2019年高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 題型專練10 化工流程(含解析).doc
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題專訓(xùn)練10 化工流程 1. 銻(Sb)及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以輝銻礦(主要成分為Sb2S3,還含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)為原料制備金屬銻的工藝流程如圖所示: 已知:①浸出液中除含過(guò)量鹽酸和SbCl5之外,還含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等; ②常溫下:Ksp(CuS)=1.2710-36,Ksp(PbS)=9.0410-29; ③溶液中離子濃度小于等于1.010-5molL-1時(shí),認(rèn)為該離子沉淀完全。 (1)濾渣1中除了S之外,還有___________(填化學(xué)式)。 (2)“浸出”時(shí),Sb2S3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________。 (3)“還原”時(shí),被Sb還原的物質(zhì)為_(kāi)__________(填化學(xué)式)。 (4)常溫下,“除銅、鉛”時(shí),Cu2+和Pb2+均沉淀完全,此時(shí)溶液中的c(S2-)不低于_________;所加Na2S也不宜過(guò)多,其原因?yàn)開(kāi)____________________________。 (5)“電解”時(shí),被氧化的Sb元素與被還原的Sb元素的質(zhì)量之比為_(kāi)________。 (6)一種突破傳統(tǒng)電池設(shè)計(jì)理念的鎂-銻液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池工作原理如圖所示: 該電池由于密度的不同,在重力作用下分為三層,工作時(shí)中間層熔融鹽的組成不變。充電時(shí),Cl-向_____(填“上”或“下”)移動(dòng);放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)________。 【答案】 (1). SiO2 (2). Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S (3). SbCl5 (4). 9.0410-24 molL-1 (5). 產(chǎn)生H2S等污染性氣體或生成Sb2S3 (6). 3︰2 (7). 下 (8). Mg -2e-=Mg2+ 【解析】(1)二氧化硅與鹽酸不反應(yīng);正確答案:SiO2; (2)根據(jù)題給信息,Sb2S3與SbCl5反應(yīng)生成單質(zhì)硫,浸出液中含有SbCl3;因此反應(yīng)產(chǎn)生SbCl3和S;正確答案:Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S; (3)SbCl5 中+價(jià)Sb 被還原到+3價(jià);正確答案:SbCl5; (4)由Ksp(CuS)=1.2710-36,Ksp(PbS)=9.0410-29可知,Ksp(PbS)較大,在保證PbS沉淀的前提下,CuS已經(jīng)沉淀;所以:Ksp(PbS)=9.0410-29=c(Pb2+)c(S2-)=1.010-5c(S2-);解出c(S2-)=9.0410-24 mol/L;正確答案:9.0410-24;加入過(guò)多的Na2S,硫離子與Sb3+形成Sb2S3或者硫離子與氫離子結(jié)合成硫化氫氣體等;正確答案:產(chǎn)生H2S等污染性氣體或生成Sb2S3; (5)+3價(jià)Sb被氧化到+5價(jià),還原到0價(jià);根據(jù)電子得失守恒規(guī)律:被氧化的Sb與被還原的Sb的量之比為3:2;正確答案:3:2; (6)根據(jù)電流方向可知:鎂-銻液態(tài)金屬極為正極,液鎂為負(fù)極;放電時(shí),氯離子向負(fù)極移動(dòng),充電時(shí),氯離子向陽(yáng)極移動(dòng),向鎂-銻液態(tài)金屬極方向移動(dòng);放電時(shí)溶液中的鎂離子得電子變?yōu)榻饘冁V;正極反應(yīng): Mg2++2e-=Mg;正確答案:下;Mg2++2e-=Mg。 2. 鎢有“光明使者”的美譽(yù),在自然界中主要以鎢(+6價(jià))酸鹽的形式存在,黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽,化學(xué)式常寫(xiě)成(Fe、Mn)WO4,鎢酸(B)酸性很弱,難溶于水,黑鎢礦傳統(tǒng)冶煉工藝的第一階段是堿熔法,第二階段則是用還原劑還原出金屬鎢。化合物A、B、C含有同一元素。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)為提高水浸速率,采取的措施為_(kāi)__________________(寫(xiě)兩種)。 (2)用還原劑還原出金屬鎢。 ①碳和氫氣均可還原化合物C得鎢,用氫氣比用碳更具有優(yōu)點(diǎn),其理由是___________。 ②如果用金屬鋁與化合物C反應(yīng),還原出1mol鎢至少需要鋁的質(zhì)量為_(kāi)__________。 (3)利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”提純金屬鎢的反應(yīng)原理為:W(s)+I2(g)WI2(g) △H<0。 ①一定溫度下,向某恒容密閉容器中加入2molI2(g)和足量W(s)達(dá)平衡后,I2(g)的轉(zhuǎn)化率為20%,則平衡時(shí)c[I2(g)]∶c[WI2(g)]=___________;相同條件下,若開(kāi)始加入I2(g)的物質(zhì)的量變?yōu)樵瓉?lái)2倍,則下列數(shù)值是原來(lái)2倍的有___________(填標(biāo)號(hào))。 A.平衡常數(shù) B.達(dá)到平衡的時(shí)間 C.I2(g)的物質(zhì)的量濃度 D.平衡時(shí)WI2(g)的體積分?jǐn)?shù) ②工業(yè)上利用上述反應(yīng)原理提純金屬鎢的示意圖如右: 反應(yīng)在真空石英管中進(jìn)行,先在溫度為T(mén)1端放入不純W粉末和少量I2(g),一段時(shí)間后,在溫度為T(mén)2的一端得到純凈的晶體,則溫度T1___________T2(填:“>”、“<”或“=”)。 (4)寫(xiě)出黑鎢礦中FeWO4在步驟Ⅰ中反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________。 【答案】 (1). 為提高水浸速率, 粉碎、攪拌、升高水溫等中的兩種即可 (2). 氫氣易與產(chǎn)物鎢分離且不產(chǎn)生有毒氣體 (3). 54g (4). 4∶1 (5). C (6). < (7). 4FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O; 【解析】(1)粉碎、攪拌、升溫等方法都可以達(dá)到目的;正確答案:粉碎、攪拌、升高水溫等中的兩種即可; (2)①氫氣的氧化產(chǎn)物為水,對(duì)環(huán)境無(wú)危害,且氣體易與固體分離;而碳的氧化產(chǎn)物易產(chǎn)生一氧化碳,對(duì)環(huán)境有危害;正確答案:氫氣易與產(chǎn)物鎢分離且不產(chǎn)生有毒氣體; ② 根據(jù)電子守恒規(guī)律:設(shè)消耗金屬鋁xmol,鎢由+6價(jià)降到0價(jià)。