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推荐下载 2018年南方新高考化学一轮复习课时作业：第31讲化学与材料的发展含解析

发布时间：2019-05-24 05:19:10 来源：文档文库

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第31讲　化学与材料的发展　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

教材习题回扣

1．(选修2 P80－1)工业上制造水泥、玻璃时都用的原料是(　　)。

A．纯碱 B．石灰

C．石灰石 D．黏土

2．(选修2 P80－11)若要在铁制件表面镀镍，则镍应与电源的______极相连；铁制件应与电源的______极相连。电镀液可以用硫酸镍溶液，电极反应为________________________。电镀过程中硫酸镍溶液的浓度会________(增大、减小或不变)。

3．(选修2 P80－9)试写出聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯发生聚合反应的化学方程式，并指出它们的单体和链节分别是什么？

能力提升训练

一、单项选择题

1．下列有关材料的说法不正确的是(　　)。

A．传统的无机非金属材料虽有不少优点，但质脆，经不起热冲击

B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点，但强度比较差

C．高温结构材料具有能承受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点

D．新型无机非金属材料特点之一是具有电学特性

2．陶瓷是传统硅酸盐产品，根据陶瓷的生产原理，可以得出硅酸盐工业的一般特点是(　　)。

①以含硅物质作为原料；②主要产物是硅酸盐；③反应条件是高温；④反应原理是复杂的物理变化和化学变化。

A．只有①③　　　 B．只有②③

C．只有③④　　　 D．①②③④

3．下列关于工业冶金的描述中不正确的是(　　)。

A．电解冶炼铝，阳极反应式为2O2－－4e－===O2↑

B．电解法精炼铜，用粗铜作为阴极

C．电解冶炼金属钠与电解饱和食盐水的阳极产物相同

D．在镀件上电镀锌，用锌盐(如硫酸锌)溶液作为电镀液

4．石灰石、生石灰和熟石灰均是重要的化工原料，下列工业生产中，可能用到上述原料的是(　　)。

①炼铁；②炼钢；③从海水中提取镁；④铝的冶炼；⑤制水泥；⑥制玻璃；⑦制漂白粉；⑧烧制陶瓷。

A．①②⑤⑥⑦⑧　 B．①②③⑤⑥⑦

C．③④⑤⑥⑦⑧　 D．全部

5．(2015年甘肃模拟)当航天飞机返回地球大气层时，由于与空气的剧烈摩擦，飞机尖端的温度可达1000 ℃以上，为了防止高温将其烧毁，科学家给航天飞机的相应部位安装了可靠的保护层。制作保护层的材料是(　　)。

A．塑料　

B．合成纤维

C．新型陶瓷和碳纤维的复合材料　

D．镁铝合金

6．在下列物质变化中，没有发生化学反应的是(　　)。

A．橡胶的硫化　　 B．普通玻璃的熔化

C．有机玻璃的老化　　 D．水泥的固化

7．下列叙述正确的是(　　)。

A．“接触法”制H2SO4时，催化氧化阶段的反应原理为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0

B．海水提镁的主要步骤为

CaCO3(s)　　　盐酸

　↓　　　　　　　↓

海水―→Mg(OH)2(s)―→MgCl2(aq)Mg(l)＋Cl2(g)

C．普通水泥的主要成分是硅酸钙

D．黏土的主要成分是三氧化二铝

二、非选择题

8．下图是传统的工业生产金属铝的基本流程图。结合铝生产的流程图回答下列问题：

(1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是________(填化学式)。石油炼制和煤的干馏产品为：__________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。

(2)在金属铝的冶炼中加入冰晶石(Na3AlF6)和氟化钙的目的是___________________。

(3)在冶炼过程中，阳极材料需要定期进行更换，原因是氧化铝溶解并和部分冰晶石发生反应生成Al2OF，写出该反应的离子方程式_______________________________。若电解的总反应为2Al2O3＋3C3CO2＋4Al，则阳极的电极反应式为_________________________。

(4)冰晶石能在碱性溶液中分解，写出冰晶石与足量NaOH溶液反应生成两种钠盐的化学方程式__________________________________________________________________。

(5)已知生产1 mol铝消耗的电能为1.8×106 J,9 g铝制饮料罐可回收能量为0.2 kJ，则铝制饮料罐的热回收效率η＝______________。(热回收效率＝回收能量/生产耗能×100%)

