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(选修—化学与技术)（15分）
（1）工业上以粗铜为原料采取如图1所示流程制备硝酸铜晶体：
①在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是 。
②在保温去铁的过程中，为使Fe3+沉淀完全，根据下表数据，溶液的pH值应保持在 范围。调节pH值时，可以向溶液中加入的试剂是（ ）
(a) NaOH溶液 (b) 氨水 (c) Cu(OH)2 (d) CuO
③在操作Ⅰ之前，对滤液用HNO3调节pH值至1，其目的是（结合离子方程式说明） 。
④从滤液中制取硝酸铜晶体的操作Ⅰ的具体步骤是 。
（2）图2是某小组学生查阅资料后所绘出的硝酸铜晶体[Cu(NO3)2 nH2O]的溶解度曲线（温度在300C左右对应不同的晶体），下列说法正确的是（ ）
(a) A点时的溶液为不饱和溶液
(b) B点时两种晶体可以共存
(c)按上述流程最终得到的晶体一定是Cu(NO3)2 3H2O
(d) 若将C点时的溶液降温至300C以下，可以析出Cu(NO3)2 6H2O晶体
正确答案
（15分）
（1）①将NOx转化为硝酸，提高原料的利用率，减少污染物的排放。(3分)
②3.2——4.7 (2分) (c 、d) (2分)
③由于铜离子水解：Cu2++ 2H2OCu(OH)2 +2H+，加入HNO3能抑制硝酸铜水解(3分)
④蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤(3分)
（2）b、d(2分)
（1）①氮的氧化物与氧气和水反应生成硝酸，可以循环使用，减少大气污染，所以通入氧气和水的作用是将NOx转化为硝酸，提高原料的利用率，减少污染物的排放。
②根据氢氧化铁完全沉淀时的PH和氢氧化铜开始沉淀时的PH可以确定溶液的PH应该在3.2——4.7之间。调节pH值时，可以向溶液中加入的试剂是氢氧化铜和氧化铜，若加入氢氧化钠和氨水则铜离子也会被沉淀。
③操作1是蒸发结晶，而铜离子在水中会发生水解产生氢氧化铜调节PH为酸性可以抑制水解，离子方程式为
④操作Ⅰ是蒸发结晶，操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤。
（2）A点在溶解度曲线之上所以A点是饱和溶液； B点是两种晶体的共存状态，蒸发结晶得到晶体不一定是Cu(NO3)2 3H2O ；根据溶解度曲线可以得出降温至300C以下，可以析出Cu(NO3)2 6H2O晶体。所以选b、d。
【化学—选修2：化学与技术】（15分）
生态工业园区的建设，不仅仅是体现环保理念更要依据循环经济理论和充分考虑经济的可持续发展。下面是某企业设计的硫酸－磷铵－水泥联产，海水－淡水多用，盐－热－电联产三大生态产业链流程图。
根据上述产业流程回答下列问题：
（1）从原料、能源、交通角度考虑该企业应建在（ ）
（2）该流程①、②、③、④、⑤为能量或物质的输送，请分别写出输送的主要物质的化学式或能量形式① ,② ,③ ,④ ,⑤ 。
（3）沸腾炉发生反应的化学方程式 ,磷肥厂的产品是普钙，其主要成份是 (填化学式)。
（4）热电厂的冷却水是 ，该流程中浓缩盐水除提取盐以外还可提取的物质有 （写出一种即可）。
（5）根据生态园区建设理念请提出高炉炼铁厂废气、废渣及多余热能的利用设想 ， （请写出两点）。
正确答案
（15分）（1）B（2分）
（2）① Fe2O3 ② 电能 ③热能 ④SO2 ⑤浓H2SO4（共5分，每空1分）
（3） 4FeS2 + 11O2高温 2Fe2O3 + 8SO2（2分，无高温条件给1分）
Ca(H2PO4)2·H2O或Ca(H2PO4)2、CaSO4（2分）
（4）海水 镁或溴 （共2分，各1分）
（5）废气（主要是高炉煤气），经除尘后可作为热风炉、加热炉和锅炉等的燃料。
废渣（主要成分是硅酸钙等），可用作水泥生产原料；也可用作矿渣磷肥的生产原料。
余热 ，为延长高炉的使用寿命，用水在外部冷却，废热主要转化为热水用于发电或取暖。(回答出两点即可)（共2分，每一点1分）
试题分析：（1）A、西部山区交通不方便，不可取；B、建在沿海地区，运输硫铁矿比较便利，且废热利用，远离市区，用水比较方便，正确；C、建在城市会污染较严重，影响居民生活，错误；D、东北内陆远离海水，运输海水比较困难，错误，所以综合考虑选择B；
（2）①硫铁矿燃烧后得Fe2O3，用于炼铁；②废热发电输送电能；③硫铁矿燃烧产生的废热，用于发电，所以输送的是热能；④吸收塔中未反应的SO2重新回到接触室继续被氧化为三氧化硫；⑤吸收塔是用硫酸吸收三氧化硫产生的浓硫酸用于制造化肥；
（3）沸腾炉内是硫铁矿的燃烧反应，化学方程式为4FeS2 + 11O2高温 2Fe2O3 + 8SO2；硫酸与磷酸钙反应制取普钙，主要成分是Ca(H2PO4)2·H2O或Ca(H2PO4)2、CaSO4；
（4）热电厂用的冷却水是海水，因为沿海地区有丰富的海水资源；海水中富含镁、溴等，所以还可以提取镁、溴；
（5）根据工厂的废气、废渣的成分可知，废气（主要是高炉煤气）经除尘后可作为热风炉、加热炉和锅炉等燃料；废渣（主要成分是硅酸钙等），可用作水泥生产原料；余热 ，为延长高炉的使用寿命，用水在外部冷却，废热主要转化为热水用于发电或取暖。
锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业,锆(Zr)元素是核反应堆燃料棒的包裹材料,二氧化锆(ZrO2)可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石(ZrSiO4),含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质,生产锆流程之一如下:
试回答下列问题:
(1)写出上述流程中高温气化的反应方程式(碳转化成CO): ;
(2)写出ZrOCl2·8H2O在900 ℃生成ZrO2的反应方程式 ;
(3)关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是 (单选)。
正确答案
(1)4C+4Cl2+ZrSiO4
(2)ZrOCl2·8H2O
(3)B
(1)结合流程图中物质知锆英石(ZrSiO4)、C、Cl2制得ZrCl4、SiCl4、CO,在结合化合价升降总数相等配平该方程式。
(2)ZrOCl2·8H2O到ZrO2化合价不发生改变,Zr需结合水中的O,剩余H与Cl结合生成HCl。
(3)1纳米=10-9米,B项错误。
磺化煤（表达式为NaR)是一种钠离子型离子交换剂，它能与硬水中的Ca2+、Mg2+交换而将其除去，从而使水软化。现代海水的淡化方法是使海水按顺序通过两种离子交换剂，其流程如图所示。
（1）现有氢型阳离子交换树脂（HR）和羟型阴离子交换树脂（ROH），则在图中的离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂是（填表示式）：A柱为______ ______，B柱为____________。
（2）说明上述顺序的理由_______________________________________________。
正确答案
（1）HR ROH （2）若先通过ROH，溶液中会生成较多的OH-，使Mg2+转化为Mg（OH）2沉淀，造成交换柱堵塞而使海水淡化失败
试题分析：要使海水淡化，必须借助离子交换树脂的作用除去海水中的Na+,Ca2+,Mg2+及Cl-等。由题目所给信息可知，HR为阳离子交换树脂，可交换Na+,Ca2+,Mg2+;ROH为阴离子交换树脂，可交换Cl-。其交换反应为：HR+Na+＝NaR+H+,2HR+Ca2+（Mg2+）＝CaR2（MgR2）+2H+ ROH+Cl-＝RCl+OH-先通过HR树脂，可除去Na+,Ca2+,Mg2+，而此时海水呈酸性，再通过ROH树脂，可除去Cl-等阴离子，且恰好酸碱中和，从而达到海水淡化的目的。若相反通过，则会导致通过ROH交换下来的OH-与海水中的Mg2+反应生成Mg（OH）2沉淀，造成交换柱堵塞，使海水淡化失败。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，贴近高考，侧重对学生能力的培养。该题的关键是明确离子交换树脂的原理，并能结合题意灵活运用即可，有利于培养学生的逻辑推理能力，提升学生的学科素养，也有助于调动学生的学习兴趣和学习积极性。
(1)纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”(侯氏制碱法)两种工艺。
①“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式 ；
②写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式________________。
③CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同______________________________________；
(2)钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。
① 炼钢时，加入硅、锰和铝的目的是_______________________。
② 不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹____(填“前”或“后”)加入。
③ 炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是________。从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作_________。
正确答案
(1)①2NH4Cl+Ca(OH)2
②NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3
③氨碱法中的二氧化碳来源于石灰石的煅烧，联合制碱法中的二氧化碳来自于合成氨中工业中的废气。
(2)①脱氧调整钢的成分 ②后 ③ CO 燃料或还原剂
(1)①氨碱法中的回收氨而使石灰乳与副产物氯化铵反应，从而产生大量的废渣，2NH4Cl+Ca(OH)2
②联合制碱法的有关反应的化学方程式是：NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3
③氨碱法中的二氧化碳来源于石灰石的煅烧，联合制碱法中的二氧化碳来自于合成氨中工业中的废气。
(2)①炼钢时，加入硅、锰和铝的目的是脱氧调研钢的成分
②因为铬易被氧化，为了防止铬被氧化，不锈钢含的铬在炼钢的过程的吹氧后，如果在吹氧前加入铬，会形成炉渣而被除去。
