第一部分 专题二十六化学与技术一、选择题1．(2022·上海十三校第二次联考)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．H2NCH2CH2NH2C．(NH4)2CO3D．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：A2．(2022·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，是为了减少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：B3．(2022·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，工业上采用电解熔融Al2O2的方法制取金属铝。答案：B4．(2022·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\nD．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，调节溶液的pH，使NaHSO3与NaOH恰好反应生成Na2SO3，这样做不仅操作方便，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，此流程在实验室中可行，但不符合工业生产原则，工业上由乙烯制乙酸的流程为H2C==CH2CH3CHOCH3COOH。答案：A5．(2022·浙江六校3月联考)化学与科学、技术、社会、环境密切相关，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．汽车尾气催化转化装置可将尾气中的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蔓延之势，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，不能改变平衡，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．(2022·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：\n阳离子Fe3＋Fe2＋Mg2＋Al3＋Ca2＋Cr3＋开始沉淀时的pH1.97.09.64.29.7——沉淀完全时的pH3.29.011.18.011.79.0(>9.0溶解)(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是__________________(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)5SO4，1molNa2Cr2O7得6mole－；O2～O，1molSO2失去2mole－，故Na2Cr2O7与SO2的物质的量之比为1∶3，然后再根据原子守恒即可配平。答案：(1)升高温度，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 17．(2022·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)是实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267g/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0.5molSrSO4中只有S被还原，转移了4mol电子。写出该反应的化学方程式：______________________________。\n(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1×10－5mol/L)。(5)产品纯度检测：称取1.000g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO31.100×10－2mol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0.2000mol/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20.00mL，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0.5molSrSO4中只有S被还原，且转移4mol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)根据题目中已知，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＋)＝1×10－5mol/L，则c(SO)＝mol/L＝1.1×10－5mol/L，又Ksp(SrSO4)＝3.3×10－7，则滤液中c(Sr2＋)应不高于mol/L＝0.03mol/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30s内不褪色。利用关系式： SrCl2·6H2O～2AgNO3 1mol2moln(SrCl2·6H2O)(1.100×10－2－0.2000×20.00×10－3)n(SrCl2·6H2O)＝3.5×10－3mol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30s内不褪色\n②93.45%8．(2022·江西六校3月联考)通常情况下，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。为减小和消除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创新利用的研究。(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，这一做法对环境的积极意义是______________________________。(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4.4gCO2与足量H2恰好反应生成气态产物，放出4.947kJ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，实验时除测定温度、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，可以减少氟利昂对臭氧层的破坏，从而起到保护臭氧层的作用。(2)在吸收池中K2CO3吸收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4.4gCO2与足量H2恰好反应生成气态产物，放出4.947kJ的热量，则44gCO2即1molCO2反应放出的热量是49.47kJ，所以该反应的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.47kJ/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，需要计算被吸收的CO2的质量，所以实验时除测定温度、压强和空气的体积外，还需测定生成沉淀的质量。答案：(1)保护臭氧层(2)①2KHCO3K2CO3＋CO2↑＋H2O②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.47kJ/mol(3)Ba(OH)2 生成沉淀的质量\n9．(2022·四川德阳四校联考)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28.70gZnSO4·7H2O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，其原因是__________________________。②在图中C点，680℃时所得固体的化学式为________(填字母序号)。a．ZnOb．ZnSO4c．ZnSO4·H2Od．Zn3O(SO4)2解析：(1)①通入高温水蒸气可以升高温度，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价升高到＋3价，Mn元素从＋7价降低到＋4价，根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。②28.70gZnSO4·7H2O晶体的物质的量是0.1mol，A点晶体质量变为17.90g，即减少10.8g，相当于减少0.6mol结晶水，即A点所得固体的化学式为ZnSO4·H2O。B点与A点相比固体质量又减少1.8g，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13.43g，如果全部是氧化锌，则其质量应是8.10g，不合理，所以根据以上分析可知C点所得固体的化学式为Zn3O(SO4)2。\n答案：(1)①升高温度，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
