高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題限時集訓(xùn)9 突破點(diǎn)14-人教高三化學(xué)試題

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1、專題限時集訓(xùn)(九) 突破點(diǎn)14 [建議用時:45分鐘] 1.以海綿銅(主要成分為銅和氧化銅)為原料采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)氯化亞銅的工藝流程如圖所示: 請回答下列問題: (1)溶解時硫酸濃度一般控制在0.25 mol·L-1。配制1 000 mL此硫酸,需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%、密度為1.84 g·cm-1的濃硫酸________mL(小數(shù)點(diǎn)后保留1位數(shù)字)。 (2)溶解時需要控制溫度在60~70 ℃,原因是_________________。 (3)操作X的名稱是________。 (4)還原、氯化過程的化學(xué)方程式是_____________________。 亞硫酸銨要適

2、當(dāng)過量,可能的原因是__________________________(答出一條即可)。 (5)隨著氯化銨用量的增加,CuCl沉淀率增大,但增大到一定程度后,沉淀率反而減小,可能的原因是________________________(用化學(xué)方程式表示)。 [解析] (1)濃硫酸的濃度c== mol·L-1=18.4 mol·L-1。由c(濃)·V(濃)=c(稀)·V(稀)得:18.4 mol·L-1×V(濃)=0.25 mol·L-1×1 000 mL,故V(濃)≈13.6 mL。(2)由流程可以看出,溫度過低,銅的溶解速率慢;溫度過高,銨鹽會發(fā)生分解。(3)操作X是將不溶雜質(zhì)除去,故

3、為過濾。(4)本題的目的是制取CuCl,故還原、氯化過程是將Cu2+還原為CuCl。亞硫酸銨適當(dāng)過量,溶液中的離子濃度較大,可以提高反應(yīng)速率,同時亞硫酸銨具有還原性,可以防止空氣中的氧氣將CuCl中+1價(jià)的Cu氧化。(5)氯化銨用量增加到一定程度后,CuCl沉淀率反而減小,說明CuCl可能與氯化銨發(fā)生了反應(yīng)。 [答案] (1)13.6 (2)溫度低,銅的溶解速率慢;溫度高,銨鹽會發(fā)生分解 (3)過濾 (4)2CuSO4+(NH4)2SO3+2NH4Cl+H2O===2CuCl↓+2(NH4)2SO4+H2SO4 可以提高反應(yīng)速率;防止生成的CuCl被空氣氧化(答出一條即可) (5)CuCl

4、+NH4Cl===NH4CuCl2 2.(2016·南京鹽城二模)以硅孔雀石[主要成分為 CuCO3·Cu(OH)2、CuSiO3·2H2O,含SiO2、FeCO3、Fe2O3等雜質(zhì)]為原料制備CuCl2的工藝流程如圖: 已知:SOCl2+H2OSO2↑+2HCl↑ (1)“酸浸”時鹽酸與CuCO3·Cu(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。 為提高“酸浸”時銅元素的浸出率,可以采取的措施有:①適當(dāng)提高鹽酸濃度;②適當(dāng)提高反應(yīng)溫度;③_________________________________。 (2)“氧化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________

5、_______________。 (3)“濾渣2”的主要成分為________(填化學(xué)式);“調(diào)pH”時,pH不能過高,其原因是____________________。 (4)“加熱脫水”時,加入SOCl2的目的是_______________________。 [解析] (1)酸浸時,CuCO3·Cu(OH)2與鹽酸反應(yīng)生成CuCl2、H2O、CO2,提高浸出率可以通過延長反應(yīng)時間使反應(yīng)充分,還可以從加快反應(yīng)速率角度分析,如攪拌、粉碎等。(2)圖中氯氣主要與溶液中的Fe2+反應(yīng),使其轉(zhuǎn)化為Fe3+然后通過調(diào)節(jié)pH除去Fe3+。(3)調(diào)節(jié)pH使Fe3+水解完全形成沉淀分離除去,所以濾渣

6、2是氫氧化鐵沉淀;pH不能過高,否則會使Cu2+也形成沉淀。(4)“加熱脫水”時,Cu2+會水解變質(zhì),加入SOCl2與水反應(yīng)生成HCl,會抑制Cu2+的水解。 [答案] (1)CuCO3·Cu(OH)2+4HCl===2CuCl2+CO2↑+3H2O 適當(dāng)加快攪拌速率(或適當(dāng)延長酸浸時間) (2)Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl- (3)Fe(OH)3 防止Cu2+轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2沉淀 (4)SOCl2與水反應(yīng)生成的HCl抑制CuCl2的水解 3.某礦石含碳酸鎂和石英,以此為原料制備高純硅和硅膠的工藝流程如下: 【導(dǎo)學(xué)號:14942058】 (1)“硅膠”常用

