高考化学复习专题三材料加工与性能优化单元集训试题苏教版选修

专题三材料加工与性能优化

1．下列物质与其用途完全符合的有（）

①Na2CO3—制玻璃；②SiO2—太阳能电池；③Na2SiO3—木材防火剂；④NH3—制冷剂；

⑤Al2O3—焊接钢轨；⑥NaClO—消毒剂、漂白织物⑦Fe2O3—红色油漆或涂料

A．4个 B．5个 C．6个 D．7个

【答案】B

2．下列叙述错误的是

A．合金材料中可能含有非金属元素

B．人造纤维，合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物

C．加热能杀死流感病毒是因为病毒的蛋白质受热变性

D．在汽车排气管上加装“催化转化器”是为了减少有害气体的排放

【答案】B

3．不同的金属应选用不同的冶炼方法，如：热还原法、热分解法、电解法等。你认为选择的原则主要是依据（）

A．金属在自然界的存在形式

B．金属熔点的高低

C．金属离子得电子的能力

D．金属元素在地壳中的含量

【答案】C

4．化学与生活息息相关，下列说法不正确的是（）

A.用食醋可除去热水壶内壁的水垢

B.淀粉、油脂和蛋白质都是高分子化合物

C.自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致

D.新型复合材料使手机、电脑等电子产品更轻巧、实用和新潮

【答案】B

5．化学与生产、生活、社会密切相关，下列说法错误的是

A．绚丽缤纷的烟花中添加了含钾、钠、钙、铜等金属元素的化合物

B．加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂

C．臭氧、高锰酸钾溶液、次氯酸钠溶液、乙醇溶液均可用于消毒杀菌，且原理相同

D．PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，与肺癌等疾病的发生相关

【答案】C

6．2008年，我国的航天事业取得了巨大的成就，航天员翟志刚顺利实现了太空行走。下列说法不正确的是（）

A．在生活舱中，可用过氧化钠制备氧气

B．金属镁可用作制造飞机、火箭的重要材料

C．在航天试验用的仪器仪表中大量使用了硅等非金属材料

D．返回舱外层的隔热瓦使用的是金属材料

【答案】D

7．“神舟”飞船上的太阳能帆板采用了大量先进的复合材料，以便在尽可能提高发电效能的同时，减轻其自身质量，其身价达到了上千万元。下列说法不符合事实的是（）

A．复合材料的使用可以使太阳能帆板承受超高温

B．复合材料的使用可以使“神舟”飞船质量变轻

C．复合材料的使用可以使太阳能帆板承受超高强度的改变

D．复合材料的使用可以使太阳能帆板承受温差造成的热胀冷缩的难题

【答案】C

8．下列说法不正确的是（）

A．海水淡化可以解决淡水供应危机，向海水中加入明矾可以使海水淡化

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B．我国自行研制的“神七”航天服是由新型“连续纤维增韧”材料做成的，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的，它是一种新型无机非金属材料

C．“地沟油”危害健康，不仅是因为人体所必需的维生素E及脂肪酸油脂已经被破坏，营养低，而且含有黄曲霉素、苯并芘，这两种毒素都是致癌物

D．纸层析法、钠熔法、铜丝燃烧法都是定性分析法

【答案】A

9．随着工业的发展，橡胶成为重要的工业原料。下列橡胶中可作为耐火橡胶的是（）

A ．

B ．

C ．

D ．

【答案】B

10．化学与社会、生产、生活紧密相关，下列说法正确

．．的是（）

①石英只可用于生产光导纤维，且常温下不与任何酸反应；

②次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌；

③黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成；

④用铜片在加热的条件下就可鉴别浓硫酸和稀硫酸；

⑤在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀

⑥某些抗酸药的主要成分是碳酸钠，作用是中和胃里过多的盐酸

A．①②④⑤ B．①②③④ C．②④⑥ D．②③④

【答案】D

11．化学选修2——化学与技术]（15分）

信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组，将一批废弃的线路析简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

