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2019-2020年高三化學二輪復習 第1部分 專題16 化學與技術（選修）限時訓練 1．(xx江西六校聯(lián)考)通常情況下，當空氣中CO2的體積分數(shù)超過0.050%時，會引起明顯的溫室效應。為減小和消除CO2對環(huán)境的影響，各國都在限制CO2的排放量，同時也在加強對CO2創(chuàng)新利用的研究。 (1)目前，推廣用超臨界CO2(介于氣態(tài)和液態(tài)之間)代替氟利昂作制冷劑，這一做法對環(huán)境的積極意義是____________________________。 (2)科學家為提取空氣中的CO2，把空氣吹入碳酸鉀溶液中，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學反應使之變?yōu)榭稍偕剂霞状肌Ａ鞒倘鐖D： ①分解池中反應的化學方程式為____________________________。 ②合成塔中，若有4.4 g CO2與足量H2恰好反應生成氣態(tài)產(chǎn)物，放出4.947 kJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式：______________________。 (3)某同學擬用沉淀法測定空氣中CO2的體積分數(shù)，他查得CaCO3、BaCO3的溶度積Ksp分別為4.9610－9、2.5810－9。他最好將空氣通入足量的________溶液中，實驗時除測定溫度、壓強和空氣的體積外，還需測定_____________________ _________________________。 解析：(1)氟利昂能破壞臭氧層，用超臨界CO2代替氟利昂作制冷劑，可以減少氟利昂對臭氧層的破壞，從而起到保護臭氧層的作用。(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，所以反應的化學方程式為2KHCO3K2CO3＋CO2↑＋H2O；合成塔中發(fā)生的反應為CO2＋3H2CH3OH＋H2O，若有4.4 g CO2與足量H2恰好反應生成氣態(tài)產(chǎn)物，放出4.947 kJ的熱量，則44 g CO2即1 mol CO2反應放出的熱量是49.47 kJ，所以該反應的熱化學方程式為CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.47 kJ/mol。 (3)BaCO3的溶度積常數(shù)小于CaCO3的溶度積常數(shù)，為減小誤差，最好將空氣通入足量Ba(OH)2溶液中；用沉淀法測定空氣中CO2的體積分數(shù)，需要計算被吸收的CO2的質量，所以實驗時除測定溫度、壓強和空氣的體積外，還需測定生成沉淀的質量。 答案：(1)保護臭氧層 (2)①2KHCO3K2CO3＋CO2↑＋H2O ②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.47 kJ/mol。 (3)Ba(OH)2　生成沉淀的質量 2．(xx河北衡水中學一模)過氧化鈣可以用于改善地表水質、處理含重金屬粒子廢水和治理赤潮，也可用于應急供氧等。實驗室可用工業(yè)碳酸鈣(含MgCO3、FeCO3等雜質)制取純凈的碳酸鈣，然后再用純的碳酸鈣制取過氧化鈣，其主要流程如下： 已知：CaO28H2O呈白色，微溶于水，加熱至350℃左右開始分解放出氧氣，425℃分解完全。 (1)寫出反應①中氧化還原反應的離子方程式：___________________________。 (2)向反應①后的溶液中加濃氨水的目的是：____________________________。 (3)反應②生成CaO28H2O的化學反應方程式為_____________________。 (4)反應②常用冰水控制溫度在0℃左右，其可能原因是(寫出兩種)： ①____________________________________________________________； ②____________________________________________________________。 (5)測定產(chǎn)品中CaO2的含量的實驗步驟是 第一步：準確稱取a g產(chǎn)品于有塞錐形瓶中，加入適量蒸餾水和過量的b g KI晶體，再滴入少量2 mol/L的H2SO4溶液，充分反應。 第二步：向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液。 第三步：逐滴加入濃度為c molL－1的Na2S2O3溶液至反應完全，消耗Na2S2O3溶液V mL。已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O。 ①CaO2的質量分數(shù)為____________________(用字母表示)。 ②某同學第一步和第二步的操作都很規(guī)范，第三步滴速太慢，這樣測得的CaO2的質量分數(shù)可能________(填“不受影響”“偏低”或“偏高”)，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：(1)工業(yè)碳酸鈣中含有FeCO3、MgCO3等雜質，其中FeCO3中Fe為＋2價，具有還原性，能和稀硝酸發(fā)生氧化還原反應。 (2)通過流程圖可知，加濃氨水用于調節(jié)溶液的pH，除去Mg2＋、Fe3＋。 (5)①測定實驗過程中發(fā)生如下反應： CaO2＋2I－＋4H＋===I2＋Ca2＋＋2H2O I2＋2S2O===2I－＋S4O 故CaO2～I2～2S2O 1 2 n(CaO2) Vc10－3mol n(CaO2)＝ mol 則CaO2的質量分數(shù)為100%＝% ②若第三步滴速太慢，在酸性條件下空氣中的O2也可以將KI氧化為I2，使消耗的Na2S2O3增多，從而使測得的CaO2的質量分數(shù)偏高。 答案：(1)3FeCO3＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋3CO2↑＋5H2O (2)調節(jié)溶液的pH，使Mg2＋、Fe3＋沉淀完全 (3)CaCl2＋H2O2＋2NH3＋8H2O===CaO28H2O↓＋2NH4Cl (4)①防止H2O2分解，提高其利用率 ②降低CaO28H2O溶解度，提高產(chǎn)率 (5)①% ②偏高　在酸性條件下空氣中的O2也可以把KI氧化為I2，使消耗的Na2S2O3增多，從而使測得的CaO2的質量分數(shù)偏高 3．(xx四川德陽四校聯(lián)考)硫酸鋅被廣泛應用于工農業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)藥領域。工業(yè)上由氧化鋅礦(主要成分為ZnO，另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)生產(chǎn)ZnSO47H2O的一種流程如下： (1)步驟Ⅰ包括酸浸和過濾兩個操作。 ①酸浸時，需不斷通入高溫水蒸氣的目的是________________________________ __________________________________________________________________。 ②過濾時為防堵塞，過濾裝置需常用NaOH溶液清洗，其清洗原理是__________________________(用化學方程式表示)。 (2)步驟Ⅱ中，在pH約為5.1的濾液中加入高錳酸鉀，生成Fe(OH)3和MnO(OH)2兩種沉淀，該反應的離子方程式為_________________________________。 (3)步驟Ⅲ所得濾渣Z的主要成分是______________________________________。 (4)取28.70 g ZnSO47H2O加熱至不同溫度，剩余固體的質量變化如下圖所示。 ①步驟Ⅳ中的烘干操作需在減壓條件下進行，其原因是__________________。 ②在圖中C點，680℃時所得固體的化學式為________(填字母序號)。 a．ZnO　　　　　　　　　 b．ZnSO4 c．ZnSO4H2O d．Zn3O(SO4)2 解析：(1)①通入高溫水蒸氣可以升高溫度，使反應速率加快。②由于反應中產(chǎn)生硅酸，硅酸難溶于水，所以過濾時易發(fā)生堵塞。硅酸能與氫氧化鈉溶液反應，因此過濾裝置常用NaOH溶液清洗。 (2)該反應為氧化還原反應，F(xiàn)e元素由＋2價升高到＋3價，Mn元素從＋7價降低到＋4價，根據(jù)得失電子守恒及質量守恒即可寫出該反應的離子方程式。 (3)步驟Ⅱ所得溶液中含有銅離子，在步驟Ⅲ中加入鋅粉可以把銅置換出來，則步驟Ⅲ所得濾渣Z的主要成分是銅和剩余的鋅。 (4)①溫度高，硫酸鋅晶體易分解，減壓烘干可以降低烘干溫度，防止ZnSO47H2O分解。②28.70 g ZnSO47H2O晶體的物質的量是0.1 mol，A點晶體質量變?yōu)?7.90 g，即減少10.8 g，相當于減少0.6 mol結晶水，即A點所得固體的化學式為ZnSO4H2O。B點與A點相比固體質量又減少1.8 g，說明此時完全失去結晶水，即B點所得固體的化學式為ZnSO4。C點固體質量為13.43 g，如果全部是氧化鋅，則其質量應是8.10 g，不合理，所以根據(jù)以上分析可知C點所得固體的化學式為Zn3O(SO4)2。 答案：(1)①升高溫度，以加快反應速率　②H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O (2)3Fe2＋＋MnO＋8H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO(OH)2↓＋5H＋ (3)Cu、Zn (4)①降低烘干的溫度，防止ZnSO47H2O分解?、赿 4．尿素不但可用作氮肥，也是一種重要的化工資源。 (1)尿素溶液可吸收硝酸工業(yè)尾氣中的NO、NO2，將其轉化為對大氣無污染的物質，若三者的物質的量相等時，發(fā)生反應的化學方程式為________________；該反應中的氧化劑是__________________________(填化學式)。 (2)利用尿素可生產(chǎn)三聚氰胺和純堿，其流程如圖： ①反應Ⅰ的化學方程式為_________；副產(chǎn)品b的化學式為_________________。 ②某同學根據(jù)本流程圖，模擬侯氏制堿法時，應先通入________(“副產(chǎn)品a”或“副產(chǎn)品b”)；若實驗所用飽和氯化鈉溶液中含溶質58.5 g(室溫)，通入氣體足量，最后得到無水純堿26.0 g，則該實驗的產(chǎn)率為________；針對該實驗結果，該同學進行認真分析，發(fā)現(xiàn)其操作步驟并沒有錯誤，則造成損失的主要原因是_________________________________________________________。 (3)含尿素的廢水超標排放會造成水體富營養(yǎng)化，可加適當NaClO處理，則處理過程的離子方程式為____________________________。 解析：(1)轉化為對大氣無污染的物質，即N2、CO2，再根據(jù)物質的量相等配平方程式；化合價降低、得到電子的是NO2、NO。 (2)①分析流程圖，a、b應為NH3、CO2中的一種，根據(jù)C、N元素比例關系及元素守恒可確定a為NH3，進而寫出反應Ⅰ的化學方程式。②模擬侯氏制堿法時，先通入溶解能力強的NH3，再通入CO2；依2NaCl～Na2CO3，產(chǎn)率＝26.0 g(0.5 mol106 gmol－1)100%＝49.6%。 (3)處理含尿素的廢水時，尿素作還原劑，得到N2，NaClO作氧化劑生成Cl－。 答案：(1)CO(NH2)2＋NO＋NO2===CO2＋2N2＋2H2O　NO、NO2 (2)①CO(NH2)2HCNO↑＋NH3↑　CO2 ②副產(chǎn)品a　49.06%　NaHCO3在水中有較大的溶解度，未能全部析出 (3)3ClO－＋CO(NH2)2===CO2↑＋2H2O＋3Cl－＋N2↑ 5．鎳電池廣泛應用于混合動力汽車系統(tǒng)，電極材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化鐵等涂覆在鋁箔上制成。某興趣小組對該電池電極材料進行資源回收研究，設計實驗流程如下： 已知：NiCl2易溶于水，F(xiàn)e3＋不能氧化Ni2＋。NiC2O4的溶解度大于Ni(OH)2。 回答下列問題： (1)“酸溶”過程中發(fā)生氧化還原反應的離子方程式為_____________________。 加熱能提高鎳的浸出率，但是溫度不宜過高，其原因是 ___________________________________________________________。 (2)加入氧化鎳的目的是__________________________________；也可以用NiCO3替代氧化鎳，寫出一個相關反應的離子方程式：_________________________。 (3)電解過濾①的濾液得到Y和氣體X，Y是________(填化學式)，X被Y溶液吸收得到吸收液，該吸收液參與“氧化”過程，寫出“氧化”過程發(fā)生反應的化學方程式：____________________________________________。 (4)有人提出，加入Na2C2O4溶液后，過濾、洗滌，再將得到的固體在保護氣作用下灼燒，可以獲得高純度的鎳粉。寫出固體分解的化學方程式：_______________________________________________________。 解析：(1)該電極材料中有Ni(OH)2、Fe2O3、Al、C，只有鋁與鹽酸發(fā)生氧化還原反應。溫度過高，使鹽酸中氯化氫揮發(fā)加劇，增大了鹽酸消耗量，且氯化氫污染空氣。(2)加入氧化鎳或碳酸鎳都可以促進鐵離子、鋁離子水解。(3)加入草酸鈉溶液，發(fā)生反應NiCl2＋Na2C2O4===2NaCl＋NiC2O4↓，過濾后得到NiC2O4固體和氯化鈉溶液；加入氫氧化鈉溶液將溶解度較大的NiC2O4轉化成溶解度較小的Ni(OH)2。電解氯化鈉溶液得到NaOH和Cl2，Cl2和NaOH反應生成NaClO和NaCl的混合液，NaClO氧化Ni(OH)2生成Ni(OH)3。(4)NiC2O4中碳為＋3價，若要得到鎳粉，鎳元素化合價降低2，則碳元素化合價升至＋4，得到CO2。 答案：(1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 氯化氫易揮發(fā)，其利率降低，且污染空氣 (2)將Fe3＋、Al3＋轉化成Fe(OH)3、Al(OH)3 3NiCO3＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3＋3Ni2＋＋3CO↑，(或3NiCO3＋2Al3＋＋3H2O===2Al(OH)3＋3Ni2＋＋3CO2↑) (3)NaOH　2Ni(OH)2＋NaClO＋H2O===2Ni(OH)3＋NaCl (4)NiC2O4Ni＋2CO2↑