专题08 自然资源的开发利用与绿色化学（考题猜想）（7大题型）-2024-2025学年高一化学下学期期末考点大串讲（人教版2019必修第二册）

专题08 自然资源的开发利用与绿色化学 题型一 金属的冶炼方法 题型二 从海水中提取有用物质的原理和方法 题型三 化石燃料的综合利用 题型四 化学品的合理利用 题型五 绿色化学的特点 题型六 利用化学方法处理环境污染 题型七 工艺流程综合题 题型一 金属的冶炼方法 解题要点 1.金属的冶炼方法 金属的活动顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au 金属原子失电子能力 强  →  弱 金属离子得电子能力 弱  →  强 主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 富集法 2.金属冶炼方法的选择取决于：金属在自然界中的存在状态和金属的活泼性。 （1）金属越活泼，冶炼时所需条件要求越高，在人类历史上出现相对晚一些。 （2）金属越不活泼，冶炼的方法越简单，人们使用的时间越早，所以有青铜、铁器等时代的发展历程。 【例1-1】工业上常采用热分解法冶炼的金属是 A．Na B．Al C．Fe D．Ag 【变式1-1】下列反应原理不符合金属冶炼实际情况的是 A．(熔融) B．(熔融) C． D． 【变式1-2】自然资源的开发和利用离不开化学反应，下列有关物质的制备反应正确的是 A．用FeS2为原料生产硫酸涉及反应：4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 B．通过铝热法获得金属Al：2Fe＋Al2O32Al＋Fe2O3 C．通过煤的气化获得清洁燃料的反应：C + 2H2O(g) CO2 + 2H2 D．工业上冶炼镁：2MgO(熔融) 2Mg+O2↑ 【变式1-3】化学是人类利用自然资源和应对环境问题的重要科学依据。 Ⅰ．工业上以铝土矿(主要成分为)为原料冶炼金属铝，主要步骤包括：①将粉碎后的铝土矿溶解在氢氧化钠溶液中；②向①所得溶液中通入过量二氧化碳，获得氢氧化铝固体：③使氢氧化铝脱水生成氧化铝；④…… （1）步骤①所涉及的反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应。 （2）步骤②中生成氢氧化铝的化学方程式为 。 （3）步骤④为冶炼金属铝的过程，应选择的方法是 (填序号)。 A．利用铝热反应原理还原    B．电解法    C．热分解法 Ⅱ．从某含Br—的废水中提取的过程有关实验装置如图所示，包括：过滤、氧化、萃取及蒸馏等步骤。有关物质的密度和沸点如下表所示。已知：溴易溶于四氯化碳和正十二烷。 物质 正十二烷 密度/() 3.1 1.59 0.75 沸点／℃ 58.8 76.8 216.3 在水中溶解性 微溶 难溶 难溶    （4）甲装置中发生反应的离子方程式为 ，氢氧化钠溶液的作用是 。 （5）用装置乙进行萃取操作，溴被萃取在a层中，则选用的萃取剂为 (填“四氯化碳”或“正十二烷”)。 （6）用丙装置进行蒸馏操作，先收集到的物质是 (填化学式)。 题型二 从海水中提取有用物质的原理和方法 【例2-1】海水资源综合利用过程中，下列有关说法正确的是 A．海水晒盐是利用溶质的溶解度随温度变化而变化的原理 B．海水提镁的转化为 C．用溶液吸收溴，离子方程式为 D．将氧化为时，加入过量的会使的产率降低 【例2-2】某同学依照如下图所示流程提取海带中的碘元素。 （1）步骤③分别采用的分离方法是 。 （2）步骤④中用硫酸酸化的H2O2溶液将I-转化成I2。 ①利用了H2O2的性质： (填“氧化性”或“还原性”) ②此时I-的转化率受外界因素的影响如图所示。pH=7时I-转化率几乎为0，结合离子方程式从物质性质的角度解释原因 （3）若步骤④中选择的试剂为氯气，当氯气过量时，检测到反应后的产物中含有，写出生成的离子方程式 。 （4）经步骤⑤得到含I2的CCl4溶液后，继续采取步骤⑥⑦的目的是 。 （5）步骤⑤为了得到含碘的CCl4溶液，某学生设计了以下操作步骤： ①将含碘的水溶液置于分液漏斗中 ②加入适量的CCl4 ③___________ ④打开活塞，分离出下层液体，即得到含碘的CCl4溶液 ⑤分液漏斗中上层液体，倒入回收装置中 请补全操作③ 。 （6）步骤⑦的反应中，当1mol发生反应时，转移电子的物质的量是 mol。 （7）已知：I2溶液的浓度越大吸光度越大。用色度计测得溶液的吸光度后，利用以溶液吸光度为纵坐标、碘浓度为横坐标的标准曲线图，可以得出被测溶液浓度其结果如图所示。海带灼热(灰化)时间超过40 min，测得碘的含量逐渐降低，原因是 。 【变式2-1】海水提溴的方法有多种，某提溴方法的部分工艺流程如下： 下列说法不正确的是 A．步骤②利用了溴单质易挥发的性质 B．步骤②、③起到富集的作用 C．步骤③反应后的溶液酸性减弱 D．步骤④中的反应能说明Cl的非金属性强于Br 【变式2-2】浩瀚的海洋蕴藏着丰富的化学资源。 I．从海水中获得纯净NaCl （1）NaCl的电子式为 。 （2）由粗盐水得到含少量KCl的食盐水，加入试剂顺序合理的为___________(填字母)。 A．BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→稀盐酸 B．BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→稀盐酸 C．NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→稀盐酸 D．Na2CO3溶液→BaCl2溶液→NaOH溶液→稀硫酸 （3）KCl和NaCl的溶解度随温度变化如下图： 经操作a可以得到纯净的NaCl，则操作a包含 、洗涤、干燥。 Ⅱ．从海水中获得液溴 空气吹出法是目前“海水提溴”的主要方法之一，其工艺流程如下： （4）步骤④的离子方程式： 。 （5）已知Br2的熔点是 ‒7 ˚C，沸点是58.5 ˚C，步骤⑥的蒸馏过程中，溴出口温度要控制在___________˚C(填字母)。 A．0 ~ 20 B．30 ~ 50 C．60 ~ 80 D．90 ~ 110 （6）步骤⑦中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离(已知：ρ(Br2) > ρ(H2O))。在实验室分离上述混合物的仪器名称是 ，分离时液溴从仪器的 (填“上口”或“下口”)排出。 （7）某同学测得苦卤中溴的含量是0.8 g·L-1，已知步骤①到⑥中溴共损失了25%，步骤⑦又损失了所得溴蒸汽的10%，若处理20 m3这样的苦卤，可得到液溴 mol。 【变式2-3】某研究性学习小组为了从海带中提取碘，设计并进行了如下实验： 已知：萃取是利用物质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂(萃取剂)把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来。 （1）步骤①灼烧海带时，除需要三脚架、泥三角和酒精灯外，还需要用到的实验仪器是 。 （2）步骤③的实验操作名称是 。 （3）写出步骤④反应的离子方程式 。 （4）操作⑤选用CCl4做萃取剂，原因是 (填序号)。 a．CCl4不溶于水　　　　　　　　　　　　　b．CCl4的密度比水大 c．I2在CCl4中比在水中溶解度更大　　　　　d．CCl4与碘水不反应 （5）从I2 的CCl4溶液中提取碘可用反向萃取的方法，其流程如下： ①I2的CCl4溶液加入少量6 mol·L−1 NaOH溶液，写出反应的离子方程式 。 ②操作1中应将含I2的碱溶液从仪器的 (填“上”或“下”)口倒入烧杯中。 ③上层溶液(含I-、IO)中加入几滴45%的H2SO4溶液并搅拌，溶液立即变为棕黄色，并析出碘晶体，若生成7.62g I2单质时转移 mol电子。 （6）已知：溶液中I2的浓度越大吸光度越大。 用色度计测得溶液的吸光度随海带灼热(灰化)的时间变化如图所示。当时间超过40min时，溶液的吸光度逐渐降低的原因是 。 