内容正文:
专题06 化学与可持续发展
内容概览
考向1 自然资源的开发利用
考向2 化学品的合理使用
考向3 环境保护
考向4 绿色化学
考向1 自然资源的开发利用
1.(23-24高一下·湖南湖南师范大学附属中学·期末)工业上以某种Al2O3矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图。下列对该工艺流程的判断正确的是
A.试剂X可以为盐酸,沉淀中含有铁的化合物
B.反应Ⅱ中,CO2也可换成稀硫酸、稀盐酸
C.反应Ⅱ的离子方程式为
D.工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al,成本更低
【答案】C
【分析】向某种Al2O3矿石(含Fe2O3杂质)中加入过量NaOH溶液,发生反应:Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4],Fe2O3不能发生反应,以固体形式存在于沉淀中,然后向溶液乙中通入过量CO2气体,发生反应:,形成Al(OH)3沉淀和NaHCO3溶液,将沉淀过滤、洗涤然后加热,Al(OH)3分解产生Al2O3;然后电解熔融Al2O3就制取得到金属Al。
【详解】A.若X是HCl,则Al2O3、Fe2O3都会溶解,形成可溶性AlCl3、FeCl3进入溶液,沉淀中就不含有铁的化合物,A错误;
B.在反应Ⅱ中,若将CO2换成稀硫酸、稀盐酸,由于Al(OH)3是两性氢氧化物,会被过量强酸溶解,就不能得到Al(OH)3沉淀,B错误;
C.过量CO2与Na[Al(OH)4]反应产生NaHCO3、Al(OH)3沉淀,反应的离子方程式为:,C正确;
D.由于金属活动性:Al>Fe,因此Fe不能置换出Al,所以在工业上不能采用Fe还原Al2O3的方法制Al,只能采用电解熔融的氧化铝的方法冶炼铝,D错误;
故合理选项是C。
2.(23-24高一下·湖南重点中学四校联考·期末)海洋中蕴藏着大量的化学资源,海水的综合利用示意图如下,下列有关说法正确的是
A.海水提溴工艺中“吹出”和“吸收”两个步骤的目的是富集溴
B.工业电解饱和食盐水制备金属钠与氯气
C.向海水中先通入,再通入来制备纯碱
D.利用高分子反渗透膜可将海水淡化,但是用传统的蒸馏法淡化更加节能
【答案】A
【详解】A.海水提溴其过程主要包括氧化、吹出、吸收、蒸馏等环节,先吹出再吸收,其目的是富集以提高溴的含量,A正确;
B.工业电解饱和食盐水制备氢氧化钠、氢气与氯气,电解熔融的氯化钠制备金属钠与氯气,B错误;
C.海水中氯化钠浓度太低,应向饱和食盐水中先通入NH3再通入CO2即可析出小苏打进而制备纯碱,C错误;
D.利用高分子反渗透膜将海水淡化,相较于传统的蒸馏法更加节能,D错误;
故选A。
3.(23-24高一下·湖南郴州·期末)下列常见金属的冶炼原理中不合理的是
金属
冶炼原理
A
Fe
Fe2O3 +3CO2Fe+3CO
B
Hg
2Hg2Hg+O2
C
Al
2AlCl3(熔融)2Al+3Cl2
D
Na
2NaCl(熔融)2Na+3Cl2
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】试题分析:A、铁是较活泼的金属,利用还原剂还原,A正确;B、Hg是不活泼的金属,利用加热分解冶炼Hg,B正确;C、Al是活泼的金属,通过电解熔融的氧化铝冶炼,C错误;D、Na是活泼的金属,通过电解熔融的氯化钠冶炼,D正确,答案选C。
考点:考查金属冶炼
4.(22-23高一下·湖南长郡中学·期末)某学习小组按如下实验过程证明了海带中存在碘元素:
下列说法不正确的是
A.步骤①需要将干海带放入蒸发皿中灼烧
B.步骤②中发生反应的离子方程式为2I-+2H++H2O2=I2+2H2O
C.步骤③操作后,观察到试管中的溶液变为蓝色,则可说明海带中含有碘元素
D.若步骤②仅滴加稀硫酸后通入氧气,则步骤③操作后,试管中的溶液也变成蓝色
【答案】A
【详解】A. 灼烧的时候需要把物质放到坩埚中,而不是蒸发皿中,故A错误;
B. 双氧水具有氧化性,把碘离子氧化为碘单质,发生的离子方程式为2I-+2H++H2O2=I2+2H2O,故B正确;
C. 步骤③是检验生成的碘单质,操作后,可以观察到试管中溶液变为蓝色,可以说明海带中含有碘元素,故C正确;
D. 若步骤②仅滴加稀硫酸后通入氧气,氧气可以将碘离子氧化生成碘单质,4H++4I-+O2=2I2+2H2O,步骤③操作后,也可以观察到试管中溶液变为蓝色,故D正确;
故答案为A。
5.(22-23高一上·湖南长沙铁路一中·期末)下列冶炼方法中,不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是( )
A.铝粉和Fe2O3共热 B.加热HgO
C.电解熔融的MgCl2 D.氢气通入Al2O3并加热
【答案】D
【分析】根据金属的活泼性强弱冶炼金属,K、Ca、Na、Mg、Al等金属用电解法,Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等金属用热还原法、Hg、Ag等金属用热分解法冶炼.
【详解】A.铝粉和Fe2O3共热反应可以得到金属铁和氧化铝,A不符合题意;
B.加热氧化汞会发生分解,制的金属Hg,B不符合题意;
C.Mg为活泼金属,要用电解熔融MgCl2的方法冶炼,C不符合题意;
Dal是相对活泼的金属应该使用电解熔融氧化铝的方法冶炼,不能使用热还原法冶炼,因此不能制取得到Al单质,D符合题意;
故合理选项是D。
【点睛】本题考查金属的冶炼方法与金属活动性关系的知识,注意常见金属的冶炼方法,把握金属的活泼性强弱是解题关键。
考向2 化学品的合理使用
6.(23-24高一下·湖南长沙长郡中学·期末)下列说法不正确的是
A.阿司匹林是一种天然药物,化学名称为乙酰水杨酸
B.味精是一种常用的增味剂,其化学名称为谷氨酸钠
C.抗坏血酸(即维生素C)能被氧化为脱氢抗坏血酸而发挥抗氧化作用
D.最理想的“原子经济性反应”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物
【答案】A
【详解】A.阿司匹林是人工合成的药物,化学名称为乙酰水杨酸,A错误;
B.味精能增加食品的鲜味,是一种常用的增味剂,其化学名为谷氨酸钠,B正确;
C.抗坏血酸(即维生素C)具有还原性,能被氧化为脱氢抗坏血酸而发挥抗氧化作用,C正确;
D.最理想的“原子经济性反应”就是原子利用率达到百分之百,即反应物的原子全部转化为期望的最终产物,D正确;
故选A。
7.(22-23高一下·湖南益阳桃江县·期末)下列关于硫的化合物叙述正确的是
A.Na2SO3能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.SO2有毒,不能用作食品添加剂
C.标准状况下,1molSO2和1molSO3的体积相同
D.浓硫酸具有强氧化性,不能用来干燥SO2
【答案】A
【详解】A.Na2SO3中S显+4价,则其具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;
B.SO2有毒,但经过用量的严格控制,可以用作食品添加剂,如葡萄酒的生产过程中使用SO2作抗氧化剂,B不正确;
C.标准状况下,SO3呈固态,而SO2呈气态,所以1molSO2和1molSO3的体积不相同,C不正确;
D.浓硫酸具有强氧化性,但不能氧化SO2,所以能用来干燥SO2,D不正确;
故选A。
8.(22-23高一下·湖南长沙宁乡·期末)化学与生产、生活、社会发展息息相关,下列说法错误的是
A.“鲲龙”水陆两栖飞机实现海上首飞,其所用燃料航空煤油是石油分馏产品
B.氨容易液化,且液氨汽化时吸收大量的热,因此,液氨可以用作制冷剂
C.歼20战斗机采用大量先进复合材料、铝锂合金等,铝锂合金属于金属材料
D.是一种有毒的气体,因此不能用作食品添加剂
【答案】D
【详解】A.航空煤油是石油分馏产品,A正确;
B.氨容易液化,且液氨汽化时吸收大量的热从而使周围温度降低,因此,液氨可以用作制冷剂,B正确;
C.铝锂合金属于金属材料,C正确;
D.可用作红酒的添加剂,D错误;
故选D。
9.(22-23高一下·湖南长沙长沙县、望城区、浏阳·期末)化学与生活息息相关,下列关于化学品的应用的说法正确的是
A.亚硝酸钠具有抗腐蚀的作用,可以作为食品防腐剂
B.布洛芬是治疗新冠“阳性”患者的对症药物,定期服用布洛芬,可以预防新冠病毒的感染
C.碳酸氢钠是常见的抗酸药,主要用于治疗胃酸过多,但胃溃疡患者不宜服用
