的有机物是CH4、CnHm、CO
C.CO的体积分数小于CH4的体积分数
D.氢气的体积分数最大
【解析】选C。根据图像知,该煤气中含CO、CH4、H2、CnHm,则该煤气中含碳、氢、氧元素,A项错误;CO不是有机物,属于无机物,B项错误;随着温度升高,甲烷含量降低,CO含量升高,可能在较高温度下CO含量高于甲烷,因此,比较CH4与CO含量要强调温度,“该煤气”指温度在400 ℃~1 000 ℃时,CO的体积分数比CH4的体积分数低,C项正确;在600 ℃以下,H2含量不是最高的,D项错误。
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、非选择题(本题包括6小题,共55分)
16.(10分)如表是元素周期表中短周期元素的一部分,表中所列字母分别代表一种元素。
(1)上述元素的单质中熔点最高的可能是______(填名称)。
(2)D的氢化物比G的氢化物稳定,其原因是__________
的缘故。
(3)在一定条件下,A与E可形成一种极易溶于水的气态化合物,其电子式为_______;该物质溶于水后的溶液呈_______性(填“酸”、“碱”或“中”)。
(4)现有另一种元素X,其原子获得一个电子所释放出的能量是上表中所列元素中最大的,则X是周期表中_____族元素。
(5)“神舟”六号载人飞船内需要有一种化合物来吸收航天员呼出的CO2,你认为该物质应该是由上表中的_____
(填字母)元素组成的,用化学方程式表示吸收原理____
___________________________________________。
飞船中需要制造一种适合航天员生存的人工态环境,还应该在氧气中充入一种稀释气体,该气体化学式为______。
【解析】因为都是短周期元素,可知A、B、C、D、E、F、G、H分别是氢、氦、钠、碳、氮、氧、硅、氯。
(1)单质中熔点最高的是碳。
(2)由于碳的非金属性比硅强,故碳的氢化物比硅的氢化物稳定。
(3)A与E形成的化合物为NH3,溶于水得氨水,显碱性。
(4)原子获得一个电子释放出能量最大,说明最外层有7个电子,非金属性很强,故在第ⅦA族。
(5)吸收CO2产生O2的物质应该是Na2O2,适合航天员生存的人工态环境,应该与空气成分相同,因此应该充入N2。
答案:(1)碳
(2)D的非金属性比G的强
(3)(4)ⅦA
(5)C、F 2Na2O2+2CO2 ====2Na2CO3+O2 N2
17.(8分)某温度时,在容积为3 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析:
(1)该反应的化学方程式为___________________。
(2)反应开始至2 min末,X的反应速率为_________。
(3)该反应是由______________(填序号)开始的。
①正反应 ②逆反应 ③正、逆反应同时
(4)若增加Y的用量,化学反应速率不变化,则Y为_____态。
【解析】据图像知3 min以后X、Y、Z的物质的量不再变化且共存,说明反应是可逆反应且达平衡,利用方程式的化学计量数之比等于其物质的量变化之比
18.(9分)已知:A、B、C、D、E、F是中学化学教材中六种常见的物质,它们之间有如图所示的相互转化关系(反应条件及部分产物未标出)。请回答下列问题:
(1)若A、D是与人们的日常生活息息相关的两种金属单质,F是一种强碱,则反应③的离子方程式是_______;
物质D久置于空气中易变成红棕色粉末B,试写出反应①的化学方程式_________________________________。
(2)若A、B、D均是有机物,其中A、B是家庭厨房中常用调味品的主要成分,且B的相对分子质量比A大14,E是密度最小的气体,则F为________(填名称),反应①的化学方程式为__________________________________。
19.(8分)(2010·新余高一检测)氢能源是21世纪极具发展前景的新能源之一,它既是绿色能源,又可循环使用。
(1)请在图中的两个空格中填上循环过程中反应物和生成物的分子式,以完成理想的氢能源循环体系图(循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在)。