题型三 化石燃料的综合利用 解题要点 一、蒸馏、分馏、干馏辨析 名称 定义 适用范围 变化类型 蒸馏 把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作 被蒸馏混合物中至少有一种组分为液体，各组分沸点差别越大，挥发出的物质(馏分)越纯 物理变化 分馏 对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏 多组分沸点不同的混合物在一个完整操作中分离出多种馏分 物理变化 干馏 把固态混合物(如煤、木材)隔绝空气加强热使它分解的过程 化学变化 二、裂化与裂解辨析 方法 主要原理 变化类型 目的和产物 裂化 在“加热、加压、催化剂”存在条件下，将相对分子质量大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃 化学变化 提高汽油等轻质油的产量和质量 裂解 在“700～800 ℃，甚至1 000 ℃”条件下，将长链烃断裂，得到乙烯、丙烯等气态短链烃 化学变化 生产乙烯的主要方法 三、化学“八气”辨析 名称 来源 主要成分 用途 高炉煤气 炼铁高炉 CO2、CO等 燃料 水煤气 水煤气炉 CO、H2等 燃料、化工原料 炼厂气 石油炼制厂 低级烷烃 燃料、化工原料 液化石油气 石油炼制厂 C3H8 、C4H10 燃料 油田气 油田 低级烷烃 燃料、化工原料 天然气 天然气田、油田 CH4 燃料、化工原料 裂解气 裂解炉(石油裂解) “三烯二烷” 石油化工原料 焦炉气 炼焦炉(煤干馏) H2、CH4、C2H4、CO等 燃料、化工原料 【例3-1】有关煤、石油、天然气的综合利用，下列说法正确的是 A．石油是多种烃组成的混合物 B．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料 C．石油裂解的目的是提高轻质油的产量和质量 D．石油的分馏、煤的干馏是物理变化，煤的气化和煤的液化是化学变化 【变式3-1】下列说法正确的是 A．裂化汽油和直馏汽油都可以与溴水反应使其褪色 B．煤通过气化、液化这样的物理变化可获得洁净的燃料 C．石油通过分馏得到的汽油是纯净物 D．煤通过干馏可获得焦炉气、煤焦油、焦炭等 【变式3-2】下列属于物理变化的是 ①石油的分馏    ②煤的干馏    ③煤的液化    ④海水晒盐 ⑤SO2通入品红溶液，红色褪去    ⑥将活性炭加入碳素墨水中，黑色褪去 ⑦乙烯催熟果实    ⑧白磷加热到260℃转化为红磷    ⑨油脂的皂化 A．①④⑥ B．②④⑧⑨ C．①③⑤⑦ D．④⑥⑨ 题型四 化学品的合理利用 【例4-1】“烹饪”出美味，劳动添“趣味”。下列烹饪相关活动中的劳动项目与化学原理均正确的是 选项 劳动项目 化学原理 A 卤水点豆腐 胶体的聚沉原理 B 厨房灶具使用燃料从某种主要成分是CO的煤气改为天然气，改小进风口 相同体积的煤气和天然气燃烧，煤气耗氧量更大 C 为延长腊肉保存时间添加过量亚硝酸钠 亚硝酸钠可以防止腊肉变质 D 制作果酱添加维生素C作抗氧化剂 维生素C具有氧化性 【变式4-1】化学与科学、技术、社会、环境等关系密切。下列说法不正确的是 A．减少的排放，实现“碳中和”可有效防止酸雨的形成 B．氯化钠是常见的调味品，能用于食品防腐 C．煤的干馏和气化可获得多种化工原料，煤的干馏和气化均属于化学变化 D．碳酸氢钠受热易分解，可用作糕点的膨松剂 【变式4-2】化学品的合理使用是每一位生产者和消费者的要求和责任。下列关于化学品的描述正确的是 A．不慎将浓硫酸滴在皮肤上，应立即用大量水冲洗并涂抹稀溶液 B．处方药需要凭医生处方购买和使用，其包装上有“OTC”标识 C．淀粉作为一种多糖，可以水解生成葡萄糖和果糖 D．在食盐中加入碘化钾作为营养强化剂 【变式4-3】科学、安全、有效和合理地使用化学品是每一位生产者和消费者的要求和责任，下列说法正确的是 A．维生素C容易被氧化，不能作为水果罐头的抗氧化剂 B．豆腐是我国传统美食，是利用盐卤等物质使豆浆中的蛋白质聚沉的原理制成的 C．阿司匹林是一种常用的解热镇痛药物，其用药量不需考虑患者的年龄和体质 D．DDT杀虫率高，对人体的急性毒性较低，易生产、价格低廉，应大量生产和使用 题型五 绿色化学的特点 解题要点 原子经济性反应：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，原子利用率为100%。 【名师提醒】原子利用率为100%的化学反应：无机反应中化合反应、有机反应中加成反应、加聚反应。 【例5-1】“绿色化学”最理想的就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为。下列反应最符合“绿色化学”的是 A．甲烷与氯气反应： B．氨的催化氧化： C．甲基丙烯酸甲酯的合成： D．碘酸钾与酸性碘化钾的反应： 【变式5-1】下列说法不正确的是 A．涤纶属于合成纤维 B．用Cu(OH)2悬浊液可以鉴别乙醇、乙酸溶液、葡萄糖溶液 C．石油的分馏、煤的液化和气化、煤的干馏都是物理变化，石油的裂化、裂解都是化学变化 D．制取环氧乙烷：2CH2=CH2+O22,符合绿色化学的理念 题型六 利用化学方法处理环境污染 【例6-1】每年的6月5日是世界环境日，保护环境人人有责！下列有关环境问题的说法错误的是 A．CO2溶于水呈酸性，是引起酸雨的原因之一 B．煤炭经过固硫后燃烧可减少对环境的污染 C．硝酸工业尾气可用碱性溶液吸收以减少污染 D．硫酸工业产生的污水可用消石灰溶液中和 【例6-2】化石燃料燃烧会产生大气污染物、等，科学家实验探究用硫酸铈循环法吸收，其转化原理如图所示，下列说法正确的是 A．检验可以选用盐酸酸化的溶液 B．反应①的离子方程式为 C．反应②中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为1：2 D．理论上每吸收标准状况下，一定消耗 【变式6-1】中国科学家提出了“液态阳光”概念，利用太阳能将和转化为液态醇类燃料，其物质和能量转化路径如图所示。下列说法错误的是 A．属于共价化合物 B．的分子结构模型为 C．该过程中能量转化的形式有：太阳能→化学能→电能 D．液态阳光技术为化石燃料枯竭的未来提供了一种可能的能源解决方案 【变式6-2】和会导致一些环境问题，人们正在研究用化学方法来防治。 （1）酸雨防治是全球性的难题，酸雨形成的示意图如图1所示。 ①取一份雨水样品，在常温下测定其不同时刻的pH如下表所示。 测试时间 0 1 2 3 4 雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55 若该雨水为硫酸型酸雨，则其放置过程中pH发生变化的主要原因是 (用化学方程式表示)。 ②随着汽车的广泛使用，其排放的氮氧化合物(用表示)也成为酸雨形成的重要原因，在机动车发动机中产生的主要原因是 。 A．燃烧含氮化合物燃料     B．燃烧含铅汽油 C．由于燃烧不充分         D．内燃机中空气中的在高温下被氧化 ③对汽车尾气处理的一种方法如图2所示。当参与反应的NO与的物质的量之比为时，该过程中总反应的化学方程式为 。 （2）利用氨水可以将和吸收并制得氮肥“肥田粉”，其原理如下图流程所示。 ①被吸收的离子方程式是 。 ②设计实验检验所得铵盐中的硫元素 。 题型七 工艺流程综合题 【例7-1】硫铁矿烧渣是制硫酸的副产物，其成份主要有和少量，由硫铁矿烧渣制备铁红和新型陶瓷的流程如下图所示： 已知：，回答下列有关问题： （1）细磨的目的是 。 （2）滤渣A的成分为 。 （3）流程中“还原”反应的离子方程式为 。 （4）新型陶瓷的化学式为 。 （5）写出流程中“煅烧”反应的化学方程式 ，在实验室中煅烧的主要仪器有三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒和 。 （6）流程中循环利用的物质的化学式为 。 【例7-2】银广泛应用于化工、电子和工业催化等领域，废银催化剂中回收银的一种流程示意图如下（部分条件和试剂略）。 （1）银的溶解 ①用稀溶出废银催化剂中的，反应的化学方程式是 。 ②研究表明，相同时间内，用硝酸-双氧水协同法溶，不仅可减少氮氧化物的产生，还可提高银的浸出率。银的浸出率随温度的变化如图所示。 i．溶银过程中，双氧水可能参与的反应的方程式是 。 ⅱ．时硝酸-双氧水协同法银浸出率下降的原因可能是 。 （2）银的沉淀 操作b的名称是 。 （3）银的还原 作还原剂，可将还原出来，将反应的化学方程式补充完整： （4）银的含量测定 已知：（白色） 取银锭样品用稀硝酸溶解，得到待测液。取待测液，滴加2滴溶液，再用溶液沉淀，至出现稳定的浅红色时消耗溶液。 ①上述过程中的作用是 。 ②银锭中银的质量分数是 。 【变式7-1】高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，在水处理过程中，高铁酸钾转化为Fe(OH)3胶体，制备高铁酸钾流程如图所示。 