请回答下列问题：

（1）第①步Cu与酸反应的所有的离子方程式为_______；得到滤渣1的主要成分为___________。（2）第②步加H2O2的作用是___________，使用H2O2的优点是___________，调溶液pH的目的是使________________生成沉淀。

（3）用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是_______________________。

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（4）由滤渣2制取Al2（S04）3?18H2O，探究小组设计了三种方案：

上述三种方案中，________方案不可行，原因是________________从原子利用率角度考虑，__________方案更合理。

【答案】（1）Cu+4H+

+2NO3-

△

Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NO3-

△

3Cu2++2NO↑+4H2O Pt和

Au

（2）将Fe2+氧化为Fe3+不引入杂质，对环境无污染 Fe3+、Al3+

（3）加热脱水（4）甲甲所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质，丙中含有硫酸钠杂质；乙

12．钛合金是航天航空工业的重要材料．由钛铁矿（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制备TiO2等产品的一种工艺流程示意如下：

已知：①TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中

②TiCl4的熔点-25.0℃，沸点136.4℃；SiCl4的熔点-68.8℃，沸点57.6℃

回答下列问题：

（1）写出钛铁矿酸浸时，主要成分TiO2反应的离子方程式，加入铁屑的作用是。

（2）操作Ⅱ包含的具体操作方法有。

（3）（3）向“富含TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末得到固体TiO2·nH2O，请用恰当的原理和化学用语解释其原因，废液中溶质的主要成分是（填化学式）．（4）用金红石（主要含TiO2）为原料，采用亨特（Hunter）法生产钛的流程如下：

写出沸腾氯化炉中发生反应的化学方程式，制得的TiCl4液体中常含有少量SiCl4杂质，可采用方法除去．

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4 /

8

（5）TiO 2直接电解法生产金属钛是一种较先进的方法，电解液为某种可以传导O 2-

离子的熔融

盐，原理如图所示，则其阴极电极反应为： ，电解过程中阳极电极上会有气体生成，该气体可能含有 ．

【答案】（1）TiO 2+2H +=TiO 2++H 2O ; 使Fe 3+还原为Fe 2+（2）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤（洗涤）

（3）溶液中存在水解平衡TiO 2++（n+1）H 2O TiO 2?nH 2O+2H +，加入的Na 2CO 3粉末与H +反应，

降低了溶液中c （H +），促进水解平衡向生成TiO 2?nH 2O 的方向移动；Na 2SO 4；（4）

TiO 2+2C+2Cl 2C 900TiCl 4+2CO ；蒸馏（或分馏）（5）TiO 2+4e -=Ti+2O 2-；O 2、CO 、CO 2

13．【化学选修2 -化学与技未】

I.某含锰矿物的主要成分有MnCO 3、MnO 2、FeCO 3、SiO 2 、A12O 3等。已知FeCO 3、MnCO 3难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰，主要物质转化关系如下：

(1)设备Ⅰ中反应后，滤液1里锰元素只以Mn 2+

的形式存在，且滤渣1中也无MnO 2。 滤渣1的主要成分是 (填化学式）。

(2)设备1中发生氧化还原反应的离子方程式是 。

(3)设备2中加足量双氧水的作用是 。设计实验方案检验滤液2中是否存在Fe 2+: 。

(4)设备4中加入过量氢氧化钠溶液，沉淀部分溶解，用化学平衡移动原理解释原因： 。

（5）设备3中用阴离子膜法提取金属锰的电解装置如图：

①电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向;则A

电极是直流电源的极。实际生产中，阳

极以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为__ ___。

②该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn2+进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资源浪费，写出该副反应的电极反应式。

II.冰铜矿的主要成分是Cu2S、FeS,含有少许Al2O3和SiO2杂质。由冰铜矿冶炼金属铜的流程如下:

离子Fe3+Fe2 +Cu2+

开始沉淀pH 1.9 7.0 6.7

沉淀完全pH 3.4 9.0 10.0

请回答下列问题：

（1）将冰铜矿粉碎的目的是提高浸出率，另外一种提高浸出率的措施是。

（2）溶液1的成分是，若向其中通入足量的CO2可以析出的沉淀是，此时溶液中的溶质将变成。

（3）沉淀1加入H2O2和稀H2SO4后，溶液中阴离子只有SO42-，金属阳离子有Cu2+和F3+，则该过程的离子方程式为: 。

（4)溶液

2调节的pH范围为。

（5）对红褐色沉淀进行洗涤并干燥处理，可以得到纯净的Fe(OH)3，可用于制备红色颜料Fe2O3。检验红褐色沉淀是否洗净的方法是。

(6)用惰性电极对溶液3进行电解，电解CuSO4溶液的化学方程式为：；当两极共产生标准状况下44.8 L气体且阴阳两极产生的气体体积之比为1: 1时，则析出的铜的质量为。

【答案】Ⅰ.（1）SiO2；（2）2Fe2+＋ MnO2＋4H+ === 2Fe3+＋Mn2+＋2H2O 或2FeCO3＋MnO2＋8H+ === 2Fe3+＋Mn2+＋CO2↑＋4H2O；（3）将Fe2+完全氧化为Fe3+；取滤液2于试管中，加入铁氰化钾溶液，如果有蓝色沉淀产生，则有Fe2＋，否则没有Fe2＋。（4）滤渣2中存在Al(OH)3，存在电离平衡: Al3+ + 3OH-Al(OH)3AlO2- + H+ + H2O ，加入NaOH溶液，H＋被中和，浓度减低， Al(OH)3不断溶解；（5）①负极；4OH-－4e- ===2H2O＋O2↑或者2H2O-4e-=O2↑+4H+ ；② Mn2+＋2H2O－2e-=== MnO2＋4H+；Ⅱ.（1）升高温度或者增大浸取剂浓度等；（2）NaAlO2、Na2SiO3、NaOH；H2SiO3、Al(OH)3；NaHCO3；（3）2H+ + Cu2S + 5H2O2 === 2Cu2+ + SO42- + 6H2O；2H+ + 2FeS + 9H2O2 === 2Fe3+ + 2SO42- + 10H2O；（4）3.4≤pH＜6.7；（5）取最后一次洗涤液于试管中，滴

加BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则沉淀已经洗净；（6）2CuSO4+ 2H2O 2Cu+ O2↑+ 2H2SO4；64g。

14．草酸钴用途广泛，可用于指示剂和催化剂的制备。一种利用水钴矿主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等］制取CoC2O4·2H2O工艺流程如下：

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6 / 8 已知：①浸出液含有的阳离子主要有H +、Co 2+、Fe 2+、Mn 2+、Ca 2+、Mg 2+、Al 3+

等； ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的

pH 见下表：

沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2

完全沉淀的pH 3．7 9．6 9．2 5．2 9．8 （1）浸出过程中加入Na 2SO 3的目的是将_____________还原（填离子符号）。

（2）NaClO 3的作用是将浸出液中的Fe 2+氧化成Fe 3+，产物中氯元素处于最低化合价。该反应的

离子方程式为____________。

（3）萃取剂对金属离子的萃取率与pH 的关系如图所示。滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是_________；使用萃取剂适宜的pH 是______。

A ．接近2．0

B ．接近3．0

C ．接近5．0

（4）“除钙、镁”是将溶液中Ca 2+与Mg 2+转化为MgF 2、CaF 2沉淀。已知K sp (MgF 2)=7．35×10-11、

K sp (CaF 2)=1．05×10-10。当加入过量NaF 后，所得滤液c(Mg 2+)/ c (Ca 2+)= 。

【答案】（1）Fe 3+ Co 2+（2）ClO 2-+6Fe 2++6H +=6Fe 3++Cl -+3H 2O （3）除去锰离子；B （4）0.7

15．用硫铁矿（主要含FeS 2、SiO 2等）制备莫尔盐的流程如下：

…焙烧空气酸浸H 2SO 4还原(NH 4)2SO 4混合 已知：“还原”时，FeS 2与H 2SO 4不反应，Fe 3+通过反应Ⅰ、Ⅱ被还原，其中反应Ⅰ如下：

2Fe 3++ FeS 2=2S↓+3Fe 2+

（1）“还原”时，pH 不宜过高的原因是_________，写出“还原”时反应Ⅱ的离子方程式：__________。

（2）实验测得“还原”时反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe 3+的物质的量之比为2：7。计算“还原”后

