2021新高考化学鲁科版一轮复习学案：第3章章末化学素材与命题架构
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大气主要污染物——氮氧化物
目前我国氮氧化物污染趋于严重，国家“十二五环保规划”明确指出氮氧化物将实行排放总量控制。2019年浙江大学岳涛博士等人在《环境科学》发布的研究成果表明中国氮氧化物排放量至2020年可达1.97×107 t，至2030年排放量将达到3.54×107 t，在政策背景下可控制在2.04×107 t～2.46×107 t。氮的氧化物种类较多，造成环境污染的主要是NO、NO2，环境科学中合称氮氧化物，以NOx表示。
主要污染：
①NO可引起高铁血红蛋白血病。NO2可引发阻塞性支气管炎、肺水肿。
②酸雨：在温度较高或有云雾存在时，NO2与水作用形成HNO3；特别是NO2与SO2共存时，二者相互催化形成HNO3更快。
③光化学烟雾：NOx与CxHy经紫外线照射形成光化学烟雾。
④破坏臭氧层：高空中的NOx与平流层中的O3发生反应，氮氧化物也是消耗O3的一个重要因素。
主要污染源：
①天然排放的NOx：主要来自于土壤、海洋中有机体的分解，属于自然界中氮的循环过程。
②化石燃料的燃烧、机动车、飞机、内燃机、工业窑炉的燃烧。
③生产、使用硝酸的尾气排放：硝酸厂、氮肥厂、金属冶炼厂尾气排放。
④植物体焚烧。
各种燃料燃烧产生氮氧化物的量：1 t石油——9.1～12.3 kg，1 t煤——8～9 kg，1 t天然气——6.35 kg。
防治措施：
①推广使用清洁燃料
②电厂、燃料锅炉烟气脱硝处理
③机动车尾气净化
④禁止秸杆焚烧
工业中主要使用选择性催化还原法(SCR)和催化还原法(SNCR)等。用氢气、氨气、尿素等与氮的氧化物反应生成N2和H2O，从而达到无污染排放。
【命题架构】
1.(原理解析：氧化还原方向)
氮氧化物(NOx)是主要大气污染物，有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题，以下为NOx的几种净化方案。根据要求回答下列问题。
(1)不少汽车都安装尾气净化装置(净化过程如图所示)，净化过程中的还原剂为________。
(2)在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1 mol N2时，转移的电子数为________ mol。
(3)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式：________________________________
____________________________________________________________________。
答案 (1)CO、CxHy (2) (3)2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O
2.(工业处理：热效应、电化学方向)
(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq) ΔH＝－116.1 kJ·mol－1
3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l) ΔH＝＋75.9 kJ·mol－1
反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案 (1)－136.2 (2)HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO
测试方向：
[必考2(5)①]氧化还原反应方程式的配平与计算。
[必考2(2)⑥]能正确书写化学方程式并能进行有关计算。
[必考2(5)⑦⑧]能运用盖斯定律计算出ΔH，能书写电极反应式。
[必考2(6)①②]掌握影响反应速率的因素，了解催化剂的重要作用。
【自主命题】 新材料与已有知识迁移
根据所提供的材料，自编一道相关习题：
[材料] 大气中氮氧化物与碳氢化合物在紫外线作用下产生二次污染——光化学烟雾，反应过程如图所示：
【最新素材二】
人体微量元素中的“抗癌之王”——硒
硒是人体必需的微量元素，在生活、生产中应用广泛。硒元素有人体微量元素中的“抗癌之王”之称，有机硒有抗氧化、防衰老增强人体免疫力的功效，硒化锌可用于制作红外透镜。铜铟镓硒薄膜太阳电池应用前景广泛。
我国恩施有“世界硒都”之称。主要有硒锑矿(Sb2Se3)、单斜蓝硒铜矿(CuSeO3·2H2O)等。工业上提取硒的主要原料是铜电解精炼产生的阳极泥，冶炼方法主要有：硫酸酸化焙烧提硒、氧化焙烧碱浸提硒、萃取提硒、离子交换树脂吸附提硒等。
【命题架构】
1.(物质结构方向)
硒素有“生命元素”之称，对延缓人体衰老有重要作用。含硒保健品(如脑白金)已进入市场。回答相关问题：
(1)硒的原子结构示意图为________，硒的氢化物的电子式为________。
(2)酸性H2SO4________H2SeO4(填“＞”或“＜”)，将Cl2通入硒化氢溶液中反应的化学方程式为____________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)硒有两种同素异形体——灰硒、红硒。二者均可溶于二硫化碳，其晶体类型为________。