下列叙述不正确的是 A．反应I的化学方程式是2Fe+3Cl22FeCl3 B．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 C．用FeCl2溶液吸收反应Ⅰ中尾气所得产物可再利用 D．用K2FeO4对饮用水杀菌消毒的同时，Fe(OH)3胶体吸附杂质净化水 【变式7-2】某钴矿石的主要成分有CoO、Co2O3、MnO、Fe2O3、MgO和SiO2等。由该矿石粉制备CoC2O4固体的方法如下(部分催化剂已略)。 已知：金属离子沉淀的pH： Fe3+ Fe2+ Mg2+ Mn2+ Co2+ 开始沉淀时 1.5 6.3 8.9 8.2 7.4 完全沉淀时 2.8 8.3 10.9 10.2 9.4 （1）Co2O3溶于浓硫酸，生成Co2+和一种气体，该气体是 (写化学式)。 （2）向溶液1中加入NaOH溶液，将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，应调节pH的范围是 。 （3）向溶液2中加入NaF溶液，发生反应的离子方程式为 。 （4）向溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液，将Co2+转化为[Co(NH3)6]3+。其离子方程式为 。 （5）向溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液后，产生MnO2的离子方程式为 。 （6）溶液4中，若将1 mol [Co(NH3)6]3+全部转化为CoC2O4沉淀，需要消耗(NH4)2C2O4 g。[(NH4)2C2O4 的相对分子质量为124] （7）关于上述流程，下列说法不正确的是 (填序号)。 a． 若矿石粉中存在少量FeO，经上述流程也可制得纯度相同的CoC2O4 b． 向溶液3中加入氨水，作用仅是调节溶液的pH c． 流程中，仅通过调节溶液的pH无法将金属元素完全分离 【变式7-3】从含铜废渣（主要成分为）和含砷废渣（主要成分为）中回收铜和砷的一种流程示意图如下。 资料：Ⅰ．沉铜过程主要发生反应； Ⅱ．易分解生成微溶于水的；随着硫酸浓度增大，；在硫酸溶液中的溶解度变小。 （1）已知As元素位于元素周期表第四周期ⅤA族，下列说法正确的是______。 A．酸性： B．非金属性： C．原子半径： D．热稳定性： （2）升温能加快氧化浸出的速率。温度过高时，浸出速率反而会下降，原因是 。 （3）“氧化浸出”步骤中，被氧化为和，离子方程式为 。 （4）沉铜前，需要对氧化浸出液进行稀释。稀释倍数对沉铜的影响如下图所示。 稀释倍数较小时，滤渣2中As含量较高的原因是 。 （5）母液中可循环使用的物质是 。 （6）粗三氧化二砷中砷含量的测定 i．取0.1g样品于锥形瓶中，加入NaOH溶液，使样品完全溶解； ii．加入适量乙酸铅溶液，消除-2价硫的干扰； iii．用稀硫酸调，加入3g碳酸氢钠和淀粉溶液； iv．用碘溶液（溶质按计）将砷氧化至最高价态。向锥形瓶中逐滴滴加碘溶液，消耗碘溶液V mL时，锥形瓶中溶液恰好变蓝且颜色不再变化，该过程中的溶液pH值基本不变。 资料：样品中砷只以+3价的形式存在。 ①若样品中有-2价硫，没有步骤ii，测定结果将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 ②样品中砷的质量分数为 。 ③结合化学用语解释步骤iii中加入碳酸氢钠的原因 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 自然资源的开发利用与绿色化学 题型一 金属的冶炼方法 题型二 从海水中提取有用物质的原理和方法 题型三 化石燃料的综合利用 题型四 化学品的合理利用 题型五 绿色化学的特点 题型六 利用化学方法处理环境污染 题型七 工艺流程综合题 题型一 金属的冶炼方法 解题要点 1.金属的冶炼方法 金属的活动顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au 金属原子失电子能力 强  →  弱 金属离子得电子能力 弱  →  强 主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 富集法 2.金属冶炼方法的选择取决于：金属在自然界中的存在状态和金属的活泼性。 （1）金属越活泼，冶炼时所需条件要求越高，在人类历史上出现相对晚一些。 （2）金属越不活泼，冶炼的方法越简单，人们使用的时间越早，所以有青铜、铁器等时代的发展历程。 【例1-1】工业上常采用热分解法冶炼的金属是 A．Na B．Al C．Fe D．Ag 【答案】D 【解析】A．工业冶炼金属钠常用电解熔融态的氯化钠，故A错误； B．工业冶炼金属铝，采用电解熔融氧化铝的方法，故B错误； C．工业炼铁主要是用还原法，如高炉炼铁，故C错误； D．工业冶炼银可以采用热分解发，如加热氧化银，故D正确； 故选D。 【变式1-1】下列反应原理不符合金属冶炼实际情况的是 A．(熔融) B．(熔融) C． D． 【答案】A 【解析】A．工业冶炼金属Mg，电解熔融状态的MgCl2，不符合金属冶炼实际情况，A符合题意； B．工业冶炼金属Al，电解熔融状态的，符合金属冶炼实际情况，B不符合题意； C．工业冶炼金属Fe，用CO还原氧化铁，符合金属冶炼实际情况，C不符合题意； D．工业冶炼金属Hg，加热氧化汞使之分解得到Hg，符合金属冶炼实际情况，D不符合题意； 故选A。 【变式1-2】自然资源的开发和利用离不开化学反应，下列有关物质的制备反应正确的是 A．用FeS2为原料生产硫酸涉及反应：4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 B．通过铝热法获得金属Al：2Fe＋Al2O32Al＋Fe2O3 C．通过煤的气化获得清洁燃料的反应：C + 2H2O(g) CO2 + 2H2 D．工业上冶炼镁：2MgO(熔融) 2Mg+O2↑ 【答案】A 【解析】A．FeS2在空气中灼烧生成氧化铁和二氧化硫，反应方程式为4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2，故A正确； B．铁的活泼性比铝弱，Fe和Al2O3不反应，故B错误； C．通过煤的气化获得清洁燃料为CO和氢气的混合物，反应方程式为C + H2O(g) CO+ H2，故C错误； D．工业上电解熔融氯化镁冶炼镁，反应方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑，故D错误； 选A。 【变式1-3】化学是人类利用自然资源和应对环境问题的重要科学依据。 Ⅰ．工业上以铝土矿(主要成分为)为原料冶炼金属铝，主要步骤包括：①将粉碎后的铝土矿溶解在氢氧化钠溶液中；②向①所得溶液中通入过量二氧化碳，获得氢氧化铝固体：③使氢氧化铝脱水生成氧化铝；④…… （1）步骤①所涉及的反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应。 （2）步骤②中生成氢氧化铝的化学方程式为 。 （3）步骤④为冶炼金属铝的过程，应选择的方法是 (填序号)。 A．利用铝热反应原理还原    B．电解法    C．热分解法 Ⅱ．从某含Br—的废水中提取的过程有关实验装置如图所示，包括：过滤、氧化、萃取及蒸馏等步骤。有关物质的密度和沸点如下表所示。已知：溴易溶于四氯化碳和正十二烷。 物质 正十二烷 密度/() 3.1 1.59 0.75 沸点／℃ 58.8 76.8 216.3 在水中溶解性 微溶 难溶 难溶    （4）甲装置中发生反应的离子方程式为 ，氢氧化钠溶液的作用是 。 （5）用装置乙进行萃取操作，溴被萃取在a层中，则选用的萃取剂为 (填“四氯化碳”或“正十二烷”)。 （6）用丙装置进行蒸馏操作，先收集到的物质是 (填化学式)。 