(2)从能量转换的角度看,过程Ⅱ应是____能转化为______能。 [21世纪教育网
(3)若燃料电池中以KOH溶液作为电解质溶液,请写出该电池的电极反应式:
负极:______________________________________,
正极:______________________________________。
【解析】(1)、(2)据题意知理想的氢能源循环体系为H2O在太阳能催化剂作用下分解为H2和O2,然后利用氢氧燃料电池再将化学能转化为电能,同时生成H2O。
(3)氢氧燃料电池中若电解质为KOH,则
负极反应为2H2-4e- +4OH- ====4H2O, 21世纪教育网
正极反应为O2+4e- +2H2O====4OH-。
答案:(1)H2O H2和O2
(2)化学 电
(3)2H2-4e- +4OH- ====4H2O
O2+4e- +2H2O ====4OH-
20.(10分)二氧化硫是污染大气的主要有害物质之一,又是形成酸雨的罪魁祸首之一,从一定程度上讲,可以说与我们的生产生活有着广泛的联系。
(1)目前,食品行业大都采用二氧化硫漂白食品。为测定食品中残留二氧化硫的含量,通常采用的实验方法主要是:样品经处理后,加入氢氧化钠使残留的二氧化硫以亚硫酸盐的形式固定,再加入硫酸使二氧化硫游离,再加入碘标准溶液反应掉二氧化硫。
①写出SO2与NaOH反应的离子方程式_______________
___________________________________________。
②碘与SO2反应时,为使现象明显可通常在碘水中加入_____指示剂。
(2)火力发电是山东的重要电力来源,但是煤燃烧排放的SO2会造成一系列环境问题。有关资料提示利用海水除硫是一种有效的方法。其工艺流程如图所示:
已知海水中主要含有Na+ 、K+ 、Ca2+ 、Mg2+ 、Cl- 、 、Br- 、 、 等离子,天然海水的pH≈8,呈弱碱性。
①吸收塔内利用天然海水吸收含硫烟气,是利用了二氧化硫的哪些性质________;
A.酸性氧化物 B.还原性
C.易溶于水 D.漂白性
E.氧化性 [来源:21世纪教育网
②天然海水吸收含硫烟气后,用氧气进行氧化处理,其反应原理的离子方程式是____________;
③氧化后的海水需要用大量的天然海水与之混合后才能排放,该操作的主要目的是____________。
(3)工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。已知某温度下,向体积为10 L的密闭容器中加入4.0 mol SO2和10.0 mol O2,当反应达到平衡时,测得混合气体的物质的量为13.0 mol,则SO2的转化率为_______。
。
21.(10分)某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图),用环己醇制备环己烯。
(1)制备粗品
将12.5 mL环己醇加入试管A中,再加入1 mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是______,导管B除了导气外还具有的作用是_________。
②试管C置于冰水浴中的目的是__________。
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在______层(填“上”或“下”),分液后用______(填入编号)洗涤。
a.KMnO4溶液 b.稀H2SO4 c.Na2CO3溶液
②再将环己烯按如图装置蒸馏,冷却水从______口进入。蒸馏时要加入生石灰,目的是___________。
③收集产品时,控制的温度应在________左右,实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是_______。
a.蒸馏时从70 ℃开始收集产品 21世纪教育网[来源:21世纪教育网
b.环己醇的实际用量多了
c.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
(3)以下是区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是_____________________。
