化学与技术O1 化学与工农业生产O2 海水的综合利用6.D1O2I3 [2022·福建卷]化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是( )A．石英只能用于生产光导纤维B．从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现C．为了增加食物的营养成分，可以大量使用食品添加剂D．“地沟油”禁止食用，但可以用来制肥皂6．D [解析]石英的主要成分是二氧化硅，纯净的二氧化硅用于生产光导纤维，结晶的二氧化硅(如水晶、玛瑙等)用作饰物和工艺品，石英砂可用于制备硅单质等，A项错误；从海水中提取蒸馏水和盐时，通过蒸馏、蒸发等物理变化就能实现，提取溴、碘、镁等物质时，必须通过化学反应才能实现，B项错误；大量使用食品添加剂对人体有害，C项错误；“地沟油”禁止食用，但其主要成分是油脂，在碱性溶液中发生水解反应，又称皂化反应，可用于制取肥皂，D项正确。O3 石油、煤和天然气的综合利用1.O3 [2022·江苏卷]燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是( )A．甲醇 B．天然气C．液化石油气D．氢气1．D [解析]甲醇、天然气、液化石油气燃烧后都能产生温室气体CO2，而H2燃烧生成的水对环境无污染，D项正确。O4 化学与材料、技术的发展发展31.O4 [2022·山东卷][化学—化学与技术]废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：图0\n(1)电解时废旧刀具作阳极，不锈钢作阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是________。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的________。(3)溶液Ⅰ的主要成分是________。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是________________________________________________________________________。(4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。31．[答案](1)2H＋＋2e－===H2↑(2)Fe(OH)3 Co2＋(或Co)(3)NH4Cl 焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl(4)Co2O3＋3H22Co＋3H2O[解析](1)电解池中阴极发生还原反应，电解质溶液为盐酸，故在阴极上是H＋得电子发生还原反应生成氢气。(2)利用流程图知电解后废旧刀具碳化物已滤出，因此经净化得到滤液中含有Co2＋与Fe2＋，加入H2O2后Fe2＋被氧化为Fe3＋，再加入NH3·H2O后Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀，Co2＋留在溶液中进入后续反应，故滤饼的主要成分为Fe(OH)3；因滤饼是从CoCl2溶液中过滤得到，因此滤饼表面上会沾有CoCl2，所以洗涤滤饼的洗涤液中含有Co2＋，可见回收洗涤液的目的是回收利用其中含有的Co2＋。(3)草酸铵与CoCl2溶液反应后得到草酸钴沉淀，同时生成NH4Cl，因此溶液Ⅰ中的主要成分是NH4Cl，若对草酸钴洗涤不干净，则其表面沾有NH4Cl，NH4Cl加热时分解为NH3和HCl，因此不会对最终产品纯度有影响，但因产生NH3、HCl会造成环境污染。(4)由流程图知还原Co2O3所用的还原剂是H2，因此可知反应产物为Co和H2O。16．O4 [2022·浙江自选模块卷]“化学与技术”模块电石浆是氯碱工业中的一种废弃物，其大致组成如下表所示：成分CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaS其他不溶于酸的物质质量分数(%)65～663.5～5.01.5～3.50.2～0.80.2～1.11.0～1.823～26用电石浆可生产无水CaCl2，某化工厂设计了以下工艺流程： 已知氯化钙晶体的化学式是CaCl2·6H2O；H2S是一种酸性气体，且具有还原性。(1)反应器中加入的酸应用________。\n(2)脱色槽中应加入的物质X是________；设备A的作用是________；设备B的名称为________；设备C的作用是________。(3)为了满足环保要求，需将废气H2S通入吸收池，下列物质中最适合作为吸收剂的是________。A．水 B．浓硫酸C．石灰乳D．硝酸(4)将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是________________________________________________________________________________。16．[答案](1)盐酸(2)活性炭 蒸发浓缩 过滤器 脱水干燥(3)C(4)对母液回收利用，降低废弃物排放量，提高经济效益[解析](1)因要生产CaCl2，所以应选用盐酸。(2)活性炭具有吸附性。从A后看，是结晶池，故A应为蒸发浓缩。从B中有母液出来，故B为过滤器。B中得到CaCl2·6H2O晶体，所以需要脱水干燥，才能得到CaCl2产品。(3)H2S为酸性气体，应用碱液吸收，故选石灰乳。8.K2L2O4 [2022·新课标全国卷Ⅰ]香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料，其结构简式如图0。下列有关香叶醇的叙述正确的是( )图0A．香叶醇的分子式为C10H18OB．不能使溴的四氯化碳溶液褪色C．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色D．能发生加成反应不能发生取代反应8．A [解析]直接数出C、O原子数，由不饱和度计算出分子式，A项正确；化合物中有碳碳双键，能与溴发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色，B项错误；碳碳双键也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C项错误；化合物中有羟基及甲基，能发生取代反应，D项错误。O5 化学与技术综合36.O5 [2022·新课标全国卷Ⅰ][化学——选修2：化学与技术]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：\n图0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反应方程式分别为________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(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)工艺过程中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，用0.0500mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00mL，反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________；列式计算该成品的纯度________________________________________________________________________。