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章末质量检测(四) 化学与自然资源的开发利用
时间:60分钟 满分:100分
一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分)
1.化学与生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.PM2.5是指粒径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物
B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
解析:选C PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物,A项正确;绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染,B项正确;燃煤中加入CaO是为了除去煤燃烧生成的SO2,可减少酸雨的形成,但不能减少温室气体的排放,故C项错误;天然气和液化石油气完全燃烧的产物是CO2和H2O,属于清洁燃料,D项正确。
2.下列说法错误的是( )
A.从海水中提取食盐可采用蒸发结晶的方法
B.从海水中提取溴时,需控制海水呈酸性
C.饱和溴水中通入空气,溴水的浓度不变
D.实验室用石灰石和稀盐酸反应制备CO2
解析:选C 从海水中提取食盐可采用蒸发结晶的方法,A正确;碱性条件下溴单质与碱性溶液反应,B正确;因为溴易挥发,因此向饱和溴水中通入空气,会将溴蒸气吹出,使溴水浓度减小,C错误;实验室制CO2使用CaCO3与稀盐酸反应,若用浓盐酸会使CO2中含较多的HCl,D正确。
3.下列关于化学与生产、生活的认识中不正确的是( )
A.CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
B.使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
C.节能减排符合低碳经济的要求
D.合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺
解析:选A A项中N2不是造成温室效应的气体,故不正确;使用清洁能源、节能减排、合理开发利用能源都符合可持续发展的要求,故B、C、D都正确。
4.下列变化属于物理变化的是( )
A.煤的干馏
B.裂解
C.从煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等
D.古代植物转变成煤
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解析:选C 干馏、裂解、古代植物转变成煤都是化学变化;从煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等是采取分馏的方法,是物理变化。
5.下列可被工业上采用的冶金方法是( )
A.电解熔融的氯化铝制铝
B.电解熔融的氯化镁制镁
C.电解氯化钠溶液制钠
D.高温下用H2还原氧化镁制镁
解析:选B 氯化铝是共价化合物,熔融状态下不导电,故不能用电解熔融氯化铝的方法制铝,A错误;电解氯化钠溶液的产物是H2、Cl2、NaOH,不能得到钠,C错误;H2还原氧化镁不能制得镁,D错误。
6.聚丙烯酸酯的结构简式可表示为 ,由丙烯酸酯加聚得到。下列关
于聚丙烯酸酯的说法不正确的是( )
A.属于高分子化合物
B.链节为—CH2—CH—
C.单体为CH2===CH—COOR
D.n为聚合度
解析:选B 依据高分子化合物聚丙烯酸酯的结构简式,可确定其链节为CH2CHCOOR,单体为CH2CHCOOR,n为聚合度,故B不正确。
7.某燃煤发电厂的废气中有SO2,它是形成酸雨的罪魁之一。处理SO2一般用生石灰或类似物质来吸收。下图是处理该废气的装置示意图。
下列说法不正确的是( )
A.此过程中既有分解反应,也有化合反应
B.CaSO4既是氧化产物,又是还原产物
C.使用此废气处理装置可减少酸雨的形成
D.理论上整个过程每转移电子1 mol,会对应生成1 mol CO2
解析:选D A项,CaCO3受热分解成CaO和CO2,CaO和SO2反应生成CaSO3,CaSO3和O2反应生成CaSO4,所以过程中有分解反应和化合反应;B项,CaSO3和O2反应生成CaSO4,CaSO4既是氧化产物又是还原产物;C项,此过程可以吸收SO2,减少酸雨的形成;D项,根据反应得关系式2CO2~O2,即每转移2 mol电子,会对应1 mol CO2
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,符合题意。
8.海水开发利用的部分过程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
B.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
C.实际生产中常选用Ca(OH)2作为沉淀剂
D.工业生产中电解氯化镁溶液的方法制取镁
解析:选D A项,粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO等杂质,依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液,过滤后再加盐酸除去杂质,后经过蒸发结晶等操作进行提纯,正确;B项,向苦卤中通入Cl2置换出溴单质,分离得到溴,正确;C项,工业生产常选用石灰乳作为沉淀剂,而不用氢氧化钠,正确;D项,工业生产镁常用电解熔融氯化镁的方法冶炼,错误。
9.从海水中提取溴常用的一种工艺涉及以下过程:①氧化,用Cl2将海水中的NaBr氧化成Br2;②将海水浓缩;③提取,用Cl2将HBr氧化成Br2得到产品;④富集,用空气和水蒸气将Br2吹入吸收塔与吸收剂SO2水溶液反应生成HBr。则正确的步骤为( )