D.为了达到更好的效果,日常生活中可以使用90%(体积分数)的乙醇溶液做消毒剂
【答案】C
【详解】A.亚硝酸钠可作食品着色剂,也能使蛋白质变性,具有防腐作用,少量添加可作肉类食品的着色剂和防腐剂,与抗腐蚀作用无关,故A错误;
B.布洛芬是解热镇痛抗炎药,能杀灭新冠病毒,但不能预防新冠病毒感染,并且不恰当的定期服用会影响肝、肾功能,故B错误;
C.碳酸氢钠碱性较弱,没有腐蚀性,能与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,用于治疗胃酸过多,但快速生成的二氧化碳能增加胃内压强,所以胃溃疡患者不宜服用,故C正确;
D.90%(体积分数)的乙醇溶液能在病菌表面生成保护膜,导致杀菌效果变弱,75%(体积分数)的乙醇溶液消毒效果最好,常用作消毒剂,故D错误;
故选:C。
10.(21-22高一下·湖南常德·期末)能够在人体血管中通行的药物分子运输车——“纳米药物分子运输车”在中国科学院上海硅酸盐研究所研制成功,该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果,其结构如图所示。下列有关说法错误的是
A.包装上印“OTC”标识的药物为非处方药
B.油脂、蔗糖等这类含碳化合物属于有机物
C.分散质粒子直径在1~100nm的分散系为胶体,该“运输车”分散于水中所得的分散系不属于胶体
D.该“运输车”中铁元素的价态为+3价
【答案】D
【详解】A.“OTC”代表非处方药,R代表处方药,A正确;
B.油脂、蔗糖均含碳元素,不根据其组成和结构特点,属于有机物,B正确;
C.该"纳米药物分子车”的直径为20Onm,而胶体分散质粒子直径为1~100nm,所以该"纳米药物分子车"分散于水中所得的分散系不属于胶体,C正确;
D.由图可知,该有机物中含有四氧化三铁,其中有+2价和+3价铁,D错误;
故选D。
考向3 环境保护
11.(22-23高一下·湖南益阳桃江县·期末)“山水桃花江,天下美人窝”,桃江的城市发展离不开环境保护。下列说法错误的是
A.充分建设城市管网,防范生活污水、工业废水流入资江
B.大力发展清洁能源,合理建设风能、太阳能等发电设施
C.加高工厂烟囱,工业废气排入高空,减少净化成本
D.积极践行垃圾分类,回收金属、塑料、玻璃等垃圾
【答案】C
【详解】A.生活污水、工业废水中含有污染水源、土壤、大气的污染性物质,需进行集中处理,所以应充分建设城市管网,防范生活污水、工业废水流入江河,A正确;
B.为营造青山绿水的宜居环境,应减少化石燃料的使用,从而减少SO2、NOx、CO2等气体的排放,大力发展清洁能源,合理建设风能、太阳能等发电设施,B正确;
C.加高工厂烟囱,工业废气排入高空,并未减少大气污染物,只是将一个地区的污染转嫁给另一地区,所以并未减少净化成本,C错误;
D.垃圾也是可以利用的自然资源,积极践行垃圾分类,回收金属、塑料、玻璃等垃圾,可有效利用垃圾资源,减少能源浪费,D正确;
故选C。
12.(21-22高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)化肥和农药对农业的增产、增收起重要作用,但施用不当也会给人类和环境带来危害。下列关于化肥或农药的施用描述不正确的是
A.对于已结块的硝酸铵,敲击粉碎后施用
B.磷肥的大量施用可能造成水体富营养化
C.复合肥料能同时均匀地供给作物几种养分,肥效高
D.有害农药的滥用会导致粮食、果品、蔬菜等的污染
【答案】A
【详解】A.硝酸铵受热易分解,经高温或猛烈撞击后易发生爆炸,故硝酸铵结块,不能采用敲击的方式粉碎,应将其溶于水后使用,故A错误;
B.磷肥的大量施用,可能使水体中含有大量磷元素,造成水体富营养化,故B正确;
C.复合肥含有N、P、K元素,肥效高,故C正确;
D.害虫被农药杀死,果蔬会残留毒药,造成污染,故D正确;
故选A。
13.(21-22高一下·湖南衡阳部分校·期末)化学与人体健康及环境保护息息相关。下列实际生活、生产、科研活动合理且评价正确的是
选项
实际生活、生产、科研活动
评价
A
将废旧电池深挖掩埋
不会造成环境污染
B
将有机物中的原子换为原子
有利于降低碳排放
C
将废旧塑料制品焚烧以回收热能
有利于节约能源
D
制作水果罐头时加入适量维生素C
有利于减慢水果罐头氧化变质的速率
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.将废旧电池深挖掩埋会污染水体和土壤,会造成环境污染,故A错误;
B.将有机物中的原子换为原子不能减少二氧化碳的排放,对碳排放无影响,故B错误;
C.将废旧塑料制品焚烧会生成有害的物质造成环境污染,故C错误;
D.制作水果罐头时加入适量维生素C,维生素C的还原性强,可以减慢水果罐头氧化变质的速率,故D正确;
故选D。
14.(23-24高一下·湖南长沙长郡中学·期末)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
【答案】D
【详解】A.是红棕色且有刺激性气味的气体,而是无色有刺激性气味的气体,A错误;
B.汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物,如NOx和CO等,B错误;
C.氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态,且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料,不能直接吸收空气中的氮氧化物,C错误;
D.工业废气中的可采用石灰法进行脱除,如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理,D正确;
故选D。
15.(23-24高一下·湖南长沙明德中学·期末)我国重点城市近年来已发布“空气质量日报”.下列物质中不列入污染指数的是( )
A.二氧化硫 B.二氧化氮 C.二氧化碳 D.可吸入颗粒物
【答案】C
【详解】二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物都是空气主要污染物,对人体有害,列入空气污染指数中,虽然二氧化碳可导致温室效应,但不列入污染指数。
答案选C。
考向4 绿色化学
16.(22-23高一下·湖南益阳桃江县·期末)科学、安全、有效地使用化学品是每一位生产者和消费者的责任和要求。下列相关说法错误的是
A.非处方药的包装上印有“OTC”标识
B.合理施用化肥要考虑化肥本身性质、土壤酸碱性、作物营养状况等因素
C.谷氨酸钠是一种常见的食品添加剂,其主要作用是防腐
D.农药向着高效、低毒和低残留的方向发展
【答案】C
【详解】A.处方药的包装上印有“R”标识,非处方药的包装上印有“OTC”标识,A正确;
B.合理施用化肥时,首先要研究作物的营养状况,然后要考虑化肥本身性质、土壤酸碱性等因素,化肥的用量也是不可忽视的因素,B正确;
C.谷氨酸钠是味精的主要成分,属于常见的食品添加剂,其主要作用是增鲜,C错误;
D.使用农药的目的,是杀死虫害,并治疗、预防植物的疾病,同时还要考虑对农作物、果实的影响,总之,农药的使用,应向着高效、低毒和低残留的方向发展,D正确;
故选C。
17.(22-23高一下·湖南长沙部分名校·期末)绿色化学的核心是反应过程的绿色化,即要求原料物质中参与反应的所有原子完全被利用且全部转入期望的产品中,下列过程不符合这一思想的是
A.氯乙烯合成聚氯乙烯
B.甲烷和氯气在光照条件下反应
C.甲烷和CO合成乙酸乙酯:
D.烯烃与水煤气发生的羰基合成反应:
【答案】B
【详解】
A.氯乙烯合成聚氯乙烯:nCH2=CHCl→,产物只有聚氯乙烯一种,即原子的利用率为100%,符合“绿色化学”的思想,A不符合题意;
B.甲烷和氯气在光照条件下反应会生成多种产物,不符合“绿色化学”的思想,B符合题意;
C.该反应产物只有CH3COOCH2CH3一种,即原子的利用率为100%,符合“绿色化学”的思想,C不符合题意;
D.该反应产物只有RCH2CH2CHO一种,即原子的利用率为100%,符合“绿色化学”的思想,D不符合题意;
故选B。
18.(21-22高一下·湖南长郡中学·期末)“绿色化学”的主要内容之一是从技术、经济上设计可行的化学反应,使原子充分利用,不产生污染物。下列化学反应不符合“绿色化学”理念的是
A.制氯乙烷:CH2=CH2+HClCH3CH2Cl
B.制甲基丙烯酸甲酯:CH3C≡CH+CO+CH3OHCH2=C(CH3)COOCH3