鋁由0價(jià)升高到+3價(jià); 3x=61,x=2mol,m(Al)= 227=54g, 正確答案:54g; (3)① W(s) + I2(g) WI2(g) △H<0。 起始量 2 0 變化量 220% 220% 平衡量 1.6 0.4 則平衡時(shí)c(I2(g))∶c(WI2(g))=4:1 ; 平衡常數(shù)為溫度的函數(shù),溫度不變,平衡常數(shù)不變,A錯(cuò)誤;增大反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率加快,但不是成正比關(guān)系,B錯(cuò)誤;該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的總量不變的反應(yīng),I2(g)的物質(zhì)的量濃度增大2倍,相當(dāng)于加壓,平衡不動(dòng),平衡時(shí)I2(g)的物質(zhì)的量濃度是原平衡的2倍,平衡時(shí)WI2(g)的體積分?jǐn)?shù)保持不變;C正確,D錯(cuò)誤;正確答案:4∶1 ;C; ② 碘單質(zhì)受熱易升華,溫度升高,碘固體變?yōu)榈庹魵?,從固體中分離;所以溫度T1小于T2; 正確答案:<; (4)黑鎢礦在氫氧化鈉、空氣的條件下,高溫發(fā)生反應(yīng),+2價(jià)鐵變?yōu)?3價(jià)(氧化鐵),發(fā)生氧化反應(yīng),氧由0價(jià)降低到-2價(jià),發(fā)生還原反應(yīng),然后根據(jù)電子得失守恒進(jìn)行配平,正確答案: 4FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O; 3. 隨著材料科學(xué)的發(fā)展,金屬釩及其化合物得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,并被譽(yù)為“合金的維生素”。為了回收利用含鋼催化劑(V2O5、VOSO4及不溶性雜質(zhì)),科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝。該工藝的主要流程如圖所示: 已知:部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性: 物質(zhì) V2O5 VOSO4 NH4VO3 (VO2)2SO4 溶解性 難溶 可溶 難溶 易溶 (1)由V2O5冶煉金屬釩采用鋁熱劑法,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:___________ (2)V2O5通常用作為反應(yīng)2SO2+O22SO3的理想催化劑,其催化的機(jī)理可能是加熱時(shí)可逆地失去氧的原因,其過(guò)程可用兩個(gè)化學(xué)方程式表示:_________、4V+5O22V2O5. (3)反應(yīng)①的目的是_________. (4)將濾液1與濾液2混合后用氯酸鉀氧化,氯元素被還原為最低價(jià),其反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____。 (5)反應(yīng)③的沉淀率(又稱沉釩率) 是回收釩的關(guān)鍵之一,下圖是反應(yīng)溫度與沉釩率的關(guān)系圖,則控制溫度的方法是____________. (6)反應(yīng)④在NH4VO3的焙燒過(guò)程中,固體質(zhì)量的減少值(縱坐標(biāo)) 隨溫度變化的曲線如圖2所示,則其分解過(guò)程中_______(填字母代號(hào))。 A.先分解失去H2O,再分解失去NH3 B.先分解失去NH3, 再分解失去H2O C.同時(shí)分解失去H2O 和NH3 D.同時(shí)分解失去H2和N2和H2O (7)全釩電池的電解質(zhì)溶液為VOSO4溶液,電池的工作原理為VO2++V2++2H+VO2++H2O+V3+。電池充電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________ 【答案】 (1). 3V2O5+10Al6V+5A12O3 (2). 5SO2+V2O55SO3+2V (3). 將V2O5轉(zhuǎn)化為可溶性的VOSO4 (4). C1O3 -+6VO2++3H2O=6VO2++6H++C1- (5). 將反應(yīng)容器置于80℃的水浴中 (6). B (7). VO2++H2O-e- =VO2++2H+ 【解析】 (1)高溫下,用金屬鋁從活潑性比鋁差的金屬氧化物中置換出該金屬,既為鋁熱劑法;正確答案:3V2O5+10Al 6V+5A12O3。 (2)用2SO2+O22SO3反應(yīng)減去4V+5O22V2O5反應(yīng),消去氧氣,即可得到第一個(gè)反應(yīng)的方程式;正確答案:5SO2+V2O55SO3+2V。 (3) 根據(jù)題給信息,V2O5 不溶于水,因此在酸性條件下,用亞硫酸鈉把 V2O5還原為可溶性的VOSO4,便于氯酸鉀把VOSO4氧化為(VO2)2SO4;正確答案:將V2O5轉(zhuǎn)化為可溶性的VOSO4 。 (4) 易溶于水VOSO4被氧化為易溶的(VO2)2SO4,而氯酸鉀中氯元素被還原到Cl-;正確答案: C1O3 -+6VO2++3H2O=6VO2++6H++C1-。 (5)從圖像中看出,溫度為80℃時(shí),沉釩率最高,因此可以用水浴加熱進(jìn)行操作;正確答案:將反應(yīng)容器置于80℃的水浴中。 (6)由圖像中曲線變化可知:200℃時(shí)左右時(shí),固體質(zhì)量大約減少17克,應(yīng)該為氨氣的質(zhì)量;400℃左右時(shí),固體質(zhì)量大約又減少18克,應(yīng)該為水的質(zhì)量;所以NH4VO3在焙燒過(guò)程中200℃時(shí)左右先失去氨;在400℃左右再失去水,最終NH4VO3在焙燒發(fā)生分解反應(yīng),最終產(chǎn)物為V2O5、NH3和H2O;正確答案:B。 (7)充電過(guò)程為電解的過(guò)程,陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),VO2+中釩為+4價(jià),氧化為+5價(jià)的VO2+;正確答案:VO2++H2O-e- =VO2++2H+。 4. 二氧化鋯(ZrO2)是最重要的氧離子固體電解質(zhì),用于制造燃料電池、氧氣含量測(cè)定儀等。可由鋯英砂(主要成分為ZrSiO4,也可表示為ZrO2SiO2;含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2雜質(zhì))通過(guò)如工藝流程法制得。 已知:①ZrO2具有兩性,高溫與純堿共熔生成可溶于水的Na2ZrO3,與酸反應(yīng)生成ZrO2+。 ②部分金屬離子在實(shí)驗(yàn)條件下開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表。 金屬離子 Fe3+ Al3+ ZrO2+ 開(kāi)始沉淀時(shí)pH 1.9 3.3 6.2 沉淀完全時(shí)pH 3.2 5.2 8.0 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)已知Zr元素的原子序數(shù)是40,請(qǐng)寫(xiě)出它在周期表中的位置:____________________________。 (2)燒結(jié)時(shí)ZrSiO4發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________;濾渣1的化學(xué)式為_(kāi)_________。 (3)調(diào)節(jié)pH=a時(shí),a的范圍應(yīng)該是__________________;用氨水調(diào)節(jié)pH=b時(shí),所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________________。 (4)本題的流程中,一共有三步過(guò)濾操作,北中最后一步過(guò)濾所得的Zr(OH)4沉淀需要洗滌,證明該沉淀已經(jīng)洗滌干凈的最佳操作方法是:______________________________________。 (5)工業(yè)上用鋁熱法冶煉鋯,寫(xiě)出以ZrO2通過(guò)鋁熱法制取鋯的化學(xué)方程式:________________。 (6)一種新型燃料電池用摻雜Y2O3的ZrO2晶體作電解質(zhì)在熔融狀態(tài)下傳導(dǎo)O2-,一極通入空氣,另一極通入乙烷,寫(xiě)出負(fù)極的電極反應(yīng)式:________________________________。 【答案】 (1). 第五周期,ⅣB族 (2). ZrSiO4 + 2Na2CO3Na2ZrO3 + Na2SiO3 +2CO2↑ (3). H2SiO3(或H4SiO4) (4). 5.2≤pH<6.2 (5). ZrO2+ +2NH3H2O + H2O=Zr(OH)4↓+2NH4+ (6). 取最后一次洗滌液,(用鹽酸酸化)加入BaCl2溶液,沒(méi)有白色沉淀生成,證明沉淀已經(jīng)洗干凈 (7). 3ZrO2 + 4Al3Zr + 2Al2O3 (8). 2C2H6-28e-+ 14O2-=4CO2 +6H2O 【解析】 已知Zr元素的原子核外電子排布由里往外依次為2、 8 、18、 10、 2,在周期表中的位置為第五周期,ⅣB族;正確答案:五周期,ⅣB族。 (2)ZrSiO4 與Na2CO3固體在高溫下發(fā)生反應(yīng),生成Na2ZrO3 、Na2SiO3和CO2氣體;正確答案:ZrSiO4 + 2Na2CO3Na2ZrO3 + Na2SiO3+2CO2↑。硅酸鈉溶液與過(guò)量的稀硫酸反應(yīng),生成硅酸或原硅酸沉淀,所以濾渣1為 H2SiO3(或H4SiO4);正確答案:H2SiO3(或H4SiO4)。 (3)用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH,目的是使Fe3+ 、 Al3+沉淀完全,以此達(dá)到除去兩種離子的目的,根據(jù)圖表信息可知:5.2≤pH<6.2; 根據(jù)流程可知用氨水調(diào)節(jié)pH=b時(shí),溶液中的ZrO2+與氨水反應(yīng)生成Zr(OH)4沉淀,;離子方程式為ZrO2+ +2NH3H2O + H2O=Zr(OH)4↓+2NH4+ ;正確答案:5.2≤pH<6.2 ; ZrO2+ +2NH3H2O+H2O=Zr(OH)4↓+2NH4+ 。 (4)ZrOSO4溶液與NH3H2O反應(yīng)生成Zr(OH)4和硫酸銨溶液,所以Zr(OH)4沉淀上可能附有硫酸銨,因此檢驗(yàn)硫酸根離子是否存在就可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?;正確答案:取最后一次洗滌液,(用鹽酸酸化)加入BaCl2溶液,沒(méi)有白色沉淀生成,證明沉淀已經(jīng)洗干凈。 (5)高溫下,金屬鋁與氧化鋯反應(yīng)置生成鋯和氧化鋁;正確答案:3ZrO2 + 4Al3Zr + 2Al2O3。 (6)乙烷燃料電池,乙烷在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),乙烷被氧化為CO2;正確答案:2C2H6-28e-+ 14O2-=4CO2 +6H2O。 點(diǎn)睛:第(6)問(wèn)中,乙烷的極反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)要注意Y2O3的ZrO2晶體作電解質(zhì),方程式中要體現(xiàn)出O2-的參與,不是酸性或堿性環(huán)境。 5. 含鈷催化劑廢料(含F(xiàn)e3O4、Co2O3、Al2O3、CO及SiO2為原料制取Co3O4的一種工藝流程如下: 回答下列問(wèn)題: (1)CoC2O4中Co的化合價(jià)為_(kāi)____。 (2)步驟②經(jīng)溶解后過(guò)濾,濾渣1的主要成分為_(kāi)___(填化學(xué)式),濾液中含有_____種陽(yáng)離子。 (3)步驟③氧化對(duì)Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______,檢驗(yàn)其是否已完全氧化自方法是______________。 (4)步驟國(guó)加Na2CO3溶液的目的是_____________,濾渣2中含有Na2Fe6(S04)4(OH)x,則x=____,濾渣2中__________(填“含有”或“不含”Al(OH)3。 (5)某工廠用m1kg含鈷催化劑廢料Co2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%)制備Co3O4,最終得到產(chǎn)品m2kg,其產(chǎn)率為_(kāi)_______(列出算式即可)。 【答案】 (1). +2 (2). SiO2和CaSO4 (3). 6 (4). 6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O (5). 取少量上層清液,向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,觀察有無(wú)藍(lán)色沉淀(或滴入酸性高錳酸鉀溶液,振蕩,觀察溶液紫色是否褪去等合理答案) (6). 調(diào)節(jié)溶液pH以除去Fe3+ (7). 12 (8). 含有 (9). 【解析】(1)草酸根離子C2O42-,所以Co的化合價(jià)為+2價(jià);正確答案:+2。 (2)加入稀硫酸后,二氧化硅不與酸反應(yīng),濾渣為二氧化硅及微溶物硫酸鈣;含鈷催化劑廢料(含F(xiàn)e3O4、Co2O3、Al2O3、CaO及SiO2,加入稀硫酸后,生成硫酸亞鐵溶液、硫酸鐵溶液、硫酸鈷溶液、硫酸鋁溶液;所以,濾液含有:Fe2+ Fe3+ Co3+ Al3+ H+ Ca2+等6種陽(yáng)離子;濾渣為SiO2、CaSO4。正確答案:SiO2和CaSO4 ; 6 。 中含有6種陽(yáng)離子。 (3)氯酸鈉溶液把亞鐵離子氧化為鐵離子,本身還原為氯離子;反應(yīng)的離子方程式為:. 6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O;檢驗(yàn)亞鐵離子是否完全氧化為鐵離子方法,加入酸性高錳酸鉀溶液,如果溶液不褪色,氧化完全;正確答案:取少量上層清液,向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,觀察有無(wú)藍(lán)色沉淀(或滴入酸性高錳酸鉀溶液,振蕩,觀察溶液紫色是否褪去等合理答案)。 (4)步驟④加Na2CO3溶液的目的是,調(diào)整溶液的pH,使鐵離子變?yōu)槌恋矶?;濾渣2中含有Na2Fe6(S04)4(OH)x,根據(jù)化合價(jià)法則:Na元素為+1價(jià)、Fe為+3價(jià)、S042-為-2價(jià),OH-為-1價(jià),所以x=12;根據(jù)流程圖看出,鋁離子也已經(jīng)沉淀,所以包含Al(OH)3沉淀;正確答案:調(diào)節(jié)溶液pH以除去Fe3+ ; 12 ; 含有。 (5)根據(jù)題給信息,鈷元素的量守恒,得到產(chǎn)品的產(chǎn)率為(m22413)(m135%166) 2100%;正確答案: 6. 碲(Te)為第VIA元素,其單質(zhì)憑借優(yōu)良的性能成為制作合金添加劑、半導(dǎo)體、光電元件的主體材料,并被廣泛應(yīng)用于冶金、航空航天、電子等領(lǐng)域??蓮木珶掋~的陽(yáng)極泥(主要成分為Cu2Te)中回收碲, (1)“培燒”后,確主要以TeO2形式存在,寫(xiě)出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式:________________________。 (2)為了選擇最佳的培燒工藝進(jìn)行了溫度和硫酸加入量的條件試驗(yàn),結(jié)果如下表所示: 溫度/℃ 硫酸加入量(理論量倍數(shù)) 浸出率/% Cu Te 450 1.25 77.3 2.63 460 1.00 80.29 2.81 1.25 89.86 2.87 1.50 92.31 7.70 500 1.25 59.83 5.48 550 1.25 11.65 10.63 則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇的條件為_(kāi)________________,原因?yàn)開(kāi)_____________________________。 (3)濾渣1在堿浸時(shí)發(fā)生的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________。 (4)工藝(I)中,“還原”時(shí)發(fā)生的總的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。 (5)由于工藝(I)中“氧化”對(duì)溶液和物料條件要求高。有研究者采用工藝(II)獲得磅.則“電積”過(guò)程中,陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________________________。 (6)工業(yè)生產(chǎn)中,濾渣2經(jīng)硫酸酸浸后得濾液3和濾渣3。 ①濾液3與濾液1合井。進(jìn)入銅電積系統(tǒng)。該處理措施的優(yōu)點(diǎn)為_(kāi)____________________________。 ②濾渣3中若含Au和Ag,可用_____將二者分離。(填字母) A.王水 B.稀硝酸 C.濃氫氧化鈉溶液 D.濃鹽酸 【答案】 (1). Cu2Te+4H++2O22+TeO2+2H2O (2). 460℃,硫酸用量為理論量的1.25倍 (3). 該條件下,銅的浸出率高且碲的損失較低 (4). ToO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O (5). Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4==4Na2SO4+Te+H2O (6). TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH- (7). CuSO4溶液回收利用,提高經(jīng)濟(jì)效益 (8). B 【解析】(1)Cu2Te在H2SO4條件下,與氧氣在高溫下反應(yīng)生成TeO2和CuSO4,反應(yīng)的離子方程式Cu2Te+4H++2O22Cu2++TeO2+2H2O;正確答案:Cu2Te+4H++2O22 Cu2++TeO2+2H2O 。 (2)從圖表信息可知:當(dāng)硫酸的量一定時(shí),溫度升高時(shí),銅的浸出率降低;溫度一定時(shí),銅和Te的浸出率均增大。在460℃條件下,硫酸用量為理論量的1.25倍的條件下最佳,銅的浸出率高且Te 的損失較??;正確答案:460℃,硫酸用量為理論量的1.25倍;該條件下,銅的浸出率高且碲的損失較低。 (3)從流程可知,濾渣1為T(mén)oO2,它可與堿反應(yīng)生成TeO32-;正確答案: ToO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O。 (4)從流程圖可知:Na2TeO4被Na2SO3還原為T(mén)e,而Na2SO3被氧化為Na2SO4,總反應(yīng)方程式:Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4==4Na2SO4+Te+H2O;正確答案:Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4=4Na2SO4 +Te+H2O。 (5)根據(jù)反應(yīng)ToO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O,生成的TeO32-在陰極得電子被還原為T(mén)e,極反應(yīng)方程式為:TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH- ;正確答案:TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。 (6)①工業(yè)生產(chǎn)中,濾渣2為少量的氫氧化銅固體,經(jīng)硫酸酸浸后得濾液硫酸銅,濾液1中主要成分也為硫酸銅,濾液3與濾液1合并進(jìn)入銅電積系統(tǒng),提取金屬銅,有效回收利用了硫酸銅,提高經(jīng)濟(jì)效益;正確答案:CuSO4溶液回收利用,提高經(jīng)濟(jì)效益。 ②Au和Ag都與王水反應(yīng),與濃氫氧化鈉溶液、.濃鹽酸均不反應(yīng);但是Au與稀硝酸不反應(yīng)而Ag可以反應(yīng),所以可以用稀硝酸將二者分離;正確答案: B。 7. 以某鉻礦石(主要成分是Cr2O3,含F(xiàn)eO、SiO2等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)Cr2O3的流程如下: 已知:Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+,Ksp[Cr(OH)3] =6.410-31,lg2 = 0.3 (1)步驟①中為了提高反應(yīng)速率應(yīng)該采取的措施有____、_____。(寫(xiě)2種) (2)焙燒時(shí)Cr2O3被氧化成Na2CrO4,配平下面的化學(xué)方程式,并用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目: Na2CO3+ Cr2O3+ O2 Na2CrO4 + CO2,______________ (3)流程中沉淀2為_(kāi)________(填化學(xué)式) (4)步驟④發(fā)生的反應(yīng)中Cr2O72-和蔗糖(C12H22O11)的物質(zhì)的量之比為_(kāi)____。 (5)步驟⑤中為了使Cr3+完全沉淀[此時(shí),c(Cr3+)≤10-5molL-1],pH至少調(diào)至____。 (6)濾液3中的主要溶質(zhì)是兩種鹽,化學(xué)式為_(kāi)________、________。 (7)另一種制取Cr(OH)3的工藝是將NaCrO2溶解后通入CO2得到更為純凈的Cr(OH)3,則NaCrO2溶液與過(guò)量CO2反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________。。 