③炼铁和炼钢的过程中，CO主要起的作用是还原剂，所以尾气中含有污染物CO，应对CO进行处理。
冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2做还原剂还原 ②以较活泼金属Na、Mg等还原 ③利用铝热反应原理还原 ④电解法 ⑤热分解法
下列金属各采用哪种方法还原最佳。
（1）Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。
（2）Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________。
（3）Hg、Ag等不活泼金属________。
（4）V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。
（5）K、Rb、Cs、Ti等金属通常还原方法是________。
正确答案
（1）① （2）④ （3）⑤ （4）③ （5）②
选择的方法应以节约原料和降低成本为标准，同时有较高的产率，并易分离。根据每种金属的特点应选择最佳方案。其中（5）K、Rb、Cs、Ti等利用的原理比较特别，不是用活泼金属置换不活泼金属，而是平衡的原理，如Na＋KCl
4Na＋TiCl4
[化学—选修2化学与技术](15分)
（1）下列关于工业生产说法正确的是 。（填序号）
E．石油裂化属于化学变化，主要目的是为了获得短链不饱和气态烃
（2）我国规定饮用水质量标准规定必须符合下表中要求：
以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图：
①原水中含Ca2+ 、Mg2+ 、HCO3-、Cl-等，加入石灰生成Ca(OH)2，进而发生若干复分解反应，写出其中的离子方程式（只要求写出两个）： ； 。
②FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成 沉淀；通入二氧化碳的目的是 和 。
③气体A的作用是 ，通常可以用Ca(ClO)2替代A，下列物质中 同样可以作为气体A的代用品（填编号，多选倒扣）。
a．ClO2 b．浓氨水 c．K2FeO4 d．SO2
正确答案
（15分）
（1）BC （2分）
（2）①HCO3-+OH-= CO32-+H2O Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ HCO3-+Ca2++OH-= CaCO3↓+H2O（每空2分）
②胶状Fe(OH)3 （1分）除去Ca2+； 调节pH（每空2分）
③杀菌消毒；（2分） ac（2分）
试题分析：（1）A、侯氏制碱法中先通氨气再通二氧化碳，目的是增大二氧化碳的溶解度，生成碳酸氢钠的沉淀，错误；B、硫酸工业中二氧化硫转化为三氧化硫、合成氨工业中氮气与氢气的化合反应都是可逆反应，反应物不能全部转化为生成物，所以需要循环操作，提高原料利用率，硝酸工业中尾气中仍含有一氧化氮，所以需要循环操作，提高原料利用率，正确；C、在氯碱工业，电解槽被离子交换膜隔成阴极室和阳极室，防止生成的氯气与氢氧化钠反应，正确；D、氯化铝是分子晶体，熔融状态下不导电，不能制取铝，错误；E、石油裂化属于化学变化，主要目的是为了获得短链的烷烃和烯烃，不一定是气态不饱和烃，错误，答案选BC；
（2）①Ca2+ 、Mg2+ 、HCO3-均可与氢氧化钠溶液发生反应，离子方程式为HCO3-+OH-= CO32-+H2O Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ HCO3-+Ca2++OH-= CaCO3↓+H2O
②FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂，在水中发生水解反应生成氢氧化亚铁继而被氧化成氢氧化铁的胶状沉淀，具有吸附作用，作凝聚剂；加入石灰使原水呈碱性，不符合饮用水的标准，所以通入二氧化碳目的是调节水的pH达到饮用标准，同时可以除去水中的钙离子，降低钙离子的浓度；
③原水经二级沉降后，再经过杀菌消毒，过滤，最终成为饮用水，所以A的作用是杀菌消毒；作为杀菌消毒的物质必须具备强氧化性的特点，所以代替A物质的只能是二氧化氯、高铁酸钾，答案选ac。
钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。
(1)炼铁高炉分为五部分，铁矿石与高温煤气主要在________部分发生反应，在________部分开始生成生铁和炉渣。
(2)炼钢时，除磷的化学方程式为____________________；加入硅、锰和铝的目的是________________________。
(3)不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹________(填“前”或“后”)加入，原因是______________________。
(4)炼铁和炼钢生产中，尾气中均含有的主要污染物是________。从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作________。
正确答案
(1)炉身 炉腰
(2)2P＋5FeO＋3CaO
(3)后 避免Cr被氧化(或“氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去”)