溶液Fe 2+424离子

离子浓度（mol·L －1

） 还原前 还原后 SO 42－

3.20 3.50 Fe 2+ 0.15 （3）称取23.52g 新制莫尔盐，溶于水配成溶液并分成两等份。一份加入足量的BaCl 2溶液，

得到白色沉淀13.98g ；另一份用0.2000mol/LK 2Cr 2O 7酸性溶液滴定，当Cr 2O 72-恰好完全被还原

为Cr 3+时，消耗溶液的体积为25.00mL 。试确定莫尔盐的化学式（请给出计算过程）。

【答案】（其余每空2分，共12分）

（1）pH 过高时铁元素将沉淀导致产率降低 FeS 2 + 14Fe 3+ + 8H 2O =15Fe 2+ + 2SO 42－ + 16H +

（2）3.30（3分） （3）FeSO 4·(NH 4)2SO 4·6H 2O （5分）

16．某工业废液中含有Cu 2+、Mg 2+、Zn 2+

等离子，为将其回收利用，再采用了如下工艺

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已知Zn(OH)2的性质与Al(OH)3相似

所用试剂在下列试剂中选择

① 铁粉 ②锌粉 ③稀HNO 3 ④稀H 2SO 4 ⑤稀HCl ⑥稀氨水 ⑦NaOH 溶液 ⑧石灰水

请回答下列问题：

（1）试剂1、试剂2、试剂3分别可以是________、________、________(填编号)

（2）操作2是_____________、________________、_____________

（3）操作3是______________________________

（4）加过量CO 2时发生反应的离子方程式________________________

（5）在金属冶炼方法中方法1是_________方法2是____________

【答案】

（1）②、④⑤、⑦ （6分）

（2）加热蒸发、冷却结晶、过滤 （3分）

（3）在HCl 气流中加热 （2分）

（4）ZnO 22- + 2CO 2 + 2H 2O = Zn(OH)2↓+ 2HCO 3- （2分）

（5）电解法、还原剂法 （2分）

17．铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁Fe 2(0H)n （S04)3-n/2]m 是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾（其中铁的化合价为+6)是一种重要的杀菌消毒剂，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品：

请回答下列问题：

（1）若A 为H 20(g)，可以得到Fe 304

，写出其转化的化学方程式： 。

（2）若C 为KNO 3和KOH 的混合物，写出其与Fe 2O 3加热共融制得高铁酸钾的化学方程式 并配平：

（3）为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量，实验操作：准确量取20.00mL 溶液Ⅰ于带塞锥形瓶中，

加入足量H 202 ，调节pH<3，加热除去过量H 202 ；加入过量KI 充分反应后,再用 O.1OOOmol.L -1

Na 2S 2O 3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL 。

已知：2Fe 3＋+2I －=2Fe 2＋+I 2 I 2+2S 2O 32-=2I －+S 4O 62-

①写出滴定选用的指示剂 ,滴定终点观察到的现象 。

②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为 g.L -1。若滴定前溶液中H 202没有除尽，所测定的铁元素的

含量将会 (填“偏高” “偏低” “不变”）。

（4）将3.48gFe 3O 4完全溶解在100mL 1 mol·L -1H 2SO 4溶液中，然后加入K 2Cr 2O 7溶液25mL ，恰

好使溶液中的Fe 2+全部反应，Cr 2O 72-转化为Cr 3+。则K 2Cr 2O 7溶液的物质的量浓度为

【答案】（1）3Fe+4H 20(g)3O 4+ 4H 2

（2）Fe2O3+3KNO3+4KOH △2FeO4+3KNO2+2H2O

（3）①淀粉溶液（1分）溶液由蓝色变为无色且半分钟不变色（1分）②5.6，偏高（4）0.1mol·L-1

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