9．氯碱工业中，通过电解饱和食盐水获得重要的化工原料。其中氯气用途十分广泛，除用于净水、环境消毒外，还用于生产盐酸、聚氯乙烯、氯苯等。

(1)电解饱和食盐水的化学方程式为__________________________________________。

(2)氯气用于生产半导体材料硅的流程如下：

①石英砂的主要成分是_______，在制备粗硅时，焦炭的作用是______________________。

②由四氯化硅得到高纯硅的化学方程式为：____________________________________。

(3)用于制造塑料薄膜、人造革、塑料管材和板材的聚氯乙烯(PVC塑料)就是以氯气和乙烯为主要原料通过______、消去和________三步主要反应生产的。生产聚氯乙烯的有关反应的化学方程式为：_________________________，__________________________________，____________________________。

(4)上述两种生产过程可得到同一种副产品，该副产品是________________。

10．Ⅰ.锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。某含锌矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分)，以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：

回答下列问题：

(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为________。

(2)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为______，其作用是_____________________。

(3)电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用PbAg合金惰性电极，阳极逸出的气体是________。

(4)改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”中发生主要反应的离子方程式为_____________________________________________________________________。

(5)我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，……，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，……，冷淀，毁罐取出，……，即倭铅也。”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为________________________________________(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌)。

Ⅱ.工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：

(6) 焙砂含Cu量为20%～50%。转炉中，将焙砂加熔剂(石英砂)在1200 ℃左右吹入空气进行吹炼。焙砂中的Cu2S被氧化成Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式为：________________、_________________________。

(7)假定各步反应都完全，完成下列计算：①由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu，求消耗O2的物质的量__________mol；②6 mol CuFeS2和14.25 mol O2反应，理论上可得到__________mol Cu。

11．(2015年海南卷)铁在自然界广泛存在，在工业、农业和国防科技中有重要应用。

Ⅰ Ⅱ

回答下列问题：

(1)用铁矿石(赤铁矿)冶炼生铁的高炉如图Ⅰ所示。原料中除铁矿石和焦炭外还含有______。除去铁矿石中脉石(主要成分为SiO2 )的化学反应方程式为______________________，__________________________；高炉排出气体的主要成分有N2、CO2 和________(填化学式)。

(2)已知：①Fe2O3 (s)＋3C(s)===2Fe(s)＋3CO(g)　ΔH＝＋494 kJ·mol－1；②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1；③C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110 kJ·mol－1。则反应Fe2O3(s)＋3C(s)＋O2(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) 的ΔH＝________kJ·mol－1。理论上反应________放出的热量足以供给反应________所需的热量(填上述方程式序号)。

(3)有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图Ⅱ所示，其中，还原竖炉相当于高炉的_________部分，主要反应的化学方程式为___________________________________；熔融造气炉相当于高炉的____________部分。

(4)铁矿石中常含有硫，使高炉气中混有SO2 污染空气，脱SO2 的方法是_____________。

第六单元　化学与技术(选考)

第31讲　化学与材料的发展

【教材习题回扣】

1．C

2．正　负　Ni－2e－===Ni2＋　不变

3．

【能力提升训练】

1．B　解析：传统的无机非金属材料缺点为质地较脆，经不起热冲击。新型无机非金属材料不但克服了传统无机非金属材料的缺点，还具有能承受高温、强度大，具有电学、生物学性质等优点。

2．D　解析：陶瓷是利用黏土在高温条件下烧制，得结构致密的多晶烧结体；其生产过程中发生复杂的化学变化和物理变化。故①②③④都正确。

3．B　解析：向熔融氧化铝中通直流电电解时，氧离子在阳极失电子而生成氧气，故A正确；电解精炼铜时，粗铜为阳极，粗铜中的铜失电子变为铜离子进入溶液，然后在阴极又得电子析出铜，故B错；电解冶炼金属钠与电解饱和食盐水的阳极反应都是氯离子失电子生成氯气，故C正确；电镀锌的目的是使溶液中的锌离子在镀件上得电子而析出，所以电镀液需要选用锌盐溶液。