a.用酸性高锰酸钾溶液
b.用金属钠
c.测定沸点
【解析】(1)①在化学实验中,加入碎瓷片的作用是防暴沸;导管B比较长,能增加与空气的接触面积,其作用是导气和将生成的气体物质冷凝。
②因反应产物环己烯的沸点只有83 ℃,易挥发,将其置于冰水浴中的目的是防止其挥发,减少产物的损失。
(2)①环己烯难溶于水,且密度比水小,加入饱和食盐水后,溶液分层,其在上层;环己烯中含有碳碳双键,能被KMnO4溶液氧化;稀硫酸达不到除去酸性杂质的目的;Na2CO3溶液不与环己烯反应,且能与酸性物质反应,能达到实验目的。
②蒸馏时冷却水应从g口进入,这样水才能充满整个冷凝器,冷却水与气体形成逆流,从而达到充分冷凝。加入生石灰(CaO),使产品中的水跟生石灰反应,再加以蒸馏就可以制得无水产品了。
③根据环己烯的沸点可知温度应控制在83 ℃左右。影响精品环己烯质量低于理论值可能的因素应从原料和产品的损耗及原料的转化方面去分析。蒸馏时从70 ℃开始收集产品,并没有损耗产品;环己醇的实际用量多,可能有一部分不能转化成环己烯,使得精品环己烯质量低于理论值;制备粗品时环己醇随产品一起蒸出,是反应已经完成了才进行的,不影响精品环己烯的质量。
(3)纯净物都有固定的沸点,可通过测定其沸点的方法来区别环己烯精品和粗品。环己烯精品和粗品中都含有环己烯,都能与酸性KMnO4溶液反应,无法区别。金属钠与环己烯粗品反应有气体生成,而与精品不反应,也可以用来区别环己烯精品和粗品。
答案:(1)①防暴沸 冷凝 ②防止环己烯挥发
(2)①上 c ②g 利于环己烯的蒸出
③83 ℃ b (3)b、c
[精练精析]阶段质量评估(二)第三、四章(人教版必修2)
(90分钟 100分)
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分)
1.石油裂化的主要目的是为了( )
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
【解析】选A。石油裂化是使长链烃断裂成短链烃,目的是为了提高轻质液体燃料的产量和质量,其中以产量为主要目的。
2.下列变化属于物理变化的是( )
A.乙烯的聚合 B.石油的分馏
C.煤的干馏 D.石油的裂化
【解析】选B。乙烯发生加聚生成聚乙烯属于化学变化;石油的分馏是利用各成分的沸点不同进行分离的方法,属于物理变化;煤的干馏发生了复杂的物理、化学变化;石油的裂化是将碳原子数较多、相对分子质量较大的烃断裂成碳原子数较少、相对分子质量较小的烃的过程,属于化学变化。
3.下列物质中,有固定熔、沸点的是( )
A.汽油 B.聚乙烯
C.漂白粉 D.冰醋酸
【解析】选D。汽油仍是各种液态烃的混合物;聚乙烯是高分子化合物,结构简式为 ,因n值不确定,故聚乙烯为混合物;漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2,属于混合物;混合物无固定熔、沸点,而冰醋酸属于纯净物,有固定的熔、沸点。
4.下列说法不正确的是( )
A.甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.苯在一定条件下能与液溴反应
C.正丁烷的沸点高于异丁烷的沸点
D.鉴别C2H6与C2H4可用酸性KMnO4溶液也可用溴水,但原理不同
【解析】选A。烷烃一般不与强氧化剂反应,不能使酸性KMnO4溶液褪色,而乙烯能把酸性KMnO4还原而使之褪色,乙烯发生了氧化反应,也能与Br2发生加成反应而使之褪色,故A错误,D正确;苯在铁的催化条件下与Br2发生取代反应,B正确;正丁烷与异丁烷互为同分异构体,支链越多,沸点越低,C正确。
5.2009年4月22日是第40个世界地球日。为了提高公众认识地球保障发展的意识,许多省市地区广泛开展了一系列活动。下列活动不符合这一宗旨的是( )
A.加强海底可燃冰、锰结核的探测与开发研究
B.积极推广风能、太阳能光伏发电
C.在生产、流通和消费等过程中实行“减量化、再利用、资源化”
D.将高能耗、高污染的企业迁至偏僻的农村地区,提高当地居民收入
【解析】选D。将高能耗、高污染的企业迁至偏僻的农村地区,虽然能带动当地的经济发展,提高当地居民收入,但会对当地地区造成新的污染,从节约能源和环境保护方面考虑,此类高能耗、高污染的企业都不宜发展。
