高考化学冲刺最新模拟题 (7).doc

专题专题 15 化学与技术化学与技术1 （2015 吉林省实验中学 1 月模拟）锂被誉为“金属味精”，以 LiCoO2 为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。 工业上常以 -锂辉矿(主要成分为 LiAlSi2O6，还含有 FeO、MgO、CaO 等杂质)为原料来 制取金属锂。其中一种工艺流程如下：已知：部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的 pH：氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2开始沉淀 pH2.73.79.6完全沉淀 pH3.74.711Li2CO3 在不同温度下的溶解度如下表： 温度/010205075100Li2CO3 的溶解度/g1.5391.4061.3291.1810.8660.728请回答下列问题： (1)用氧化物形式表示 LiAlSi2O6 的组成：_。 (2)反应加入碳酸钙的作用是_。 (3)写出反应中生成沉淀 A 的离子方程式：_。 (4)洗涤所得 Li2CO3 沉淀要使用_(选填“热水”或“冷水”)，你选择的理由是 _。 (5)电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是 _。 【答案】 （1）Li2OAl2O34SiO2； （2）除去反应中过量的 H2SO4；控制 pH，使 Fe3+、Al3+完全沉淀；（3）Mg2+2OH-Mg（OH）2、Ca2+CO32-CaCO3；（4） 热水；Li2CO3 在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少 Li2CO3 的损耗；（5）加热蒸 干 LiCl 溶液时，LiCl 有少量水解生成 LiOH，受热分解生成 Li2O，电解时产生 O2（其他 合理答案均可） 解析：（1）将硅酸盐改为氧化物形式的方法为：依次将各元素写成氧化物形式，中间用 “”连接，同时要注意氧化物先后顺序，为Li2OAl2O34SiO2 ； （2）由（1）改写可知，-锂辉矿在加入过量浓硫酸后，只有 SiO2 不溶，同时 Fe2+被氧 化为 Fe3+，并生成 CaSO4 沉淀，所以溶液中含有 Fe3+、Al3+、Mg2+、Li+等离子，依据 实验目的可知必须除去杂质离子，故在反应中加入碳酸钙的作用为：除去反应中过量 的 H2SO4；控制 pH，使 Fe3+、Al3+完全沉淀； （3）利用题干信息知反应要除去 Mg2+，但在加入沉淀剂 Ca（OH）2 时会引入大量 Ca2+，故还需加入 Na2CO3 除去 Ca2+，即沉淀 A 为 Mg（OH）2 沉淀与 CaCO3 沉淀的混 合物，反应的离子方程式为：Mg2+2OH-Mg（OH）2、Ca2+CO32-CaCO3； （4）实验室里分离固液混合物的操作是过滤，由题中给出 Li2CO3 的溶解度与温度的关系， 可知洗涤 Li2CO3 沉淀要使用热水；（5）根据有氧气产生可逆推知可能的原因：加热蒸干 LiCl 溶液时，LiCl 有少量水解生成 LiOH，受热分解生成 Li2O，电解时产生 O2 。 22015 湖北省武汉市武昌区元月 海洋是一个丰富的资源宝库，通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。（1）海水中盐的开发利用： 海水制盐目前以盐田法为主，建盐田必须选在远离江河入海口，多风少雨，潮汐落差大 且又平坦空旷的海滩。所建盐田分为贮水池、蒸发池和 池。 目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产，在电解槽中阳离子 交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过，请说明氯碱生产中阳离子交换膜的作 用 （写一点即可） 。 （2）电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图所示。其中具有 选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。请回答下面的问题： 海水不能直接通入到阴极室中，理由是 。A 口排出的是 （填“淡水”或“浓水” ） 。（3）用苦卤（含 Na+、K+、Mg2+、Cl、Br等离子）可提取溴，其生产流程如下：若吸收塔中的溶液含 BrO3，则吸收塔中反应的离子方程式为 。 通过氯化已获得含 Br2 的溶液，为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含 Br2 的 溶液 。 向蒸馏塔中通入水蒸气加热，控制温度在 90左右进行蒸馏的原因是 。 【答案】 （1）结晶；（2 分） 阻止氢气与氯气反应，或阻止氯气与氢氧化钠反应使 烧碱不纯；（2 分） （2）海水中含有较多的镁离子和钙离子，会产生氢氧化物沉淀从而堵塞阳离子交换膜。 （3 分） 淡水；（2 分） （3）3CO323Br2=5BrBrO33CO2；（2 分） 富集溴；（2 分） 顺利将溴蒸出，同时防止水馏出。 （2 分）【解析】 （1）海水晒盐需要通过蒸发、结晶过程，因此所建盐田分为储水池、蒸发池和 结晶池；在 氯碱工业中阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阴离子和气体均不能通过。因此阳极上生 成的氯气不能通过阳离子交换膜进入阴极，否则氯气与氢气混合发生爆炸，或氯气与氢氧 化钠反应使产品不纯。 （2） 由于海水中含有较多的 Mg2+、Ca2+，电解时阴极产生的 OH 会与金属阳离子结 合生成沉淀而堵塞阳离子交换膜，导致电渗析法失败，所以海水不能直接通入到阴极室中。根据电渗析法淡化海水的示意图可知，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，导致室离 子浓度变小，室离子浓度变大，离子浓度大的为浓水，离子浓度小的为淡水，所以淡水 在 A 处排出。 （3）若吸收塔中的溶液含 BrO3，说明 Na2CO3 与溴水反应，则吸收塔中反应的离子 方程式为 3CO323Br2=5BrBrO33CO2； 由于从出来的溶液中 Br2 的含量不高，如果直接蒸馏，造成产品成本高，所以需要进 一步浓缩溴，提高溴的浓度。 如果温度过高，超过 100，则水蒸气也会被蒸出，导致溴中含有水分；如果温度过低 溴又不能完全蒸出，导致产率低，所以向蒸馏塔中通入水蒸气加热，控制温度在 90左右 进行蒸馏。 3、 （2015·河南省焦作市一模） 化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了 物质保证。 （1）电镀时，用镀层金属作阳极的作用是_。为了使镀层厚度均匀、光滑致密、 与镀件的附着力强，除控制溶液中离子浓度外，通常还可以采取的措施有_。（2）卤水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得 MgCl2 粗产品。从卤水中提取镁的 步骤为a将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳；b将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到 Mg（OH）2 沉淀；c在 Mg（OH）2 沉淀中加入盐酸得到 MgCl2 溶液，再经蒸发结晶得到MgCl2·6H2O；d将 MgCl2·6H2O 在一定条件下加热得到无水 MgCl2；e电解熔融的氯化镁可得到 Mg。 步骤 d 中的“一定条件”指的是_，目的是_。上述提取镁的流程中，为了降低成本，减少污染，可以采取很多措施，请写出一种 措施_。有同学认为：步骤 b 后可加热 Mg（ OH）2 得到 MgO，再电解熔融的 MgO 制金属 镁，这样可简化实验步骤，你同意该同学的想法吗?为什么?_。（3）铀是核反应最重要的燃料，已经研制成功一种螫合型离子交换树脂，它专门吸附 海水中的 U4，而不吸附其他元素。其反应原理为_（树脂用 HR 代替） ， 发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液，其反应原理为 _。（4）阿司匹林（）在潮湿空气中可分解成水杨酸和醋酸而略带酸臭味，故密封保存，用化学方程式表示阿司匹林必须贮藏于密闭、干燥处的原因： _，此反应的类型属于_。 解析：（1）电镀池中，镀件作阳极，电镀液是含有镀层金属阳离子的盐，镀层金属在阳极 失去电子，可以补充溶液中的离子，使溶液中离子浓度保持不变，并且使电镀的速度保持 不变，使镀层厚度均匀，为了使镀层厚度均匀、光滑致密、与镀件的附着力强，可以控制 溶液中离子浓度、适当降低电镀时直流电源的电压或是在电镀液中加入少量的表面活性剂。（2）氯化镁水解溶液显示酸性，盐酸环境可以抑制水解。 电解熔融的氯化镁产生的有毒物质氯气可以循环使用，获取 HCl。 氧化镁的熔点很高，熔融时要耗费大量的能量，会加大成本。 （3）螫合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的 U4+，即 4HR+U4+=UR4+4H+，发生离 子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液，即 UR4+4H+=4HR+U4+。（4）阿司匹林（）在潮湿空气中可分解成水杨酸和醋酸：，所以阿司匹林必须贮藏于密闭、干燥处， 该反应属于取代反应。 答案：（1）镀层金属在阳极失去电子，及时补充溶液中的离子，使溶液中离子浓度保持不 变，从而使电镀的速度保持不变，使镀层厚度均匀 适当降低电镀时直流电源的电压、在电镀液中加入少量的表面活性剂 （2）在 HCl 气流中；抑制 MgCl2 水解 电解产生的 C12 用于制取 HCl 气体 不同意 因为 MgO 熔点很高，熔融时因耗费大量的能量而增加生产成本 （3）4HR+U4+=UR4+4H+；UR4+4H+=4HR+U4+（4） 水解反应（或取代反应）