【答案】（1）不是 （2） （3）B （4） 吸收多于的氯气，防止污染环境 （5）四氯化碳 （6） 【分析】Ⅰ①将铝土矿粉碎后溶解在氢氧化钠溶液中，氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠溶液；②向①的所得溶液中通入过量二氧化碳，二氧化碳和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝固体和碳酸氢钠；③高温灼烧，可使氢氧化铝脱水生成氧化铝；④电解熔融氧化铝生成铝 【解析】（1）步骤①将铝土矿粉碎后溶解在氢氧化钠溶液中，发生的反应方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，该反应中元素的化合价没有发生改变，故不是氧化还原反应； （2）向所得溶液中通入过量二氧化碳，二氧化碳和偏铝酸钠反应，其化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3； （3）工业上冶炼金属铝，常常选用电解熔融氧化铝方法，对于比较活泼的金属(Zn~Cu)常采用热还原法，以C、CO或H2作还原剂；对于比较不活泼的金属(Hg、Ag等)常采用热分解法，Al是活泼金属，工业上常采用电解法；通过铝热反应铝能置换生成铁、铬、锰等金属，所以B选项正确，故答案为B； （4）Br—具有还原性，Cl2是常见的强氧化剂，二者会发生氧化还原反应，所以在甲装置中Br−发生反应的离子方程式为Cl2+2Br−=2Cl−+Br2；Cl2有毒，所以NaOH是用来处理剩余的氯气，防止有害气体溢出，污染环境； （5）用装置乙进行萃取操作，溴被萃取在a层中，在下层，所以说明萃取剂的密度比水大，所以萃取剂是四氯化碳； （6）用丙装置进行蒸馏操作，从表格中可知Br2的沸点是最低的，所以在蒸馏过程中沸点低的先被分离出来，所以是先出来的是Br2； 题型二 从海水中提取有用物质的原理和方法 【例2-1】海水资源综合利用过程中，下列有关说法正确的是 A．海水晒盐是利用溶质的溶解度随温度变化而变化的原理 B．海水提镁的转化为 C．用溶液吸收溴，离子方程式为 D．将氧化为时，加入过量的会使的产率降低 【答案】D 【解析】A．NaCl的溶解度受温度影响较小，海水晒盐是通过蒸发溶剂使NaCl结晶析出，而非利用溶解度随温度变化的原理，A错误； B．海水提镁的最后一步应为电解熔融的，而非电解溶液。电解溶液会生成H2和Cl2，离子方程式为：，无法得到金属Mg，B错误； C．用溶液吸收Br2时，离子方程式应基于参与反应，而非直接使用OH⁻。正确反应为：或，C错误； D．过量在酸性条件下会将I2进一步氧化为，离子方程式：，导致I2被消耗，产率降低，D正确； 故选D。 【例2-2】某同学依照如下图所示流程提取海带中的碘元素。 （1）步骤③分别采用的分离方法是 。 （2）步骤④中用硫酸酸化的H2O2溶液将I-转化成I2。 ①利用了H2O2的性质： (填“氧化性”或“还原性”) ②此时I-的转化率受外界因素的影响如图所示。pH=7时I-转化率几乎为0，结合离子方程式从物质性质的角度解释原因 （3）若步骤④中选择的试剂为氯气，当氯气过量时，检测到反应后的产物中含有，写出生成的离子方程式 。 （4）经步骤⑤得到含I2的CCl4溶液后，继续采取步骤⑥⑦的目的是 。 （5）步骤⑤为了得到含碘的CCl4溶液，某学生设计了以下操作步骤： ①将含碘的水溶液置于分液漏斗中 ②加入适量的CCl4 ③___________ ④打开活塞，分离出下层液体，即得到含碘的CCl4溶液 ⑤分液漏斗中上层液体，倒入回收装置中 请补全操作③ 。 （6）步骤⑦的反应中，当1mol发生反应时，转移电子的物质的量是 mol。 （7）已知：I2溶液的浓度越大吸光度越大。用色度计测得溶液的吸光度后，利用以溶液吸光度为纵坐标、碘浓度为横坐标的标准曲线图，可以得出被测溶液浓度其结果如图所示。海带灼热(灰化)时间超过40 min，测得碘的含量逐渐降低，原因是 。 【答案】（1）过滤 （2）氧化性 H2O2 + 2I-+ 2H+ = I2 + 2H2O，pH越大酸性越弱，H2O2的氧化性越弱 （3）5Cl2+ I2 + 6H2O = 10Cl- + 2+ 12H+ （4）使I2和CCl4分离，并富集碘元素 （5）振荡、静置 （6）5 （7）I-被氧化成I2，温度过高，I2升华造成碘元素流失 【分析】将海带灼烧得海带灰，将海带灰浸泡在水中，得到海带灰的悬浊液，过滤得滤液(含I-的水溶液)；往滤液中加入H2O2、稀H2SO4，I-被氧化为I2；往溶液中加入CCl4萃取，然后分液，得到含I2的CCl4溶液；往有机溶液中加入浓NaOH溶液，然后分液，得到含I-、的水溶液；往水溶液中加入浓H2SO4，I-、发生归中反应，生成含I2的悬浊液，过滤后可得到I2。 【解析】（1）步骤③用于分离固、液混合物，则采用的分离方法是过滤。 （2）步骤④中用硫酸酸化的H2O2溶液将I-转化成I2，依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可得出发生反应的离子方程式为：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O。 ①在反应中，H2O2中O元素由-1价降低到-2价，则利用了H2O2的性质：氧化性。 ②从图中可以看出，pH=7时I-转化率几乎为0，说明此时H2O2的氧化能力很弱，结合离子方程式从物质性质的角度解释原因：H2O2 + 2I-+ 2H+ = I2 + 2H2O，pH越大酸性越弱，H2O2的氧化性越弱。 （3）若步骤④中选择的试剂为氯气，当氯气过量时，检测到反应后的产物中含有，则表明起初生成的I2被Cl2继续氧化生成，依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可得出发生反应的离子方程式：5Cl2+ I2 + 6H2O = 10Cl- + 2+ 12H+。 （4）经步骤⑤得到含I2的CCl4溶液后，需要将I2和CCl4分离，则继续采取步骤⑥⑦的目的是：使I2和CCl4分离，并富集碘元素。 （5）操作③中，加入萃取剂CCl4后，为增大萃取效果，需增大CCl4与溶液的接触面积，以提高I2的萃取率，所以具体操作为：振荡、静置。 （6）步骤⑦中发生反应：5I-++6H+=3I2+3H2O，此时可建立关系式：——5e-，当1mol发生反应时，转移电子的物质的量是5mol。 （7）碘易升华，海带灼热(灰化)时间超过40 min，测得碘的含量逐渐降低，可能是碘部分升华造成的，则原因是：I-被氧化成I2，温度过高，I2升华造成碘元素流失。 【点睛】碘易升华，不管是灼烧还是蒸馏，若温度过高，都会使碘升华造成损失。 【变式2-1】海水提溴的方法有多种，某提溴方法的部分工艺流程如下： 下列说法不正确的是 A．步骤②利用了溴单质易挥发的性质 B．步骤②、③起到富集的作用 C．步骤③反应后的溶液酸性减弱 D．步骤④中的反应能说明Cl的非金属性强于Br 【答案】C 【分析】苦卤中通入氯气置换溴离子使之成为单质溴，继而通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸汽和吸收剂二氧化硫发生作用转化成氢溴酸以达到富集的目的，也就是得到富集溴，然后，再用氯气将其氧化得到产品溴，据此解答。 【解析】A．因为溴单质易挥发为溴蒸气，所以用热空气吹出，步骤②利用了溴易挥发的性质，C正确； B．根据分析可知，步骤②、③起到富集的作用，B正确； C．步骤③的反应为Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4，生成的HBr、H2SO4均为强酸，故酸性增强，C错误； D．步骤④中的反应为Cl2+2HBr = Br2+2HCl，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可知氧化性为Cl2> Br2，单质氧化性越强则元素非金属越强，非金属性：Cl> Br，D正确； 故选C。 【变式2-2】浩瀚的海洋蕴藏着丰富的化学资源。 I．从海水中获得纯净NaCl （1）NaCl的电子式为 。 （2）由粗盐水得到含少量KCl的食盐水，加入试剂顺序合理的为___________(填字母)。 A．BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→稀盐酸 B．BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→稀盐酸 C．NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→稀盐酸 D．Na2CO3溶液→BaCl2溶液→NaOH溶液→稀硫酸 （3）KCl和NaCl的溶解度随温度变化如下图： 经操作a可以得到纯净的NaCl，则操作a包含 、洗涤、干燥。 Ⅱ．从海水中获得液溴 空气吹出法是目前“海水提溴”的主要方法之一，其工艺流程如下： （4）步骤④的离子方程式： 。 （5）已知Br2的熔点是 ‒7 ˚C，沸点是58.5 ˚C，步骤⑥的蒸馏过程中，溴出口温度要控制在___________˚C(填字母)。 