二、非选择题(本题包括4小题，共46分)
<一>必考题(共43分)
8.(2015·河南、河北、山西三省3月质检)(14分)丁烷的催化裂解可按下列两种方式进行：C4H10―→C2H6+C2H4;C4H10―→CH4+C3H6;某化学兴趣小组的同学为探究丁烷裂解气中CH4和C2H6的比例关系，设计如图所示实验：
注：CuO能将烃氧化成CO2和H2O;Al2O3是丁烷裂解的催化剂，G后面装置已省略。
如图连接好装置后(部分夹持装置已略去)，需进行的实验操作有：
①给D、G装置加热;②检查整套装置的气密性;③排尽装置中的空气。
(1)这三步操作的先后顺序依次是________。
(2)简要说明空气排尽的方法：_______________________________________________。
(3)B装置所起的作用是___________________________________________。
(4)假设丁烷完全裂解，流经各装置中的气体能完全反应。当(E和F)装置的总质量比反应前增加了1.82 g，G装置中固体质量减少了4.16 g，则丁烷的裂解产物中n(CH4)n(C2H6)=________。
(5)若对E装置中的混合物再按以下流程实验：
①分离操作Ⅰ、Ⅱ的名称是Ⅰ________、Ⅱ________;
②Na2SO3溶液的作用是(用离子方程式表示)__________________。
解析：本题考查化学实验基本操作、离子方程式的书写、计算等知识。(1)涉及气体制备与性质的实验均需应先检查装置的气密性，本实验涉及丁烷的裂解，因此在加热之前需驱赶装置中的氧气，最后给D、G装置加热;(2)可通过爆鸣实验检验气体的纯度;(3)B装置所起的作用是通过观察气泡，控制气体流速;(4)丁烷裂解中生成的乙烯和乙烷的物质的量相等，生成的甲烷和丙烯的物质的量相等，E、F吸收的是烯烃，G装置减少的质量是氧化铜中氧元素的质量，设x为C2H4的物质的量，y为C3H6的物质的量，则乙烷、甲烷的物质的量分别是x、y,28x+42y=1.82 g，乙烷、甲烷和氧化铜反应需要的氧原子的物质的量为7x+4y=，解得x=0.02 mol，y=0.03 mol，即甲烷与乙烷的物质的量之比是32;(5)E中含有有机物(乙烯、丙烯与溴的加成产物，不溶于水)和溴，向混合物中加入亚硫酸钠溶液是除去溴，溶液分层，因此采用分液的方法分离出混合物和有机层，互溶的液体采用蒸馏的方法分离，分离出X和Y。
答案：(1)②③①
(2)用一小试管收集从G装置右端导管口逸出的气体，点燃检验其纯度，无爆鸣声，则排尽
(3)通过观察气泡，调节旋钮A，控制气体流量
(4)32
(5)①分液 蒸馏
②SO+Br2+H2O===2H++SO+2Br-
9.(2015·河北省百校联盟3月质检)(14分)钠、钾的碘化物在生产和科学实验中有十分重要的应用。工业利用碘、NaOH和铁屑为原料可生产碘化钠，其生产流程如图所示：
(1)NaOH溶液和碘反应时需要严格控制温度，如果温度过低，会生成碘的低价副产品NaIO。若NaOH溶液和碘反应时所得溶液中IO与IO-的物质的量之比为11，则该反应的离子方程式为________。
(2)生产流程中加入过量铁屑的目的是__________________，过滤所得固体中除剩余铁屑外，还有红褐色固体，则加入铁屑时发生反应的化学方程式是__________________。
(3)溶液2中除含有H+外，一定含有的阳离子是__________________;试设计实验证实该金属阳离子的存在：__________________________________。
(4)溶液2经一系列转化可以得到草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)，称取3.60 g草酸亚铁晶体(相对分子质量是180)用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示：
①分析图中数据，根据信息写出过程I发生的化学方程式：__________________。
②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式：________________。