C.制环氧乙烷:2CH2=CH2+O22
D.制Cu(NO3)2:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
【答案】D
【详解】A.CH2=CH2+HClCH3CH2Cl反应制氯乙烷,产物只有一个,原子利用率充分,符合“绿色化学”理念,A项正确;
B.CH3C≡CH+CO+CH3OHCH2=C(CH3)COOCH3反应制甲基丙烯酸甲酯,产物只有一个,原子利用率充分,符合“绿色化学”理念,B项正确;
C.2CH2=CH2+O22反应制环氧乙烷,产物只有一个,原子利用率充分,符合“绿色化学”理念,C项正确;
D.用铜和硝酸反应制备硝酸铜,同时生成二氧化氮和水,原子利用率不充分,产生污染物,不符合“绿色化学”理念,D项错误;
答案选D。
19.(21-22高三下·湖南长沙雅礼中学·期末)化学科学与技术在宇宙探索、改进生活、改善环境与促进发展方面均发挥着关键性的作用。下列说法正确的是
A.指南针是我国古代的四大发明之一,制造指南针的磁性物质是FeO
B.湖南苗族银饰和江西景德镇彩瓷是我国特有的文化产品,其主要成分均为金属材料
C.人工合成淀粉不仅有利于解决人类的温饱问题,也有利于实现“碳中和”
D.北斗导航专用ASIC硬件结合国产处理器打造出的一颗真正意义的“中国芯”,其主要成分为SiO2
【答案】C
【详解】A.制造指南针的磁性物质是Fe3O4,故A错误;
B.苗族银饰和景德镇彩瓷是我国特有的文化产品,苗族银饰的主要成分为金属材料,而景德镇彩瓷的主要成分为无机非金属材料,故B错误;
C.二氧化碳与氢气合成淀粉,可以将二氧化碳回收利用并转化为有机物,因此人工合成淀粉不仅有利于解决人类的温饱问题,也有利于实现“碳中和”,故C正确;
D.硅属于半导体材料,芯片的主要成分为晶体Si,故D错误;
故选C。
20.(18-19高一下·湖南长沙县第九中学·期末)“绿色化学”是21世纪化学发展的主要方向。“绿色化学”要求从根本上消除污染,它包括“原料的绿色化”、“化学反应的绿色化”、“产物的绿色化”等内容。其中“化学反应的绿色化”要求反应物中所有的原子完全被利用且全部转入期望的产品中。下列制备方案中最能体现化学反应的绿色化的是
A.乙烷与氯气光照制备一氯乙烷 B.乙烯催化聚合为聚乙烯高分子材料
C.以铜和浓硫酸共热制备硫酸铜 D.苯和液溴在催化剂条件下制取溴苯
【答案】B
【详解】A. 乙烷与氯气光照制备一氯乙烷是取代反应,还会生成二氯乙烷,三氯乙烷等和氯化氢,不符合化学反应的绿色化要求,故A错误;
B. 乙烯催化聚合全部生成聚乙烯,符合化学反应的绿色化要求,故B正确;
C. 以铜和浓硫酸共热制备硫酸铜,还会生成二氧化硫和水,不符合化学反应的绿色化要求,故C错误;
D. 苯和液溴在催化剂条件下制取溴苯是取代反应,还会生成溴化氢,不符合化学反应的绿色化要求,故D错误;
故选:B。
1.(23-24高一下·湖南长沙长郡中学·期末)空气吹出法是目前“海水提溴”的主要方法之一,其工艺流程如图示。下列说法不正确的是
A.步骤④中可用亚硫酸钠溶液代替SO2
B.步骤③说明Br2具有挥发性
C.步骤②中氧化0.3molBr-理论上消耗3.36L氯气
D.步骤④⑤是为了溴富集
【答案】C
【分析】苦卤中含有溴离子,在酸性条件下通入氯气,可发生置换反应生成溴单质,吹入空气,将溴单质分离出来,然后溴单质与二氧化硫发生反应生成HBr和硫酸,再通入氯气,生成溴单质,然后通过蒸馏、分液得到液溴。
【详解】A.Na2SO3也可以被溴氧化,吸收溴,故步骤④中可用亚硫酸钠溶液代替SO2,A项正确;
B.可用空气吹出Br2,则步骤③说明Br2具有挥发性,B项正确;
C.氯气存在温度压强未知,无法判断氯气的体积,C项错误;
D.步骤③已将Br2吹出,步骤④又重新用SO2的水溶液吸收Br2,步骤⑤再用氯气将HBr氧化为Br2,故步骤④⑤的目的是提高溴的含量,即富集溴,D项正确;
故选C。
2.(23-24高一下·湖南长沙实验中学·期末)CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是( )
A.途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3:2
B.相对于途径①、③,途径②更好地体现了绿色化学思想
C.1molCuSO4在1100℃所得混合气体X中O2可能为0.75mol
D.Y可以是葡萄糖溶液
【答案】C
【详解】A、根据反应式3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O可知,硫酸与硝酸的物质的量之比是3︰2,选项A正确;
B、途径①③中均生成大气污染物,而②没有,所以选项B正确;
C、1mol硫酸铜可以生成0.5mol氧化亚铜,转移1mol电子,所以生成0.25mol氧气,选项C不正确;
D、醛基能被新制的氢氧化铜悬浊液氧化,生成氧化亚铜,葡萄糖含有醛基,D正确;
所以正确的答案选C。
3.(19-20高一下·湖南长沙·期末)下列过程属于化学变化的是
A.海水的蒸馏 B.石油的分馏
C.煤的干馏 D.丁烷的液化
【答案】C
【详解】A.海水的蒸馏是将水的沸点较低,通过加热使水变化水蒸气然后冷凝得到蒸馏水的过程,没有新物质产生,发生的是物理变化,A不符合题意;
B.石油的分馏是分离互溶的沸点不同的液体混合物的过程,在这个过程中没有新物质产生,因此发生的是物理变化,B不符合题意;
C.煤的干馏是将煤隔绝空气加强热,使之分解的过程,由于产生了新的物质,因此发生的变化属于化学变化,C符合题意;
D.丁烷的液化是将气态丁烷加压降温变为液态,没有新物质产生,发生的是物理变化,D不符合题意;
故合理选项是C。
4.(23-24高一下·湖南长沙第一中学·期末)中华传统文化中蕴含着丰富的化学知识。下列说法错误的是
A.“零落成泥碾作尘,只有香如故”中的“香”体现了分子是由原子构成的
B.《本草纲目》中“用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器承滴露”,涉及的操作是蒸馏
C.《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”,涉及的反应是分解反应和化合反应
D.李商隐的《无题》诗句中的“春蚕到死丝方尽”中的蚕丝的主要成分是蛋白质
【答案】A
【详解】A.香,体现了物质的挥发性,说明物质的沸点低,易挥发,说明分子在不断的运动,不能体现分子由原子构成,故A错误;
B.由“蒸令气上”可知,与混合物沸点有关,蒸馏分离混合物,故B正确;
C.丹砂(HgS)烧之成水银---即红色的硫化汞(即丹砂)在空气中灼烧有汞生成,反应的化学方程式为:HgSHg+S,此为分解反应;积变又还成了丹砂——即汞和硫在一起又生成硫化汞,反应的化学方程式为:Hg+S=HgS,此为化合反应,故C正确;
D.蚕丝的主要成分是蛋白质,故D正确;
答案选A。
【点睛】丹砂(HgS)烧之成水银---即指红色的硫化汞(即丹砂)在空气中灼烧有汞生成;积变又还成了丹砂--汞和硫在一起又生成硫化汞,写出反应的化学方程式,然后分析。
5.(23-24高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)斯坦福大学的研究人员提出的一种基于的碳循环(如图所示),下列说法正确的是
A.图中能量转化方式只有2种
B.、均属于有机化合物
C.制取反应:的原子利用率为100%
D.利用合成燃料有利于减少对化石能源的依赖并减少碳排放
【答案】D
【详解】A. 图中能量转化方式有风能转化为电能、电能转化为化学能、化学能转化为电能等,所以能量转化方式不只是2种,故A错误;
B. 二氧化碳是碳的氧化物,属于无机物,故B错误;
C. 制取反应:,若原子利用率为100%,反应物全部转化为产品即甲醇,该反应生成了水,原子利用率未达到100%,故C错误;
D. 利用合成燃料,给人们提供了燃料,同时消耗了二氧化碳,有利于减少对化石能源的依赖并减少碳排放,故D正确;
故选D。
6.(23-24高一上·湖南长沙名校联合体·期末)下列关于合金的说法中,正确的是
A.合金的熔点一定比各成分金属的低
B.在我国使用最早的合金是钢
C.生铁的含碳量为0.03%-2%
D.稀土金属可用于生产合金
【答案】D
【来源】【浙江新东方】绍兴qw68
【详解】A.合金的熔点一般比各成分金属的低,有些合金没有固定熔点,故A错误;
B.在我国使用最早的合金是青铜,故B错误;