【答案】 (1). 適當(dāng)升溫 (2). 粉碎鉻礦石或攪拌等合理答案 (3). (4). H2SiO3 (5). 8:1 (6). 5.6 (7). (NH4)2SO4 (8). Na2SO4 (9). CrO2- + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3- 【解析】(1)步驟①中為了提高反應(yīng)速率應(yīng)該采取的措施有適當(dāng)升溫 、粉碎鉻礦石或攪拌等;正確答案: 適當(dāng)升溫 、粉碎鉻礦石。 (2)Cr元素由+3價(jià)升高到+6價(jià),氧元素由0價(jià)降低到-2價(jià),根據(jù)元素得失電子數(shù)相等規(guī)律,找出最小公倍數(shù),填系數(shù)最后根據(jù)原子守恒進(jìn)行其他物質(zhì)的配平。根據(jù)所填系數(shù),可知該反應(yīng)共轉(zhuǎn)移電子12e-;單線橋注意是還原劑把電子給了氧化劑;正確答案: (3)二氧化硅與純堿加熱反應(yīng)生成硅酸鈉,加入稀硫酸后,產(chǎn)生了硅酸沉淀;正確答案:H2SiO3。 (4)根據(jù)流程分析看出:設(shè)Cr2O72-有xmol, C12H22O11有y mol,根據(jù)電子守恒:x2(6-3)=y12(4-0),解之得x:y=8:1;正確答案:8:1。 (5)根據(jù)Ksp[Cr(OH)3] = c(Cr3+)c3(OH-)=10-5c3(OH-)=6.410-31,c3(OH-)=6.410-26mol/L,c(OH-)=410-9mol/L, c(H+)=1/410-5mol/L, 已知lg2 = 0.3,pH=6-0.3=5.7;正確答案:5.6或5.7(近似值) (6)整個(gè)流程中加入了碳酸鈉、加入了硫酸,經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)后,溶液中剩下鈉離子和硫酸根離子,加入氨水后,剩余銨根離子,因此濾液3中的主要溶質(zhì)是兩種鹽,化學(xué)式為(NH4)2SO4 、 Na2SO4 ; 正確答案:NH4)2SO4 、Na2SO4。 (7)利用強(qiáng)酸制備弱酸的規(guī)律:NaCrO2溶液與過(guò)量CO2反應(yīng)生成碳酸氫鈉和Cr(OH)3,離子方程式:CrO2- + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3-;正確答案:CrO2- + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3-。 8. Ⅰ.次磷酸(H3PO2) 是一種精細(xì)磷化工產(chǎn)品,具有較強(qiáng)還原性: (1)H3PO2是一元中強(qiáng)酸,寫(xiě)出其電離方程式_____________。 (2)H3PO2 及NaH2PO2 均可將溶液中的Ag+還原為銀,從而可用于化學(xué)鍍銀。利用H3PO2 進(jìn)行化學(xué)鍍銀反應(yīng)中,當(dāng)氧化產(chǎn)物為H3PO4 時(shí),氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)____. Ⅱ.工業(yè)上采用硫鐵礦焙燒去硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質(zhì)),制取七水合硫酸亞鐵(FeSO47H2O),流程如圖: (3)還原時(shí),試劑X 若選用SO2,則反應(yīng)后的陰離子是__________(填化學(xué)式)。 (4)從分離出濾渣Ⅱ后的濾液中得到產(chǎn)品,應(yīng)進(jìn)行的操作是_____、______、過(guò)濾、洗滌、干燥。 (5)七水合硫酸亞鐵(FeSO47H2O) 在醫(yī)學(xué)上常用作補(bǔ)血?jiǎng)?。某課外小組通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定某補(bǔ)血?jiǎng)┲衼嗚F離子的含量。 步驟a: 取10片補(bǔ)血?jiǎng)悠烦ヌ且?、研磨、溶解、過(guò)濾,將濾液配成250mL 溶液; 步驟b: 取上述溶液25mL 于錐形瓶中,加入少量稀硫酸酸化后,逐漸滴加0.010mol/L 的KMnO4溶液,至恰好完全反應(yīng),記錄消耗的KMnO4 溶液的體積(假定藥品中其他成分不與KMnO4 反應(yīng)),發(fā)生的反應(yīng)為:MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O; 步驟c: 重復(fù)“步驟b”2~3 次,平均消耗KMnO4 溶液20.00mL。 ①步驟a 中配制溶液時(shí)需要的玻璃儀器除燒杯、膠頭滴管外,還需要____、____。 ②該補(bǔ)血?jiǎng)┲衼嗚F離子的含量為_(kāi)_________mg/片。 【答案】 (1). H3PO2H++H2PO2- (2). 4:1 (3). SO42- (4). 蒸發(fā)濃縮 (5). 冷卻結(jié)晶 (6). 玻璃棒 (7). 250 mL 容量瓶 (8). 56 【解析】 (1)H3PO2是一元中強(qiáng)酸,為弱酸,部分電離出氫離子,其電離方程式:H3PO2H++H2PO2- ;正確答案:H3PO2H++H2PO2- 。 (2)Ag+為氧化劑,為xmol, H3PO2為還原劑,為ymol, 根據(jù)電子守恒可知:x1=y(5-1),所以x:y=4:1;正確答案:4:1。 (3)試劑X若選用,發(fā)生反應(yīng):,則陰離子為;正確答案:SO42- 。 (4)濾渣Ⅱ?yàn)闅溲趸X,即,濾液中含有硫酸亞鐵,經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥,可得到?;正確答案:蒸發(fā)濃縮 ;冷卻結(jié)晶。 5)①配制溶液需要的玻璃儀器除有燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、250mL容量瓶;正確答案:玻璃棒 ;250mL容量瓶。 ②根據(jù)反應(yīng)關(guān)系可知:MnO4----5Fe2+,消耗n(MnO4-)=0.012010-3=210-4mol,25 mL溶液中n(Fe2+)=5210-4=10-3mol, 250mL溶液中n(Fe2+)=10-310=10-2mol,10片補(bǔ)血?jiǎng)┲泻衝(Fe2+)=10-2mol, 1片補(bǔ)血?jiǎng)悠分衝(Fe2+)=10-3mol, m(Fe2+)=10-356=0.056g=56mg;正確答案:56。 9. 硫酸鎳晶體(NiSO4?7H2O)可用于電鍍工業(yè),可用含鎳廢催化劑為原料來(lái)制備。已知某化工廠的含鎳廢催化劑主要含有Ni,還含有Al、Fe的單質(zhì)及其他不溶雜質(zhì)(不溶于酸堿)。某小組通過(guò)查閱資料,設(shè)計(jì)了如下圖所示的制備流程: 已知: Ksp[Fe(OH)3]=4.010-38 ,Ksp[Ni(OH)2]=1.210-15 (1)“堿浸”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______________________________。 (2)操作a所用到的玻璃儀器有燒杯、________、________;操作c的名稱為_(kāi)___________、____________、過(guò)濾、洗滌。 (3)固體①是______________;加H2O2的目的是(用離子方程式表示)_____________。 (4)調(diào)pH為2-3時(shí)所加的酸是________。 (5)操作b為調(diào)節(jié)溶液的pH,若經(jīng)過(guò)操作b后溶液中c(Ni2+)=2molL-1,當(dāng)鐵離子恰好完全沉淀溶液中c(Fe3+)=1.010-5molL-1時(shí),溶液中是否有Ni(OH)2沉淀生成?________(填“是”或“否”)。 (6)NiSO4?7H2O可用于制備鎳氫電池(NiMH),鎳氫電池目前已經(jīng)成為混合動(dòng)力汽車的一種主要電池類型.NiMH中的M表示儲(chǔ)氫金屬或合金.該電池在放電過(guò)程中總反應(yīng)的化學(xué)方程式是NiOOH+MH=Ni(OH)2+M,則NiMH電池充電過(guò)程中,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)______。 【答案】 (1). 2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑ (2). 漏斗 (3). 玻璃棒 (4). 蒸發(fā)濃縮 (5). 冷卻結(jié)晶 (6). 不溶雜質(zhì) (7). 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (8). 硫酸(H2SO4) (9). 否 (10). Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O 【解析】(1)鎳廢樣品中只有金屬鋁與強(qiáng)堿溶液發(fā)生反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和氫氣,離子方程式為:2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑;正確答案:2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑。 (2)操作a為過(guò)濾,用到玻璃儀器有燒杯、漏斗 、玻璃棒;從溶液中得到硫酸鎳晶體(NiSO4?7H2O),就需要制成高溫時(shí)飽和溶液,然后再蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌;正確答案:漏斗 、玻璃棒;蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。 (3)鐵、鎳溶于酸,只有雜質(zhì)不溶于酸和堿,所以固體①是不溶雜質(zhì);溶液中存在有亞鐵離子,加入H2O2的目的就是氧化亞鐵離子變?yōu)殍F離子,離子方程式為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;正確答案:不溶雜質(zhì);2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。 (4)最后要得到NiSO4?7H2O,為了不引入雜質(zhì)離子,最好加入硫酸調(diào)溶液的pH;正確答案:硫酸(H2SO4)。 (5):已知 Ksp[Fe(OH)3]=4.010-38 ,Ksp[Ni(OH)2]=1.210-15;根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)c3(OH-)=1.010-5c3(OH-)=4.010-38, c3(OH-)=4.010-33 molL-1, c(OH-)=1.610-11 molL-1, Ni(OH)2的濃度商QC= c(Ni2+)c2(OH-)=2(1.610-11)2=5.1210-22< Ksp[Ni(OH)2]=1.210-15,溶液中沒(méi)有Ni(OH)2沉淀生成;正確答案:否。 (6)放電為原電池,充電為電解池,電解池陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),Ni(OH)2中Ni元素由+2價(jià)升高為NiOOH中的+3價(jià),發(fā)生氧化反應(yīng),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O;正確答案:Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O。 10.納米二氧化鋯(ZrO2)是制備特種陶瓷(china)最重要的原料之一。由鋯英石(主要成分為ZrSiO4)制備二氧化鋯的工藝流程如圖所示: (1)寫(xiě)出“堿熔”時(shí)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________。 (2)“水洗”所產(chǎn)生的“廢液”主要成分為NaOH 和__________(填化學(xué)式),試寫(xiě)此成分的一種用途________________________________。 (3)寫(xiě)出“酸分解”生成ZrO2+反應(yīng)的離子方程式__________________________________。 (4)根據(jù)圖(1)分析ZrO2+濃度對(duì)ZrO2粒徑的影響_____________________________________。 (5)ZrO2+溶液中常含有Fe3+(濃度為0.03molL-l),一般用草酸絡(luò)合處理凈化。若未凈化處理直接加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH,能否使ZrO2+完全轉(zhuǎn)化為純凈的ZrO(OH)2沉淀,試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明。已知ZrO2+完全沉淀時(shí)濃度為1.010 -5 molL-l ,ZrO(OH)2、Fe(OH)3的Ksp分別為4.010-26、8.010-38,≈3.16。__________________________________________________。 (6)ZrO(OH)2煅燒制取納米ZrO2時(shí),升溫速率與重量百分率之間的關(guān)系如圖(2)所示。 煅燒時(shí)最佳升溫速率為_(kāi)_______________,理由是______________________。 【答案】 (1). ZrSiO4+4NaOH==Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O (2). NaSiO3 (3). 粘合劑(或防火劑等) (4). Na2ZrO3+4H+==2Na++ZrO2++2H2O (5). ZrO2+濃度越大ZrO2粒徑越大 (6). 當(dāng)ZrO2+完全沉淀時(shí),由Ksp[ZrO(OH)2]=c(ZrO2+)c2 (OH-)==1.010-5c2(OH-)=4.010-26可知c(OH-)==6.3210-11。Qc[Fe(OH)3]=(Fe3+)c3(OH-)=0.03(6.3210-11)3=7.5710-33>Ksp[Fe(OH)3]= 8.010-38,此時(shí)Fe3+已經(jīng)沉淀。因此,無(wú)法通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH制得純凈的ZrO(OH) (7). 5℃/min (8). 在失重相同的情況下,升溫速率快時(shí),分解所需溫度相對(duì)較高(其他合理答案均可,如在相同溫度下,升溫速率高時(shí),失重百分率?。? 