A．0 ~ 20 B．30 ~ 50 C．60 ~ 80 D．90 ~ 110 （6）步骤⑦中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离(已知：ρ(Br2) > ρ(H2O))。在实验室分离上述混合物的仪器名称是 ，分离时液溴从仪器的 (填“上口”或“下口”)排出。 （7）某同学测得苦卤中溴的含量是0.8 g·L-1，已知步骤①到⑥中溴共损失了25%，步骤⑦又损失了所得溴蒸汽的10%，若处理20 m3这样的苦卤，可得到液溴 mol。 【答案】（1） （2）ABC （3）蒸发浓缩、趁热过滤 （4）SO2+Br2+2H2O=4H++SO+2Br- （5）C （6）分液漏斗 下口 （7）67.5 【分析】Ⅱ.苦卤中加硫酸酸化、通入氯气，氯气把溴离子氧化为溴分子，得到含溴的海水，通入热空气吹出Br2，用SO2吸收溴蒸气生成含HBr的溶液，通入氯气反应生成高浓度溴水，蒸馏得到溴，分离后的粗溴水返回吸收液重复利用，据此分析解题。 【解析】（1）NaCl是离子化合物，电子式为：。 （2）粗盐溶液中加入过量的氯化钡溶液，将硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀，加入过量的氢氧化钠溶液，将镁离子转化为氢氧化镁沉淀，再加入过量的碳酸钠溶液，将钙离子和过量的钡离子转化为碳酸钙、碳酸钡沉淀，注意碳酸钠必须在氯化钡之后加入，以除去过量的钡离子，过滤得到含有硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡的沉淀以及滤液；向滤液中加入适量盐酸，将溶液中过量的氢氧化钠和碳酸钠除去得到含少量KCl的食盐水，则符合的为ABC。 （3）结合KCl溶解度受温度影响较大，NaCl溶解度受温度影响较小，为防止氯化钾在冷却时结晶析出，则操作a包含蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥。 （4）步骤④为SO2和Br2的反应，离子方程式：SO2+Br2+2H2O=4H++SO+2Br-。 （5）Br2的熔点是 ‒7 ˚C，沸点是58.5 ˚C，步骤⑥的蒸馏过程中，需要蒸馏得到溴，温度控制在溴的沸点上下，溴出口温度要控制在60~80˚C为宜，故选C。 （6）液溴与溴水都是液体物质，由于液溴的密度比水大，所以在下层，溴水的密度小，在上层，因液溴与溴水为不相溶的两层液体物质，所以可以用分液漏斗分离，分离时下层液溴从分液漏斗的下口排出； （7）苦卤中溴的含量是0.8 g·L-1，步骤①到⑥中溴共损失了25%，步骤⑦又损失了所得溴蒸汽的10%，若处理20 m3这样的苦卤，可得到液溴。 【变式2-3】某研究性学习小组为了从海带中提取碘，设计并进行了如下实验： 已知：萃取是利用物质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂(萃取剂)把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来。 （1）步骤①灼烧海带时，除需要三脚架、泥三角和酒精灯外，还需要用到的实验仪器是 。 （2）步骤③的实验操作名称是 。 （3）写出步骤④反应的离子方程式 。 （4）操作⑤选用CCl4做萃取剂，原因是 (填序号)。 a．CCl4不溶于水　　　　　　　　　　　　　b．CCl4的密度比水大 c．I2在CCl4中比在水中溶解度更大　　　　　d．CCl4与碘水不反应 （5）从I2 的CCl4溶液中提取碘可用反向萃取的方法，其流程如下： ①I2的CCl4溶液加入少量6 mol·L−1 NaOH溶液，写出反应的离子方程式 。 ②操作1中应将含I2的碱溶液从仪器的 (填“上”或“下”)口倒入烧杯中。 ③上层溶液(含I-、IO)中加入几滴45%的H2SO4溶液并搅拌，溶液立即变为棕黄色，并析出碘晶体，若生成7.62g I2单质时转移 mol电子。 （6）已知：溶液中I2的浓度越大吸光度越大。 用色度计测得溶液的吸光度随海带灼热(灰化)的时间变化如图所示。当时间超过40min时，溶液的吸光度逐渐降低的原因是 。 【答案】（1）坩埚 （2）过滤 （3）2I-+H2O2+2H+ ＝I2 +2H2O （4）acd （5）3I2+6OH-＝5I-++3H2O 上 0.05 （6）I-被氧化成I2，I2挥发造成碘元素流失 【分析】海带灼烧得到海带灰，加入水溶解浸泡得到海带灰悬浊液，过滤得到含碘离子的溶液，加入氧化剂氧化碘离子得到含碘单质的水溶液，加入四氯化碳萃取分液得到含碘单质的四氯化碳溶液，通过蒸馏得到碘单质，据此解答。 【解析】（1）固体的灼烧应在坩埚中进行，实验仪器有坩埚钳、三脚架、泥三角、酒精灯和坩埚，故答案为：坩埚； （2）由悬浊液得到溶液，应进行过滤，故答案为：过滤； （3）步骤④中选择的氧化剂H2O2溶液，反应的离子方程式为2I-+H2O2+2H+ ＝I2 +2H2O； （4）操作⑤选用CCl4做萃取剂，这是因为CCl4不溶于水，与碘水也不反应，且I2在CCl4中比在水中溶解度更大，与密度大小没有关系，答案选acd； （5）①I2的CCl4溶液加入少量6 mol·L−1 NaOH溶液，反应生成碘化钠、碘酸钠和水，反应的离子方程式为3I2+6OH-=5I-++3H2O； ②由于四氯化碳的密度大于水的密度，下层是有机层，则操作1中应将含I2的碱溶液从分液漏斗的上口倒入烧杯中； ③上层溶液(含I-、)中加入几滴45%的H2SO4溶液并搅拌，溶液立即变为棕黄色，并析出碘晶体，方程式为5I-++6H＋＝3I2+3H2O，生成3mol单质碘转移5mol电子，若生成7.62g I2单质，即0.03mol单质碘时转移0.05mol电子。 （6）由于I-被氧化成I2，I2挥发造成碘元素流失，所以溶液的吸光度逐渐降低。 题型三 化石燃料的综合利用 解题要点 一、蒸馏、分馏、干馏辨析 名称 定义 适用范围 变化类型 蒸馏 把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作 被蒸馏混合物中至少有一种组分为液体，各组分沸点差别越大，挥发出的物质(馏分)越纯 物理变化 分馏 对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏 多组分沸点不同的混合物在一个完整操作中分离出多种馏分 物理变化 干馏 把固态混合物(如煤、木材)隔绝空气加强热使它分解的过程 化学变化 二、裂化与裂解辨析 方法 主要原理 变化类型 目的和产物 裂化 在“加热、加压、催化剂”存在条件下，将相对分子质量大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃 化学变化 提高汽油等轻质油的产量和质量 裂解 在“700～800 ℃，甚至1 000 ℃”条件下，将长链烃断裂，得到乙烯、丙烯等气态短链烃 化学变化 生产乙烯的主要方法 三、化学“八气”辨析 名称 来源 主要成分 用途 高炉煤气 炼铁高炉 CO2、CO等 燃料 水煤气 水煤气炉 CO、H2等 燃料、化工原料 炼厂气 石油炼制厂 低级烷烃 燃料、化工原料 液化石油气 石油炼制厂 C3H8 、C4H10 燃料 油田气 油田 低级烷烃 燃料、化工原料 天然气 天然气田、油田 CH4 燃料、化工原料 裂解气 裂解炉(石油裂解) “三烯二烷” 石油化工原料 焦炉气 炼焦炉(煤干馏) H2、CH4、C2H4、CO等 燃料、化工原料 【例3-1】有关煤、石油、天然气的综合利用，下列说法正确的是 A．石油是多种烃组成的混合物 B．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料 C．石油裂解的目的是提高轻质油的产量和质量 D．石油的分馏、煤的干馏是物理变化，煤的气化和煤的液化是化学变化 【答案】A 【解析】A．石油是多种烷烃、环烷烃和少量芳香烃的混合物，故A正确； B．水煤气是通过煤的气化得到的气体燃料，故B错误； C．石油裂解的目的主要就是为了获得短链不饱和烃，石油裂化的目的是提高轻质油的产量和质量，故C错误； D．石油的分馏过程中没有新物质生成，属于物理变化，煤的干馏、煤的气化和煤的液化过程中均产生新物质，均是化学变化，故D错误。 故选A。 【变式3-1】下列说法正确的是 A．裂化汽油和直馏汽油都可以与溴水反应使其褪色 B．煤通过气化、液化这样的物理变化可获得洁净的燃料 C．石油通过分馏得到的汽油是纯净物 D．