第八章 化学与可持续发展（答案） ——2022-2023高一化学人教版（2019）必修第二册单元测试

第八章 化学与可持续发展
一、选择题：本题共14小题，每题3分，共42分。
1.垃圾分类并回收利用，可以节约自然资源，符合可持续发展的要求。与食用油桶对应的垃圾分类标志是( )
A. B. C. D.
2.2020年是太原市创建第六届全国文明城市的攻坚之年，目标是努力打造宜居、宜业、宜乐、宜游的良好环境，持续提升城市文明程度和市民文明素质。下列做法不符合这一目标的是( )
A.使用可降解快餐盒
B.种植绿色无公害蔬菜
C.随意丢弃使用过的医用口罩
D.将普通灯泡更换为LED节能灯
3.煤是“工业粮食”，煤燃烧时不仅产生我们所需的能量，同时还会生成大量的污染物，为了减少煤的燃烧对环境的污染，将煤转化为高热值的清洁燃料，煤的干馏属于煤的综合利用之一。下列关于煤的干馏的叙述不正确的是( )
A.将煤加强热而分解的过程叫作煤的干馏
B.煤的干馏和石油的分馏的本质区别是干馏是化学变化而分馏是物理变化
C.工业上苯、萘等物质可由煤干馏得到，它们主要存在于煤干馏所得的煤焦油中
D.煤干馏的目的之一是得到冶金用的优质焦炭
4.化学与生活密切相关，下列说法中不正确的是( )
A.食品中加入维生素或钙、硒等是为了补充食品中缺乏的营养成分
B.抗生素能消炎抗菌，大量食用对人体有益无害
C.使用青霉素可能产生过敏反应，用药前一定要进行皮肤敏感试验
D.服用麻黄碱后可明显增加运动员的兴奋程度，但对其身体有极大的副作用
5.获取下列金属单质的原理与对应的方法正确的是( )
选项 原理 方法
A 电解法
B 热分解法
C 富集法
D 热还原法
A.A B.B C.C D.D
6.据报道，中科院大连化学物理研究所的研究团队利用多功能催化剂首次实现了直接加氢制汽油的过程。其转化过程如图所示。
下列说法正确的是( )
A.反应①的产物中含有水
B.反应②为化合反应
C.所制得汽油的主要成分是烃和烃的含氧衍生物
D.这种人造汽油用作汽车的燃料时，汽车尾气中不含氮氧化物
7.氢型离子交换树脂（HR）可使水中的钙离子、镁离子等通过离子交换而除去，羟型离子交换树脂（ROH）可以使氯离子等阴离子通过离子交换而除去。现代海水淡化的一种方法是使海水（含钙离子、镁离子、钠离子、氯离子等）依次通过两种离子交换树脂A、B（如图所示），下列叙述中不正确的是( )
A.A柱为氢型离子交换树脂（HR），B柱为羟型离子交换树脂（ROH）
B.若两柱中均交换完全，从B处出来的淡水为中性
C.HR与钙离子的交换可表示为
D.两种交换树脂均可以持续使用，无须处理
8.海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素。下图是实验室从海藻里提取碘的流程中的一部分。
下列判断正确的是( )
A.步骤①③的操作分别是过滤、萃取分液
B.可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全
C.步骤③中加入的有机溶剂是乙醇
D.步骤④的操作是蒸馏
9.原子利用率是衡量绿色化学的重要指标，下列是理想的绿色化学工艺的是( )
A.工业上利用硅石与焦炭冶炼粗硅
B.利用石灰乳与纯碱溶液反应制烧碱
C.工业上利用废铜与浓硫酸反应制备胆矾
D.石油化工利用乙烯催化氧化法制备环氧乙烷（）
10.下列诗句中所包含的有关化学知识叙述错误的是( )
选项 诗句 相关化学知识
A 日暮汉宫传蜡烛，轻烟散入五侯家 现代“蜡烛”的主要成分是石蜡，是经石油常压蒸馏得到的烃
B 雷蟠电掣云滔滔，夜半载雨输亭皋 涉及化学反应
C 陶冶新平肇汉唐，宋明瓷夺宝珠光 “瓷”属于硅酸盐产品，是一种无机非金属材料
D 东风袅袅泛崇光，香雾空蒙月转廊 “雾”这种分散系能产生丁达尔效应