答案 (1) (2)＞ Cl2＋H2Se===2HCl＋Se↓ (3)分子晶体
2.(氧化还原反应方向)
工业上从含硒的原料中提取硒的方法之一是用硫酸和硝酸处理废料，获得亚硒酸和少量硒酸，再与盐酸共热，硒酸转化为亚硒酸；通SO2于亚硒酸溶液中，有单质硒析出。回答相关问题。
(1)氧化性：硒酸________氯气(填“＞”或“＜”)；
(2)写出通入SO2制得单质硒的化学方程式______________________________
__________________________________________________________________，
每析出1 mol硒转移电子数为________。
答案 (1)＞ (2)2SO2＋H2SeO3＋H2O===Se＋2H2SO4 4NA
3.(电化学方向)
工业上提取硒可将铜阳极泥在空气中焙烧，使硒转化为SeO2，再加NaOH溶液碱浸，以石墨为电极电解所得溶液获得Se。电解过程中阴极反应式为___________________________________________________________________。
答案 SeO＋4e－＋3H2O===Se＋6OH－
测试方向：
[必考2(4)③④⑦]了解原子核外电子排布规律，掌握元素周期律的实质，非金属元素在周期表中的位置及性质递变规律。
[必考2(5)①]掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
[必考2(5)⑧]理解电解池的工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应式。
【自主命题】 新材料与已有知识迁移
根据所提供的材料，自编一道相关习题：
[材料] 黄金冶炼所得水洗除尘酸泥中含有Au、Ag、Ag2S、Ag2Se、HgS、HgSe、Se等。为回收其中硒、汞设计流程如图。
【最新素材三】
“二十一世纪金属”——第四代金属钛
钛是一种过渡金属，具有熔点高、强度大、可塑性强、密度小、耐腐蚀性强等优点。应用广泛，有“二十一世纪金属”之称。钛是制造现代飞机、潜艇的主要原料，是一种“亲生物金属”，用于制造“人造骨骼”，钛粉可作火箭燃料，钛铌合金是一种理想的超导材料，钛镍合金(记忆合金)应用于人造卫星、宇宙飞船，钛合金是四大储氢材料之一；二氧化钛(钛白)是一种优质颜料，四氯化钛可作人造烟雾剂，钛酸钡晶体应用于潜艇中声纳技术，使我国潜艇噪音技术飞速提高，大有赶超美苏之势。
我国钛储量居全球首位，主要在四川攀枝花地区。主要有金红石(TiO2)，钛铁矿(FeTiO3)等矿物。
冶炼过程：
【命题架构】
1.(物质结构方向)
Ti及其化合物具有广泛用途，有第四代金属之称，回答相关问题：
(1)Ti基态原子的外围电子排布式为________。
(2)Ti3＋可以形成两种配合物：[Ti(H2O)6]Cl3(紫色)、[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O(绿色)，二者配位数________(填“相同”或“不相同”)，绿色晶体中配体是________。
(3)TiO2溶于浓硫酸析出含有钛酰离子的晶体，钛酰离子常形成链状聚合形式的阳离子，结构如图，其化学式为________。
答案 (1)[Ar]3d24s2 (2)相同 Cl－、H2O
(3)[TiO]
2.(制备：性质方向、电化学方向)
钛及其化合物应用广泛，下面是用金红石(主要成分为TiO2)制备金属钛和钛酸钡的流程。
(1)写出氯化过程中反应的化学方程式为________________________________
__________________________________________________________________。
(2)还原过程必须在1 070 K的温度下进行，该过程还应控制的反应条件是___________________________________________________________________。
(3)所得金属钛中混有少量杂质，可加入________溶解后过滤除去。
(4)用电解TiO2也可制备金属钛。电解装置如图所示：
①阴极反应式为__________________________________________________。
②阳极质量减少的原因为___________________________________________
(用化学方程式解释)。
答案 (1)TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO (2)氩气氛围(或隔绝空气等) (3)盐酸(或稀硫酸等) (4)①TiO2＋4e－===Ti＋2O2－ ②2O2－－4e－===O2↑、C＋O2===CO2
测试方向：
[必考2(5)⑧]理解电解池的工作原理、能书写电极反应式；
[必考3(1)②]掌握金属的主要性质及应用，了解其制备方法；
[选考(一)1(1)、2(2)、4(6)]能正确书写1～36号元素原子的电子排布式，了解配位键，能根据晶胞确定晶体组成并进行相关计算。
【自主命题】 新材料与已有知识迁移
根据所提供的材料，自编一道相关习题
[材料] 攀枝花地区钛资源蕴藏量丰富，用钛铁矿渣(主要成分为FeTiO2，含少量FeO、Fe2O3)作原料生产优质颜料二氧化钛的主要步骤如下：