解析：本题考查化学工艺流程中的问题。(1)若碘溶解所得溶液中IO与IO-的物质的量之比为11，则上述流程中，反应①的离子方程式为4I2+8OH-===IO+6I-+4H2O+IO-;(2)反应加入铁的目的是还原第一步反应中所生成的IO;(3)由于铁过量，所以操作过滤所得固体中存在Fe(OH)3和单质铁，当加入稀硫酸时，Fe(OH)3会溶解生成Fe3+，而单质铁则与Fe3+或H+反应，生成Fe2+，故一定有的阳离子是Fe2+，检验Fe2+时要防止Fe3+的干扰;(4)①通过剩余固体的质量可知，过程Ⅰ发生的反应是草酸亚铁晶体受热失去结晶水;②草酸亚铁晶体中的铁元素质量：3.6 g××100%=1.12 g，草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中，氧化物中氧元素的质量：1.60 g-1.12 g=0.48 g，铁元素和氧元素的质量比：1.12 g0.48 g=73，设铁的氧化物的化学式为FexOy，则有56x16y=73，xy=23，即铁的氧化物的化学式为Fe2O3。
答案：(1)4I2+8OH-===IO+6I-+4H2O+IO-
(2)还原IO(或使IO转化为I-)(合理即可)
NaIO3+2Fe+3H2O===NaI+2Fe(OH)3↓
(3)Fe2+ 取少量试样溶液于试管中，滴入少量酸性KMnO4溶液，若KMnO4溶液褪色，证明存在Fe2+(或者加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀)
(4)①FeC2O4·2H2OFeC2O4+2H2O↑
②Fe2O3
10(2015·湖北省黄冈市3月调研)(15分)硫单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用，而SO2直接排放会对环境造成危害。
Ⅰ.已知：重晶石(BaSO4)高温煅烧可发生一系列反应，其中部分反应如下：
BaSO4(s) +4C(s)===BaS(s) +4CO(g) ΔH=+571.2 kJ·mol-1
BaS(s)===Ba(s)+S(s) ΔH=+460 kJ·mol-1
已知：2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
则：Ba(s)+S(s)+2O2(g)===BaSO4(s) ΔH=________。
Ⅱ.SO2的尾气处理通常有以下几种方法：
(1)活性炭还原法
反应原理：恒温恒容时2C(s)+2SO2(g)??S2(g)+2CO2(g)。
反应进行到不同时间测得各物质的浓度如图：
①0～20 min反应速率表示为v(SO2)=________;
②30 min时，改变某一条件平衡发生移动，则改变的条件最有可能是________;
③40 min时，平衡常数K=________。
(2)亚硫酸钠吸收法
①Na2SO3溶液吸收SO2的离子方程式为__________________;
②常温下，当吸收至NaHSO3时，吸收液中相关离子浓度关系一定正确的是________(填序号)。
a.c(Na+)+c(H+)>c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
b.c(Na+)=c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
c.c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)
d.水电离出c(H+)=1×10-8 mol/L
(3)电化学处理法
①如图所示，Pt(Ⅰ)电极的反应式为__________________;
②当电路中转移0.02 mol e-时(较浓H2SO4尚未排出)，交换膜左侧溶液中约增加________mol离子。
解析：本题考查热化学方程式的书写、对图象的分析、反应速率的计算、平衡常数的计算、电化学反应原理的应用。Ⅰ.(1)将题中方程依次标记为①②③④，由盖斯定律知④=③×2-①-②：Ba(s)+S(s)+2O2(g)===BaSO4(s) ΔH=-1473.2 kJ·mol-1。Ⅱ.