A.A B.B C.C D.D
11.下列关于金属冶炼方法的叙述中不正确的是( )
选项 金属 存在形式 冶炼方法
A 金 游离态 金子的密度比沙子的大，可利用水洗法直接分离
B 银 化合态 银的金属性弱，可用加热的方法冶炼
C 铁 化合态 铝的金属性比铁的强，可以用铝热法炼铁
D 钠 化合态 钠的金属性强，一般还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和NaCl溶液的方法治炼
A.A B.B C.C D.D
12.有人提出利用黄铜矿（主要成分为）冶炼铜的炉渣冶炼铁。用黄铜矿冶炼铜的步骤大致为：
①富集，将硫化物矿石进行浮选；
②焙烧，主要反应为（炉渣）；
③制粗铜，1200℃时发生的主要反应为，；
④电解精炼铜。
下列判断中不正确的是( )
A.利用冶炼铜的炉渣可冶炼铁
B.不计损耗时，治炼出6 mol Cu，共消耗12mol
C.反应③中的氧化剂为
D.用黄铜矿冶炼铜产生的尾气可造成酸雨
13.工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。下列处理措施和方法类别中都正确的是( )
选项 污染物 处理措施 方法类别
A 含的废水 加反应 物理法
B 含纯碱的废水 加石灰石反应 化学法
C 含等重金属离子的废水 加硫酸盐沉降 化学法
D 含复杂有机物的废水 通过微生物代谢 生物法
A.A B.B C.C D.D
14.采用微生物脱氮法、化学沉淀法均可除去废水中的氨氮（），具体原理如下：①微生物脱氮法：；②化学沉淀法：向废水中加入含的溶液，生成沉淀从而去除氨氮。下列说法中正确的是( )
A.含氨氮的废水直接大量排放，对水体的影响不大
B.微生物脱氮时可在高温下进行，以加快脱氮的速率
C.步骤a发生的反应为
D.化学沉淀法脱氮时，如果溶液的碱性过强，氨氮的去除率会下降
非选择题：本题共5题，共58分。
15.金属镓有“电子工业脊梁”的美誉，镓与铝的化学性质类似。从刚玉渣（含钛、镓的低硅铁合金，还含有少量氧化铝）回收镓的流程如图所示：
溶液中金属离子开始沉淀利和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子
开始沉淀时的pH 4.5 3.7 2.2 7.5
沉淀完全时的pH 5.5 4.7 3.2 9.0
请回答下列问题。
（1）“酸浸”过程中禁止明火加热，原因是_________。
（2）“结晶”过程中得到的具体操作为_________。
（3）“中和沉淀”过程中pH应调节的范围为_________。
（4）“碳酸化”过程中不能通入过量的原因为_________（用离子方程式表示）。
（5）下列说法中不正确的是_________（填字母）。
A.为提高浸出率，可将刚玉渣研磨
B.“结晶”过程中得到的可作为净水剂
C.由流程图可知酸性：
D.“碱浸”过程中可用氨水代替NaOH溶液
（6）GaN具有优异的光电性能。工业上常采用在1100℃条件下，利用Ga与反应可制备GaN，该过程的化学方程式为_________。
16.铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，可简单认为是铝与某些金属氧化物在高温条件下发生的反应。某学习小组对铝热反应（以Al和反应为例）进行研究，查阅资料得到Al、 、Fe、的熔、沸点数据如下表所示：
物质 Al Fe
熔点/℃ 660 2054 1535 1565
沸点/℃ 2467 2980 2750
试回答下列问题。
（1）在铝热反应中金属铝表现出_______性（选填“氧化”或“还原”）。请判断下列金属中不能由铝热反应制取的是_______（填序号）。
①Fe
②Cr（铬）
③V（钒）
④Ca
⑤Mn