(4)CO 燃料(还原剂)
(2)炼钢时，P被FeO氧化，生成的P2O5与CaO结合成Ca3(PO4)2而除去，据此即可写出方程式。
(4)炼铁尾气主要含有N2、CO、CO2等，炼钢尾气主要含有CO、CO2、Fe2O3粉尘等，共同的主要污染物为CO。
（9分）工业上从海水中提取溴的方法如下：
①将蒸馏（制淡水）后浓缩的海水用硫酸进行酸化；
②向酸化的海水中通入足量氯气，使溴离子转化为溴单质；
③向上述溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫水溶液的吸收塔内转化成氢溴酸；④向吸收塔内通入适量的氯气；
⑤用四氯化碳萃取吸收塔中的溴单质。
请完成下列问题：
（1）在实验室中蒸馏海水制淡水时，常用的仪器除了酒精灯、锥形瓶、牛角管、冷凝管、石棉网及必要的夹持仪器，还需要的玻璃仪器有 ；蒸馏时碎瓷片的作用是____________________。
（2）步骤②中反应的离子方程式为
（3）步骤③的目的是使溴单质富集，试写出溴单质与二氧化硫水溶液反应的化学方程式 。反应中_________（写化学式）是氧化剂。1mol氧化剂在反应中得到 mol电子。
（4）下列能代替四氯化碳来萃取溴的试剂是 （填序号）
正确答案
（9分）（1）蒸馏烧瓶（2分）；防止暴沸 （2分）
（2）C12+2Br－＝ Br2+2C1－ （2分）
（3）SO2 + Br2 + 2H2O ＝ 2HBr + H2SO4 （2分）； Br2（2分） 2 （2分）
（4）D （2分）
（1）考查蒸馏实验。根据蒸馏实验原理可知，还缺少的玻璃仪器是蒸馏烧瓶。因为在加热时，溶液会剧烈的跳动，所以碎瓷片的作用是防止暴沸。
（2）氯气的氧化性其余单质溴的，能把溴离子氧化生成单质溴，方程式为C12+2Br－＝ Br2+2C1－。
（3）单质溴也具有氧化性，能把SO2氧化生成硫酸，方程式为SO2 + Br2 + 2H2O ＝ 2HBr + H2SO4。溴元素的化合价由0价降低到－1价，所以1mol单质溴得到2mol电子。
（4）ABC均是和水互溶的，不能用作萃取剂，苯不溶于水，且单质溴易溶在苯中，所以答案选D。
氯、溴、碘、钠、镁、锰、锂、铀等元素在海洋中被富集。海洋开发利用和维权是国家战略。
（1）以上元素在海水中的存在形态是___________（选填①游离态②化合态③不确定）
（2）以下变化属于化学变化的是__________________________：
①
（3）由氯气和晒盐后的卤水制取液溴的离子方程式______________________________；由石灰乳和卤水沉淀出镁元素的离子方程式_____________________________________；由海带灰可浸出KI，由某种矿盐可浸出KIO3，二者在盐酸中反应可生成碘单质，反应的离子方程式__________________________________。
（4）工业由氯化钠制取金属钠的化学方程式为____________________________；工业制镁采用电解熔融氯化镁，不采用电解熔融氧化镁的原因是_______________________
（5）海底富集多种矿物结核，锰结核是其中的一种。锰结核中主要含有MnO2和Fe2O3。一种质量比约为m(Mn):m(Fe)=55:448的合金钢（其它元素略），具有抗御激烈冲击和磨损的能力，可做航母甲板等。欲通过铝热反应炼得这样的合金，MnO2、Fe2O3、Al的投料比（按物质的量之比）约为_______________。
正确答案
（1）②
（2）③；
（3）Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2↓+Ca2+；5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O熔点高，能耗高。
（4）2NaCl
试题分析：在海水中各种元素都是以盐即化合物的形式存在。（1）故选②。化学变化的过程是个原子重新的过程。在这个过程中原子的种类、个数不变。不论是核裂变还是核聚变都是核反应，能产生新的元素，海水晒盐是物理变化。（2）选③（3）氧化性Cl2〉Br2,所以会发生反应：Cl2+ 2Br-=2Cl-+Br2石灰乳和卤水中的镁离子发生复分解反应，氢氧化钙是以石灰乳形式存在，书写离子方程式时要写化学式，若以水溶液的形式存在就拆成离子形式。KI和KIO3在酸性条件下会发生氧化还原反应生成碘单质，离子方程式5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O． （4）钠的还原性很强，它的单质只能用电解熔融的氯化钠法制取。MgO、MgCl2虽都是离子化合物，但由于氧化镁的离子键强，熔点高断裂离子键需消耗大量的能量，一般也就用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁。（5）n(Mn):n(Fe)=1:8,用铝作还原剂，假设锰物质的量为1mol,根据电子守恒,可得n(Al)=（1×4∕3）mol+8×1mol="(28∕3" )mol。故n(MnO2):n(Fe2O3):n(Al)=1:4:(28∕3)=3:12:28．
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