煤通过干馏可获得焦炉气、煤焦油、焦炭等 【答案】D 【解析】A．裂化汽油中含烯烃，可以与溴水反应使其褪色，但直馏汽油不含有不饱和键，不能使溴水发生加成反应而褪色，故A错误；B．煤的气化是用煤生产水煤气，煤的液化是用煤来生产甲醇，故均为化学变化，故B错误；C．石油的各种馏分均是一个温度段内分馏的产物，故仍然是混合物，故C错误；D．将煤隔绝空气加强热使其分解的过程为煤的干馏，故煤的干馏是化学变化，能得到焦炉气、煤焦油和焦炭等，故D正确；故选D。 【变式3-2】下列属于物理变化的是 ①石油的分馏    ②煤的干馏    ③煤的液化    ④海水晒盐 ⑤SO2通入品红溶液，红色褪去    ⑥将活性炭加入碳素墨水中，黑色褪去 ⑦乙烯催熟果实    ⑧白磷加热到260℃转化为红磷    ⑨油脂的皂化 A．①④⑥ B．②④⑧⑨ C．①③⑤⑦ D．④⑥⑨ 【答案】A 【解析】①石油分馏是利用物质沸点不同将石油分离成不同沸点范围段的产物过程，没有新物质生成，属于物理变化；②煤的干馏过程有新物质生成，属于化学变化；③煤的液化是将煤即C转化为液体燃料如CH3OH、CH3CH2OH等，有新物质生成，属于化学变化；④海水晒盐是通过蒸发浓缩，将溶解在海水中盐分析出，没有新物质的生成，属于物理变化；⑤SO2通入品红溶液，红色褪去是SO2与品红发生化合反应生成新的无色不稳定的物质，有新物质生成，属于化学变化；⑥将活性炭加入碳素墨水中，黑色褪去，是利用活性炭的吸附作用，没有新物质生成，属于物理变化；⑦乙烯催熟果实是利用乙烯的化学性质，有新物质生成，属于化学变化；⑧红磷和白磷互为同素异形体，是不同的物质即白磷加热到260℃转化为红磷有新物质生成，属于化学变化；⑨油脂的皂化是油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油，有新物质生成，属于化学变化；综上分析可知，只有①④⑥属于物理变化，其余均为化学变化，故答案为：A。 题型四 化学品的合理利用 【例4-1】“烹饪”出美味，劳动添“趣味”。下列烹饪相关活动中的劳动项目与化学原理均正确的是 选项 劳动项目 化学原理 A 卤水点豆腐 胶体的聚沉原理 B 厨房灶具使用燃料从某种主要成分是CO的煤气改为天然气，改小进风口 相同体积的煤气和天然气燃烧，煤气耗氧量更大 C 为延长腊肉保存时间添加过量亚硝酸钠 亚硝酸钠可以防止腊肉变质 D 制作果酱添加维生素C作抗氧化剂 维生素C具有氧化性 【答案】A 【解析】A．卤水点豆腐的化学原理是卤水中的电解质能使豆浆中的蛋白质胶体发生聚沉转化为豆腐，故A正确； B．1mol一氧化碳完全燃烧时消耗氧气的物质的量为0.5mol，1mol甲烷完全燃烧消耗氧气的物质的量为2mol，所以相同体积的煤气和天然气燃烧，天然气耗氧量更大，故B错误； C．亚硝酸钠有毒，属于限量使用的，食品中亚硝酸钠的最大使用量和残留量都有严格规定，为延长腊肉保存时间可添加适量的亚硝酸钠做防腐剂，但决不能过量添加，故C错误； D．生素C具有强还原性，所以制作果酱添加维生素C作抗氧化剂，故D错误； 故选A。 【变式4-1】化学与科学、技术、社会、环境等关系密切。下列说法不正确的是 A．减少的排放，实现“碳中和”可有效防止酸雨的形成 B．氯化钠是常见的调味品，能用于食品防腐 C．煤的干馏和气化可获得多种化工原料，煤的干馏和气化均属于化学变化 D．碳酸氢钠受热易分解，可用作糕点的膨松剂 【答案】A 【解析】A．减少的排放可实现“碳中和”，酸雨的形成和硫氧化物与氮氧化物有关与无关， A错误； B．氯化钠是常见的调味品，也能用于食品防腐，B正确； C．煤的干馏和气化可获得多种化工原料，煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，煤的气化是指将煤转化为可燃性气体的过程，均属于化学变化，C正确； D．碳酸氢钠可中和酸且受热易分解，产生大量气体使面团疏松、多孔，可用作糕点的膨松剂，D正确； 故选A。 【变式4-2】化学品的合理使用是每一位生产者和消费者的要求和责任。下列关于化学品的描述正确的是 A．不慎将浓硫酸滴在皮肤上，应立即用大量水冲洗并涂抹稀溶液 B．处方药需要凭医生处方购买和使用，其包装上有“OTC”标识 C．淀粉作为一种多糖，可以水解生成葡萄糖和果糖 D．在食盐中加入碘化钾作为营养强化剂 【答案】A 【解析】A．不慎将浓硫酸滴在皮肤上，应立即用大量水冲洗并涂抹稀NaHCO3溶液，A正确； B．包装上有“OTC”标识是非处方药，无需凭医生处方购买和使用，B错误； C．淀粉是一种多糖，水解产生葡萄糖，C错误； D．食盐中添加碘酸钾作为营养强化剂，D错误； 故选A。 【变式4-3】科学、安全、有效和合理地使用化学品是每一位生产者和消费者的要求和责任，下列说法正确的是 A．维生素C容易被氧化，不能作为水果罐头的抗氧化剂 B．豆腐是我国传统美食，是利用盐卤等物质使豆浆中的蛋白质聚沉的原理制成的 C．阿司匹林是一种常用的解热镇痛药物，其用药量不需考虑患者的年龄和体质 D．DDT杀虫率高，对人体的急性毒性较低，易生产、价格低廉，应大量生产和使用 【答案】B 【解析】A．维生素C具有还原性，容易被氧化，可用作水果罐头的抗氧化剂，A错误； B．盐卤等物质能使豆浆中的蛋白质发生盐析聚沉，从而制成豆腐，B正确； C．阿司匹林是一种常用的解热镇痛药物，但是药物在使用时需要考虑患者的年龄和体质，C错误； D．DDT是农药，尽管其杀虫率高，对人体的急性毒性较低，在使用时也要控制用量，不应大量生产和使用，D错误； 故答案选B。 题型五 绿色化学的特点 解题要点 原子经济性反应：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，原子利用率为100%。 【名师提醒】原子利用率为100%的化学反应：无机反应中化合反应、有机反应中加成反应、加聚反应。 【例5-1】“绿色化学”最理想的就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为。下列反应最符合“绿色化学”的是 A．甲烷与氯气反应： B．氨的催化氧化： C．甲基丙烯酸甲酯的合成： D．碘酸钾与酸性碘化钾的反应： 【答案】C 【解析】A．CH4与Cl2光照下发生取代反应生成CH3Cl和HCl，原子利用率小于100%； B．NH3与O2在催化剂、加热条件下反应生成NO和H2O，原子利用率小于100%； C．CH3C≡CH与CO、CH3OH在催化剂存在下反应生成，生成物只有1种，原子利用率为100%； D．KIO3、KI与H2SO4反应生成I2、K2SO4和H2O，原子利用率小于100%； 最符合“绿色化学”的是甲基丙烯酸甲酯的合成，答案选C。 【变式5-1】下列说法不正确的是 A．涤纶属于合成纤维 B．用Cu(OH)2悬浊液可以鉴别乙醇、乙酸溶液、葡萄糖溶液 C．石油的分馏、煤的液化和气化、煤的干馏都是物理变化，石油的裂化、裂解都是化学变化 D．制取环氧乙烷：2CH2=CH2+O22,符合绿色化学的理念 【答案】C 【解析】A. 世界上产量最大的合成纤维是以对苯二甲酸和乙二醇为原料合成得到的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，它是一种高分子材料，PET是涤纶的主要成分，故A正确； B. Cu(OH)2悬浊液不与乙醇反应、Cu(OH)2悬浊液和乙酸溶液反应生成蓝色溶液、Cu(OH)2悬浊液与葡萄糖溶液共热得到砖红色沉淀，故B正确； C. 石油的分馏是物理变化，煤的液化和气化、煤的干馏、石油的裂化、裂解都是化学变化，故C错误； D. 制取环氧乙烷：2CH2=CH2+O22，原子利用率100%，符合绿色化学的理念，故D正确； 答案选C。 题型六 利用化学方法处理环境污染 【例6-1】每年的6月5日是世界环境日，保护环境人人有责！下列有关环境问题的说法错误的是 A．CO2溶于水呈酸性，是引起酸雨的原因之一 B．煤炭经过固硫后燃烧可减少对环境的污染 C．硝酸工业尾气可用碱性溶液吸收以减少污染 D．硫酸工业产生的污水可用消石灰溶液中和 【答案】A 【解析】A．CO2溶于水饱和时pH为5.6，虽然呈酸性，但酸雨的pH＜5.6，因此CO2不是引起酸雨的原因，引起酸雨的原因是硫的氧化物和氮的氧化物，A项错误； B．煤炭经过固硫后燃烧，硫转化成CaSO3，再转化成CaSO4，燃烧减少SO2对环境的污染，B项正确； C．硝酸工业尾气主要为氮的氧化物，故可用Na2CO3或氨水等碱性溶液吸收以减少污染，C项正确； D．硫酸工业产生的污水主要含有硫酸，可用氢氧化钙溶液中和，D项正确。 答案选A。 