（2）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物中应含有铁、铝两种金属。若要设计一个简单的实验方案证明该熔融物中含有金属铝，则实验所需试剂为_______，可观察到的现象是_______。
（3）另一同学推测铝热反应得到的熔融物中还含有，他设计了如下方案来验证：取一块该熔融物，冷却后投入少量稀硫酸中，向反应后的混合溶液中滴加物质甲的溶液，观察到溶液颜色未变红，证明该熔融物中不含有。则：
①物质甲是_______（填化学式）。
②该同学的实验方案是否合理？_______（选填“合理”或“不合理”）。理由是_______。
17.模拟石油深加工合成（丙烯酸乙酯）等物质的过程如下：
回答下列问题：
（1）过程①②表示的加工方法分别是______、______。（填字母）
A.分馏
B.分液
C.裂解
D.干馏
（2）A的名称为______。
（3）B的结构简式为______。
（4）苯生成硝基苯的反应类型为______。
（5）石蜡油分解生成丙烯的同时，还生成一种烷烃，该烷烃有______种同分异构体。
（6）写出丙烯酸发生加聚反应的化学方程式：______。
18.某兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏斗易燃烧、火星四射等缺点，将实验改成以下装置，取磁性氧化铁在图A装置中进行铝热反应，冷却后得到“铁块”混合物。
（1）实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂，其原因是_______。
（2）该铝热反应的化学方程式为_______。
（3）取反应后的“铁块”研碎取样称量，加入图B装置中，滴入足量NaOH溶液充分反应，测量生成气体体积以计算样品中残留铝的百分含量。
①量气管在读数时必须进行的步骤是_______。
②取1g样品进行上述实验，共收集到44.8mL（换算成标准状况下）气体，则铝的百分含量为_______。
③装置中分液漏斗上端和试管用橡胶管连通，除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外，还可以起到降低实验误差的作用。如果装置没有橡胶管，测出铝的百分含量将会_______（填“偏大”或“偏小”）。
19.我国是农业大国，农业是立国之本，施用化肥与农药是保障农作物增产、减少农作物损失的重要措施，请回答下列问题：
（1）农作物生长过程中不可缺少的微量元素有Fe、Mn、B、Cu、Mo等，它们或是酶的组成元素，或能提高酶的活性，是农作物体内营养物质形成和新陈代谢不可缺少的元素。常用的铜肥是胆矾，在盐碱地（土壤pH>7）施用胆矾时宜将其溶液_______（填“喷在叶片上”或“随水灌入土壤中”），主要理由是_______。
（2）农药波尔多液是一种常用的杀菌剂，其可由胆矾、生石灰、水按一定的质量比配成，分析其能杀菌的主要原因：_______。
（3）拟除虫菊酯是一类高效低毒，对昆虫有强烈触杀作用的杀虫剂，其中对光较稳定的溴氰菊酯的结构如图所示。已知（其中M表示金属元素）。
溴氰菊酯的分子式为_______；下列关于该化合物的叙述正确的是_______（填序号）。
A.属于芳香烃
B.属于不饱和烃
C.在碱性条件下会失去药效
D.在一定条件下可发生加成反应
答案以及解析
1.答案：A
解析：食用油桶属于可回收再利用垃圾，A项正确。
2.答案：C
解析：使用可降解快餐盒，可减少“白色污染”，A项符合目标；种植绿色无公害蔬菜，能更好地保护环境，B项符合目标；随意丢弃使用过的医用口罩，不仅影响环境卫生，还极易造成二次污染，造成传染病传播，C项不符合目标；将普通灯泡更换为LED节能灯，能很好地节约电能，节约能源，D项符合目标。
3.答案：A
