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【能力展示】能力展示1.(2011·新课标Ⅰ卷)(1)普通纸张的成分是纤维素，在早期的纸张生产中，常采用纸表面涂敷明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散。请回答下列问题：人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存。经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是。为防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的离子方程式为。(2)为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：①喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等，这样操作产生的主要问题是。②喷洒Zn(C2H5)2，Zn(C2H5)2可以与水反应生成氧化锌和乙烷，用化学(离子)方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理：。(3)现代造纸工艺常用钛白粉(TiO2)替代明矾，钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿主要成分(FeTiO3)为原料按以下过程进行的，请完成下列化学方程式：2.(2012·新课标Ⅰ卷)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：(1)在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是、，反射炉内生成炉渣的主要成分是。(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含铜量为20%50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为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分别是、。(3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜是图中电极(填字母)；在电极d上发生的电极反应式为；若粗铜中还有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为。3.(2013·新课标Ⅰ卷)草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下：回答下列问题：(1)CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学方程式分别为、。(2)该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是，滤渣是；过滤操作②的滤液是和，滤渣是。(3)工艺流程中③和④的目的是。(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是。(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250g溶于水中，用0.0500mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定，至粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00mL，反应的离子方程式为；计算该成品的纯度为。4.(2014·新课标Ⅰ卷)磷矿石主要以磷酸钙[Ca3(PO4)2·H2O]和磷灰石[Ca5(PO4)3F、Ca5(PO4)3(OH)]等形式存在。图1为目前国际上磷矿石利用的大致情况，其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图2是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。图1图2部分物质的相关性质如下：熔点/℃沸点/℃备注白磷44280.5——PH3-133.8-87.8难溶于水，有还原性SiF4-90-86易水解(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料，约占磷矿石使用量的%。(2)以磷灰石为原料，湿法磷酸过程中Ca5(PO4)3F反应的化学方程式为。现有1t折合含有P2O5约30%的磷灰石，最多可制得85%的商品磷酸t。(3)如图2所示，热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合，高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是(填化学式)，冷凝塔1的主要沉积物是，冷凝塔2的主要沉积物是。(4)尾气中主要含有，还含有少量PH3、H2S和HF等，将尾气先通入纯碱溶液，可除去，再通入次氯酸钠溶液，可除去。(填化学式)(5)相比于湿法磷酸，热法磷酸工艺复杂，能耗高，但优点是。5.(2015·新课标Ⅰ卷)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺流程如下：回答下列问题：(1)步骤①中得到的氧化产物是；溶解温度应控制在60~70℃，原因是。(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式：。(3)步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是(填名称)。(4)上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是。(5)步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有(填字母)。A.分馏塔B.离心机C.反应釜D.框式压滤机(6)准确称取所制备的氯化亚铜样品mg，将其置于过量的FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用amol·L-1K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液bmL，反应中Cr22-7O被还原为Cr3+，样品中CuCl的质量分数为。【考题分析】年份试题知识点分值2011第36题化学方程式的配平、书写，水解反应15分2012第36题化学方程式、电极反应式的书写，粗铜的电解精炼15分2013第36题化学方程式的书写，物质的循环利用，成品纯度的计算，过滤操作15分2014第36题化学方程式的书写，尾气处理，氧化还原反应，根据原子守恒计算15分2015第36题离子方程式的书写，反应条件控制，滴定反应，质量分数的计算15分【备考策略】从上表可以看出，近5年高考结合科技成果、社会热点、环境问题、新材料、新能源等材料，以非选择题的形式考查化学与技术。