C.含碳量在2%~4.3%之间的铁合金属于生铁,含碳量在0.03%~2%之间的铁合金属于钢,故C错误;
D.稀土金属可用于生产合金,如Nd-Fe合金、稀土铝合金,故D正确;
选D。
7.(21-22高一下·湖南多所学校·期末)下列说法正确的是
A.从海水中提取镁:
B.自然界中不存在游离态的金属单质
C.海水淡化的方法有蒸馏法、沉淀法、电渗析法和离子交换法等
D.煤的干馏、石油的分馏和裂化均属于化学变化
【答案】A
【详解】A.海水经过石灰乳将镁离子转化为氢氧化镁沉淀,盐酸溶解氢氧化镁,然后浓缩结晶脱水得到无水氯化镁,电解熔融的氯化镁得到金属镁,A正确;
B.自然界中存在游离态的金属单质,例如Au等不活泼的金属,B错误;
C.海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等,没有沉淀法,C错误;
D.煤的干馏和石油的裂化过程中有新物质生成,均属于化学变化,石油的分馏是物理变化,D错误;
答案选A。
8.(21-22高一上·湖南长沙湖南师范大学附属中学·期末)化学在生产生活中有着广泛的应用,下列对应关系不正确的是
选项
化学性质
实际应用
A
BaCO3难溶于水
可在医疗上用作“钡餐”透视
B
NaHCO3受热分解有气体生成
可用作焙制糕点的膨松剂
C
ClO2具有强氧化性
可作自来水消毒剂
D
Fe粉具有还原性
可用于防止食品氧化变质
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.BaCO3虽然难溶于水,但易溶于胃酸(盐酸),所以不能用作“钡餐”透视,A不正确;
B.NaHCO3受热分解生成二氧化碳气体,受热后能使糕点变得膨松,所以可用作焙制糕点的膨松剂,B正确;
C.ClO2具有强氧化性,杀菌消毒能力比氯气还强,且消毒过程中不产生对人体有害的物质,所以可作自来水消毒剂,C正确;
D.Fe粉具有还原性,能吸收空气中的氧气,所以可用于防止食品氧化变质,D正确;
故选A。
9.(22-23高一上·湖南部分普通高中·期末)合金在生产生活中的应用越来越广泛,下列物质中,不属于合金的是
A.青铜 B.硬铝 C.水银 D.超级钢
【答案】C
【详解】A.青铜是铜、锡或铅的合金,故不选A;
B.硬铝是镁铝合金,故不选B;
C.水银为金属汞单质,不属于合金,故选C;
D.超级钢是含有Mn、C、Al、V等元素的铁合金,故不选D;
选C。
10.(23-24高一上·湖南长沙名校联合体·期末)化学与生产、生活、科技密切相关,下列叙述正确的是
A.“84”消毒液与洁厕灵混合使用清洁效果更好
B.乙醇汽油属于清洁能源,也属于可再生能源
C.飞船返回舱外层的高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料
D.淀粉和纤维素互为同分异构体,它们水解最终产物均是葡萄糖
【答案】C
【详解】A.“84”消毒液与洁厕灵混合使用会发生反应:ClO-+Cl-+2H+=H2O+Cl2,氯气有毒,A错误;
B.乙醇汽油是在汽油中加入一定量比例的乙醇,汽油属于化石能源,是不可再生能源,B错误;
C.高温结构陶瓷一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物在高温下烧结而成,属于新型无机非金属材料,C正确;
D.同分异构体是分子式相同结构不同的化合物,淀粉和纤维素的分子式为(C6H10O5)n,但n不同,分子式不同,淀粉和纤维素不是同分异构体,D错误;
故选C。
11.(22-23高一下·湖南永州·期末)下列变化中,属于物理变化的是
A.煤的液化 B.石油裂解 C.乙烯聚合 D.海水蒸馏制淡水
【答案】D
【详解】A.煤的液化是将煤通过化学手段转化为液体燃料,有新物质生成,属于化学变化,故不选A;
B.石油裂解是用石油分馏的产品为原料,把大分子烃断裂为乙烯、丙烯等小分子烃,有新物质生成,属于化学变化,故不选B;
C.乙烯聚合生成聚乙烯,有新物质生成,属于化学变化,故不选C;
D.海水蒸馏制淡水,没有新物质生成,属于物理变化,故选D。
选D。
12.(23-24高一上·湖南长沙名校联合体·期末)氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图)。下列叙述错误的是
A.雾和霾的分散剂相同 B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂 D.雾霾的形成与过度施用氮肥、燃料燃烧 有关
【答案】C
【分析】A.雾和霾的分散剂均为空气;B.根据示意图可知,无机颗粒物产生雾霾;C.在化学反应中能改变化学反应速率,且自身质量和化学性质在反应前后不发生改变的物质是催化剂;D.氮肥受热易分解,会释放出氨气。
【详解】A. 雾的分散剂是空气,分散质是水;霾的分散剂是空气,分散质是固体颗粒,故雾和霾的分散剂相同,A正确;
B. 由于氮氧化物和二氧化硫转化为铵盐,形成无机固体颗粒,因此雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵,B正确;
C. NH3作为反应物参与反应转化为铵盐,不是形成无机颗粒物的催化剂,C错误;
D.由图可知,燃料燃烧产生颗粒物,进而形成雾霾;氮肥受热分解产生氨气,氨气参与反应产生铵盐,形成无机颗粒,故雾霾的形成与过度施用氮肥、燃料燃烧有关,D正确;
答案为C。
【点睛】结合示意图的转化关系明确雾霾的形成原理是解题的关键,氨气作用的判断是解题过程中的易错点,要注意循环中的变量和不变量。
13.(22-23高一下·湖南长沙长沙县、望城区、浏阳·期末)为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机。有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是
A.该构想只涉及了太阳能与电能的转换
B.氢能源是一次能源,目前已被普遍使用
C.氢气不易贮存和运输,所以无开发利用价值
D.发展氢能源可减少温室气体排放,符合“绿色化学”
【答案】D
【详解】A.由图可知,该过程的能量变化为:太阳能转化为化学能,化学能转化为电能,A错误;
B.氢能源是一次能源,但是开发氢能源需要更多的能量和较高的技术,所以目前氢能源还没有被普遍使用,B错误;
C.氢气不易贮存和运输,但是其热值高,产物环保,所以具由开发利用价值和应用前景,C错误;
D.氢气作为能源,其产物为水,不污染环境,所以发展氢能源可减少温室气体排放,符合“绿色化学”,D正确;
故选D。
14.(22-23高一下·湖南衡阳三校·期末)海洋中有丰富的资源,下图为海水利用的部分过程。下列有关说法正确的是
A.由反应①可知:相同温度下,NaHCO3的溶解度大于Na2CO3
B.MgCl2溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶可获得MgCl2·6H2O
C.反应②的离子方程式为:Br2+SO2+2H2O=SO42—+2Br—+4H+
D.粗盐中含有的Mg2+、SO42—等杂质离子,可通过依次加入BaCl2溶液、NaOH溶液、盐酸等试剂加以去除
【答案】BC
【详解】A. 相同温度下,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,反应①能够发生的原因是NaHCO3在饱和食盐水中的溶解度较小,故A错误;
B. 氯化镁溶液通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥可以得到六水氯化镁晶体,故B正确;
C. 反应②为溴与二氧化硫水溶液发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸,反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O=SO42—+2Br—+4H+,故C正确;
D.依次加入氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、盐酸等试剂无法除去溶液中过量的氯化钡,除去粗盐中含有的Mg2+、SO42—等杂质离子应该依次加入氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、盐酸,故D错误;
故选BC。