解析：煤的干馏是在隔绝空气加强热的条件下使煤分解的过程，因此煤的干馏要满足两个条件：一是隔绝空气，以防止煤在高温下燃烧；二是要加强热，A项不正确；煤的干馏是化学变化，而石油的分馏是物理变化，B项正确；苯、萘等物质主要存在于煤焦油中，C项正确；煤干馏的主要产物之一是焦炭，焦炭可用于冶金工业，D项正确。
4.答案：B
解析：维生素或钙、硒是以增强和补充食品的营养为目的而使用的添加剂，属于营养强化剂，A项正确；药物都有副作用，应在医生的指导下合理服用，B项错误；使用青霉素可能产生过敏反应，用药前一定要进行皮肤敏感试验，C项正确；服用麻黄碱后可明显增加运动员的兴奋程度，但对其身体有极大的副作用，D项正确。
5.答案：D
解析：反应是在加热条件下发生的分解反应，属于热分解法，A项不符合题意；反应是在加热条件下用还原，属于热还原法，B项不符合题意；反应是高温条件下用氧化得到铜，C项不符合题意；反应是高温条件下用CO还原，属于热还原法，D项符合题意。
6.答案：A
解析：根据质量守恒定律可以判断反应①的产物中含有水，A项正确；反应物CO含有氧元素，而生成物不含有氧元素，所以反应②不可能为化合反应，B项错误；所制得汽油的主要成分是烃，C项错误；高温条件下，，所以这种人造汽油用作汽车的燃料时与其他燃料一样，汽车尾气中都含有氮氧化物，D项错误。
7.答案：D
解析：若使海水先通过树脂（ROH），溶液中有较多的，使海水中的转化为氢氧化镁沉淀，造成堵塞而使海水淡化失败，所以A为氢型离子交换树脂，B为羟型离子交换树脂，A项正确；海水先经过树脂（HR），海水中的大量金属离子转移出去，同时含有大量，再经过树脂（ROH），大量的氯离子转移出去，同时进来，由于电荷守恒，氢离子和氢氧根离子总数相同，故完全中和，B处得到的淡水为中性，B项正确；氢型离子交换树脂是阳离子与氢离子交换，HR与钙离子的交换可表示为，C项正确；树脂置换了水中一定的钙、镁等硬度离子，将无法再降低水中的钙、镁含量，需要对树脂进行再生处理，D项错误。
8.答案：AD
解析：①是分离悬浊液可用过滤除去不溶物，③是将水中的碘单质萃取到有机层，用到的操作为萃取分液，A项正确；淀粉可检验碘单质是否生成，检验反应是否进行完全，应检验溶液中是否含有碘离子，若无碘离子，则证明反应完全，B项错误；萃取剂必须要求与原溶剂不互溶，乙醇与水互溶，C项错误；步骤④的操作是蒸馏，D项正确。
9.答案：D
解析：硅石的主要成分是与焦炭反应会有CO生成，污染环境且原子利用率不高，A项不符合要求；石灰乳与纯碱溶液反应，产物中除烧碱外还有碳酸钙，原子利用率不高，B项不符合要求；铜与浓硫酸反应会有生成，污染环境且原子利用率不高，C项不符合要求；石油化工利用乙烯催化氧化法制备环氧乙烷（），该反应中原子利用率为100%，符合绿色化学原理，D项符合要求。
10.答案：A
解析：石蜡是石油通过减压蒸馏获得的，A错误；氮气和氧气在闪电条件下能发生反应生成NO，化学方程式为，B正确；瓷器是用黏土经过高温烧结制成的，黏土的主要成分是硅酸盐，则瓷器的主要成分是硅酸盐，是一种无机非金属材料，C正确；“雾”这种分散系属于胶体，胶体能产生丁达尔效应，所以“雾”这种分散系能产生丁达尔效应，D正确。
11.答案：D
解析：金的活泼性很弱，在自然界中以游离态存在，根据密度的不同，可以采用水洗法分离得到金单质，A正确；常温下，银易和其他物质反应生成化合物，所以在自然界中以化合态存在，银的金属性弱，可用加热的方法冶炼，B正确；铁在自然界中以化合态存在，铝的金属性比铁的强，铝能和铁的氧化物发生置换反应，可以用铝热法炼铁，C正确；钠的性质很活泼，极易和氧气反应，所以在自然界中以化合态存在，一般还原剂很难将其还原出来，所以用电解熔融NaCl的方法冶炼，D不正确。
12.答案：B