7、作________,也可以用作催化劑的載體。A的結(jié)構(gòu)式為________。 (2)制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為___________________。 (3)操作Ⅰ的名稱為________,操作Ⅱ的名稱為________,實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作Ⅱ所用儀器有鐵架臺(帶鐵圈)、酒精燈、________________等。 (4)操作Ⅲ需要在氯化氫氣流中加熱脫水的原因是_______________。 (5)溶液G用E酸化的化學(xué)反應(yīng)方程式為_________________。 [解析] (1)“硅膠”多孔,常用作實(shí)驗(yàn)室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑,也可以用作催化劑的載體。二氧化碳的結(jié)構(gòu)式為O===

8、C===O。(2)工業(yè)制取純硅的工藝流程為:SiO2粗硅SiCl4純硅,用焦炭還原SiO2,產(chǎn)物是CO而不是CO2。(3)操作Ⅰ的名稱為過濾,操作Ⅱ的名稱為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶所用儀器有鐵架臺(帶鐵圈)、蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒等。(4)MgCl2·6H2O加熱脫水制得MgCl2,要在氯化氫氣流中進(jìn)行,氯化氫氛圍是為了抑制鎂離子水解。(5)Na2SiO3與HCl反應(yīng),生成NaCl和H2SiO3膠體。 [答案] (1)干燥劑 O===C===O (2)SiO2+2CSi+2CO↑ (3)過濾 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 蒸發(fā)皿、玻璃棒 (4)抑制鎂離子水解 (5)Na2SiO3

9、+2HCl===2NaCl+H2SiO3(膠體) 4.(2016·西城區(qū)高三期末)富鐵鋁土礦(主要含有Al2O3、Fe2O3、FeO和SiO2)可制備新型凈水劑液體聚合硫酸鋁鐵[AlaFeb(OH)m(SO4)n]。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)a=b時凈水效果最好。工藝流程如下(部分操作和產(chǎn)物略): (1)Al2O3與H2SO4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______________________。 (2)測得濾液中>1。加入FeSO4·7H2O和H2O2的作用是_______(結(jié)合化學(xué)用語說明)。 (3)將溶液A電解得到液體聚合硫酸鋁鐵。裝置如圖所示(陰離子交換膜只允許陰離子通過,電極為惰性電極)

10、 ①陰極室的電極反應(yīng)式是___________________________。 ②電解過程陽極室溶液pH的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”)。 ③簡述在反應(yīng)室中生成液體聚合硫酸鋁鐵的原理:______________。 [解析] (1)Al2O3屬于氧化物,不可拆寫成離子形式。(2)根據(jù)題意可知當(dāng)a=b時凈水效果最好,由于H2O2可將Fe2+氧化為Fe3+,所以加入兩種物質(zhì)的目的是補(bǔ)充Fe3+。(3)①陰極室是陽離子(H+)放電:2H++2e-===H2↑;②陽極室是陰離子(OH-)放電,所以隨著不斷放電,堿性逐漸減弱,即pH減?。虎垭娊赓|(zhì)溶液中通過離子的定向

11、移動、選擇通過陰、陽離子交換膜最終形成聚合硫酸鋁鐵。 [答案] (1)Al2O3+6H+===2Al3++3H2O (2)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,補(bǔ)充Fe3+ (3)①2H++2e-===H2↑?、跍p小 ③電解過程中反應(yīng)室中的SO通過陰離子交換膜進(jìn)入陽極室,陰極室中的OH-通過陰離子交換膜進(jìn)入反應(yīng)室,生成聚合硫酸鋁鐵 5.(2016·淄博市高三摸底)某銅礦石的主要成分是Cu2O,還含有少量的Al2O3、Fe2O3和SiO2。某工廠利用此礦石煉制精銅的工藝流程如圖所示(已知:Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O)。 (1)濾液A中鐵元素的存

12、在形式為_____________________(填離子符號),生成該離子的離子方程式為_________________________________________, 檢驗(yàn)濾液A中存在該離子的試劑為____________________(填試劑名稱)。 (2)金屬E與固體F發(fā)生的某一反應(yīng)可用于焊接鋼軌,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _____________________________________________________________, 在實(shí)驗(yàn)室中完成此實(shí)驗(yàn)還需要的試劑是________。 a.KClO3       b.KCl c.Mg d.MnO2 (