6.(2010·广州高一检测)提高资源的利用率、保护生态环境是每一个公民的责任和义务,下列做法与之相悖的是( )
A.自2008年6月1日起,在全国范围内禁止生产、销售、使用超薄塑料购物袋
B.洗涤衣物时尽量使用含磷洗衣粉,以利于水生植物的生长
C.对煤进一步气化或液化以获得洁净的燃料
D.采用“绿色化学”工艺,建立环境友好型化工体系 21世纪教育网
【解析】选B。A项会减少塑料购物袋的使用,减少白色污染,A正确;大量使用含磷洗衣粉,会使水生植物疯长,产生赤潮或水华,B错误;将煤气化或液化,会减少大气污染物的排放,C正确;采用“绿色化学”工艺,会减少污染物的排放,D正确。
7.(2010·泰安高一检测)化学与生活、社会密切相关。下列说法不正确的是( )
A.为了防止污染环境,废弃的塑料应焚烧处理
B.误食重金属盐后,应采取的有效应急措施是喝大量的豆浆或牛奶
C.为防止电池中的重金属元素污染土壤和水体,应积极开发废电池的综合利用技术
D.利用太阳能等清洁能源代替化石燃料,有利于节约资源、保护环境
【解析】选A。塑料燃烧时会产生大气污染物,A错误;重金属盐中毒时,可喝大量的豆浆或牛奶解毒,B正确;重金属元素会污染土壤与水体,因此应对废旧电池回收利用,C正确;太阳能属于绿色能源,用太阳能代替化石燃料,会节约资源,保护环境。
8.(2010·温州高一检测)下列对有机物结构的叙述中不正确的是( )
A.硝基、羟基、氯原子、苯环、甲基都是官能团
B.邻二氯苯不存在同分异构体说明苯分子中6个碳原子之间的键是完全一样的
C.乙烯、苯分子中所有原子共平面
D.CH2Cl2只有一种结构说明甲烷分子是正四面体结构,而不是平面正方形结构
【解析】选A。硝基、羟基、氯原子属于官能团,苯环、甲基不是官能团,A错误;苯分子是平面正六边形结构,所有原子共平面,分子中的化学键完全相同,假设苯分子
是单、双键交替结构,
就是两种结构,因此邻二氯苯不存在同分异构体能证明苯
分子中6个化学键完全相同,同样,假设CH4是平面正方形
结构,就是两种结构,因此 [来源:21世纪教育网
CH2Cl2只有一种结构能证明甲烷分子是正四面体结构,乙烯是平面形结构,分子中所有原子共平面,故B、C、D正确。
9.能证明乙醇分子中有一个羟基的是( )
A.乙醇完全燃烧生成二氧化碳和水
B.乙醇能与水以任意比例互溶
C.0.1 mol乙醇与足量钠反应只能生成0.1 g氢气
D.乙醇在铜催化下可被氧化
【解析】选C。1 mol乙醇分子中含有6 mol H、1 mol O和2 mol C。只有羟基上的氢原子能被金属钠取代。由此可推测1 mol乙醇与足量的金属钠反应只生成1 g H2。
10.下列物质中,不属于合成材料的是( )
A.塑料 B.合成纤维 21世纪教育网
C.合成橡胶 D.陶瓷 [来源:21世纪教育网
【解析】选D。塑料、合成纤维、合成橡胶属于三大合成材料,而陶瓷属于传统无机非金属材料。
12.(2010·中山高一检测)铝能用于冶炼难熔的金属(如Fe、Mn等),这是因为铝的性质具有( )
A.两性
B.导电性好
C.熔点低
D.还原性及冶炼反应中放出大量的热
【解析】选D。利用铝具有较强的还原性和铝热反应中放出大量的热可以冶炼难熔金属,D正确。
13.下列分离混合物的方法中不正确的是( )
A.从酒精和水的混合物中分离出酒精——蒸馏法
B.使浑浊的食盐水变澄清——过滤法
C.从溴水中分离出溴——分液法
D.除去硝酸钾中的少量氯化钠——降温
【解析】选C。酒精与水互溶,只能利用二者的沸点不同分离开来,A正确;食盐水浑浊,说明其中混有固体混合物,过滤可将混在液体中的固体除去,B正确;要用分液法除去溴水中的溴,要先用萃取剂将溴从水中萃取出来,然后再进行分液,C错误;KNO3的溶解度受温度的影响较大,NaCl的溶解度受温度的影响较小,所以可用降温结晶法把KNO3中的少量NaCl除去,D正确。故选C。
14.下列各对物质中必定属于同系物的是( )
A.(C6H10O5)m(淀粉)和(C6H10O5)n(纤维素)
B.分子式为C7H8O和C8H10O的含苯环有机物
C.CH3CH2CH2OH和CH3CH(OH)CH3
D.HCOOH和C17H35COOH
【解析】选D。A中淀粉和纤维素结构不同;B中C7H8O和C8H10O可能是醇,也可能是其他种类物质;C中物质是同分异构体;D项两物质均为饱和一元羧酸。