【点睛】加入氯化钡溶液的目的是除去粗盐溶液中的硫酸根,依次加入氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、盐酸等试剂无法除去溶液中过量的氯化钡,还应该加入碳酸钠溶液除去过量的氯化钡是解答难点。
15.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)阿司匹林(乙酰水杨酸)具有解热镇痛的作用,是家中常备药,其合成原理如图所示:
下列说法错误的是
A.阿司匹林的分子式为,该药物属于OTC药物可以长期服用
B.水杨酸可以发生酯化反应、加成反应
C.可以用碳酸氢钠溶液区别水杨酸和阿司匹林
D.阿司匹林与布洛芬(退烧)药物不能同时服用
【答案】AC
【详解】A.阿司匹林的分子式为,该药物属于OTC药物,仍需在医生指导下进行服用,不可以长期服用,故A错误;
B.水杨酸苯环可以与氢气发生加成反应,羧基可以发生酯化反应,故B正确;
C.水杨酸和阿司匹林均含有羧基,与碳酸氢钠溶液均能产生二氧化碳气体,不能用于区别二者,故C错误;
D.阿司匹林与布洛芬(退烧)两者都有解热镇痛的效果,故药物不能同时服用,故D正确。
答案为:AC。
16.(23-24高一下·湖南长沙八校·期末)从海水中不仅可以获得淡水,而且可按如图工艺流程提取溴和镁。
回答下列问题:
(1)海水淡化的方法有 (任写一点)。
(2)X是一种黄绿色气体,X为 (填化学式)。工业上常采用电解饱和食盐水的方法来制备X,写出反应的化学方程式: 。
(3)检验某NaCl溶液中是否混有的方法是 。
(4)热空气或水蒸气吹出,利用了溴的 性,溴单质与热的纯碱溶液反应有气体生成,该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
(5)步骤(3)发生反应的离子方程式为 。
(6)工业上常通过电解来制备Mg,而不是电解MgO,其原因是 。
【答案】(1)蒸馏法(或电渗析法或离子交换法或反渗透法)
(2)
(3)取少量溶液于洁净的试管中,滴加盐酸酸化,再滴加氯化钡溶液,若未产生白色沉淀,说明不含硫酸根离子,反之,混有硫酸根离子
(4) 挥发
(5)
(6)氧化镁的熔点高,电解熔融的氧化镁能耗高
【分析】海水经过淡化得到氯化钠晶体、淡水、和卤水,卤水中有,电解饱和食盐水得到氯气与卤水反应置换出溴得到低浓度的溴水,用热空气吹出并用热的纯碱溶液吸收得到溴化钠和溴酸钠的溶液,最后用硫酸酸化得到溴单质;贝壳的成分是碳酸钙加热分解得到氧化钙,CaO与水反应生成石灰乳,石灰乳与卤水中的Mg2+作用生成氢氧化镁沉淀,氢氧化镁加入盐酸溶解得到氯化镁溶液,经过脱水得到无水氯化镁,最后电解熔融的氯化镁得到Mg单质。
【详解】(1)海水淡化的方法有蒸馏、电渗析、反渗透法、离子交换等;
(2)黄绿色气体是氯气,化学式为Cl2 ,电解饱和的食盐水的离子方程式为:;
(3)检验硫酸根离子的方法是:取少量溶液于试管中,先加入盐酸酸化没有现象,排除的干扰,再加入氯化钡溶液,若有白色沉淀生成即证明有硫酸根离子;
(4)溴易挥发,步骤(2)通入热空气或水蒸气吹出,就是利用溴的挥发性;与碳酸钠反应离子方程式为,只有Br元素的化合价变化,且1个Br失去电子与5个Br得到电子相等,则氧化产物与还原产物物质的量之比为1:5;
(5)步骤(3)为和发生归中反应生成,发生反应的离子方程式;
(6)工业上常通过电解来制备Mg,而不是电解MgO,其原因是氧化镁的熔点高,电解熔融的氧化镁能耗高。
17.(19-20高一下·湖南长沙长沙县第九中学·期末)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以下实验:
请填写下列空白:
(1)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架、泥三角外,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、酒精灯
(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⑤中,某学生选择用苯来提取碘的理由是 。
(4)步骤④反应的离子方程式是 。
【答案】 BD 过滤 蒸馏 苯与水互不相溶;碘在苯中的溶解度比在水中大 2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O
【分析】海带在坩埚中进行灼烧后,加入少量水进行溶解、过滤,得到含有碘离子的溶液;再向溶液中加入二氧化锰和硫酸制取碘单质,再加入苯进行萃取,利用分液漏斗进行分液,再进行蒸馏分离碘和苯。
【详解】(1)在坩埚中灼烧海带,需要用酒精灯进行加热,答案为BD;
(2)步骤③为固液分离,用过滤的方法进行;步骤⑥为从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,利用两物质的沸点不同进行分离,操作方法为蒸馏;
(3)萃取时,使用的溶剂为与水互不相溶也不反应,且溶质在此溶剂的溶解度较大;
(4)碘离子与二氧化锰、氢离子反应生成二价锰离子、碘单质和水,离子方程式为2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O。
18.(19-20高一下·湖南常德·期末)实验室模拟海水提溴的主要实验步骤如下,请按要求回答下列问题:
(1)浓缩氧化:向酸化的浓缩海水中通入氯气,使澳离子转化为溴单质,离子方程式为 ;
(2)富集提取:通入空气和水蒸气,将溴单质吹入盛有二氧化硫的溶液充分反应后再通入适量的氯气,最后用苯萃取分液可得粗溴。萃取分液时可选用以下实验装置中的 (填字母序号),萃取剂还可选用 (任填一种试剂);
(3)产品精制:可用下图装置精制粗溴:
①仪器A的名称 ;
②图中冷却水应从B的 (填“a”或“b”)口进入;
③装置D中NaOH溶液的作用是 。
【答案】 Cl2+2Br-=Br2+2Cl- B 四氯化碳 蒸馏烧瓶 b 吸收溴蒸气,防止污染环境
【分析】根据氯气的氧化性比溴强;根据萃取原理选择装置;根据溴能和NaOH溶液反应的性质分析解答。
【详解】(1)浓缩氧化,向酸化的浓缩海水中通入氯气,氯气使溴离子转化为溴单质,其反应的离子方程式为:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,故答案为:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;
(2)富集提取:萃取分液需要用到分液漏斗,所以实验装置为B,萃取剂常用的是苯和四氯化碳,萃取剂还可选用的是四氯化碳:故答案为:B;四氯化碳;
(3)①仪器A是蒸馏烧瓶,故答案为:蒸馏烧瓶;
②冷凝管的进水方向是下进上出,保证冷凝效果最佳,故答案为:b;
③粗溴在蒸馏后会以溴蒸气的形式出来,溴蒸气有毒,污染环境,需要尾气处理装置,装置D中NaOH溶液的作用是吸收溴蒸气,防止污染环境,故答案为:吸收溴蒸气,防止污染环境。
19.(20-21高一下·湖南A佳大联考�·期末)海洋资源的利用具有广阔前景。
(1)无需经过化学变化就能从海水中获得的物质是 (填序号)。
A.食盐 B.淡水 C.烧碱 D.纯碱 E.溴
(2)大量的镁从海水中提取,一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
工业上常用“沉镁”物质X的是 ,“氯化”过程中的气态副产物常用作还原剂,“氯化”发生的化学方程式是 。
(3)海带中含有碘元素。实验室提取碘的步骤如下所示:
①灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是 。海带灰中含有硫酸镁、碳酸钠等,在实验步骤 (填序号)中实现与碘分离。
②写出步骤④反应的离子方程式 。
【答案】 AB 石灰乳(或生石灰) 坩埚 ⑤ ;
【分析】苦卤水经过与石灰乳反应的到氢氧化镁沉淀,煅烧后的到氧化镁,氧化镁与氯气和碳高温下生成氯化镁和一氧化碳,据此分析解题。
【详解】(1)直接经过蒸馏可得到淡水,经过蒸发、结晶可得食盐,所以选择AB;
(2)工业上常用石灰乳沉淀镁离子,将其转化为氢氧化镁;“氯化”过程中生成和CO气体,化学方程式为:
(3)①灼烧固体要用坩埚;
碘难溶于水而易溶于四氯化碳,加入四氯化碳萃取,碘溶于四氯化碳使盐与碘分离。
②酸性过氧化氢溶液可将碘离子氧化成碘单质,离子方程式为:;
20.(20-21高一下·湖南长沙长郡中学·期末)海洋是一个巨大的化学资源宝库,请回答下列问题:
Ⅰ.综合利用海水资源可以制备氯化铵、纯碱、金属镁等物质,其流程如图:
(1)反应①~⑤中,属于氧化还原反应的是 (填序号)。
(2)X溶液中的主要阳离子是和 。
(3)粗盐中含、、一等杂质,需要提纯后才能综合利用。粗盐提纯的步骤有:
①加入过量的溶液
②加入过量的溶液
③加入过量的溶液
④加入盐酸调节溶液至中性
⑤溶解
⑥过滤
⑦蒸发
正确的操作顺序是 (填字母)。
A.⑤②③①④⑥⑦ B.⑤①②③⑥④⑦
C.⑤②①③④⑥⑦ D.⑤③②①⑥④⑦
Ⅱ.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以下实验:
(1)从海带中提取碘元素的步骤中,选用的实验仪器不需要都用到的是 。
A.海带灼烧灰化,选用①②⑧
B.加水浸泡加热,选用②④⑦
C.过滤得到滤液,选用④⑤⑦
D.萃取和分液,选用③④⑥
(2)步骤④的离子方程式: 。
(3)已知:,氯气既可以氧化,也可以氧化。往溶液中通入8.96 L(标准状况),反应完成后,溶液中有被氧化,则原溶液的物质的量浓度为 。
【答案】 ⑤ D D
【分析】饱和氯化钠溶液中通入氨气、二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,过滤,加热碳酸氢钠分解为碳酸钠、二氧化碳、水;提取粗盐后的母液中加入石灰乳,氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀,过滤出氢氧化镁固体,氢氧化镁和盐酸发生复分解反应得到氯化镁溶液,蒸发浓缩、冷却结晶得到,在氯化氢气流中加热得到无水,电解熔融氯化镁得到金属镁;
【详解】(1)反应①是氯化镁和氢氧化钙发生复分解反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙;反应②是氢氧化镁和盐酸发生复分解反应得到氯化镁和水;③是蒸发氯化镁溶液、冷却结晶得到;④是在氯化氢气流中加热得到无水,反应⑤是电解熔融氯化镁得到金属镁和氯气,反应⑤中镁、氯元素化合价有变化,属于氧化还原反应的是⑤。
(2) 饱和氯化钠溶液中通入氨气、二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,X溶液中的主要阳离子是和。
(3)①加入过量的溶液目的是除去以及剩余的,为不引入新杂质,加入溶液后再加;
②加入过量的溶液目的是除去;
③加入过量的溶液目的是除去;
④加入盐酸调节溶液至中性,目的是除去、OH-,为不引入新杂质,需要过滤后加盐酸;⑤溶解;⑥过滤;⑦蒸发得到纯氯化钠固体;所以正确的操作顺序是⑤③②①⑥④⑦,选D。
Ⅱ. (1) A.海带灼烧灰化装置是,需要坩埚、泥三角、酒精灯,选用①②⑧,故不选A;
B.加水浸泡加热需要烧杯、玻璃棒、酒精灯,选用②④⑦,故不选B;
C.过滤得到滤液,过滤装置是,选用④⑤⑦,故不选C;
D.萃取和分液,装置图是,选用④⑥,不需用试管,故选D;
(2)步骤④是在酸性条件下用MnO2把碘离子氧化为碘单质,反应的离子方程式是;
(3) 根据反应,可知还原性:,溶液中通入氯气,氯气先氧化I-,往溶液中通入8.96 L(标准状况),反应完成后,溶液中有被氧化,设原的物质的量为xmol,则的物质的量是xmol、I-的物质的量是2xmol,根据,氧化I-消耗氯气xmol,溶液中有被氧化,被氧化的为,根据,氧化消耗氯气,则,x=0.32mol,原溶液的物质的量浓度为。
21.(22-23高一下·湖南长沙长郡中学·期末)以某含硅废石(含SiO278%,Al2O313%、MgO9%)为原料,工业上采用以下工艺回收Si、Al、Mg。
(1)为提高酸浸效率,可采取的措施是 。
(2)请写出矿渣焙烧的化学方程式: ,如在焙烧的过程中加入的焦炭过量,烧渣中除Si、C还可能存在的物质是 。
(3)由精硅的回收路径可知,SiHCl3的沸点 (“高”或“低”),路径中可循环使用的物质是 。
(4)试剂a最好选 ,从中回收铝单质的系列操作与从氢氧化镁中提取Mg (填“相似”或“不相似”),其理由是 。
【答案】(1)粉碎含硅废石、增大盐酸浓度等
(2) SiC
(3) 低 H2和HCl
(4) CO2 不相似 氢氧化铝中获得铝只需要将氢氧化铝加热分解后电解熔融氧化铝即可
【分析】含硅废石中含有二氧化硅、氧化铝和氧化镁,加盐酸酸浸,氧化铝转化为铝离子,氧化镁转化为镁离子,二氧化硅不与盐酸反应,矿渣为二氧化硅,二氧化硅与C高温下反应生成Si和CO,烧渣为粗硅,粗硅再与HCl300℃下反应生成SiHCl3,SiHCl3中通入H2高温下反应生成Si和HCl,此时生成的硅为精硅。浸取液中含有铝离子和镁离子,加入碱,Al3+转化为,Mg2+转化为Mg(OH)2,滤液中加入试剂a,偏铝酸根离子转化为氢氧化铝,a最好为二氧化碳,氢氧化铝加热分解生成氧化铝,氧化铝熔融情况下电解生成Al。氢氧化镁中加入盐酸生成氯化镁溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作得到无水氯化镁,最后电解熔融氯化镁得到Mg。
【详解】(1)为提高酸浸效率,可采取的措施为粉碎含硅废石,增大盐酸浓度等。
(2)矿渣成分为SiO2,SiO2与C高温下反应生成Si和CO,化学方程式为,C和Si高温下反应生成SiC,若焙烧过程中加入的焦炭过量,则剩余的C与生成的Si反应生成SiC,烧渣中除了Si、C还可能有SiC。
(3)Si和HCl300℃条件下反应生成SiHCl3,冷凝即可得到SiHCl3,说明300℃时SiHCl3为气态,则SiHCl3的沸点较低,粗硅和HCl反应生成SiHCl3和H2,SiHCl3与H2反应生成精硅和HCl,则前一步骤生成的氢气可用于后一步骤,后一步骤生成的HCl可用于前一步骤,可循环使用的物质是H2和HCl。
(4)偏铝酸根离子转化为氢氧化铝需要加入弱酸,若加入强酸,则氢氧化铝会重新溶解生成铝离子,因此试剂a最好为CO2,从氢氧化铝中回收单质铝操作为将氢氧化铝加热分解生成氧化铝,再电解熔融的氧化铝生成Al,而从氢氧化镁中提取Mg操作为加入HCl将氢氧化镁转化为氯化镁,再经过系列操作得到无水氯化镁,最后电解熔融的氯化镁得到Mg,两者操作不相似。
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专题06 化学与可持续发展
内容概览
考向1 自然资源的开发利用
考向2 化学品的合理使用
考向3 环境保护
考向4 绿色化学
考向1 自然资源的开发利用
1.(23-24高一下·湖南湖南师范大学附属中学·期末)工业上以某种Al2O3矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图。下列对该工艺流程的判断正确的是
A.试剂X可以为盐酸,沉淀中含有铁的化合物
B.反应Ⅱ中,CO2也可换成稀硫酸、稀盐酸
C.反应Ⅱ的离子方程式为
D.工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al,成本更低
2.(23-24高一下·湖南重点中学四校联考·期末)海洋中蕴藏着大量的化学资源,海水的综合利用示意图如下,下列有关说法正确的是
A.海水提溴工艺中“吹出”和“吸收”两个步骤的目的是富集溴
B.工业电解饱和食盐水制备金属钠与氯气
C.向海水中先通入,再通入来制备纯碱
D.利用高分子反渗透膜可将海水淡化,但是用传统的蒸馏法淡化更加节能
3.(23-24高一下·湖南郴州·期末)下列常见金属的冶炼原理中不合理的是
金属
冶炼原理
A
Fe
Fe2O3 +3CO2Fe+3CO
B
Hg
2Hg2Hg+O2
C
Al
2AlCl3(熔融)2Al+3Cl2
D
Na
2NaCl(熔融)2Na+3Cl2
A.A B.B C.C D.D
4.(22-23高一下·湖南长郡中学·期末)某学习小组按如下实验过程证明了海带中存在碘元素:
下列说法不正确的是
A.步骤①需要将干海带放入蒸发皿中灼烧
B.步骤②中发生反应的离子方程式为2I-+2H++H2O2=I2+2H2O
C.步骤③操作后,观察到试管中的溶液变为蓝色,则可说明海带中含有碘元素
D.若步骤②仅滴加稀硫酸后通入氧气,则步骤③操作后,试管中的溶液也变成蓝色
5.(22-23高一上·湖南长沙铁路一中·期末)下列冶炼方法中,不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是( )
A.铝粉和Fe2O3共热 B.加热HgO
C.电解熔融的MgCl2 D.氢气通入Al2O3并加热
考向2 化学品的合理使用
6.(23-24高一下·湖南长沙长郡中学·期末)下列说法不正确的是
