2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題七 化學(xué)與技術(shù)學(xué)案.doc
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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題七 化學(xué)與技術(shù)學(xué)案 xx高考導(dǎo)航——適用于全國卷Ⅱ 最新考綱 高頻考點 高考印證 命題趨勢 1.化學(xué)與資源的開發(fā)利用 (1)了解煤、石油和天然氣等綜合利用的意義。 (2)了解我國無機化工的生產(chǎn)資源和產(chǎn)品的主要種類。 (3)了解海水的綜合利用。了解化學(xué)科學(xué)發(fā)展對自然資源利用的作用。 (4)了解化學(xué)對廢舊物資再生與綜合利用的作用。 2.化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用 (1)了解社會發(fā)展和科技進步對材料的要求。了解化學(xué)對材料科學(xué)發(fā)展的促進作用。 (2)了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子合成材料、復(fù)合材料和其他新材料的特點,了解有關(guān)的生產(chǎn)原理。 (3)了解用化學(xué)方法進行金屬材料表面處理的原理。 (4)了解我國現(xiàn)代材料研究和材料工業(yè)的發(fā)展情況。了解新材料的發(fā)展方向。 3.化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) (1)了解化學(xué)在水處理中的應(yīng)用。 (2)了解合成氨的主要原理、原料、重要設(shè)備、流程和意義,認(rèn)識催化劑的研制對促進化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重大意義。 (3)了解精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)特點、精細(xì)化工在社會發(fā)展中的作用。 (4)了解化學(xué)肥料、農(nóng)藥等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。 化學(xué)與資源的開發(fā)利用 xxT36 xxT36 本專題在高考中一般選取某一考點進行考查,以化學(xué)知識和新材料、新能源、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及鋼鐵煉制等聯(lián)系起來考查,預(yù)計在xx年高考中這一特點仍將延續(xù)。 化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用 化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) xxT36 xxT36 考點一 化學(xué)與資源的開發(fā)利用 1.獲取潔凈水的主要方法 主要方法 相關(guān)原理 水的凈化 混凝法 加入混凝劑(如明礬)沉淀水中懸浮雜質(zhì) 硬水軟化 加熱法、藥劑法、離子交換法 降低水中鈣、鎂離子的含量 污水處理 中和法、沉淀法 中和廢水、將其中的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀 海水淡化 蒸餾法、電滲析法 通過蒸餾濃縮、離子交換膜的選擇透過性淡化海水 2.海水資源的綜合利用 海水制鹽 以蒸發(fā)法(鹽田法)為主,即在太陽照射后,海水受熱,水分逐漸蒸發(fā),當(dāng)各種鹽分別達(dá)到其飽和濃度時,依次以固態(tài)形式析出,此時得到的鹽為粗鹽 氯堿工業(yè) 用電解飽和食鹽水的方法得到NaOH、Cl2和H2。工業(yè)上電解飽和食鹽水的設(shè)備為離子交換膜電解槽 海水提溴 常用的一種海水提溴技術(shù)叫吹出法,即用氯氣氧化海水中的Br-,使其變成Br2,然后用空氣或水蒸氣吹出 海水提鎂 工業(yè)上從海水中提鎂的一種方法是將海水抽入反應(yīng)槽中,加入石灰乳(或用海洋中的牡蠣殼燒成石灰粉末),使海水中的鎂轉(zhuǎn)變成Mg(OH)2沉淀;加鹽酸轉(zhuǎn)化成MgCl2溶液,蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、烘干,然后電解熔融MgCl2得到鎂和氯氣;氯氣可用來制鹽酸,再循環(huán)使用 3.石油的三種加工煉制方法 煉制方法 變化 主要原料 主要產(chǎn)品 分餾 常壓 物理變化 原油 石油氣、汽油、煤油、柴油等 減壓 重油 石蠟、瀝青等 續(xù) 表 煉制方法 變化 主要原料 主要產(chǎn)品 裂化 化學(xué)變化 重油、石蠟等 汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油 裂解 化學(xué)變化 石油分餾產(chǎn)物 主要是乙烯、丙烯、丁烯等 4.煤的三種化學(xué)加工方法 原理 主要產(chǎn)品 干餾 將煤隔絕空氣加強熱使其分解 焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣 氣化 把煤中的有機物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體 CO、H2、CH4 液 化 直接液化 高溫、高壓和有催化劑條件下,與溶劑混合,使煤與H2作用生成液體燃料 優(yōu)質(zhì)汽油、柴油、芳香烴和副產(chǎn)物燃料氣、液化石油氣等 間接液化 先把煤氣化成CO和H2,再經(jīng)催化合成烴類燃料、醇類燃料(如CH3OH)等 合成汽油、甲醇等 資源的開發(fā)利用 1.(資源的開發(fā)利用應(yīng)用類)(xx高考全國卷Ⅱ,T36,15分)將海水淡化與濃海水資源化結(jié)合起來是綜合利用海水的重要途徑之一。