①0～20 min反应速率表示为v(SO2)==0.03 mol/(L·min);②30 min 时，二氧化碳的浓度瞬间减小，所以可能改变的条件是减小二氧化碳的浓度;③恒温下40 min时的平衡常数值与20 min时的平衡常数值相同，利用20 min时各物质的浓度计算K==0.675; (2)①Na2SO3溶液吸收SO2生成亚硫酸氢钠;②根据电荷守恒，则c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)，所以c(Na+)+c(H+)>c(SO)+c(HSO)+c(OH-)，a正确;亚硫酸氢钠溶液中Na与S一定符合物料守恒，b正确;吸收至NaHSO3时，溶液显酸性，c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)，C正确;吸收至NaHSO3时，溶液显酸性，抑制水的电离，则溶液中水电离出来的氢离子浓度小于10-7 mol/L，但不一定等于10-8 mol/L，d错误;故选abc;(3)根据装置图可知Pt(I)发生的是二氧化硫被氧化为硫酸的反应，所以该电极是阳极，则Pt(I)电极的反应式为SO2-2e-+2H2O===SO+4H+，根据SO2-2e-+2H2O===SO+4H+可知，转移0.02 mol电子时，左侧有0.05 mol离子增加，但阳离子膜同时交换了0.02 mol H+，故实际增加0.03 mol离子。
答案：Ⅰ.-1473.2 kJ·mol-1
Ⅱ.(1)①0.03 mol/(L·min) ②减少CO2的浓度 ③0.675
(2)①SO+SO2+H2O===2HSO
②abc
(3)①SO2-2e-+2H2O===SO+4H+
②0.03
<二>选考题(共15分。请考生任选一题做答。如果多做，则按所作第一题计分)
11.(2015·江西省重点中学协作体第五次联考)【化学——选修2：化学与技术】(15分)
水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可或缺的物质，水质优劣直接影响人体健康。海水是人类资源宝库，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可解决淡水资源缺乏的问题，又可充分利用海洋资源。
(1)天然水净化处理过程中需要加入混凝剂，常用的混凝剂有明矾、硫酸铝、硫酸铁等，其净水作用的原理是____________________________________。
(2)水的净化与软化目的不同，水的软化是指______________________________。
(3)目前，国际上使用的“海水淡化”主要技术之一是电渗析法，如图是利用电渗析法对海水进行淡化处理的原理图。已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO等离子，电极为惰性电极。
①阳离子交换膜(只允许阳离子通过)是________(填“A”或“B”);
②写出通电后阳极区的电极反应式：__________________。
(4)海水除了可以得到淡化水之外，还可提取多种化工原料。由海水制备无水氯化镁主要有以下步骤：
①在一定条件下脱水干燥;②加熟石灰;③加盐酸;④过滤;⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是__________________(填序号)。
(5)海水电解制得的氢气可用于合成氨，某合成氨厂生产流程如图所示：
①第(1)个设备中先把N2和H2压缩的目的是__________________;
②在第(3)个设备中用冷却方法分离出____________________________，其目的是_________________________________。
解析：本题考查化学工艺流程中的问题。(1)混凝剂能吸附水中的微小悬浮颗粒，凝聚成较大的颗粒，从而快速沉降;(2)水的净化是用混凝剂(如用明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子;(3)①电解池中阳离子向阴极移动，故阳离子通过B，B为阳离子交换膜;②阳极是Cl-放电，电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑;(4)海水制备无水氯化镁，首先要把海水中的镁离子变成沉淀后利用盐酸生成氯化镁。由于镁离子水解，所以需要在一定条件下脱水干燥，故答案为②④③⑤①;(5)合成氨的反应是一个反应前后气体体积减小的反应，增大压强有利于平衡向生成氨的方向移动;氨气易液化，冷却时氨气变为液态，从平衡体系中分离出来，使平衡右移，提高了N2和H2的平衡转化率。
答案：(1)铝盐和铁盐在水中水解生成相应的氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电荷的胶体，使其沉降，从而达到净化目的
(2)除去水中的钙离子和镁离子
(3)①B ②2Cl--2e-===Cl2↑
(4)②④③⑤①
(5)①使平衡向生成氨的方向移动 ②液态氨 使平衡右移，提高N2和H2的平衡转化率
