2019年高三化学二轮复习 题型专练10 化工流程（含解析）.doc

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题专训练10 化工流程 1. 锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示： 已知：①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等； ②常温下：Ksp(CuS)=1.2710-36，Ksp(PbS)=9.0410-29； ③溶液中离子浓度小于等于1.010-5molL-1时，认为该离子沉淀完全。 （1）滤渣1中除了S之外，还有___________（填化学式）。 （2）“浸出”时，Sb2S3发生反应的化学方程式为_______________。 （3）“还原”时，被Sb还原的物质为___________（填化学式）。 （4）常温下，“除铜、铅”时，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此时溶液中的c(S2-)不低于_________；所加Na2S也不宜过多，其原因为_____________________________。 （5）“电解”时，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为_________。 （6）一种突破传统电池设计理念的镁-锑液态金属储能电池工作原理如图所示： 该电池由于密度的不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。充电时，Cl-向_____（填“上”或“下”）移动；放电时，正极的电极反应式为_________。 【答案】 (1). SiO2 (2). Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S (3). SbCl5 (4). 9.0410-24 molL-1 (5). 产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3 (6). 3︰2 (7). 下 (8). Mg -2e-＝Mg2+ 【解析】（1）二氧化硅与盐酸不反应；正确答案：SiO2； （2）根据题给信息，Sb2S3与SbCl5反应生成单质硫，浸出液中含有SbCl3；因此反应产生SbCl3和S；正确答案：Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S； （3）SbCl5 中+价Sb 被还原到+3价；正确答案：SbCl5； （4）由Ksp(CuS)=1.2710-36，Ksp(PbS)=9.0410-29可知，Ksp(PbS)较大，在保证PbS沉淀的前提下，CuS已经沉淀；所以：Ksp(PbS)=9.0410-29=c(Pb2+)c(S2-)=1.010-5c(S2-)；解出c(S2-)=9.0410-24 mol/L；正确答案：9.0410-24；加入过多的Na2S，硫离子与Sb3+形成Sb2S3或者硫离子与氢离子结合成硫化氢气体等；正确答案：产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3； （5）+3价Sb被氧化到+5价，还原到0价；根据电子得失守恒规律：被氧化的Sb与被还原的Sb的量之比为3:2；正确答案：3:2； （6）根据电流方向可知：镁-锑液态金属极为正极，液镁为负极；放电时，氯离子向负极移动，充电时，氯离子向阳极移动，向镁-锑液态金属极方向移动；放电时溶液中的镁离子得电子变为金属镁；正极反应： Mg2++2e-＝Mg；正确答案：下；Mg2++2e-＝Mg。 2. 钨有“光明使者”的美誉,在自然界中主要以钨(+6价)酸盐的形式存在，黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成(Fe、Mn)WO4,钨酸(B)酸性很弱，难溶于水，黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法，第二阶段则是用还原剂还原出金属钨。化合物A、B、C含有同一元素。请回答下列问题： （1）为提高水浸速率，采取的措施为___________________(写两种)。 （2）用还原剂还原出金属钨。 ①碳和氢气均可还原化合物C得钨,用氢气比用碳更具有优点,其理由是___________。 ②如果用金属铝与化合物C反应,还原出1mol钨至少需要铝的质量为___________。 （3）利用“化学蒸气转移法”提纯金属钨的反应原理为：W(s)+I2(g)WI2(g) △H<0。 ①一定温度下,向某恒容密闭容器中加入2molI2(g)和足量W(s)达平衡后,I2(g)的转化率为20%，则平衡时c[I2(g)]∶c[WI2(g)]=___________;相同条件下，若开始加入I2(g)的物质的量变为原来2倍，则下列数值是原来2倍的有___________(填标号)。 A．平衡常数 B．达到平衡的时间 C．I2(g)的物质的量浓度 D．平衡时WI2(g)的体积分数 ②工业上利用上述反应原理提纯金属钨的示意图如右： 反应在真空石英管中进行，先在温度为T1端放入不纯W粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T2的一端得到纯净的晶体，则温度T1___________T2(填：“>”、“<”或“=”)。 （4）写出黑钨矿中FeWO4在步骤Ⅰ中反应的化学方程式__________________________。 【答案】 (1). 为提高水浸速率， 粉碎、搅拌、升高水温等中的两种即可 (2). 氢气易与产物钨分离且不产生有毒气体 (3). 54g (4). 4∶1 (5). C (6). < (7). 4FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O； 【解析】（1）粉碎、搅拌、升温等方法都可以达到目的；正确答案：粉碎、搅拌、升高水温等中的两种即可； (2)①氢气的氧化产物为水，对环境无危害，且气体易与固体分离；而碳的氧化产物易产生一氧化碳，对环境有危害；正确答案：氢气易与产物钨分离且不产生有毒气体； ② 根据电子守恒规律：设消耗金属铝xmol,钨由+6价降到0价。铝由0价升高到+3价； 3x=61，x=2mol,m(Al)= 227=54g, 正确答案：54g； （3）① W(s) + I2(g) WI2(g) △H<0。 起始量 2 0 变化量 220% 220% 平衡量 1.6 0.4 则平衡时c（I2(g)）∶c（WI2(g)）=4:1 ； 平衡常数为温度的函数，温度不变，平衡常数不变，A错误；增大反应物的浓度，反应速率加快，但不是成正比关系，B错误；该反应为反应前后气体的总量不变的反应，I2(g)的物质的量浓度增大2倍，相当于加压，平衡不动，平衡时I2(g)的物质的量浓度是原平衡的2倍，平衡时WI2(g)的体积分数保持不变；C正确，D错误；正确答案：4∶1 ；C； ② 碘单质受热易升华，温度升高，碘固体变为碘蒸气，从固体中分离；所以温度T1小于T2； 正确答案：<； （4）黑钨矿在氢氧化钠、空气的条件下，高温发生反应，+2价铁变为+3价（氧化铁），发生氧化反应，氧由0价降低到-2价，发生还原反应，然后根据电子得失守恒进行配平，正确答案： 4FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O； 3. 随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”。为了回收利用含钢催化剂(V2O5、VOSO4及不溶性杂质)，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺。该工艺的主要流程如图所示: 已知:部分含钒物质在水中的溶解性: 物质 V2O5 VOSO4 NH4VO3 (VO2)2SO4 溶解性 难溶 可溶 难溶 易溶 (1)由V2O5冶炼金属钒采用铝热剂法，反应的化学方程式为:___________ (2)V2O5通常用作为反应2SO2+O22SO3的理想催化剂，其催化的机理可能是加热时可逆地失去氧的原因，其过程可用两个化学方程式表示:_________、4V+5O22V2O5. (3)反应①的目的是_________. (4)将滤液1与滤液2混合后用氯酸钾氧化，氯元素被还原为最低价，其反应的离子方程式为______。 (5)反应③的沉淀率(又称沉钒率) 是回收钒的关键之一，下图是反应温度与沉钒率的关系图，则控制温度的方法是____________. (6)反应④在NH4VO3的焙烧过程中，固体质量的减少值(纵坐标) 随温度变化的曲线如图2所示，则其分解过程中_______(填字母代号)。 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.同时分解失去H2O 和NH3 D.同时分解失去H2和N2和H2O (7)全钒电池的电解质溶液为VOSO4溶液，电池的工作原理为VO2++V2++2H+VO2++H2O+V3+。电池充电时阳极的电极反应式为__________ 【答案】 (1). 3V2O5+10Al6V+5A12O3 (2). 5SO2+V2O55SO3+2V (3). 将V2O5转化为可溶性的VOSO4 (4). C1O3 -+6VO2++3H2O=6VO2++6H++C1- (5). 将反应容器置于80℃的水浴中 (6). B (7). VO2++H2O-e- =VO2++2H+ 【解析】 (1)高温下，用金属铝从活泼性比铝差的金属氧化物中置换出该金属，既为铝热剂法；正确答案：3V2O5+10Al 6V+5A12O3。 (2)用2SO2+O22SO3反应减去4V+5O22V2O5反应，消去氧气，即可得到第一个反应的方程式；正确答案：5SO2+V2O55SO3+2V。 (3) 根据题给信息，V2O5 不溶于水，因此在酸性条件下，用亚硫酸钠把 V2O5还原为可溶性的VOSO4，便于氯酸钾把VOSO4氧化为(VO2)2SO4；正确答案：将V2O5转化为可溶性的VOSO4 。 (4) 易溶于水VOSO4被氧化为易溶的(VO2)2SO4，而氯酸钾中氯元素被还原到Cl-；正确答案： C1O3 -+6VO2++3H2O=6VO2++6H++C1-。 (5)从图像中看出，温度为80℃时，沉钒率最高，因此可以用水浴加热进行操作；正确答案：将反应容器置于80℃的水浴中。 (6)由图像中曲线变化可知：200℃时左右时，固体质量大约减少17克，应该为氨气的质量；400℃左右时，固体质量大约又减少18克，应该为水的质量；所以NH4VO3在焙烧过程中200℃时左右先失去氨；在400℃左右再失去水，最终NH4VO3在焙烧发生分解反应，最终产物为V2O5、NH3和H2O；正确答案：B。 (7)充电过程为电解的过程，阳极发生氧化反应，VO2+中钒为+4价，氧化为+5价的VO2+；正确答案：VO2++H2O-e- =VO2++2H+。 4. 二氧化锆(ZrO2)是最重要的氧离子固体电解质，用于制造燃料电池、氧气含量测定仪等。可由锆英砂（主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2SiO2；含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2杂质）通过如工艺流程法制得。 已知：①ZrO2具有两性，高温与纯碱共熔生成可溶于水的Na2ZrO3，与酸反应生成ZrO2+。 ②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。 金属离子 Fe3+ Al3+ ZrO2+ 开始沉淀时pH 1.9 3.3 6.2 沉淀完全时pH 3.2 5.2 8.0 请回答下列问题： （1）已知Zr元素的原子序数是40，请写出它在周期表中的位置：____________________________。 （2）烧结时ZrSiO4发生反应的化学方程式为__________________________；滤渣1的化学式为__________。 （3）调节pH=a时，a的范围应该是__________________；用氨水调节pH=b时，所发生反应的离子方程式为_______________________________________。 （4）本题的流程中，一共有三步过滤操作，北中最后一步过滤所得的Zr(OH)4沉淀需要洗涤，证明该沉淀已经洗涤干净的最佳操作方法是：______________________________________。 （5）工业上用铝热法冶炼锆，写出以ZrO2通过铝热法制取锆的化学方程式：________________。 （6）一种新型燃料电池用掺杂Y2O3的ZrO2晶体作电解质在熔融状态下传导O2-，一极通入空气，另一极通入乙烷，写出负极的电极反应式：________________________________。 【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). 取最后一次洗涤液，(用盐酸酸化)加入BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，证明沉淀已经洗干净 (7). 3ZrO2 + 4Al3Zr + 2Al2O3 (8). 2C2H6－28e－+ 14O2－＝4CO2 +6H2O 【解析】 已知Zr元素的原子核外电子排布由里往外依次为2、 8 、18、 10、 2，在周期表中的位置为第五周期，ⅣB族；正确答案：五周期，ⅣB族。 （2）ZrSiO4 与Na2CO3固体在高温下发生反应，生成Na2ZrO3 、Na2SiO3和CO2气体；正确答案：ZrSiO4 + 2Na2CO3Na2ZrO3 + Na2SiO3+2CO2↑。硅酸钠溶液与过量的稀硫酸反应，生成硅酸或原硅酸沉淀，所以滤渣1为 H2SiO3(或H4SiO4)；正确答案：H2SiO3(或H4SiO4)。 （3）用氨水调节溶液的pH，目的是使Fe3+ 、 Al3+沉淀完全，以此达到除去两种离子的目的，根据图表信息可知：5.2≤pH<6.2； 根据流程可知用氨水调节pH=b时，溶液中的ZrO2+与氨水反应生成Zr(OH)4沉淀，；离子方程式为ZrO2+ +2NH3H2O + H2O＝Zr(OH)4↓+2NH4+ ；正确答案：5.2≤pH<6.2 ； ZrO2+ +2NH3H2O+H2O＝Zr(OH)4↓+2NH4+ 。 （4）ZrOSO4溶液与NH3H2O反应生成Zr(OH)4和硫酸铵溶液，所以Zr(OH)4沉淀上可能附有硫酸铵，因此检验硫酸根离子是否存在就可以达到实验目的；正确答案：取最后一次洗涤液，(用盐酸酸化)加入BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，证明沉淀已经洗干净。 （5）高温下，金属铝与氧化锆反应置生成锆和氧化铝；正确答案：3ZrO2 + 4Al3Zr + 2Al2O3。 （6）乙烷燃料电池，乙烷在负极发生氧化反应，乙烷被氧化为CO2；正确答案：2C2H6－28e－+ 14O2－＝4CO2 +6H2O。 点睛：第（6）问中，乙烷的极反应方程式的书写要注意Y2O3的ZrO2晶体作电解质，方程式中要体现出O2-的参与，不是酸性或碱性环境。 5. 含钴催化剂废料(含Fe3O4、Co2O3、Al2O3、CO及SiO2为原料制取Co3O4的一种工艺流程如下: 回答下列问题: （1）CoC2O4中Co的化合价为_____。 （2）步骤②经溶解后过滤，滤渣1的主要成分为____(填化学式)，滤液中含有_____种阳离子。 （3）步骤③氧化对Fe2+全部转化为Fe3+，反应的离子方程式为_______，检验其是否已完全氧化自方法是______________。 （4）步骤国加Na2CO3溶液的目的是_____________，滤渣2中含有Na2Fe6(S04)4(OH)x，则x=____，滤渣2中__________(填“含有”或“不含”Al(OH)3。 （5）某工厂用m1kg含钴催化剂废料Co2O3的质量分数为35%)制备Co3O4，最终得到产品m2kg,其产率为________(列出算式即可)。 【答案】 (1). +2 (2). SiO2和CaSO4 (3). 6 (4). 6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O (5). 取少量上层清液，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，观察有无蓝色沉淀(或滴入酸性高锰酸钾溶液，振荡，观察溶液紫色是否褪去等合理答案) (6). 调节溶液pH以除去Fe3+ (7). 12 (8). 含有 (9). 【解析】（1）草酸根离子C2O42-，所以Co的化合价为+2价；正确答案：+2。 （2）加入稀硫酸后，二氧化硅不与酸反应，滤渣为二氧化硅及微溶物硫酸钙；含钴催化剂废料(含Fe3O4、Co2O3、Al2O3、CaO及SiO2，加入稀硫酸后，生成硫酸亚铁溶液、硫酸铁溶液、硫酸钴溶液、硫酸铝溶液；所以，滤液含有：Fe2+ Fe3+ Co3+ Al3+ H+ Ca2+等6种阳离子；滤渣为SiO2、CaSO4。正确答案：SiO2和CaSO4 ； 6 。 中含有6种阳离子。 （3）氯酸钠溶液把亚铁离子氧化为铁离子，本身还原为氯离子；反应的离子方程式为：. 6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O；检验亚铁离子是否完全氧化为铁离子方法，加入酸性高锰酸钾溶液，如果溶液不褪色，氧化完全；正确答案：取少量上层清液，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，观察有无蓝色沉淀(或滴入酸性高锰酸钾溶液，振荡，观察溶液紫色是否褪去等合理答案)。 （4）步骤④加Na2CO3溶液的目的是，调整溶液的pH，使铁离子变为沉淀而除去；滤渣2中含有Na2Fe6(S04)4(OH)x，根据化合价法则：Na元素为+1价、Fe为+3价、S042-为-2价，OH-为-1价，所以x=12；根据流程图看出，铝离子也已经沉淀，所以包含Al(OH)3沉淀；正确答案：调节溶液pH以除去Fe3+ ； 12 ； 含有。 （5）根据题给信息，钴元素的量守恒，得到产品的产率为(m22413)(m135%166) 2100%；正确答案： 6. 碲(Te)为第VIA元素，其单质凭借优良的性能成为制作合金添加剂、半导体、光电元件的主体材料，并被广泛应用于冶金、航空航天、电子等领域。可从精炼铜的阳极泥(主要成分为Cu2Te)中回收碲， （1）“培烧”后,确主要以TeO2形式存在，写出相应反应的离子方程式:________________________。 （2）为了选择最佳的培烧工艺进行了温度和硫酸加入量的条件试验，结果如下表所示: 温度/℃ 硫酸加入量(理论量倍数) 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 则实验中应选择的条件为_________________，原因为______________________________。 （3）滤渣1在碱浸时发生的化学方程式为_____________________________。 （4）工艺（I）中，“还原”时发生的总的化学方程式为____________________________。 （5）由于工艺（I）中“氧化”对溶液和物料条件要求高。有研究者采用工艺（II）获得磅.则“电积”过程中，阴极的电极反应式为____________________________________。 （6）工业生产中，滤渣2经硫酸酸浸后得滤液3和滤渣3。 ①滤液3与滤液1合井。进入铜电积系统。该处理措施的优点为_____________________________。 ②滤渣3中若含Au和Ag，可用_____将二者分离。(填字母) A.王水 B.稀硝酸 C.浓氢氧化钠溶液 D.浓盐酸 【答案】 (1). Cu2Te+4H++2O22+TeO2+2H2O (2). 460℃，硫酸用量为理论量的1.25倍 (3). 该条件下,铜的浸出率高且碲的损失较低 (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，提高经济效益 (8). B 【解析】（1）Cu2Te在H2SO4条件下，与氧气在高温下反应生成TeO2和CuSO4，反应的离子方程式Cu2Te+4H++2O22Cu2++TeO2+2H2O；正确答案：Cu2Te+4H++2O22 Cu2++TeO2+2H2O 。 （2）从图表信息可知：当硫酸的量一定时，温度升高时，铜的浸出率降低；温度一定时，铜和Te的浸出率均增大。在460℃条件下，硫酸用量为理论量的1.25倍的条件下最佳，铜的浸出率高且Te 的损失较小；正确答案：460℃，硫酸用量为理论量的1.25倍；该条件下，铜的浸出率高且碲的损失较低。 （3）从流程可知，滤渣1为ToO2，它可与碱反应生成TeO32-；正确答案： ToO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O。 （4）从流程图可知：Na2TeO4被Na2SO3还原为Te，而Na2SO3被氧化为Na2SO4，总反应方程式：Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4==4Na2SO4+Te+H2O；正确答案：Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4=4Na2SO4 +Te+H2O。 （5）根据反应ToO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O，生成的TeO32-在阴极得电子被还原为Te，极反应方程式为：TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH- ；正确答案：TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。 （6）①工业生产中，滤渣2为少量的氢氧化铜固体，经硫酸酸浸后得滤液硫酸铜，滤液1中主要成分也为硫酸铜，滤液3与滤液1合并进入铜电积系统，提取金属铜，有效回收利用了硫酸铜，提高经济效益；正确答案：CuSO4溶液回收利用，提高经济效益。 ②Au和Ag都与王水反应，与浓氢氧化钠溶液、.浓盐酸均不反应；但是Au与稀硝酸不反应而Ag可以反应，所以可以用稀硝酸将二者分离；正确答案： B。 7. 以某铬矿石（主要成分是Cr2O3，含FeO、SiO2等杂质)为原料生产Cr2O3的流程如下： 已知：Cr2O72－+H2O　2CrO42－+2H+，Ksp[Cr(OH)3] =6.410－31，lg2 = 0.3 （1）步骤①中为了提高反应速率应该采取的措施有____、_____。（写2种） （2）焙烧时Cr2O3被氧化成Na2CrO4，配平下面的化学方程式，并用单线桥表示电子转移的方向和数目： Na2CO3+ Cr2O3+ O2 Na2CrO4 + CO2，______________ （3）流程中沉淀2为_________（填化学式） （4）步骤④发生的反应中Cr2O72－和蔗糖（C12H22O11）的物质的量之比为_____。 （5）步骤⑤中为了使Cr3+完全沉淀[此时，c(Cr3+)≤10－5molL－1]，pH至少调至____。 （6）滤液3中的主要溶质是两种盐，化学式为_________、________。 （7）另一种制取Cr(OH)3的工艺是将NaCrO2溶解后通入CO2得到更为纯净的Cr(OH)3，则NaCrO2溶液与过量CO2反应的离子方程式为_____________________。。 