一般是先將海水淡化獲得淡水,再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產(chǎn)品。 回答下列問題: (1)下列改進和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設(shè)想和做法可行的是________(填序號)。 ①用混凝法獲取淡水 ②提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量 ③優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種 ④改進鉀、溴、鎂等的提取工藝 (2)采用“空氣吹出法”從濃海水中吹出Br2,并用純堿吸收。堿吸收溴的主要反應(yīng)是Br2+Na2CO3+H2O―→ NaBr+NaBrO3+NaHCO3,吸收1 mol Br2時,轉(zhuǎn)移的電子為________mol。 (3)海水提鎂的一段工藝流程如下圖: 濃海水的主要成分如下: 離子 Na+ Mg2+ Cl- SO 濃度/(gL-1) 63.7 28.8 144.6 46.4 該工藝過程中,脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________ ____________________,產(chǎn)品2的化學(xué)式為________,1 L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為________g。 (4)采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________; 電解時,若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗,寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________。 [破題關(guān)鍵] (1)混凝法主要是通過離子反應(yīng)得到沉淀,很難實現(xiàn)海水淡化,故①不正確。 (2)首先將反應(yīng)配平得方程式:3Br2+6Na2CO3+3H2O===5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3。 (3)制取產(chǎn)品2時加入的石灰乳在沉降過濾后的濾液中含有大量Ca2+,故脫硫反應(yīng)實質(zhì)為Ca2+與SO的沉淀反應(yīng),濃海水中與Ca(OH)2產(chǎn)生沉淀的離子必為Mg2+,故產(chǎn)品2為Mg(OH)2。 (4)Mg作為活潑金屬,在熔融狀態(tài)下與水反應(yīng),從而導(dǎo)致產(chǎn)品鎂的消耗。 解析:(1)將海水經(jīng)過處理得到淡水和濃海水,這是綜合利用海水的重要途徑之一,從而可以提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量,優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種,改進鉀、溴、鎂等的提取工藝。 (2)根據(jù)反應(yīng)原理,將方程式配平:3Br2+6Na2CO3+3H2O===5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3。每3 mol Br2被吸收時轉(zhuǎn)移5 mol e-,則吸收1 mol Br2轉(zhuǎn)移 mol e-。 (3)工藝流程中,脫硫加入的是得到產(chǎn)品2過程中過濾時的濾液,而此濾液中所含的能夠脫硫的離子來源于合成步驟中的石灰乳,故脫硫階段的主要離子方程式為Ca2++SO===CaSO4↓;而產(chǎn)品2是由加入石灰乳之后得到的沉淀得來的,即Mg2++Ca(OH)2===Mg(OH)2+Ca2+,故產(chǎn)品2為Mg(OH)2;1 L濃海水中Mg2+為28.8 g,故可得到產(chǎn)品2即Mg(OH)2的質(zhì)量為58 gmol-1=69.6 g。 (4)電解熔融MgCl2會得到Mg和Cl2,故化學(xué)方程式為MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。因為Mg會與H2O發(fā)生反應(yīng)生成Mg(OH)2和H2,故水存在會造成產(chǎn)品Mg的消耗,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑。 答案:(1)②③④ (2) (3)Ca2++SO===CaSO4↓ Mg(OH)2 69.6 (4)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑ [互動拓展] 電解MgCl2溶液能制取鎂嗎?為什么不用電解法制取鋁一樣電解熔融的MgO? 答案:水溶液中Mg2+放電順序在H+之后,電解MgCl2溶液得不到金屬鎂;MgO熔點較高,熔融能耗大,故不采用。 水是一種重要的自然資源,是人類賴以生存不可缺少的物質(zhì)。水質(zhì)優(yōu)劣直接影響人體健康。請回答下列問題: (1)天然水中溶解的氣體主要有________、________; (2)天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是________________________________________________________________________ ________________(寫兩種),其凈水作用的原理是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; (3)水的凈化與軟化的區(qū)別是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; (4)硬度為1 的水是指每升水含10 mg CaO或與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.210-3 molL-1,c(Mg2+)=610-4 molL-1,則此水的硬度為________; (5)若(4)中的天然水還含有c(HCO)=810-4 molL-1,現(xiàn)要軟化10 m3這種天然水,則需先加入Ca(OH)2________g,后加入Na2CO3________g。 