【例6-2】化石燃料燃烧会产生大气污染物、等，科学家实验探究用硫酸铈循环法吸收，其转化原理如图所示，下列说法正确的是 A．检验可以选用盐酸酸化的溶液 B．反应①的离子方程式为 C．反应②中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为1：2 D．理论上每吸收标准状况下，一定消耗 【答案】B 【解析】A．硫酸根的检验需要先加入盐酸排查银离子的干扰，再加氯化钡产生白色沉淀证明有硫酸根，A错误； B．从图中看，反应①中氧化剂是，还原剂是，两者发生氧化还原反应生成、，方程式为， B正确； C．反应②中氧气中氧元素化合价由0变为-2，为氧化剂，化合价升高发生氧化反应得到氧化产物，根据电子守恒可知，故氧化剂与氧化产物的物质的量之比为1：4，C错误； D．根据电子守恒可知，理论上每吸收标准状况下（为0.01mol），消耗0.005mol氧气，为0.16g，D错误； 故选B。 【变式6-1】中国科学家提出了“液态阳光”概念，利用太阳能将和转化为液态醇类燃料，其物质和能量转化路径如图所示。下列说法错误的是 A．属于共价化合物 B．的分子结构模型为 C．该过程中能量转化的形式有：太阳能→化学能→电能 D．液态阳光技术为化石燃料枯竭的未来提供了一种可能的能源解决方案 【答案】B 【解析】A．分子中只含有共价键，属于共价化合物，A正确； B．的分子结构模型为，B错误； C．由图可知，该过程中能量转化的形式有：太阳能→化学能→电能，C正确； D．液态阳光技术提供了一种新的能源方案，为化石燃料枯竭的未来提供了一种可能的能源解决途径，D正确； 故选B。 【变式6-2】和会导致一些环境问题，人们正在研究用化学方法来防治。 （1）酸雨防治是全球性的难题，酸雨形成的示意图如图1所示。 ①取一份雨水样品，在常温下测定其不同时刻的pH如下表所示。 测试时间 0 1 2 3 4 雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55 若该雨水为硫酸型酸雨，则其放置过程中pH发生变化的主要原因是 (用化学方程式表示)。 ②随着汽车的广泛使用，其排放的氮氧化合物(用表示)也成为酸雨形成的重要原因，在机动车发动机中产生的主要原因是 。 A．燃烧含氮化合物燃料     B．燃烧含铅汽油 C．由于燃烧不充分         D．内燃机中空气中的在高温下被氧化 ③对汽车尾气处理的一种方法如图2所示。当参与反应的NO与的物质的量之比为时，该过程中总反应的化学方程式为 。 （2）利用氨水可以将和吸收并制得氮肥“肥田粉”，其原理如下图流程所示。 ①被吸收的离子方程式是 。 ②设计实验检验所得铵盐中的硫元素 。 【答案】（1）①或 ②D ③ （2）① ②取少许待测液于试管中，先加入足量盐酸，再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀，则含有，反之则无 【解析】（1）①在放置过程中pH减小，说明可能是引起的酸雨，二氧化硫与水反应生成亚硫酸，在放置过程中亚硫酸被氧化成硫酸，溶液的酸性增强，故答案为：或； ②车尾气中氮的氧化物是由空气中的氮气在高温下与氧气反应生成，故选项D正确。 ③从图2可以看出该反应经过了两个过程，是中间产物，总反应的反应物为NO、、CO，生成物为和，总反应方程式为：。 （2）①根据流程图，NO2跟NH4HSO3溶液反应放出N2，同时NH4HSO3被氧化成硫酸铵，发生的反应为： ；②铵盐中的硫元素为硫酸根，检验的方法：取少许待测液于试管中，先加入足量盐酸，再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀，则含有，反之则无。 题型七 工艺流程综合题 【例7-1】硫铁矿烧渣是制硫酸的副产物，其成份主要有和少量，由硫铁矿烧渣制备铁红和新型陶瓷的流程如下图所示： 已知：，回答下列有关问题： （1）细磨的目的是 。 （2）滤渣A的成分为 。 （3）流程中“还原”反应的离子方程式为 。 （4）新型陶瓷的化学式为 。 （5）写出流程中“煅烧”反应的化学方程式 ，在实验室中煅烧的主要仪器有三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒和 。 （6）流程中循环利用的物质的化学式为 。 【答案】（1）增大酸浸时的接触面积，提高酸浸率 （2）和 （3） （4） （5） 坩埚 （6） 【分析】硫铁矿烧渣先研磨，加入硫酸后生成硫酸铁、硫酸亚铁、单质硫和硫化氢，过滤后得到的滤渣为二氧化硅和单质硫，滤液通入SO2还原硫酸铁，再加入碳酸钠溶液，可生成碳酸亚铁固体，在空气中灼烧、与空气中的氧气发生氧化还原反应，可生成铁红；滤渣A中为二氧化硅和单质硫，与氧气反应将硫氧化为SO2，C为SiO2，与C在高温下反应生成SiC，为新型陶瓷； 【解析】（1）细磨的目的是增大酸浸时的接触面积，提高酸浸率； （2）由分析可知，滤渣A的成分为和； （3）B为SO2，将硫酸铁还原为硫酸亚铁，离子方程式为； （4）SiO2与足量C在高温条件下生成SiC，新型陶瓷为SiC； （5）碳酸亚铁固体与空气中的氧气发生氧化还原反应，生成铁红和二氧化碳，反应化学方程式为；在实验室中煅烧的主要仪器有三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒和坩埚； （6）由流程可知，循环利用的物质是气体B，即为SO2。 【例7-2】银广泛应用于化工、电子和工业催化等领域，废银催化剂中回收银的一种流程示意图如下（部分条件和试剂略）。 （1）银的溶解 ①用稀溶出废银催化剂中的，反应的化学方程式是 。 ②研究表明，相同时间内，用硝酸-双氧水协同法溶，不仅可减少氮氧化物的产生，还可提高银的浸出率。银的浸出率随温度的变化如图所示。 i．溶银过程中，双氧水可能参与的反应的方程式是 。 ⅱ．时硝酸-双氧水协同法银浸出率下降的原因可能是 。 （2）银的沉淀 操作b的名称是 。 （3）银的还原 作还原剂，可将还原出来，将反应的化学方程式补充完整： （4）银的含量测定 已知：（白色） 取银锭样品用稀硝酸溶解，得到待测液。取待测液，滴加2滴溶液，再用溶液沉淀，至出现稳定的浅红色时消耗溶液。 ①上述过程中的作用是 。 ②银锭中银的质量分数是 。 【答案】（1）     温度由升至时，分解速率大，浓度显著降低 （2）过滤 （3） （4）指示恰好沉淀完全 【分析】含银废渣与稀硝酸反应：得到硝酸银溶解，向溶液中加入氯化钠可以将硝酸银转化为氯化银沉淀过滤，向氯化银沉淀中加入氨水形成络合物溶解：，并使用N2H4进行还原分离，由此得到银锭。 【解析】（1）①用稀溶出废银催化剂中的，反应的化学方程式是。 ②用硝酸-双氧水协同法溶，不仅可减少氮氧化物的产生，还可提高银的浸出率，由此推测双氧水氧化NO或Ag，化学方程式为 、 。 时硝酸-双氧水协同法银浸出率下降的原因可能是温度由升至时，分解速率大，浓度显著降低。 （2）经操作b分离得到溶液和沉淀，可知该操作为过滤。 （3）由得失电子守恒和原子守恒可知化学方程式为。 （4）①取待测液，滴加2滴溶液，再用溶液沉淀，至出现稳定的浅红色即铁离子与硫氰根离子络合时达到滴定终点，可知上述过程中的作用是指示恰好沉淀完全。 ②由可知银锭样品中含银质量为，则银锭中银的质量分数是。 【变式7-1】高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，在水处理过程中，高铁酸钾转化为Fe(OH)3胶体，制备高铁酸钾流程如图所示。 下列叙述不正确的是 A．反应I的化学方程式是2Fe+3Cl22FeCl3 B．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 C．用FeCl2溶液吸收反应Ⅰ中尾气所得产物可再利用 D．用K2FeO4对饮用水杀菌消毒的同时，Fe(OH)3胶体吸附杂质净化水 【答案】B 【分析】铁与氯气反应生成氯化铁，加入NaClO、NaOH，次氯酸钠将铁离子在碱性条件下氧化成Na2FeO4，加入饱和KOH溶液可析出高铁酸钾(K2FeO4)，分离得到粗K2FeO4，采用重结晶、洗涤、低温烘干将其提纯，以此解答该题。 【解析】A．反应Ⅰ中Fe与氯气反应生成氯化铁，化学方程式是2Fe+3Cl22FeCl3，A正确； B．反应Ⅱ中Cl元素化合价由+1价降低为-1价，Fe元素化合价由+3价升高到+6价，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2，B错误； C．