36．[答案](1)CO＋NaOHHCOONa 2HCOONaNa2C2O4＋H2↑(2)NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaSO4(3)分别循环利用氢氧化钠和硫酸(降低成本)，减小污染(4)Na2SO4(5)5C2O＋2MnO＋16H＋===2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑×100%＝94.5%[解析](2)钙化发生的反应为Na2C2O4＋Ca(OH)2===2NaOH＋CaC2O4↓。过滤操作①的滤液为NaOH溶液，滤渣为草酸钙；酸化时的反应为CaC2O4＋H2SO4===CaSO4＋H2C2O4，过滤操作②的滤液为草酸溶液、H2SO4溶液，滤渣为CaSO4。(3)工业生产为降低成本或减少污染常循环利用原料。(4)Na2SO4易溶于水，故杂质主要是Na2SO4。\n(5)按氧化还原反应的配平方法得方程式；由方程式求出H2C2O4物质的量、质量，纯度按计算。1．[2022·宝鸡质检]侯德榜制碱法，也叫联合制碱法，其生产流程可用图K39－2简要表示。图K39－2（1）向沉淀池中通入CO2和氨气时，应先通入 。原因是________________________________________________________________________。（2）沉淀池中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；煅烧炉中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）向母液中通氨气并加入细小食盐颗粒，冷却析出的副产品是 ，通入氨气的作用是 （填选项）。A．增大NH的浓度，使NH4Cl更多地析出B．使NaHCO3更多地析出C．使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度（4）为提高原料氯化钠的利用率，主要是设计了 （填上述流程中的编号）的循环，物质X是 。从沉淀池中分离沉淀的操作是 。（5）CO2是制碱工业的重要原料，侯德榜制碱法和氨碱法中CO2的来源有何不同________________________________________________________________________。（6）产品纯碱中含有碳酸氢钠，可以用加热分解的方法测定产品中纯碱的质量分数，已知样品质量为ag，加热至质量不再改变时称重为bg，则纯碱的质量分数为 。1．(1)NH3 因为CO2溶解度小，而NH3易溶于水，先通入NH3有利于CO2的吸收(2)NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑(3)NH4Cl AC (4)循环Ⅰ CO2 过滤\n(5)前者CO2是由合成氨厂提供，后者CO2是由碳酸钙分解得到 (6)×100%[解析](6)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑ Δm168g62gmag－bgm＝g样品中Na2CO3的质量为g，故样品中Na2CO3的质量分数为：×100%。2．[2022·黄冈模拟]以黄铁矿（主要成分是FeS2）为原料生产硫酸的工艺流程图如下：图K39－4（1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在 的郊区（填标号）。A．有丰富黄铁矿资源的城市B．风光秀丽的旅游城市C．消耗硫酸甚多的工业城市D．人口稠密的文化、商业中心城市（2）沸腾炉中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，接触室中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是 。A．硫铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的黄铁矿不能在空气中反应B．从沸腾炉出来的气体要净化，因为炉气中的SO2会与杂质反应C．SO2氧化成SO3要用催化剂，这样可提高SO2的转化率D．SO3用98.3%的浓硫酸来吸收，目的是为了防止形成酸雾，以提髙SO3的吸收效率\n（4）下表是压强对SO2平衡转化率的影响温度/℃转化率/%压强/MPa0.10.511040099.299.699.799.9对于SO2转化SO3的反应，增大压强可使转化率________________________________________________________________________，但在实际工业生产中常采用常压条件，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（5）某工厂用500t含硫量为48%的黄铁矿制备硫酸，若在沸腾炉中有2%的FeS2损失，在接触室中SO3的产率为96%，则可得到98%的浓硫酸的质量是 t。2．(1)C(2)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO22SO2＋O22SO3(3)D (4)升高 常压下转化率已很高，增加压强可提高转化率，但增加了设备和动力成本，效益反而下降 (5)376.32t3．[2022·张掖模拟]世界环保联盟建议全面禁止使用氯气对饮用水进行消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下。图K40－7（1）ClO2中所有原子 （填“是”或“不是”）都满足8电子结构。如图K40－7所示，用电解法制得的产物中，杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，除去杂质气体可选用 。A．饱和食盐水 B．碱石灰C．浓硫酸D．蒸馏水（2）稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品，下列说法正确的是（ ）A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理B．二氧化氯的消毒效率比氯气的消毒效率高C．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围D．在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装置（3）欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备。化学反应方程式为________________________________________________________________________。缺点主要是产率低、产品难以分离，还可能污染环境。