【答案】 (1). 适当升温 (2). 粉碎铬矿石或搅拌等合理答案 (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）步骤①中为了提高反应速率应该采取的措施有适当升温 、粉碎铬矿石或搅拌等；正确答案： 适当升温 、粉碎铬矿石。 （2）Cr元素由+3价升高到+6价，氧元素由0价降低到-2价，根据元素得失电子数相等规律，找出最小公倍数，填系数最后根据原子守恒进行其他物质的配平。根据所填系数，可知该反应共转移电子12e-；单线桥注意是还原剂把电子给了氧化剂；正确答案： （3）二氧化硅与纯碱加热反应生成硅酸钠，加入稀硫酸后，产生了硅酸沉淀；正确答案：H2SiO3。 （4）根据流程分析看出：设Cr2O72－有xmol, C12H22O11有y mol，根据电子守恒：x2（6-3）=y12（4-0），解之得x：y=8:1；正确答案：8:1。 （5）根据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；正确答案：5.6或5.7（近似值） （6）整个流程中加入了碳酸钠、加入了硫酸，经过一系列反应后，溶液中剩下钠离子和硫酸根离子，加入氨水后，剩余铵根离子，因此滤液3中的主要溶质是两种盐，化学式为(NH4)2SO4 、 Na2SO4 ； 正确答案：NH4)2SO4 、Na2SO4。 （7）利用强酸制备弱酸的规律：NaCrO2溶液与过量CO2反应生成碳酸氢钠和Cr(OH)3，离子方程式：CrO2－ + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3－；正确答案：CrO2－ + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3－。 8. Ⅰ.次磷酸(H3PO2) 是一种精细磷化工产品，具有较强还原性: （1）H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式_____________。 （2）H3PO2 及NaH2PO2 均可将溶液中的Ag+还原为银，从而可用于化学镀银。利用H3PO2 进行化学镀银反应中，当氧化产物为H3PO4 时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____. Ⅱ.工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)，制取七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O),流程如图: （3）还原时，试剂X 若选用SO2，则反应后的阴离子是__________(填化学式)。 （4）从分离出滤渣Ⅱ后的滤液中得到产品，应进行的操作是_____、______、过滤、洗涤、干燥。 （5）七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O) 在医学上常用作补血剂。某课外小组通过以下实验方法测定某补血剂中亚铁离子的含量。 步骤a: 取10片补血剂样品除去糖衣、研磨、溶解、过滤，将滤液配成250mL 溶液; 步骤b: 取上述溶液25mL 于锥形瓶中，加入少量稀硫酸酸化后，逐渐滴加0.010mol/L 的KMnO4溶液，至恰好完全反应，记录消耗的KMnO4 溶液的体积(假定药品中其他成分不与KMnO4 反应)，发生的反应为:MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O; 步骤c: 重复“步骤b”2~3 次，平均消耗KMnO4 溶液20.00mL。 ①步骤a 中配制溶液时需要的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管外，还需要____、____。 ②该补血剂中亚铁离子的含量为__________mg/片。 【答案】 (1). H3PO2H++H2PO2- (2). 4:1 (3). SO42- (4). 蒸发浓缩 (5). 冷却结晶 (6). 玻璃棒 (7). 250 mL 容量瓶 (8). 56 【解析】 （1）H3PO2是一元中强酸，为弱酸，部分电离出氢离子，其电离方程式：H3PO2H++H2PO2- ；正确答案：H3PO2H++H2PO2- 。 （2）Ag+为氧化剂，为xmol, H3PO2为还原剂，为ymol, 根据电子守恒可知：x1=y（5-1），所以x：y=4:1；正确答案：4:1。 （3）试剂X若选用,发生反应:，则阴离子为；正确答案：SO42- 。 （4）滤渣Ⅱ为氢氧化铝，即，滤液中含有硫酸亚铁，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,可得到•；正确答案：蒸发浓缩 ；冷却结晶。 5）①配制溶液需要的玻璃仪器除有烧杯、胶头滴管、玻璃棒、250mL容量瓶；正确答案：玻璃棒 ；250mL容量瓶。 ②根据反应关系可知：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片补血剂中含有n(Fe2+)=10-2mol, 1片补血剂样品中n(Fe2+)=10-3mol, m(Fe2+)=10-356=0.056g=56mg；正确答案：56。 9. 硫酸镍晶体（NiSO4•7H2O）可用于电镀工业，可用含镍废催化剂为原料来制备。已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni，还含有Al、Fe的单质及其他不溶杂质（不溶于酸碱）。某小组通过查阅资料，设计了如下图所示的制备流程： 已知： Ksp[Fe(OH)3]=4.010-38 ，Ksp[Ni(OH)2]=1.210-15 （1）“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是_______________________________。 （2）操作a所用到的玻璃仪器有烧杯、________、________；操作c的名称为____________、____________、过滤、洗涤。 （3）固体①是______________；加H2O2的目的是（用离子方程式表示）_____________。 （4）调pH为2-3时所加的酸是________。 （5）操作b为调节溶液的pH，若经过操作b后溶液中c（Ni2＋）=2molL-1，当铁离子恰好完全沉淀溶液中c（Fe3＋）=1.010-5molL-1时，溶液中是否有Ni(OH)2沉淀生成？________（填“是”或“否”）。 （6）NiSO4•7H2O可用于制备镍氢电池（NiMH），镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型．NiMH中的M表示储氢金属或合金．该电池在放电过程中总反应的化学方程式是NiOOH+MH=Ni(OH)2+M，则NiMH电池充电过程中，阳极的电极反应式为_______。 【答案】 (1). 2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑ (2). 漏斗 (3). 玻璃棒 (4). 蒸发浓缩 (5). 冷却结晶 (6). 不溶杂质 (7). 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (8). 硫酸（H2SO4） (9). 否 (10). Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O 【解析】（1）镍废样品中只有金属铝与强碱溶液发生反应生成偏铝酸盐和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑；正确答案：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑。 （2）操作a为过滤，用到玻璃仪器有烧杯、漏斗 、玻璃棒；从溶液中得到硫酸镍晶体（NiSO4•7H2O），就需要制成高温时饱和溶液，然后再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；正确答案：漏斗 、玻璃棒；蒸发浓缩、冷却结晶。 （3）铁、镍溶于酸，只有杂质不溶于酸和碱，所以固体①是不溶杂质；溶液中存在有亚铁离子，加入H2O2的目的就是氧化亚铁离子变为铁离子，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；正确答案：不溶杂质；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。 （4）最后要得到NiSO4•7H2O，为了不引入杂质离子，最好加入硫酸调溶液的pH；正确答案：硫酸（H2SO4）。 （5）：已知 Ksp[Fe(OH)3]=4.010-38 ，Ksp[Ni(OH)2]=1.210-15；根据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的浓度商QC= c(Ni2+)c2(OH-)=2（1.610-11）2=5.1210-22< Ksp[Ni(OH)2]=1.210-15，溶液中没有Ni(OH)2沉淀生成；正确答案：否。 （6）放电为原电池，充电为电解池，电解池阳极发生氧化反应，Ni(OH)2中Ni元素由+2价升高为NiOOH中的+3价，发生氧化反应，阳极的电极反应式为Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O；正确答案：Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O。 10．纳米二氧化锆(ZrO2)是制备特种陶瓷(china)最重要的原料之一。由锆英石(主要成分为ZrSiO4)制备二氧化锆的工艺流程如图所示： （1）写出“碱熔”时主要反应的化学方程式__________________________________。 （2）“水洗”所产生的“废液”主要成分为NaOH 和__________（填化学式），试写此成分的一种用途________________________________。 （3）写出“酸分解”生成ZrO2+反应的离子方程式__________________________________。 （4）根据图（1）分析ZrO2+浓度对ZrO2粒径的影响_____________________________________。 （5）ZrO2+溶液中常含有Fe3+（浓度为0.03molL-l），一般用草酸络合处理净化。若未净化处理直接加入氨水调节溶液pH，能否使ZrO2+完全转化为纯净的ZrO(OH)2沉淀，试通过计算说明。已知ZrO2+完全沉淀时浓度为1.010 -5 molL-l ，ZrO(OH)2、Fe(OH)3的Ksp分别为4.010-26、8.010-38，≈3.16。__________________________________________________。 （6）ZrO(OH)2煅烧制取纳米ZrO2时，升温速率与重量百分率之间的关系如图（2）所示。 煅烧时最佳升温速率为________________，理由是______________________。 【答案】 (1). ZrSiO4+4NaOH==Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O (2). NaSiO3 (3). 粘合剂（或防火剂等） (4). Na2ZrO3+4H+==2Na++ZrO2++2H2O (5). ZrO2+浓度越大ZrO2粒径越大 (6). 当ZrO2+完全沉淀时，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，此时Fe3+已经沉淀。