【解析】(1)ZrSiO4與NaOH加熱反應(yīng)生成Na2ZrO3和Na2SiO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式ZrSiO4+4NaOH= ZrSiO4+Na2SiO3+2H2O,正確答案:ZrSiO4+4NaOH==Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O。 (2)反應(yīng)后產(chǎn)生的水溶性物質(zhì)為NaOH和NaSiO3,NaSiO3的主要用途可以做建筑材料的粘合劑(或防火劑等);正確答案:NaSiO3;粘合劑(或防火劑等)。 (3)Na2ZrO3在酸性條件下分解為Na2ZrO,反應(yīng)的離子方程式為Na2ZrO3+4H+==2Na++ZrO2++2H2O;正確答案:Na2ZrO3+4H+==2Na++ZrO2++2H2O。 (4)根據(jù)圖(1)分析可知,ZrO2+濃度越大ZrO2粒徑越大,正確答案:ZrO2+濃度越大ZrO2粒徑越大。 (5)當(dāng)ZrO2+完全沉淀時(shí),由Ksp[ZrO(OH)2]=c(ZrO2+)c2 (OH-)==1.010-5c2(OH-)=4.010-26可知c(OH-)==6.3210-11。Qc[Fe(OH)3]=(Fe3+)c3(OH-)=0.03(6.3210-11)3=7.5710-33>Ksp[Fe(OH)3]= 8.010-38,此時(shí)Fe3+已經(jīng)沉淀。因此,無(wú)法通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH制得純凈的ZrO(OH) ;正確答案:不能制得純凈的ZrO(OH)。 6)通過(guò)圖(2)分析可知,如在相同溫度下,升溫速率高時(shí),失重百分率小,因此煅燒時(shí)最佳升溫速率為5℃/min,正確答案:5℃/min; 在失重相同的情況下,升溫速率快時(shí),分解所需溫度相對(duì)較高(其他合理答案均可,如在相同溫度下,升溫速率高時(shí),失重百分率?。?。 11. 從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如圖: 已知: FeCl3在加熱情況下與水反應(yīng)生成Fe(OH)3。 回答下列問(wèn)題: (1)試劑a是________,過(guò)量的原因是__________。操作I用到的玻璃儀器是__________。 (2)濾液X、Z中都有同一種溶質(zhì),請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該溶質(zhì)的離子:___________ (3)向佛水中逐滴滴加1mol/L FeCl3溶液,至液體呈透明的紅褐色,該分散系中粒子直徑的范圍是____nm,檢驗(yàn)溶液中Fe3+存在的試劑是_________(填物質(zhì)名稱),證明Fe存在的現(xiàn)象是__________。電子工業(yè)需要用30%的FeCl3溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅,制造印刷電路板,請(qǐng)寫(xiě)出FeCl3溶被與銅反應(yīng)的離子方程式:______。 (4)若要驗(yàn)證溶液中不含F(xiàn)e而只含有Fe2+,正確的實(shí)驗(yàn)操作方法及現(xiàn)象是___________。 (5)硫鐵礦燒渣的主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等,欲測(cè)定硫鐵礦燒清中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),稱取ag樣品,充分“酸溶”、“水溶”后過(guò)濾,向?yàn)V被中加入足量的H2O2,充分反應(yīng)后加入NaOH溶液至不再繼續(xù)產(chǎn)生沉淀,經(jīng)過(guò)濾、洗滌、灼燒至固體恒重,冷卻后稱得殘留固體bg。計(jì)算該樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)___。 【答案】 (1). Fe (2). 使氯化鐵/氯化銅完全反應(yīng) (3). 燒杯、漏斗、玻璃棒 (4). 取未知液少量,滴加KSCN溶液,無(wú)明顯現(xiàn)象;再滴加氯水后,溶液變?yōu)檠t色,證明含有Fe2+,另取未知液少量,滴加稀硝酸酸化的AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,證明含有Cl? (5). 1~100 (6). 硫氰化鉀 (7). 溶液呈血紅色 (8). 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ (9). 先加KSCN溶液,無(wú)現(xiàn)象,再加氯水,產(chǎn)生血紅色溶液 (10). 100%=100% 【解析】(1)通過(guò)整個(gè)流程可知,最后的產(chǎn)物為氯化鐵晶體,因此工業(yè)廢液中加入過(guò)量的鐵粉,除去銅離子,試劑a是鐵粉,鐵粉過(guò)量,能夠使氯化鐵全部轉(zhuǎn)化為氯化亞鐵,氯化銅轉(zhuǎn)化為氯化亞鐵;操作I為過(guò)濾操作,用到的玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒;正確答案:Fe;使氯化鐵/氯化銅完全反應(yīng);燒杯、漏斗、玻璃棒。 (2)濾液X、Z中都有同一種溶質(zhì)氯化亞鐵,檢驗(yàn)該物質(zhì)的方法分兩種,一種檢驗(yàn)亞鐵離子,另外一種檢驗(yàn)氯離子;亞鐵離子檢驗(yàn)可用氯水和硫氰化鉀溶液,氯離子檢驗(yàn)可用稀硝酸和硝酸銀;正確答案:取未知液少量,滴加KSCN溶液,無(wú)明顯現(xiàn)象;再滴加氯水后,溶液變?yōu)檠t色,證明含有Fe2+,另取未知液少量,滴加稀硝酸酸化的AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,證明含有Cl? 。 (3)向沸水中逐滴滴加1mol/L FeCl3溶液,至液體呈透明的紅褐色,該分散系為膠體,粒子直徑的范圍是1nm--100 nm之間,檢驗(yàn)溶液中Fe3+存在的試劑是硫氰化鉀溶液,如果溶液變?yōu)檠t色,證明Fe3+存在;FeCl3溶被與銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅,離子方程式: . 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+;正確答案:1~100;硫氰化鉀 ; 溶液呈血紅色; 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ 。 (4) Fe3+遇到硫氰化鉀溶液變?yōu)檠t色,而Fe2+遇到硫氰化鉀溶液沒(méi)現(xiàn)象,再滴加氯水,溶液變?yōu)檠t色,結(jié)論得證,正確答案:先加KSCN溶液,無(wú)現(xiàn)象,再加氯水,產(chǎn)生血紅色溶液。 (5)稱取硫鐵礦燒渣ag樣品,充分“酸溶”、“水溶”后過(guò)濾,向?yàn)V被中加入足量的H2O2充分反應(yīng)后把亞鐵離子氧化為鐵離子,加入NaOH溶液至不再繼續(xù)產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀,經(jīng)過(guò)濾、洗滌、灼燒至固體恒重,冷卻后稱得殘留固體氧化鐵為bg;根據(jù)鐵元素守恒規(guī)律:樣品中的鐵元素質(zhì)量等于氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量,氧化鐵中鐵元素質(zhì)量為b562/160=0.7bg, 該樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7b/a100%;正確答案:0.7b/a100%。 