2012年高考化学第二部分专题18 化学与技术
1. 北京奥运会主体育场——“鸟巢”，被《泰晤士报》评为全球“最强悍”工程。“鸟巢”运用了高强度、高性能的钒氮合金高新钢和884块ETFE膜，并采用新一代的氮化镓铟高亮度LED材料。有关说法正确的是 A．合金的熔点通常比组分金属高，硬度比组分金属小B．已知Ga处于ⅢA族，可推知氮化镓化学式为GaNC．用金属铝与V2O5反应冶炼钒，V2O5作还原剂D．ETFE膜（ ）是由一种单体加聚而成的【答案】B
【解析】合金的熔点比各组分高，而硬度比各组份要大，A项错； Ga为IIIA，即最高正价为+3价，而N为-3价，根据化合价代数和为零的原则写出氮化镓化学式为GaN，B项正确；C项为铝热反应，Al作还原剂，故错；ETFE膜是由乙烯和四氟乙烯加聚而成，D项错。
2. 海洋中有丰富的食品、矿产，能源、药物和水产资源等(如下图所示)，
下列有关说法正确的是
A．大量的氰、磷废水排入海洋，易引发赤潮
B．工段②中结晶出的MgCl2·6H2O可在空气中受热分解制无水MgCl2
C．在工段③④⑤中溴元素均被氧化
D．工段①中除去粗盐中的SO42-、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质，加入的药品顺序为：Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
【答案】A
【解析】本题考查海水的利用。结晶出的MgCl2·6H2O需要在HCl气氛中制无水MgCl2，B选项错误；反应④为：Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，溴元素被还原，C选项错误；粗盐提纯的顺序中药注意两点，一是Na2CO3溶液在BaCl2溶液后面加入，二是盐酸最后加入，D选项错误。
下列说法正确的是( )
A．图Ⅰ可用于合成氨中的N2、H2的循环
B．图Ⅰ可用于氨碱法制纯碱中CO2的循环
C．图Ⅱ可用于电解饱和食盐水中NaCl的循环
D．图Ⅲ可用于氨氧化法制硝酸中NO的循环
【答案】A
【解析】合成氨反应为可逆反应，N2与H2不可能完全反应，将生成的NH3分离出来后，N2与H2可以循环使用，A项正确。
5. 天然海水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl－、SO42－、Br－、CO32－、HCO3－等离子。火力发电燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫，其工艺流程如下图所示：
下列说法错误的是
A．天然海水pH≈8的原因是由于海水中的CO32－、HCO3－水解
B．“氧化”是利用氧气将H2SO3、HSO3－、SO32－等氧化生成SO42－
C．“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧化后海水中生成的酸
D．“排放”出来的海水中SO42－的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同
【答案】D
【解析】本题考查海水脱硫工艺流程的相关分析。由题中所给的天然海水的离子及结合流程图可分析知，氧化的环节是指将烟气中硫元素，氧化成SO42 －，故最终出来的海水中的SO42 －含量比进入起始进入吸收塔的要高，D项错。
6. 自来水加工处理流程如下，下列有关说法不正确的是( A )
A.若用FeSO4作混凝剂，最终铁将以Fe(OH)2形式进入反应沉淀池
B.投药时常加入适量的石灰，是为了除去水中Mg2+、HCO3－等
C.自来水生产中，前加氯起消毒杀菌作用，后加氯是保持水中有效氯的含量，防止自来水二次污染
D.用ClO2消毒自来水，消毒效率是同质量氯气的2.63倍
【答案】A
【解析】从流程图知，加氯可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后水解生成Fe(OH)3胶体，而作为混凝剂，所以最终铁以Fe(OH)3形式存在。
7. 竖炉冶铁工艺流程如图，使天然气产生部分氧化，并在特殊的燃烧器中使氧气和天然气燃烧CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)，催化反应室发生的反应为：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ?H1=+216kJ/mol；CH4(g)+ CO2(g)2CO(g) + 2H2(g) ?H2=+260kJ/mol（不考虑其他平衡的存在），下列说法正确的是
A．增大催化反应室的压强，甲烷的转化率增大
B．催化室需维持在550～750℃，目的仅是提高CH4转化的速率
C．设置燃烧室的主要目的是产生CO2和水蒸气作原料气与甲烷反应
D．若催化反应室中，达到平衡时，容器中n(CH4)=amol,n(CO)=bmol，n(H2)=cmol,则通入催化反应室的CH4的物质的量为a+(b+c)/4
【答案】D
【解析】本题考查化学平衡。从题意可知，催化反应室发生两个可逆反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷的转化率减小，A选项错；温度的要求还要考虑催化剂的活性，B选项错误；设置燃烧室的目的除了提供原料气之外，还提供了能量，C选项错误；
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) CH4(g)+ CO2(g)2CO(g) + 2H2(g)