由题干工艺流程图可知，反应I后的尾气中含有Cl2，用FeCl2溶液吸收反应Ⅰ中尾气，发生的反应为：2FeCl2+Cl2=2FeCl3，即所得产物为FeCl3可再利用，C正确； D．K2FeO4具有强氧化性，可用于杀菌消毒，生成的铁离子可水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体，可用于净水，利用了胶体具有较强吸附能力的特点，D正确； 故答案为：B。 【变式7-2】某钴矿石的主要成分有CoO、Co2O3、MnO、Fe2O3、MgO和SiO2等。由该矿石粉制备CoC2O4固体的方法如下(部分催化剂已略)。 已知：金属离子沉淀的pH： Fe3+ Fe2+ Mg2+ Mn2+ Co2+ 开始沉淀时 1.5 6.3 8.9 8.2 7.4 完全沉淀时 2.8 8.3 10.9 10.2 9.4 （1）Co2O3溶于浓硫酸，生成Co2+和一种气体，该气体是 (写化学式)。 （2）向溶液1中加入NaOH溶液，将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，应调节pH的范围是 。 （3）向溶液2中加入NaF溶液，发生反应的离子方程式为 。 （4）向溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液，将Co2+转化为[Co(NH3)6]3+。其离子方程式为 。 （5）向溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液后，产生MnO2的离子方程式为 。 （6）溶液4中，若将1 mol [Co(NH3)6]3+全部转化为CoC2O4沉淀，需要消耗(NH4)2C2O4 g。[(NH4)2C2O4 的相对分子质量为124] （7）关于上述流程，下列说法不正确的是 (填序号)。 a． 若矿石粉中存在少量FeO，经上述流程也可制得纯度相同的CoC2O4 b． 向溶液3中加入氨水，作用仅是调节溶液的pH c． 流程中，仅通过调节溶液的pH无法将金属元素完全分离 【答案】（1）O2 （2）2.8-7.4 （3）Mg2++2F-=MgF2↓ （4） （5） （6）186 （7）ac 【分析】钴矿石加入硫酸过滤后，不溶于酸被除去则沉淀1为SiO2，得到的溶液1中含有Co2+、Co3+、Mn2+、Fe3+、Mg2+；溶液1加入氢氧化钠溶液调节pH，根据信息中金属离子沉淀的pH可知，沉淀2为氢氧化铁沉淀，溶液2含有Co2+、Co3+、Mn2+、Mg2+，加入氟化钠溶液后生成氟化镁沉淀，则沉淀为3为氟化镁沉淀；溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液，根据问题（4）提示可知，Co2+被氧化为[Co(NH3)6]3+，同时Mn2+转化为二氧化锰，此时溶液4中含有阳离子为[Co(NH3)6]3+，加入稀硫酸和草酸铵后被还原为CoC2O4； 【解析】（1）Co2O3溶于浓硫酸，生成Co2+和一种气体，反应中钴化合价降低被还原，则应该有元素被氧化，结合质量守恒可知，氧被氧化为氧气，故该气体是O2； （2）根据题目信息分析，pH=2.8时，氢氧化铁完全沉淀，则将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，而其它离子不沉淀，应调节pH为2.8-7.4； （3）溶液2中加入NaF溶液，，生成氟化镁沉淀，发生反应的离子方程式为Mg2++2F-=MgF2↓； （4）过氧化氢具有氧化性，将二价钴氧化为三价钴，溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液，将Co2+转化为[Co(NH3)6]3+，离子方程式为：； （5）过氧化氢具有氧化性，将二价锰氧化为二氧化锰沉淀，溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液后，产生MnO2的离子方程式为：； （6）溶液4中，若将1 mol [Co(NH3)6]3+全部转化为CoC2O4沉淀，反应中Co化合价降低，则草酸根离子会被氧化为二氧化碳气体，结合电子守恒可知，1 mol [Co(NH3)6]3+全部转化为CoC2O4沉淀需0.5mol(NH4)2C2O4还原剂，同时需要1mol(NH4)2C2O4提供草酸根离子转化为CoC2O4沉淀，故共需1.5mol(NH4)2C2O4，质量为186g。 （7）a．若矿石粉中存在少量的氧化亚铁，加入浓硫酸浸取时，氧化亚铁会和浓硫酸反应生成硫酸铁，此时按照题中步骤进行操作也可制得纯度相同的，a正确； b．向溶液3中加入氨水是为了调节溶液的pH，同时还使Co2+转化为[Co(NH3)6]3+，b错误； c．流程中镁离子的除去方式为使其形成氟化镁沉淀，因此仅通过调节溶液的pH无法将金属元素完全分离，c正确； 故选ac。 【变式7-3】从含铜废渣（主要成分为）和含砷废渣（主要成分为）中回收铜和砷的一种流程示意图如下。 资料：Ⅰ．沉铜过程主要发生反应； Ⅱ．易分解生成微溶于水的；随着硫酸浓度增大，；在硫酸溶液中的溶解度变小。 （1）已知As元素位于元素周期表第四周期ⅤA族，下列说法正确的是______。 A．酸性： B．非金属性： C．原子半径： D．热稳定性： （2）升温能加快氧化浸出的速率。温度过高时，浸出速率反而会下降，原因是 。 （3）“氧化浸出”步骤中，被氧化为和，离子方程式为 。 （4）沉铜前，需要对氧化浸出液进行稀释。稀释倍数对沉铜的影响如下图所示。 稀释倍数较小时，滤渣2中As含量较高的原因是 。 （5）母液中可循环使用的物质是 。 （6）粗三氧化二砷中砷含量的测定 i．取0.1g样品于锥形瓶中，加入NaOH溶液，使样品完全溶解； ii．加入适量乙酸铅溶液，消除-2价硫的干扰； iii．用稀硫酸调，加入3g碳酸氢钠和淀粉溶液； iv．用碘溶液（溶质按计）将砷氧化至最高价态。向锥形瓶中逐滴滴加碘溶液，消耗碘溶液V mL时，锥形瓶中溶液恰好变蓝且颜色不再变化，该过程中的溶液pH值基本不变。 资料：样品中砷只以+3价的形式存在。 ①若样品中有-2价硫，没有步骤ii，测定结果将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 ②样品中砷的质量分数为 。 ③结合化学用语解释步骤iii中加入碳酸氢钠的原因 。 【答案】（1）AD （2）分解，浓度降低 （3） （4）易分解生成，稀释倍数较小时，硫酸浓度较大，溶解度较小，导致滤渣2中含量较高 （5） （6）偏大 0.75cV 滴定过程中产生，平衡正移，使基本稳定 【分析】在酸性条件下，被氧化为，过滤后加入含砷废渣，沉铜后过滤，再用二氧化硫滤液中的砷元素还原得到粗三氧化二砷，据此分析作答。 【解析】（1）A．非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性P>As，则酸性，A项正确； B．同周期元素从左至右，非金属性逐渐增强，则非金属性S>P，B项错误； C．同周期从左至右，原子半径逐渐减小，则原子半径As>S，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，则原子半径As>P，所以原子半径As>O，C项错误； D．同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，则非金属性N>P，非金属越强，氢化物越稳定，则稳定性NH3>PH3，D项正确； 答案选AD。 （2）过氧化氢受热易分解，温度过高时过氧化氢分解而使过氧化氢浓度降低导致氧化浸出速率降低； （3）被过氧化氢在酸性条件下氧化生成CuSO4、H3AsO4和H2O离子方程式为：； （4）稀释倍数较小时，溶液中硫酸浓度较大，根据题中已知：易分解生成微溶于水的；随着硫酸浓度的增大，在硫酸溶液中的溶解度变小，因此滤渣2中含量较高； （5）在“还原”过程中有硫酸生成，氧化浸出中需要消耗硫酸，因此能循环使用的物质是硫酸； （6）①若样品中有-2价硫，则碘标准液还需要氧化-2价硫导致标准液消耗体积偏大，最后测定结果偏高； ②2As~As2O3~2I2，则有150gAs~2I2，则样品中As的质量分数为； ③用碘标准液滴定过程中会生成氢离子，碳酸氢钠的加入可以消耗氢离子平衡正向移动，从而维持溶液中氢离子浓度在一个稳定的水平。 学科网（北京）股份有限公司1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$