在2016年的备考中，注意结合自然资源的综合利用、材料的生产、废物的回收利用和化工生产的实际，对相关物质的性质、基本操作及基本概念、电化学、化学平衡理论等知识进行复习。1.(2014·新课标Ⅱ卷)锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造如图1所示。图1两种干电池的构造示意图回答下列问题：(1)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为Zn+2NH4Cl+2MnO2Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH。①该电池中，负极材料主要是，电解质的主要成分是，正极发生的主要反应是。②与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是。(2)图2表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属)。图2一种回收利用废旧普通锌锰电池的工艺①图2中产物的化学式分别为A，B。②操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4。操作b中，绿色的K2MnO4溶液反应后生成紫色溶液和一种黑褐色固体，该反应的离子方程式为。③采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D，则阴极处得到的主要物质是(填化学式)。2.(2015·开封模拟)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下：请回答下列问题：(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，主要成分发生反应的化学方程式为。(2)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的操作。工业上制备该酸的三个主要阶段分别为、、。(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为，其作用是等。(4)电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb-Ag合金惰性电极，锌在极沉积，阳极的电极反应式为。(5)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，又可获得一种工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”发生主要反应的离子方程式为。(6)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)3.(2015·唐山二模)磷单质及其化合物有广泛应用。(1)磷酸二氢钙，广泛用于动物的饲料添加剂。目前制备的新工艺方法有石灰法：用石灰石中和磷酸，控制终点pH为3.2，即得磷酸二氢钙。请写出该反应的化学方程式：；若有1×103kg石灰石最多能生产kg磷酸二氢钙。(2)用石英、焦炭与磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高温下制备黄磷(P4)的化学方程式为4Ca5(PO4)3F+21SiO2+30C3P4+20CaSiO3+30CO↑+SiF4↑，在此反应中，副产物矿渣可用来。(3)三聚磷酸可视为三个磷酸分子(磷酸结构简式为)之间脱去两个水分子的产物，其结构简式为。三聚磷酸钠(俗称“五钠”)是常用的水处理剂，其化学式为。(4)次磷酸钠(NaH2PO2)可用于化学镀镍。化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2P-2O，在酸性条件下发生下述反应，请配平该反应的离子方程式：Ni2++H2P-2O+——Ni+H2P-3O+工业生产硫酸典题演示1(2015·保定调研)硫酸是工业生产中最为重要的产品之一，在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸。(1)在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生产SO2，反应的化学方程式为，该反应在(填设备名称)中进行。(2)有关接触法制硫酸的下列说法正确的是(填字母)。A.二氧化硫的接触氧化在合成塔中发生B.吸收塔得到的是98%的浓硫酸C.煅烧含硫48%的黄铁矿时，若FeS2损失了2%，则S损失了2%D.接触室中采取高温是为了提高催化剂的活性和提高SO2的转化率(3)科研工作者开发了制备SO2，再用电化学原理生产硫酸的方法，装置如右图。为了稳定技术生产，硫酸的浓度应维持不变，则通入的SO2和水的质量比为。(4)实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关，请根据下表信息，结合工业生产实际，选择最合适的生产条件是。压强SO2转化率温度1个大气压5个大气压10个大气压15个大气压400℃0.99610.99720.99840.9988500℃0.96750.97670.98520.9894600℃0.85200.88970.92760.9468(5)硫酸工厂排放的尾气中含少量二氧化硫。为防止污染大气，在排放前必须进行尾气处理并设法进行综合利用。硫酸工厂排放尾气中的SO2通常用足量石灰水吸收，然后再用稀硫酸处理。①请写出这种尾气处理方法的优点：(写出两点即可)。②若某硫酸厂每天排放的1万立方米(标准状况)尾气中含0.2%(体积分数)的SO2，通过上述方法处理，理论上需生石灰kg。【答案】(1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2沸腾炉(2)C(3)16∶29(4)400℃，1个大气压(5)①原料生石灰、硫酸价格便宜且容易获得；可得到石膏副产品；产生的SO2含量较高可再利用作为原料(任写两点即可)②50【解析】(1)黄铁矿为原料生产SO2，反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；该反应在沸腾炉中进行。(2)依据接触法制硫酸的工业流程和三个设备分析判断，二氧化硫的接触氧化是在接触室中发生的，A错；用98%的H2SO4来吸收SO3，吸收塔得到的是发烟硫酸，B错；S元素在黄铁矿中都是以FeS2形式存在，故FeS2损失了多少，其S就损失了多少，C正确；二氧化硫生成三氧化硫的反应是放热的可逆反应，升高温度平衡向吸热方向移动，降低SO2的转化率，D错。(3)设通入SO2和水的物质的量分别为xmol、ymol，根据原子守恒可知生成的硫酸的物质的量是xmol，消耗水的物质的量是xmol，要维持硫酸的浓度不变，则根据装置图可知989818(-)xxyx=0.5，解得x∶y=9∶58，则两者的质量比为(9×64)∶(58×18)=16∶29。(4)因为SO2与O2的反应是放热反应，所以选择的温度为400℃，而1个大气压时SO2的转化率已经很高，再增大压强，SO2的转化率提高不大，但会增加生产成本，所以选择1个大气压。(5)①这种尾气处理方法的优点有：原料生石灰、硫酸价格便宜且容易获得；可得到石膏副产品；产生的SO2含量较高可再利用作为原料。②每天排放SO2的物质的量为7-110L0.2%22.4Lmol=892.