A.阿司匹林是一种天然药物,化学名称为乙酰水杨酸
B.味精是一种常用的增味剂,其化学名称为谷氨酸钠
C.抗坏血酸(即维生素C)能被氧化为脱氢抗坏血酸而发挥抗氧化作用
D.最理想的“原子经济性反应”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物
7.(22-23高一下·湖南益阳桃江县·期末)下列关于硫的化合物叙述正确的是
A.Na2SO3能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.SO2有毒,不能用作食品添加剂
C.标准状况下,1molSO2和1molSO3的体积相同
D.浓硫酸具有强氧化性,不能用来干燥SO2
8.(22-23高一下·湖南长沙宁乡·期末)化学与生产、生活、社会发展息息相关,下列说法错误的是
A.“鲲龙”水陆两栖飞机实现海上首飞,其所用燃料航空煤油是石油分馏产品
B.氨容易液化,且液氨汽化时吸收大量的热,因此,液氨可以用作制冷剂
C.歼20战斗机采用大量先进复合材料、铝锂合金等,铝锂合金属于金属材料
D.是一种有毒的气体,因此不能用作食品添加剂
9.(22-23高一下·湖南长沙长沙县、望城区、浏阳·期末)化学与生活息息相关,下列关于化学品的应用的说法正确的是
A.亚硝酸钠具有抗腐蚀的作用,可以作为食品防腐剂
B.布洛芬是治疗新冠“阳性”患者的对症药物,定期服用布洛芬,可以预防新冠病毒的感染
C.碳酸氢钠是常见的抗酸药,主要用于治疗胃酸过多,但胃溃疡患者不宜服用
D.为了达到更好的效果,日常生活中可以使用90%(体积分数)的乙醇溶液做消毒剂
10.(21-22高一下·湖南常德·期末)能够在人体血管中通行的药物分子运输车——“纳米药物分子运输车”在中国科学院上海硅酸盐研究所研制成功,该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果,其结构如图所示。下列有关说法错误的是
A.包装上印“OTC”标识的药物为非处方药
B.油脂、蔗糖等这类含碳化合物属于有机物
C.分散质粒子直径在1~100nm的分散系为胶体,该“运输车”分散于水中所得的分散系不属于胶体
D.该“运输车”中铁元素的价态为+3价
考向3 环境保护
11.(22-23高一下·湖南益阳桃江县·期末)“山水桃花江,天下美人窝”,桃江的城市发展离不开环境保护。下列说法错误的是
A.充分建设城市管网,防范生活污水、工业废水流入资江
B.大力发展清洁能源,合理建设风能、太阳能等发电设施
C.加高工厂烟囱,工业废气排入高空,减少净化成本
D.积极践行垃圾分类,回收金属、塑料、玻璃等垃圾
12.(21-22高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)化肥和农药对农业的增产、增收起重要作用,但施用不当也会给人类和环境带来危害。下列关于化肥或农药的施用描述不正确的是
A.对于已结块的硝酸铵,敲击粉碎后施用
B.磷肥的大量施用可能造成水体富营养化
C.复合肥料能同时均匀地供给作物几种养分,肥效高
D.有害农药的滥用会导致粮食、果品、蔬菜等的污染
13.(21-22高一下·湖南衡阳部分校·期末)化学与人体健康及环境保护息息相关。下列实际生活、生产、科研活动合理且评价正确的是
选项
实际生活、生产、科研活动
评价
A
将废旧电池深挖掩埋
不会造成环境污染
B
将有机物中的原子换为原子
有利于降低碳排放
C
将废旧塑料制品焚烧以回收热能
有利于节约能源
D
制作水果罐头时加入适量维生素C
有利于减慢水果罐头氧化变质的速率
A.A B.B C.C D.D
14.(23-24高一下·湖南长沙长郡中学·期末)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
15.(23-24高一下·湖南长沙明德中学·期末)我国重点城市近年来已发布“空气质量日报”.下列物质中不列入污染指数的是( )
A.二氧化硫 B.二氧化氮 C.二氧化碳 D.可吸入颗粒物
考向4 绿色化学
16.(22-23高一下·湖南益阳桃江县·期末)科学、安全、有效地使用化学品是每一位生产者和消费者的责任和要求。下列相关说法错误的是
A.非处方药的包装上印有“OTC”标识
B.合理施用化肥要考虑化肥本身性质、土壤酸碱性、作物营养状况等因素
C.谷氨酸钠是一种常见的食品添加剂,其主要作用是防腐
D.农药向着高效、低毒和低残留的方向发展
17.(22-23高一下·湖南长沙部分名校·期末)绿色化学的核心是反应过程的绿色化,即要求原料物质中参与反应的所有原子完全被利用且全部转入期望的产品中,下列过程不符合这一思想的是
A.氯乙烯合成聚氯乙烯
B.甲烷和氯气在光照条件下反应
C.甲烷和CO合成乙酸乙酯:
D.烯烃与水煤气发生的羰基合成反应:
18.(21-22高一下·湖南长郡中学·期末)“绿色化学”的主要内容之一是从技术、经济上设计可行的化学反应,使原子充分利用,不产生污染物。下列化学反应不符合“绿色化学”理念的是
A.制氯乙烷:CH2=CH2+HClCH3CH2Cl
B.制甲基丙烯酸甲酯:CH3C≡CH+CO+CH3OHCH2=C(CH3)COOCH3
C.制环氧乙烷:2CH2=CH2+O22
D.制Cu(NO3)2:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
19.(21-22高三下·湖南长沙雅礼中学·期末)化学科学与技术在宇宙探索、改进生活、改善环境与促进发展方面均发挥着关键性的作用。下列说法正确的是
A.指南针是我国古代的四大发明之一,制造指南针的磁性物质是FeO
B.湖南苗族银饰和江西景德镇彩瓷是我国特有的文化产品,其主要成分均为金属材料
C.人工合成淀粉不仅有利于解决人类的温饱问题,也有利于实现“碳中和”
D.北斗导航专用ASIC硬件结合国产处理器打造出的一颗真正意义的“中国芯”,其主要成分为SiO2
20.(18-19高一下·湖南长沙县第九中学·期末)“绿色化学”是21世纪化学发展的主要方向。“绿色化学”要求从根本上消除污染,它包括“原料的绿色化”、“化学反应的绿色化”、“产物的绿色化”等内容。其中“化学反应的绿色化”要求反应物中所有的原子完全被利用且全部转入期望的产品中。下列制备方案中最能体现化学反应的绿色化的是
A.乙烷与氯气光照制备一氯乙烷 B.乙烯催化聚合为聚乙烯高分子材料
C.以铜和浓硫酸共热制备硫酸铜 D.苯和液溴在催化剂条件下制取溴苯
1.(23-24高一下·湖南长沙长郡中学·期末)空气吹出法是目前“海水提溴”的主要方法之一,其工艺流程如图示。下列说法不正确的是
A.步骤④中可用亚硫酸钠溶液代替SO2
B.步骤③说明Br2具有挥发性
C.步骤②中氧化0.3molBr-理论上消耗3.36L氯气
D.步骤④⑤是为了溴富集
2.(23-24高一下·湖南长沙实验中学·期末)CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是( )
A.途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3:2
B.相对于途径①、③,途径②更好地体现了绿色化学思想
C.1molCuSO4在1100℃所得混合气体X中O2可能为0.75mol
D.Y可以是葡萄糖溶液
3.(19-20高一下·湖南长沙·期末)下列过程属于化学变化的是
A.海水的蒸馏 B.石油的分馏
C.煤的干馏 D.丁烷的液化
4.(23-24高一下·湖南长沙第一中学·期末)中华传统文化中蕴含着丰富的化学知识。下列说法错误的是
A.“零落成泥碾作尘,只有香如故”中的“香”体现了分子是由原子构成的
B.《本草纲目》中“用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器承滴露”,涉及的操作是蒸馏
C.《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”,涉及的反应是分解反应和化合反应
D.李商隐的《无题》诗句中的“春蚕到死丝方尽”中的蚕丝的主要成分是蛋白质
5.(23-24高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)斯坦福大学的研究人员提出的一种基于的碳循环(如图所示),下列说法正确的是
A.图中能量转化方式只有2种
B.、均属于有机化合物
C.制取反应:的原子利用率为100%
D.利用合成燃料有利于减少对化石能源的依赖并减少碳排放