4．B　解析：铝的冶炼需Al2O3和冰晶石，烧制陶瓷需硅酸盐，不需上述原料。

5．C　解析：制作保护层的材料应该具有硬度高、熔点高。机械性能强等性质，只有C项符合要求。

6．B　解析：橡胶硫化后，线型高分子变成了体型高分子，发生了化学反应。普通玻璃的成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，这些物质之间不发生化学反应，在空气中也非常稳定，普通玻璃的熔化仅是物理变化。水泥的固化是水泥跟水发生复杂的物理、化学变化而形成了坚硬的固体。高分子材料的老化是高分子材料受氧化剂、光照、溶剂浸润等作用的结果，其中有化学反应的发生。

7．A　解析：“接触法”制H2SO4时，催化氧化阶段是二氧化硫被氧气氧化为三氧化硫，A项正确；海水提镁的过程中，海水中应加入石灰乳而不是碳酸钙，获得单质镁时应电解熔融的MgCl2，故B项错误；普通水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙，C项错误；黏土的主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O，D项错误。

8．(1)Al2O3　碳素材料　(2)使Al2O3不需要达到熔点即可熔化，减少熔融电解质的能耗　(3)Al2O3＋4AlF===3Al2OF＋6F－　C＋2Al2OF＋12F－－4e－===CO2↑＋4AlF　(4)Na3AlF6＋4NaOH===6NaF＋NaAlO2＋2H2O　(5)0.033%

解析：(1)电解时的阴阳极材料是能导电的，一般是金属和石墨，而石油炼制和煤的干馏中不含金属，因此是碳素材料作电解铝的阴极和阳极材料；(3)氧化铝和冰晶石生成Al2OF和F－，根据反应前后原子个数守恒，得化学反应方程式：Al2O3＋4AlF===3Al2OF＋6F－；电解时阳极是失电子，化合价升高，根据总反应C的化合价由0→＋4，C参与了正极反应，冰晶石在整个电解过程中反应前后质量不变，阳极电极反应：C＋2Al2OF＋12F－－4e－===CO2↑＋4AlF；(4)冰晶石与足量NaOH溶液反应生成两种钠盐，根据元素守恒和原子个数守恒，Na作阳离子，Al作为阴离子AlO，F作为阴离子F－，反应的化学反应方程式：Na3AlF6＋4NaOH===6NaF＋NaAlO2＋2H2O；(5)9 g Al的物质的量＝ mol＝ mol，生产 mol铝消耗的电能为×1.8×106 J＝6×105 J，则热回收效率η＝×100%＝0.033%。

9．(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

(2)①SiO2　作还原剂　②SiCl4＋2H2Si＋4HCl

(4)HCl

10．(1)ZnO　(2)锌粉　置换出Fe等　(3)O2

(4)2ZnS＋4H＋＋O2===2Zn2＋＋2S↓＋2H2O

(5)ZnCO3＋2CZn＋3CO↑　(6)2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2　 2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑

(7)①15　②4.5

解析：Ⅰ.(1)硫化锌精矿的主要成分是ZnS，在氧气气氛的沸腾炉中进行焙烧，Zn转化为ZnO，S转化为SO2气体，因此所产生焙砂的主要成分的化学式为ZnO。(2)浸出液中含有铁离子，因此需要加入锌粉除去，则“净化”过程中加入的主要物质为锌粉，其作用是置换出Fe等杂质。(3)电解池中阳极失去电子，因此溶液中的氢氧根放电，产生氧气，则阳极逸出的气体是O2。(4)根据原子守恒可知非金属单质应该是S，即反应中硫离子被氧气氧化为单质S，所以“氧压酸浸”中发生主要反应的离子方程式为2ZnS＋4H＋＋O2===2Zn2＋＋2S↓＋2H2O。(5)反应中碳过量，生成CO，所以该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为ZnCO3＋2CZn＋3CO↑。Ⅱ.(7)①根据以上分析可知在反应过程中CuFeS2最终转化为Cu、FeO、SO2，因此由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu的过程中根据氧原子守恒可知，消耗O2的物质的量(12＋6÷2) mol＝15 mol；②CuFeS2在焙烧过程中转化为Cu2S和FeO，同时还有SO2产生，则反应的方程式为2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO，反应后氧气过量，剩余氧气是14.25 mol－12 mol＝2.25 mol。根据方程式2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2可知，2.25 mol氧气消耗1.5 mol Cu2S，产生1.5 mol Cu2O，剩余Cu2S是3 mol－1.5 mol＝1.5 mol，则根据方程式2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2可知在反应中Cu2S过量，则生成的Cu是1.5 mol×3＝4.5 mol。