15.酯类物质广泛存在于香蕉、梨等水果中。某实验小组先从梨中分离出一种酯,然后将分离出的酯水解,得到了乙酸和另一种分子式为C6H14O的物质。对于此过程,以下分析不正确的是( )
A.C6H14O的结构中含有羟基
B.这种酯与水混合加热即可彻底水解
C.C6H14O可与金属钠反应
D.这种酯可表示为CH3COOC6H13
【解析】选B。酯水解生成醇和羧酸,在碱性条件下才能彻底水解,因为C6H14O为醇,其官能团为羟基,能与Na反应放出H2,又因为酯+H2O CH3COOH+C6H14O,故该酯可表示为CH3COOC6H13。
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、非选择题(本题包括6小题,共55分)
16.(9分)(1)氧化银是黑色固体,其含银量相当高,从废氧化银中冶炼银,可采用的方法是____________,
反应方程式是________________________________。
(2)检验X- 的性质时,常生成AgX沉淀,如果将AgX(AgCl、AgBr、AgI)等丢弃,则十分可惜。试设计实验方案,从AgX中回收白银。
___________________________________________。
(3)常有不法职业人员从实验室中带出AgNO3,到银匠店铺灼烧制取白银。发生反应的化学方程式为________;同时看到有红棕色气体生成,该气体对人体十分有害,其主要成分是____________(写化学式)。
【解析】(1)Ag+ 得电子能力很强,加热时即可使Ag2O中的Ag+ 还原为Ag。
(2)AgCl、AgBr、AgI在高温灼烧时均能分解产生Ag。
(3)AgNO3不稳定,受热易分解,反应方程式为2AgNO3 2Ag+2NO2↑+O2↑。NO2是有刺激性气味的有毒气体,对人体有害。
17.(8分)空气质量越来越受到人们的关注,下面是山东部分城市的一次空气质量周报表:
注:TSP——总悬浮颗粒物;NOx——氮氧化物
(1)由上表可知,最容易出现酸雨的城市是_______。
(2)悬浮颗粒物不易沉降,它与空气中的SO2、O2接触时,部分SO2会转化为SO3,悬浮颗粒物所起的作用是_________(填序号);
A.氧化剂 B.还原剂 C.催化剂 D.吸附剂
(3)氮氧化物也是大气污染物之一。目前,治理NO的方法是在一定条件下用氨把一氧化氮还原为氮气和水。科学家又设想,在相同条件下可采用价格更便宜的天然气来处理NO,可得到同样效果,写出该反应的化学方程式_____________________________________。
【解析】(1)酸雨主要是由于SO2、NO2所致,因此最容易出现酸雨的城市是济南。
(2)悬浮颗粒物与空气中的SO2、O2接触,SO2被氧化成SO3,悬浮颗粒物起催化剂作用。
(3)据信息知CH4与NO作用生成N2、CO2和H2O,因此化学方程式为:4NO+CH4=====2N2+CO2+2H2O。
答案:(1)济南 (2)C
(3)4NO+CH4====2N2+CO2+2H2O
18.(8分)(2010·宣城高二检测)A是化学实验室中最常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味,并能进行如图所示的多种反应。
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(1)A的名称_______;C的分子式为________。
(2)写出下列反应的化学方程式:
反应③______________________________________;
反应④______________________________________。
(3)比较反应①与钠和水反应的现象有什么相同和不同:
相同点:____________________________________;
不同点:____________________________________。
【解析】本题考查了乙醇的化学性质,解题时要充分利用“结构决定性质”的思想,同时利用Na与乙醇、H2O的反应比较乙醇分子中羟基氢的活泼性,根据A能发生反应①、②、③、④,说明A为醇,又因为A为实验室中最常见的有特殊香味的有机物,所以A为乙醇,则C为乙酸乙酯,D为CH3CHO,E为CH3CH2ONa,最后依据H2O中的羟基氢比乙醇中的羟基氢活泼即可比较出Na与乙醇、H2O反应现象的异同点。