因此，无法通过调节溶液pH制得纯净的ZrO(OH) (7). 5℃/min (8). 在失重相同的情况下，升温速率快时，分解所需温度相对较高（其他合理答案均可，如在相同温度下，升温速率高时，失重百分率小） 【解析】（1）ZrSiO4与NaOH加热反应生成Na2ZrO3和Na2SiO3，反应的化学方程式ZrSiO4+4NaOH= ZrSiO4+Na2SiO3+2H2O，正确答案：ZrSiO4+4NaOH==Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O。 （2）反应后产生的水溶性物质为NaOH和NaSiO3，NaSiO3的主要用途可以做建筑材料的粘合剂（或防火剂等）；正确答案：NaSiO3；粘合剂（或防火剂等）。 （3）Na2ZrO3在酸性条件下分解为Na2ZrO，反应的离子方程式为Na2ZrO3+4H+==2Na++ZrO2++2H2O；正确答案：Na2ZrO3+4H+==2Na++ZrO2++2H2O。 （4）根据图（1）分析可知，ZrO2+浓度越大ZrO2粒径越大，正确答案：ZrO2+浓度越大ZrO2粒径越大。 （5）当ZrO2+完全沉淀时，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，此时Fe3+已经沉淀。因此，无法通过调节溶液pH制得纯净的ZrO(OH) ；正确答案：不能制得纯净的ZrO(OH)。 6）通过图（2）分析可知，如在相同温度下，升温速率高时，失重百分率小，因此煅烧时最佳升温速率为5℃/min，正确答案：5℃/min； 在失重相同的情况下，升温速率快时，分解所需温度相对较高（其他合理答案均可，如在相同温度下，升温速率高时，失重百分率小）。 11. 从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如图: 已知: FeCl3在加热情况下与水反应生成Fe(OH)3。 回答下列问题: (1)试剂a是________，过量的原因是__________。操作I用到的玻璃仪器是__________。 (2)滤液X、Z中都有同一种溶质，请设计实验验证该溶质的离子:___________ (3)向佛水中逐滴滴加1mol/L FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是____nm,检验溶液中Fe3+存在的试剂是_________(填物质名称)，证明Fe存在的现象是__________。电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出FeCl3溶被与铜反应的离子方程式:______。 (4)若要验证溶液中不含Fe而只含有Fe2+，正确的实验操作方法及现象是___________。 (5)硫铁矿烧渣的主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等，欲测定硫铁矿烧清中Fe元素的质量分数，称取ag样品，充分“酸溶”、“水溶”后过滤，向滤被中加入足量的H2O2，充分反应后加入NaOH溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体bg。计算该样品中Fe元素的质量分数为____。 【答案】 (1). Fe (2). 使氯化铁/氯化铜完全反应 (3). 烧杯、漏斗、玻璃棒 (4). 取未知液少量，滴加KSCN溶液,无明显现象；再滴加氯水后,溶液变为血红色，证明含有Fe2+，另取未知液少量,滴加稀硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀，证明含有Cl− (5). 1～100 (6). 硫氰化钾 (7). 溶液呈血红色 (8). 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ (9). 先加KSCN溶液，无现象，再加氯水，产生血红色溶液 (10). 100%=100% 【解析】(1)通过整个流程可知，最后的产物为氯化铁晶体，因此工业废液中加入过量的铁粉，除去铜离子，试剂a是铁粉，铁粉过量，能够使氯化铁全部转化为氯化亚铁，氯化铜转化为氯化亚铁；操作I为过滤操作，用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒；正确答案：Fe；使氯化铁/氯化铜完全反应；烧杯、漏斗、玻璃棒。 (2)滤液X、Z中都有同一种溶质氯化亚铁，检验该物质的方法分两种，一种检验亚铁离子，另外一种检验氯离子；亚铁离子检验可用氯水和硫氰化钾溶液，氯离子检验可用稀硝酸和硝酸银；正确答案：取未知液少量，滴加KSCN溶液,无明显现象；再滴加氯水后,溶液变为血红色，证明含有Fe2+，另取未知液少量,滴加稀硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀，证明含有Cl− 。 (3)向沸水中逐滴滴加1mol/L FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系为胶体，粒子直径的范围是1nm--100 nm之间,检验溶液中Fe3+存在的试剂是硫氰化钾溶液，如果溶液变为血红色，证明Fe3+存在；FeCl3溶被与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，离子方程式: . 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+；正确答案：1～100；硫氰化钾 ； 溶液呈血红色； 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ 。 (4) Fe3+遇到硫氰化钾溶液变为血红色，而Fe2+遇到硫氰化钾溶液没现象，再滴加氯水，溶液变为血红色，结论得证，正确答案：先加KSCN溶液，无现象，再加氯水，产生血红色溶液。 (5)称取硫铁矿烧渣ag样品，充分“酸溶”、“水溶”后过滤，向滤被中加入足量的H2O2充分反应后把亚铁离子氧化为铁离子，加入NaOH溶液至不再继续产生氢氧化铁沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体氧化铁为bg；根据铁元素守恒规律：样品中的铁元素质量等于氧化铁中铁元素的质量，氧化铁中铁元素质量为b562/160=0.7bg, 该样品中Fe元素的质量分数为0.7b/a100%；正确答案：0.7b/a100%。 12. 马日夫盐（Mn(H2PO4)2）是一种白色晶体，易溶于水，常用于机械设备的磷化处理。以软锰矿（主要成分为MnO2，还含有少量的Fe2O3、FeO和Al2O3）为原料制备马日夫盐的流程如下： （1）粉碎软锰矿制成矿浆的目的是_________________________________________，葡萄糖（C6H12O6）与MnO2反应时，产物为MnSO4、CO2和H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。 （2）用H2O2溶液“氧化”时发生反应的离子方程式为_______________________________。 （3）已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示、“调pH并过滤”时，应调整的pH范围为____________，滤渣1的主要成分为_________（填化学式）。 金属离子 开始沉淀的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）加入磷酸后发生反应的化学方程式为_____________________________________。 （5）某工厂用上述流程制备马日夫盐，已知软锰矿中MnO2的含量为87%，整个流程中锰元素的损耗率为9%，则1t该软锰矿可制得马日夫盐__________t。 【答案】 (1). 增大反应物接触面积，加快反应速率，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）粉碎软锰矿制成矿浆的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率； 由葡萄糖（C6H12O6）与MnO2反应时，产物为MnSO4、CO2和H2O可知：葡萄糖做还原剂，MnO2做氧化剂；根据电子守恒：设MnO2为xmol, （C6H12O6）ymol，2x=y（4-0）6；x/y=12:1,正确答案：增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；12:1。 （2）反应中的亚铁离子在酸性条件下被双氧水氧化为铁离子，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O；正确答案：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O。 （3）“调pH并过滤”时，主要除去铁离子和铝离子，变为沉淀而除去，根据表中数据可知应调整的pH范围为5.0--7.8，得到的沉淀（滤渣1）为Fe(OH)3和Al(OH)3 ；正确答案：5.0--7.8 ；Fe(OH)3和Al(OH)3。 （4）沉锰过程中形成碳酸锰沉淀，再加入磷酸，碳酸锰变为马日夫盐，反应的化学方程式为MnCO3＋2H3PO4Mn(H2PO4)2 ＋CO2↑＋H2O ；正确答案：MnCO3＋2H3PO4Mn(H2PO4)2 ＋CO2↑＋H2O。 （5）根据锰元素的量守恒规律：1t该软锰矿含有锰元素的量为：110687%（1-9%）87=0.0091106mol, 马日夫盐Mn(H2PO4)2的量为0.0091106mol,质量为0.0.0091106249=2.26106g=2.26t；正确答案：2.26。 13. NaClO2是一种漂白、消毒剂,广泛应用于纸浆、棉纺等物质漂白。一种制备NaClO2粗产品的工艺流程如下图所示： 已知:①纯净的ClO2因易分解而发生爆炸。 ②NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO23H2O晶体;高于38℃时析出 NaClO2晶体;高于60℃时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。 试回答下列问题： （1）向发生器中鼓入足量空气,其目的是____(选填序号)。 a.将SO2氧化成SO3,以增强酸性 b.稀释CO2气体,以防止发生爆炸 c.将发生器中气体全部吹出,以减少CO2损失 （2）吸收塔中反应的离子方程式为___ （3）CO2发生器中反应的化学方程式为___________ （4）从吸收塔中可获得 NaClO2溶液,从NaClO2溶液到NaCO2产品,经过的操作步骤依次为:①______℃下减压蒸发结晶;②________；③洗涤;④低温干燥,得到成品。 （5）“电解”中阳极的电极反应式是_________，阴极反应的主要产物是_________。 【答案】 (1). bc (2). 2ClO2＋H2O2＋2OH－ = 2ClO2－＋O2＋2H2O (3). 2NaClO3＋SO2＋H2SO4 === 2ClO2＋2NaHSO4 (4). 38℃～60℃ (5). 过滤 (6). 2Clˉ－2eˉ = Cl2↑ (7). ClO2－（或NaClO2） 【解析】（1）通过流程过程可以看出，向发生器中鼓入足量空气，其目的是稀释CO2气体，以防止发生爆炸；将发生器中气体全部吹出，以减少CO2损失；发生器中已经加入硫酸了，酸性已经增强，所以将SO2氧化成SO3，以增强酸性是错误的；正确选项bc。 （2）ClO2与H2O2在碱性环境下，生成NaClO2，H2O2在该反应中做还原剂，被氧化为氧气，反应的离子方程式为2ClO2＋H2O2＋2OH－ = 2ClO2－＋O2＋2H2O；正确答案：2