解析:(4)將Mg2+形成的硬度轉(zhuǎn)化為Ca2+形成的硬度時,將Mg2+看作是等物質(zhì)的量的Ca2+即可,則此天然水中鈣離子的總濃度為1.810-3 molL-1,每升水中相當(dāng)于含CaO的質(zhì)量為1.810-3molL-11 L56 gmol-1≈0.1 g,所以該天然水的硬度為10。(5)含有暫時硬度的硬水在軟化時需先將Mg2+形成的硬度轉(zhuǎn)化為Ca2+形成的硬度。10 m3天然水中含有Mg2+的物質(zhì)的量為104 L610-4 molL-1=6 mol,將其轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2 沉淀時需OH-12 mol。此天然水中含有的HCO也會和OH-發(fā)生反應(yīng),將8 mol HCO轉(zhuǎn)化為CO時需OH- 8 mol,所需OH-總量為20 mol,即需Ca(OH)2 10 mol,其質(zhì)量為740 g。天然水中含有Ca2+12 mol,所加Ca(OH)2中含Ca2+ 10 mol,此時共有Ca2+22 mol,其中由HCO轉(zhuǎn)化的CO沉淀出Ca2+ 8 mol,將其余Ca2+沉淀下來還需外加CO 14 mol,即需要加入Na2CO3 1 484 g。 答案:(1)O2 CO2(或N2) (2)明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵(任寫兩種) 鋁鹽(或鐵鹽)在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)氫氧化物膠體,它可吸附天然水中懸浮物并破壞天然水中的其他膠粒帶異電的膠體,使其聚沉,達(dá)到凈化目的 (3)水的凈化是用混凝劑(如明礬等)將水中膠體及懸浮物沉淀下來,而水的軟化是除去水中的鈣離子和鎂離子 (4)10 (5)740 1 484 2.(xx高考江蘇卷)軟錳礦(主要成分MnO2,雜質(zhì)金屬元素Fe、Al、Mg等)的水懸濁液與煙氣中SO2反應(yīng)可制備MnSO4H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+SO2===MnSO4。 (1)質(zhì)量為17.40 g純凈MnO2最多能氧化________L (標(biāo)準(zhǔn)狀況) SO2。 (2)已知:Ksp[Al(OH)3]=110-33,Ksp[Fe(OH)3]=310-39,pH=7.1時Mn(OH)2開始沉淀。室溫下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其濃度均小于110-6 molL-1),需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為________________________________________________________________________。 (3)下圖可以看出,從MnSO4和MgSO4混合溶液中結(jié)晶MnSO4H2O晶體,需控制的結(jié)晶溫度范圍為________________。 (4)準(zhǔn)確稱取0.171 0 g MnSO4H2O樣品置于錐形瓶中,加入適量H3PO4和NH4NO3溶液,加熱使Mn2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+ )=0.050 0 molL-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(滴定過程中Mn3+被還原為Mn2+),消耗Fe2+溶液20.00 mL。計算MnSO4H2O樣品的純度(請給出計算過程)。 解析:(1)n(MnO2)==0.2 mol,由化學(xué)方程式MnO2+SO2===MnSO4知,n(SO2)=n(MnO2)=0.2 mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下V(SO2)=22.4 Lmol-10.2 mol=4.48 L。 (2)Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3時,c(OH-)= = molL-1=10-11 molL-1;Al3+全部轉(zhuǎn)化為Al(OH)3時,c(OH-)== molL-1=110-9 molL-1,故Al3+、Fe3+完全沉淀時,溶液中OH-的最小濃度應(yīng)為110-9 molL-1,即pH最小應(yīng)為5.0,因為Mn(OH)2沉淀時的最小pH為7.1,故除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+,應(yīng)調(diào)節(jié)溶液至5.0<pH<7.1。 (3)由圖可知,60 ℃時,MgSO46H2O與MnSO4H2O的溶解度相等,隨著溫度的不斷升高,MgSO46H2O的溶解度逐漸增大,而MnSO4H2O的溶解度逐漸減小,因此欲從混合溶液中結(jié)晶析出MnSO4H2O,需控制溫度在60 ℃以上。 (4)Fe2+的氧化產(chǎn)物為Fe3+,由質(zhì)量守恒定律和電子守恒可得:Mn2+~Mn3+~Fe2+。因此,n(Mn2+)=n(Fe2+)=0.050 0 molL-10.020 L=1.0010-3 mol,則m(MnSO4H2O)=1.0010-3 mol169 gmol-1=0.169 g,故MnSO4H2O樣品的純度為100% ≈98.8%。 答案:(1)4.48 (2)5.0- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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