答案:(1)乙醇 C4H8O2
(2)CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O
2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
(3)都有无色气泡产生,都有热量放出
乙醇与钠反应时,钠沉在液面下,反应更平稳
19.(9分)工业上从海水中提取单质溴可采用如下方法:
(1)向海水中通入Cl2,将海水中的溴化物氧化,其离子方程式为____________________________________。
(2)向上述混合液中吹入热空气,将生成的溴吹出,用纯碱溶液吸收,其化学方程式为____________________
___________________________________________。
(3)将(2)所得溶液用H2SO4酸化,使NaBr、NaBrO3中的溴转化为单质溴,再用有机溶剂萃取溴后,还可得到副产品Na2SO4,这一过程可用化学方程式表示为_________ 21世纪教育网21世纪教育网
___________________________________________。
这样得到的溴中还混有少量Cl2,进一步净化后可得纯溴。
【解析】(1)Cl2将海水中的Br- 氧化生成Br2。
(2)Br2在较高温度且碱性条件下发生自身氧化还原反应。
(3)NaBr、NaBrO3在酸性条件下发生氧化还原反应。
答案:(1)Cl2+2Br- =====2Cl- +Br2
(2)3Br2+3Na2CO3 5NaBr+NaBrO3+3CO2↑
(3)5NaBr+NaBrO3+3H2SO4 ==== 3Br2+3Na2SO4+3H2O
20.(11分)已知:A、B、F是家庭中常见的有机物,E是石油化工发展水平的标志。根据下图所示的转化关系回答问题。
(1)操作⑥的名称为________。
(2)取代反应的范畴很广,①~⑤中属于取代反应的是_____________________(填序号)。
(3)请写出下列反应的化学方程式: [来源:21世纪教育网
①__________________________________________;
③__________________________________________;
⑤__________________________________________。
(4)F是一种常见的高分子材料,它给我们带来了巨大的方便。然而,这种材料造成的当今的某一环境问题是______
___________________________________________。 [来源:21世纪教育网
【解析】根据“E是石油化工发展水平的标志”可知E为乙烯。一方面,乙烯可以转化成F,另一方面,乙烯与水反应生成B。结合B、F都是家庭中常见的有机物的信息,推断B是乙醇,F是聚乙烯。观察框图,C在酸性或碱性条件下都可以得到乙醇,说明C是某种酸与乙醇反应生成的酯。因为这种酸是家庭中常见的有机物,则A是乙酸。其他答案可依次推出。
21.(10分)癌症严重威胁着人类的生命,为了战胜癌症,科学家正致力于研究癌症发生的机理和抗癌药物。紫杉醇(俗名)是一种新型抗癌药,其分子式为C47H51NO14,它是由如下的酸A和醇B形成的一种酯。
(分子式为:C16H15NO4)
B.R—OH(R中含C、H、O元素)
(1)写出R—OH的分子式:___________。
(2)根据A的结构,A可能发生的化学反应类型有______________________(填序号)。 21世纪教育网
①取代反应 ②消去反应 ③氧化反应 ④加成反应
(3)1 mol A与Na反应,最多可产生 _______mol H2。
(4)A中与N原子直接相连的C、H原子______(填“能”或“不能”)与N处于同一平面。
(5)已知反应:R—NH2+HCl R—NH3Cl(盐酸盐),则A在足量稀盐酸作用下可发生水解反应,其反应的化学方程式为______________________。
答案:(1)C31H38O11 (2)①②③④
(3)1 (4)不能
(5