\n（4）我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠（NaClO2）反应制备，化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，此法相比欧洲方法的优点是________________________________________________________________________。（5）科学家又研究出了一种新的制备方法，利用硫酸酸化的草酸（H2C2O4）溶液还原氯酸钠，化学反应方程式为___________________________________________________。此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．(1)不是 C (2)A、B、C、D(3)2NaClO3＋4HCl(浓)===2NaCl＋Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O (4)2NaClO2＋Cl2===2NaCl＋2ClO2 安全性好，没有产生毒副产品(5)H2C2O4＋2NaClO3＋H2SO4===Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O 反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用[解析](1)氯最外层有7个电子，而ClO2中氯的化合价是＋4价，故氯原子不可能是8电子结构。电解产生的气体应是氢气，其中所含杂质气体能使石蕊试液变蓝色，说明该气体是氨气，因ClO2易溶于水，故不能用食盐水和蒸馏水、也不能用碱石灰除杂，可以用浓硫酸吸收除杂。(2)从题给信息：二氧化氯是高效“绿色”消毒剂，故A、C项正确；因二氧化氯极易爆炸，故应在工作区和成品储藏室，内安装通风装置和监测及警报装置，D项正确；消毒时，二者均转化为Cl－：ClO2Cl－、Cl2Cl－，则同质量的二氧化氯与氯气消毒效率之比为＝＝2.63，B项正确。(3)该反应为＋5价氯与－1价氯发生的氧化还原反应，配平反应方程式为NaClO3＋4HCl(浓)===2NaCl＋Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O。 (4)NaClO2中氯的化合价为＋3价，故该反应为氯气氧化NaClO2的反应：2NaClO2＋Cl2===2NaCl＋2ClO2，该反应中没有有毒气体释放。(5)草酸还原氯酸钠的反应为H2C2O4＋2NaClO3＋H2SO4===Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O，该反应产生的二氧化氯中混有二氧化碳，能够起到稀释二氧化氯的作用，更安全。4．[2022·石家庄检测]三氧化二镍（Ni2O3）是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废料（镍、铁、钙、镁合金为主）制取草酸镍（NiC2O4·2H2O），再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。根据下列工艺流程示意图回答问题。 \n图G12－5（1）操作1为 。（2）生产过程中多次进行过滤，实验室进行过滤操作中需用到玻璃棒，下列实验操作中玻璃棒的作用完全相同的是 （填选项字母）。①配制0.1mol/L的H2SO4溶液②测定Na2CO3溶液的pH③用KI淀粉试纸检验溶液中的氧化性离子④加热食盐溶液制备NaCl晶体⑤配制20%的KNO3溶液A．①⑤ B．②③ C．④⑤ D．①④（3）加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________；加入Na2CO3溶液调pH至4.0～4.5，其目的为________________________________________________________________________________________________________________________________________________；加入NH4F后除掉的杂质是 。（4）草酸镍（NiC2O4·2H2O）在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧三小时，制得Ni2O3，同时获得混合气体。草酸镍受热分解的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（5）工业上还可用电解法制取Ni2O3。用NaOH溶液调节NiCl2溶液的pH至7.5，加入适量Na2SO4后采用惰性电极电解。电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO－，再把二价镍氧化为三价镍。ClO－氧化Ni（OH）2生成Ni2O3的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。amol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过电子的物质的量为 。（6）电解法制取Ni2O3的实际过程中，有时获得一种结晶水合物，已知含1molNi的该物质中含有0.5mol结晶水。取该化合物20.2g进行充分加热，获得Ni2O3固体和0.2mol水，则该结晶水合物的化学式为 。4．(1)加酸溶解，过滤 (2)BC(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 促进Fe3＋水解沉淀完全 Ca2＋、Mg2＋(4)2NiC2O4Ni2O3＋3CO↑＋CO2↑(5)ClO－＋2Ni(OH)2===Cl－＋Ni2O3＋2H2O 1.25amol(6)NiOOH·H2O或2NiOOH·H2O[解析]从流程看，该过程为①先加酸溶解样品，过滤提纯；②加过氧化氢氧化Fe2＋，加Na2CO3促进Fe3＋水解，以除去Fe3＋；③加入NH4F，除去Ca2＋、Mg2＋；④NiCl2可与Na2C2O4生成NiC2O4·2H2O和NaCl。相关反应方程式为NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O===NiC2O4·2H2O＋2NaCl。(1)加酸溶解，过滤，除去不溶于水的杂质。(2)②③作用相同，相当于夹持装置；④⑤作用相同，为搅拌。(3)加入H2O2主要为了氧化Fe2＋，发生的主要反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。加入Na2CO3溶液调至4.0～4.5，其目的为促进Fe3＋水解，沉淀完全。加入NH4\nF与Ca2＋、Mg2＋生成MgF2、CaF2沉淀。(5)相关反应方程式为ClO－＋2Ni(OH)2===Cl－＋Ni2O3＋2H2O。amolNi2＋全部转化为Ni3＋，外接电路中通过的电子的物质的量为mol＝1.25amol。(6)0.2molH2O的质量为0.2mol×18g·mol－1＝3.6g，Ni2O3的质量为20.2g－3.6g＝16.6g，Ni2O3的物质的量为＝0.1mol。故晶体中含0.2molNi、0.1molH2O，含有0.2molH、0.4molO，故结晶水合物的化学式为NiOOH·H2O或2NiOOH·H2O。