12. 馬日夫鹽(Mn(H2PO4)2)是一種白色晶體,易溶于水,常用于機(jī)械設(shè)備的磷化處理。以軟錳礦(主要成分為MnO2,還含有少量的Fe2O3、FeO和Al2O3)為原料制備馬日夫鹽的流程如下: (1)粉碎軟錳礦制成礦漿的目的是_________________________________________,葡萄糖(C6H12O6)與MnO2反應(yīng)時(shí),產(chǎn)物為MnSO4、CO2和H2O,該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_________。 (2)用H2O2溶液“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________。 (3)已知幾種金屬離子的氫氧化物開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示、“調(diào)pH并過(guò)濾”時(shí),應(yīng)調(diào)整的pH范圍為_(kāi)___________,濾渣1的主要成分為_(kāi)________(填化學(xué)式)。 金屬離子 開(kāi)始沉淀的pH 完全沉淀的pH Fe3+ 1.8 3.2 Al3+ 3.0 5.0 Fe2+ 5.8 8.8 Mn2+ 7.8 9.8 (4)加入磷酸后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________。 (5)某工廠用上述流程制備馬日夫鹽,已知軟錳礦中MnO2的含量為87%,整個(gè)流程中錳元素的損耗率為9%,則1t該軟錳礦可制得馬日夫鹽__________t。 【答案】 (1). 增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高原料利用率 (2). 12:1 (3). 2Fe3++H2O2+2H+2Fe3++2H2O (4). 5.0~7.8 (5). Fe(OH)3和Al(OH)3 (6). MnCO3+2H3PO4Mn(H2PO4)2 +CO2↑+H2O (7). 2.59(或2.5935) 【解析】(1)粉碎軟錳礦制成礦漿的目的是增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高原料利用率; 由葡萄糖(C6H12O6)與MnO2反應(yīng)時(shí),產(chǎn)物為MnSO4、CO2和H2O可知:葡萄糖做還原劑,MnO2做氧化劑;根據(jù)電子守恒:設(shè)MnO2為xmol, (C6H12O6)ymol,2x=y(4-0)6;x/y=12:1,正確答案:增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高原料利用率;12:1。 (2)反應(yīng)中的亞鐵離子在酸性條件下被雙氧水氧化為鐵離子,離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O;正確答案:2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。 (3)“調(diào)pH并過(guò)濾”時(shí),主要除去鐵離子和鋁離子,變?yōu)槌恋矶?,根?jù)表中數(shù)據(jù)可知應(yīng)調(diào)整的pH范圍為5.0--7.8,得到的沉淀(濾渣1)為Fe(OH)3和Al(OH)3 ;正確答案:5.0--7.8 ;Fe(OH)3和Al(OH)3。 (4)沉錳過(guò)程中形成碳酸錳沉淀,再加入磷酸,碳酸錳變?yōu)轳R日夫鹽,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnCO3+2H3PO4Mn(H2PO4)2 +CO2↑+H2O ;正確答案:MnCO3+2H3PO4Mn(H2PO4)2 +CO2↑+H2O。 (5)根據(jù)錳元素的量守恒規(guī)律:1t該軟錳礦含有錳元素的量為:110687%(1-9%)87=0.0091106mol, 馬日夫鹽Mn(H2PO4)2的量為0.0091106mol,質(zhì)量為0.0.0091106249=2.26106g=2.26t;正確答案:2.26。 13. NaClO2是一種漂白、消毒劑,廣泛應(yīng)用于紙漿、棉紡等物質(zhì)漂白。一種制備NaClO2粗產(chǎn)品的工藝流程如下圖所示: 已知:①純凈的ClO2因易分解而發(fā)生爆炸。 ②NaClO2飽和溶液在低于38℃時(shí)析出NaClO23H2O晶體;高于38℃時(shí)析出 NaClO2晶體;高于60℃時(shí)NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。 試回答下列問(wèn)題: (1)向發(fā)生器中鼓入足量空氣,其目的是____(選填序號(hào))。 a.將SO2氧化成SO3,以增強(qiáng)酸性 b.稀釋CO2氣體,以防止發(fā)生爆炸 c.將發(fā)生器中氣體全部吹出,以減少CO2損失 (2)吸收塔中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__ (3)CO2發(fā)生器中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________ (4)從吸收塔中可獲得 NaClO2溶液,從NaClO2溶液到NaCO2產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)的操作步驟依次為:①______℃下減壓蒸發(fā)結(jié)晶;②________;③洗滌;④低溫干燥,得到成品。 (5)“電解”中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是_________,陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是_________。 【答案】 (1). bc (2). 2ClO2+H2O2+2OH- = 2ClO2-+O2+2H2O (3). 2NaClO3+SO2+H2SO4 === 2ClO2+2NaHSO4 (4). 38℃~60℃ (5). 過(guò)濾 (6). 2Clˉ-2eˉ = Cl2↑ (7). ClO2-(或NaClO2) 【解析】(1)通過(guò)流程過(guò)程可以看出,向發(fā)生器中鼓入足量空氣,其目的是稀釋CO2氣體,以防止發(fā)生爆炸;將發(fā)生器中氣體全部吹出,以減少CO2損失;發(fā)生器中已經(jīng)加入硫酸了,酸性已經(jīng)增強(qiáng),所以將SO2氧化成SO3,以增強(qiáng)酸性是錯(cuò)誤的;正確選項(xiàng)bc。 (2)ClO2與H2O2在堿性環(huán)境下,生成NaClO2,H2O2在該反應(yīng)中做還原劑,被氧化為氧氣,反應(yīng)的離子方程式為2ClO2+H2O2+2OH- = 2ClO2-+O2+2H2O;正確答案:2- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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