A.②①③④ B.①②③④
C.③②①④ D.②①④③
解析:选D 海水提溴的主要工艺流程为:
海水浓缩Br2溴蒸气HBrBr2。
10.在绿色化学工艺中,理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的物质,即原子利用率为100%。在用CH3C≡CH合成CH2===C(CH3)COOCH3的过程中,欲使原子利用率达到最高,还需要其他的反应物有( )
A.CO2和H2O B.CO和CH3OH
C.CH3OH和H2 D.H2和CO2
解析:选B CH2===C(CH3)COOCH3与CH3CCH比较多1个“C2H4O2”,B项中CO与CH3OH物质的量之比为1∶1时恰好符合“C2H4O2”的组成。
11.我国古代制得的“药金”外观与金相似,常被误认为是金子。其冶炼方法是:将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)以及木炭按一定比例混合,加热至800 ℃左右,即炼出闪烁着金子般光泽的“药金”。下列有关叙述正确的是( )
①“药金”是铜锌合金 ②冶炼过程中炉甘石直接被木炭还原,有锌生成 ③用火焰灼烧法可区分黄金和“药金” ④用稀HNO3能区别黄金和“药金” ⑤
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表面有黑色氧化物的是“药金”,用稀硫酸洗涤后可去掉黑色膜,但可能显示出铜红色
A.①② B.①③④⑤
C.①②③④ D.①②③④⑤
解析:选B ZnCO3ZnO+CO2↑,故②错误;因为“药金”是铜锌合金,故灼烧时生成CuO、ZnO且溶于稀HNO3。
12.工业上制备相关物质,涉及的反应原理及部分流程较为合理的是( )
A.制取镁:海水Mg(OH)2MgOMg
B.冶炼铝:铝土矿NaAlO2无水AlCl3Al
C.制溴:浓缩海水Br2HBr(aq)Br2
D.制碘:海带海带灰I2(aq)I2
解析:选C A项制取Mg应电解MgCl2;B项制取Al应电解Al2O3;D项热裂汽油与I2反应,应用CCl4或苯萃取。
二、非选择题(本题包括3小题,共40分)
13.(6分)阅读下面的叙述,回答有关问题。
“生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。作为人类解决能源危机重要途径之一的“生物质能”,主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量。古老的刀耕火种、烧柴做饭、烧炭取暖等粗放用能方式正在被现代科学技术所改变。
(1)下面有关“生物质能”的说法,不正确的是________。
A.利用生物质能就是间接利用太阳能
B.生物质能源是可再生的能源
C.生物质能源是解决农村能源的主要途径
D.生物质能的缺点是严重污染环境
(2)沼气是有机废弃物(树叶、秸秆、草类及垃圾、粪便等)在隔绝空气的条件下发酵分解而成的气体,主要成分是甲烷。农村沼气池中发酵后的池底剩余物是很好的沤肥。下面有关结论中,错误的是________。
A.沼气是一种清洁的能源
B.使用沼气作能源可以保护森林
C.使用沼气给农民的生活带来了不便
D.使用沼气是对化学能的充分利用
解析: (1)生物质的利用形式有多种,不一定是燃烧,不一定对环境有污染,D错误。
(2)使用沼气能源可以减少其他能源的使用,进而保护森林。
答案:(1)D (2)C
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14.(6分)能源可划分为一级能源和二级能源。自然界以现成方式提供的能源称为一级能源,需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取,该反应要吸收大量的热,反应式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g)。
根据上述内容回答下列问题:
(1)下列叙述中,正确的是________。
A.电能是二级能源 B.水力是二级能源
C.天然气是一级能源 D.水煤气是一级能源
(2)关于用水制取二级能源氢气,以下研究方向不正确的是________。
A.构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质,因此可研究在水不分解的情况下,使氢气成为二级能源
B.设法将太阳光聚焦,产生高温,使水分解产生氢气
C.寻找高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量
D.寻找特殊催化剂,用于开发廉价能源,以分解水制取H2
解析:(1)由题给信息可知水力、天然气是一级能源;电能是依靠煤燃烧的热能或水力、风能、核能等转化而制得的能源;水煤气是一氧化碳和氢气的混合气,它由焦炭和水蒸气在高温下反应生成,故电能和水煤气均是二级能源。
(2)水本身并不能燃烧,水分解后生成的氢气才可以燃烧放出热量,而水的分解是吸热反应。在发生吸热反应时,反应物需要吸收能量才能转化为生成物。
答案:(1)AC (2)AC
15.(8分)我国北方大部分地区出现严重空气污染,其主要原因是化石燃料的大量使用。提高利用率,减少化石燃料燃烧所造成的环境污染,已成为人类面临的重大挑战。
(1)氢气是人类理想的能源。为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气。下列可供开发且比较经济的制氢气的方法是________(填序号)。
①电解水 ②锌与稀硫酸反应 ③光解海水
制得氢气后还需要解决的问题是____(写出其中一个)。
(2)将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多,如:
a.6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
葡萄糖
b.CO2+3H2CH3OH+H2O
c.CO2+CH4CH3COOH
d.2CO2+6H2CH2===CH2+4H2O
以上反应中,最节能的是________,原子利用率最高的是________。
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解析:(1)①②都不符合经济原则,③既可开发又较经济。制得氢气后需要解决的问题是贮存和运输。
(2)节能中的“能”指人类提供的能量。利用太阳能是最节能措施之一,而光合作用就是充分利用太阳能;原子利用率最高的化学反应是产物只有一种的化合反应、加成反应、加聚反应等。a利用太阳能,最节能;c中无副产物,原子利用率最高。
16.(10分)“铝热反应”的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2 054
1 535
1 462
沸点/℃
2 467
2 980
2 750
——
(1)该同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。这种推测有一定的道理,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)根据已有知识找出一种验证产物中有Fe的最简单方法:_______________________
________________________________________________________________________。
(3)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是________,当观察到________时,说明熔融物中含有金属铝。
(4)实验室溶解该熔融物,最好选用下列试剂中的____(填字母),理由是________________________________________________________________________。
A.浓硫酸 B.稀硫酸
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C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液
解析:(1)铁在1 535 ℃熔化,而铝的熔点为660 ℃,所以铁熔化时铝也熔化,得到铁铝合金。
(2)验证产物中含铁最简单的方法就是利用磁铁吸引。
(3)根据铝能与碱反应的性质,使样品与NaOH溶液反应,若有H2生成,则可证明样品中含有铝。
(4)溶解铁、铝合金最好使用稀硫酸,因为浓硫酸可使铁、铝钝化,稀硝酸反应会产生NO气体,NaOH溶液不能溶解铁。
答案:(1)该反应温度下铝已熔化,未反应的铝与生成的铁熔合在一起
(2)用磁铁吸引,若能被吸附,说明有铁生成
(3)NaOH溶液 有气泡生成
(4)B 稀硫酸能完全溶解此熔融物,并且不造成环境污染
17.(10分)以下为工业从海水中提取液溴的流程图:
已知:溴的沸点为59 ℃,微溶于水,有毒性。请回答:
(1)某同学利用“图1”装置进行步骤①至步骤④的实验,当进行步骤①时,应关闭活塞____________,打开活塞____________。
图1
(2)步骤②中可根据________________________现象,简单判断热空气的流速。
(3)步骤③中简单判断反应完全的依据是________________________________。
(4)从“溴水混合物Ⅰ”到“溴水混合物Ⅱ”的目的是______________________
________________________________________________________________________。
(5)步骤⑤用“图2”装置进行蒸馏,蒸馏烧瓶中尚未安装温度计,安装其位置时应注意________,装置C中直接加热不合理,应改为______,蒸馏时冷凝水应从______端进入(填“e”或“f”),图中E、F的作用是_____________________、_____________________。
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图2
解析:(1)根据提取溴的流程图,操作是制取Br2→吹出Br2→用SO2富集溴→用氯气把Br-氧化,进行步骤①时,通入氯气,因此关闭bd,打开ac,因为氯气有毒,尾气必须处理。(2)通入热空气的目的,是把溴吹入到B装置中,因此判断热空气流速,可以通过观察气泡产生快慢来判断。(3)SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,溴水显(橙)黄色,当反应完全后溶液的颜色褪去。(4)海水中含Br-的百分含量很低,通过一系列的反应,可以提高溴的含量,因此“溴水混合物Ⅰ”到“溴水混合物Ⅱ”的目的是富集溴或浓缩Br2。(5)蒸馏实验时,温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口附近,目的是测气体的沸点,溴的沸点为59 ℃,直接加热不利于温度的控制,可能造成溴单质中含有大量水分,因此采用水浴加热,蒸馏时为了增强冷凝效果,应从下口入水,从上口流出,即从f端进入,E的作用是收集液溴,但溴有毒,必须处理尾气,因此F的装置作用是吸收尾气。
答案:(1)bd ac (2)A中气泡产生的快慢
(3)B中溶液褪色 (4)浓缩Br2或富集溴
(5)温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口附近 水浴加热 f 收集溴 吸收尾气
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