起始： m 0 0 n 0 0
转化： x x x 3x y y 2y 2y
平衡： m-x x 3x n-y 2y 2y
有x+2y=b，3x+2y=c 得出x+y=(b+c)/4，而平衡时n(CH4)=m-x+n-y=amol，则通入催化反应室的CH4的物质的量为m+n=a+x+y=a+(b+c)/4mol，D选项正确。
二．非选择题(共58分)
8. 高铁酸钠(Na2FeO4）是一种新型饮用水消毒剂。某研究小组设计了用工业废铁屑（含铜、碳、硅等）制取高铁酸钠的工艺流程，其中X、Y、Z是含铁化合物。
（1）废铁屑中加入碳酸钠热溶液的目的是_________________。
（2）试写出上述过程中X转化为Y的离子方程式_______________。
（3）写出Cl2将Z氧化为Na2FeO4的化学方程式_______________________。
（4）高铁酸钠消毒后的还原产物具有净水作用，解释净水原理______________。
（5）高铁酸钠还可以用电解法：Fe+2NaOH+2H2O=Na2FeO4+2H2↑,写出电解时阳极的电极反应式_____________。
9. 广东省海水资源丰富，海水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-、CO32- 、HCO3- 等离子。合理利用水资源是持续发展的重要保证。
Ⅰ：火力发电是广东的重要能源，但是烧煤排放的SO2会造成一系列环境问题。利用海水脱硫是一种有效地方法。其工艺流程如下图所示：
（1）天然海水pH≈8，弱碱性。用离子方程式解释原因是_________(任写一个)。
（2）天然海水吸收含硫烟气后，用氧气进行氧化处理，其原理化学反应方程式是______;氧化后的海水需要用大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是________。
Ⅱ：重金属离子对河流海洋造成严重污染。某化工废水（pH=2.0,d=1g.mL-1）中含有Ag+、Pb2+等重金属离子，其浓度约为0.01mol.L-1，排放前拟用沉淀法除去这两种离子，查找有关数据如下：
难溶电解质
AgI
AgOH
Ag2S
PbI2
Pb(OH)2
PbS
Ksp
8.3×10-12
5.6×10-8
6.3×10-50
7.1×10-9
1.2×10-15
3.4×10-28
（3）你认为往废水中加入_________(填字母序号)，沉淀效果最好。
A. NaOH B.Na2S C.KI D.Ca(OH)2
（4）如果用生石灰处理上述废水。使溶液的pH=8，处理后废水中c(Pb2+)=______。
（5）如果用食盐处理只含Ag+的废水，测得处理后的废水中NaCl的质量分数为0.117%，若环境要求排放标准为c(Ag+)低于10-8mol.L-1盐问该工厂处理后的废水中Ag+是否符合排放标准？要求写出计算过程。已知Ksp(AgCl)=1.8×10-1
10.随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰也可以用于热化学循环分解水制氢，的制备流程如下：
(1)投入原料取和的物质的量之比应为 ：
(2)步骤二中“连续搅拌"的目的是 ：
(3)利用化学循环制氢的反应可表示为：
请分析上述两个反应并回答下列问题：
①从理论上讲，该循环中， 能制 mol
②若中，则中占全部铁元素的百分率为 ；
③针对热化学循环制氢过程存在的不足，你认为热化学循环制氢还需要解决的化学问题是 。
11. 氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，不溶于水、乙醇，熔点422 ℃，沸点1366 ℃，在空气中迅速被氧化成绿色，常用作有机合成工业中的催化剂。以粗盐水(含Ca2＋、Mg2＋、SO2－4等杂质)。Cu、稀硫酸，SO2等为原料合成CuCl的工艺如下：
(1)反应I中加Na2CO3溶液的作用是 。
(2)反应II在电解条件下进行，电解时阳极发生的电极反应可表示为 。
(3)写出反应VI的化学方程式 。
(4)反应IV加入的Cu必须过量，其目的是 。
(5)反应VI后，过滤得到CuCl沉淀，用无水乙醇洗涤沉淀，在真空干燥机内于70 ℃干燥2小时，冷却，密封包装即得产品。于70 ℃真空干燥的目的是 。
【答案】
(1)除去Ca2＋和过量的Ba2＋
(2)2Cl—2e－ = Cl2↑
(3)2CuSO4＋2NaCl＋SO2＋2H2O = 2CuCl↓＋2NaHSO4＋H2SO4
或2CuSO4＋2NaCl＋SO2＋2H2O = 2CuCl↓＋Na2SO4＋2H2SO4
(4)防止生成CuCl2
(5)加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化
【解析】（1）加入Na2CO3溶液的作用时除去粗盐中的Ca2＋和过量的Ba2＋；（2）电解饱和食盐水中，阳极是阴离子放电；（3）从流程看出，Cu、O2、稀H2SO4的产物是CuSO4，则反应物有CuSO4、SO2、NaCl，产物中有CuCl，方程式为2CuSO4＋2NaCl＋SO2＋2H2O = 2CuCl↓＋2NaHSO4＋H2SO4或2CuSO4＋2NaCl＋SO2＋2H2O = 2CuCl↓＋Na2SO4＋2H2SO4；（4）铜若少量，则铜直接与Cl2反应生成CuCl2；（5）真空干燥的目的是防止CuCl被空气氧化，70 ℃的目的为加快乙醇和水的蒸发。
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