解析：炉渣的主要成分为FeO，利用FeO可冶炼出铁，A正确；由反应过程可知，故不计损耗时，冶炼出6 mol Cu共消耗的物质的量为（12+3）mol=15mol，B不正确；分析反应③中各种元素的化合价变化可知，均作氧化剂，C正确；由反应原理可知，产生的尾气主要成分为，可造成酸雨，D正确。
13.答案：D
解析：具有还原性，可与发生氧化还原反应生成和，方法类别为化学法，A错误；纯碱与不反应，B错误；硫酸铜可溶于水，不能通过沉淀法除去，C错误；含复杂有机物的废水可通过微生物代谢进行处理，利用的是生物法，D正确。
14.答案：CD
解析：含氨氮的废水直接大量排放，可使水中藻类植物大量繁殖，造成水体污染，A错误；微生物在高温下会死亡，脱氮的速率会减慢，B错误；步骤a发生的反应是在硝化细菌的作用下，氧气将废水中的氧化为，反应的离子方程式为，C正确；化学沉淀法脱氮时，若溶液的碱性过强，会生成沉淀，氨氮的去除率会下降，D正确。
15.答案：（1）金属与酸反应会生成可燃性气体氢气，遇明火会发生爆炸
（2）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
（3）5.5~7.5
（4）
（5）CD
（6）
解析：（1）“酸浸”过程中金属与酸反应会生成可燃性气体氢气，遇明火会发生爆炸。
（2）“结晶”过程中得到的具体操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
（3）“中和沉淀”过程是为了分离出，pH应调节的范围为5.5~7.5。
（4）“碳酸化”过程中若通入过量会生成沉淀，离子方程式为。
（5）将刚玉渣研磨，使反应更充分，可提高浸出率，A项正确；是绿矾，可作净水剂，B项正确；由流程图可知，加入适量转化为的碱性比的强，C项不正确；“碱浸”是、分别与反应生成，不与弱碱反应，D项不正确。
16.答案：（1）还原；④
（2）氢氧化钠溶液；溶液中有气泡产生
（3）①KSCN；②不合理；可能被Fe全部还原为而不能使KSCN溶液变红
解析：（1）铝热反应是铝与某些金属氧化物在高温条件下反应生成氧化铝和金属单质，反应中铝元素的化合价升高，作还原剂，表现出还原性；铝热反应的原理为还原性较强的金属铝置换出还原性较弱的其他金属，根据金属的活动性顺序可判断，Ca不能由铝热反应制取，故选④。
（2）铝能和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，铁和氢氧化钠溶液不反应，所以要证明该熔融物中含有金属铝，则实验所需试剂为氢氧化钠溶液，可观察到的现象是溶液中有气泡产生。
（3）①可用KSCN溶液检验，则物质甲是KSCN；②铝热反应得到的熔融物中含有单质Fe，可能被Fe全部还原为而不能使KSCN溶液变红，所以该同学的实验方案不合理。
17.答案：（1）A；C
（2）乙烯
（3）
（4）取代反应
（5）3
（6）
解析：
18.答案：（1）蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热
（2）
（3）①冷却至常温后调节量气管使左右液面相平；②3.6%；③偏大
解析：
19.答案：（1）喷在叶片上；在碱性条件下生成难溶物，农作物不易吸收
（2）可使蛋白质变性
（3）；CD
解析：（1）盐碱地土壤呈碱性，在碱性条件下会生成不易被农作物吸收的不溶物，所以宜将溶液喷在农作物叶片上。
（2）为重金属离子，其能使细菌体内的蛋白质变性，而达到杀菌效果。
（3）由溴氰菊酯的结构可知，其分子式为。仅含C、H两种元素的有机物称为烃，该化合物中含C、H、Br、N、O五种元素，所以该化合物不属于烃类，A、B项错误；由已知信息知，该化合物在碱性条件下会发生反应，从而失去药效，C项正确；该化合物中含，可发生加成反应，D项正确。
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