6.(23-24高一上·湖南长沙名校联合体·期末)下列关于合金的说法中,正确的是
A.合金的熔点一定比各成分金属的低
B.在我国使用最早的合金是钢
C.生铁的含碳量为0.03%-2%
D.稀土金属可用于生产合金
7.(21-22高一下·湖南多所学校·期末)下列说法正确的是
A.从海水中提取镁:
B.自然界中不存在游离态的金属单质
C.海水淡化的方法有蒸馏法、沉淀法、电渗析法和离子交换法等
D.煤的干馏、石油的分馏和裂化均属于化学变化
8.(21-22高一上·湖南长沙湖南师范大学附属中学·期末)化学在生产生活中有着广泛的应用,下列对应关系不正确的是
选项
化学性质
实际应用
A
BaCO3难溶于水
可在医疗上用作“钡餐”透视
B
NaHCO3受热分解有气体生成
可用作焙制糕点的膨松剂
C
ClO2具有强氧化性
可作自来水消毒剂
D
Fe粉具有还原性
可用于防止食品氧化变质
A.A B.B C.C D.D
9.(22-23高一上·湖南部分普通高中·期末)合金在生产生活中的应用越来越广泛,下列物质中,不属于合金的是
A.青铜 B.硬铝 C.水银 D.超级钢
10.(23-24高一上·湖南长沙名校联合体·期末)化学与生产、生活、科技密切相关,下列叙述正确的是
A.“84”消毒液与洁厕灵混合使用清洁效果更好
B.乙醇汽油属于清洁能源,也属于可再生能源
C.飞船返回舱外层的高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料
D.淀粉和纤维素互为同分异构体,它们水解最终产物均是葡萄糖
11.(22-23高一下·湖南永州·期末)下列变化中,属于物理变化的是
A.煤的液化 B.石油裂解 C.乙烯聚合 D.海水蒸馏制淡水
12.(23-24高一上·湖南长沙名校联合体·期末)氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图)。下列叙述错误的是
A.雾和霾的分散剂相同 B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂 D.雾霾的形成与过度施用氮肥、燃料燃烧 有关
13.(22-23高一下·湖南长沙长沙县、望城区、浏阳·期末)为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机。有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是
A.该构想只涉及了太阳能与电能的转换
B.氢能源是一次能源,目前已被普遍使用
C.氢气不易贮存和运输,所以无开发利用价值
D.发展氢能源可减少温室气体排放,符合“绿色化学”
14.(22-23高一下·湖南衡阳三校·期末)海洋中有丰富的资源,下图为海水利用的部分过程。下列有关说法正确的是
A.由反应①可知:相同温度下,NaHCO3的溶解度大于Na2CO3
B.MgCl2溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶可获得MgCl2·6H2O
C.反应②的离子方程式为:Br2+SO2+2H2O=SO42—+2Br—+4H+
D.粗盐中含有的Mg2+、SO42—等杂质离子,可通过依次加入BaCl2溶液、NaOH溶液、盐酸等试剂加以去除
15.(23-24高一下·湖南长沙浏阳·期末)阿司匹林(乙酰水杨酸)具有解热镇痛的作用,是家中常备药,其合成原理如图所示:
下列说法错误的是
A.阿司匹林的分子式为,该药物属于OTC药物可以长期服用
B.水杨酸可以发生酯化反应、加成反应
C.可以用碳酸氢钠溶液区别水杨酸和阿司匹林
D.阿司匹林与布洛芬(退烧)药物不能同时服用
16.(23-24高一下·湖南长沙八校·期末)从海水中不仅可以获得淡水,而且可按如图工艺流程提取溴和镁。
回答下列问题:
(1)海水淡化的方法有 (任写一点)。
(2)X是一种黄绿色气体,X为 (填化学式)。工业上常采用电解饱和食盐水的方法来制备X,写出反应的化学方程式: 。
(3)检验某NaCl溶液中是否混有的方法是 。
(4)热空气或水蒸气吹出,利用了溴的 性,溴单质与热的纯碱溶液反应有气体生成,该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
(5)步骤(3)发生反应的离子方程式为 。
(6)工业上常通过电解来制备Mg,而不是电解MgO,其原因是 。
17.(19-20高一下·湖南长沙长沙县第九中学·期末)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以下实验:
请填写下列空白:
(1)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架、泥三角外,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、酒精灯
(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⑤中,某学生选择用苯来提取碘的理由是 。
(4)步骤④反应的离子方程式是 。
18.(19-20高一下·湖南常德·期末)实验室模拟海水提溴的主要实验步骤如下,请按要求回答下列问题:
(1)浓缩氧化:向酸化的浓缩海水中通入氯气,使澳离子转化为溴单质,离子方程式为 ;
(2)富集提取:通入空气和水蒸气,将溴单质吹入盛有二氧化硫的溶液充分反应后再通入适量的氯气,最后用苯萃取分液可得粗溴。萃取分液时可选用以下实验装置中的 (填字母序号),萃取剂还可选用 (任填一种试剂);
(3)产品精制:可用下图装置精制粗溴:
①仪器A的名称 ;
②图中冷却水应从B的 (填“a”或“b”)口进入;
③装置D中NaOH溶液的作用是 。
19.(20-21高一下·湖南A佳大联考�·期末)海洋资源的利用具有广阔前景。
(1)无需经过化学变化就能从海水中获得的物质是 (填序号)。
A.食盐 B.淡水 C.烧碱 D.纯碱 E.溴
(2)大量的镁从海水中提取,一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
工业上常用“沉镁”物质X的是 ,“氯化”过程中的气态副产物常用作还原剂,“氯化”发生的化学方程式是 。
(3)海带中含有碘元素。实验室提取碘的步骤如下所示:
①灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是 。海带灰中含有硫酸镁、碳酸钠等,在实验步骤 (填序号)中实现与碘分离。
②写出步骤④反应的离子方程式 。
20.(20-21高一下·湖南长沙长郡中学·期末)海洋是一个巨大的化学资源宝库,请回答下列问题:
Ⅰ.综合利用海水资源可以制备氯化铵、纯碱、金属镁等物质,其流程如图:
(1)反应①~⑤中,属于氧化还原反应的是 (填序号)。
(2)X溶液中的主要阳离子是和 。
(3)粗盐中含、、一等杂质,需要提纯后才能综合利用。粗盐提纯的步骤有:
①加入过量的溶液
②加入过量的溶液
③加入过量的溶液
④加入盐酸调节溶液至中性
⑤溶解
⑥过滤
⑦蒸发
正确的操作顺序是 (填字母)。
A.⑤②③①④⑥⑦ B.⑤①②③⑥④⑦
C.⑤②①③④⑥⑦ D.⑤③②①⑥④⑦
Ⅱ.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以下实验:
(1)从海带中提取碘元素的步骤中,选用的实验仪器不需要都用到的是 。
A.海带灼烧灰化,选用①②⑧
B.加水浸泡加热,选用②④⑦
C.过滤得到滤液,选用④⑤⑦
D.萃取和分液,选用③④⑥
(2)步骤④的离子方程式: 。
(3)已知:,氯气既可以氧化,也可以氧化。往溶液中通入8.96 L(标准状况),反应完成后,溶液中有被氧化,则原溶液的物质的量浓度为 。
21.(22-23高一下·湖南长沙长郡中学·期末)以某含硅废石(含SiO278%,Al2O313%、MgO9%)为原料,工业上采用以下工艺回收Si、Al、Mg。
(1)为提高酸浸效率,可采取的措施是 。
(2)请写出矿渣焙烧的化学方程式: ,如在焙烧的过程中加入的焦炭过量,烧渣中除Si、C还可能存在的物质是 。
(3)由精硅的回收路径可知,SiHCl3的沸点 (“高”或“低”),路径中可循环使用的物质是 。
(4)试剂a最好选 ,从中回收铝单质的系列操作与从氢氧化镁中提取Mg (填“相似”或“不相似”),其理由是 。
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