13、3)為使固體混合物D在空氣中灼燒完全分解,應(yīng)________________________,直至連續(xù)兩次測定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同(或質(zhì)量相差小于0.1 g)時為止;灼燒時必須用到的實(shí)驗(yàn)儀器是________。 (4)溶液G與固體混合物B反應(yīng)的離子方程式為____________________。 (5)將Na2CO3溶液滴入到一定量的CuCl2溶液中,得到氯化鈉、二氧化碳和一種綠色的不溶于水的鹽(不含結(jié)晶水),該鹽受熱分解產(chǎn)生三種氧化物,則該鹽的化學(xué)式是________________。 [解析] (1)根據(jù)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+===Cu+Cu2++

14、H2O、2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,且銅礦石的主要成分為Cu2O,而Fe2O3是少量的,可知濾液A中鐵元素的存在形式為Fe2+。檢驗(yàn)Fe2+,可以用鐵氰化鉀溶液(或氯水和KSCN溶液、雙氧水和KSCN溶液)。(2)E為Al,F(xiàn)中含有Fe2O3,Al與Fe2O3可以發(fā)生鋁熱反應(yīng):2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,該反應(yīng)可用于焊接鋼軌。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鋁熱反應(yīng),還需要Mg和KClO3。(3)灼燒固體混合物D需要的儀器為坩堝,為使其完全分解,應(yīng)灼燒至質(zhì)量不變,因此應(yīng)灼燒、冷卻至室溫后稱重,重復(fù)多次。(4)固體混合物B的主要成分為SiO2和Cu,溶解SiO2可用NaOH溶液。(5)結(jié)合題

15、中信息知綠色的不溶于水的鹽為Cu2(OH)2CO3[或Cu(OH)2·CuCO3]。 [答案] (1)Fe2+ 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 鐵氰化鉀溶液(或氯水和KSCN溶液、雙氧水和KSCN溶液等,合理即可) (2)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe ac (3)灼燒,冷卻至室溫后稱重,重復(fù)多次 坩堝 (4)SiO2+2OH-===SiO+H2O (5)Cu2(OH)2CO3[或Cu(OH)2·CuCO3] 6.(2016·合肥市第一次質(zhì)量檢測)高純活性氧化鋅可用于光催化、光電極、彩色顯影等領(lǐng)域。以工業(yè)級氧化鋅(含F(xiàn)e2+、Mn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+

16、等)為原料,用硫酸浸出法生產(chǎn)高純活性氧化鋅的工藝流程如下: 已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。 回答下列問題: (1)浸出時,為了提高浸出效率可采取的措施有(寫兩種):__________。 (2)氧化時,加入KMnO4溶液是為了除去浸出液中的Fe2+和Mn2+(溶液中Mn元素全部轉(zhuǎn)化為MnO2),請配平下列除去Fe2+的離子方程式:  MnO+ Fe2++ ________=== MnO2↓+ Fe(OH)3↓+ H+ (3)加入鋅粉的目的是____________________________________。 (4)已知H2SO4浸出液中,c(Fe2+

17、)=5.04 mg·L-1、c(Mn2+)=1.65 mg·L-1。 ①加入KMnO4溶液反應(yīng)一段時間后,溶液中c(Fe3+)=0.56 mg·L-1,若溶液pH=3,則此時Fe3+________(填“能”或“不能”)生成沉淀。 ②若要除盡1 m3上述浸出液中的Fe2+和Mn2+,需加入________g KMnO4。 [解析] (1)為了提高浸出效率,可以適當(dāng)增大硫酸濃度、攪拌、將固體粉碎、提高浸出溫度等。(2)Mn元素由+7價(jià)降低到+4價(jià),而鐵元素由+2價(jià)升高到+3價(jià),根據(jù)得失電子守恒、元素守恒和電荷守恒配平方程式。(3)加入鋅粉的目的是消耗溶液中的H+,調(diào)節(jié)溶液pH,促進(jìn)溶液中的

18、Cu2+ 、Ni2+、Cd2+等生成沉淀而除去。(4)①c(Fe3+)==1.0×10-5 mol·L-1,此時溶液中c(OH-)=1.0×10-11 mol·L-1,c(Fe3+)·c3(OH-)=1.0×10-38

19、中的Cu2+、Ni2+、Cd2+等 (4)①不能?、?.9 7.(2016·福建調(diào)研)某鉻鹽廠凈化含Cr(Ⅵ)廢水并提取Cr2O3的一種工藝流程如圖所示。 已知:Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31 Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39 Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17 (1)步驟Ⅰ中,發(fā)生的反應(yīng)為:2H++2CrOCr2O+H2O,B中含鉻元素的離子有______________________(填離子符號)。 (2)步驟Ⅱ中,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________。 (3)當(dāng)清液中Cr3+的濃度≤1.5

20、 mg·L-1時,可認(rèn)為已達(dá)鉻的排放標(biāo)準(zhǔn)。若測得清液的pH=5,則清液尚不符合鉻的排放標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)榇藭rCr3+的濃度=________mg·L-1。 (4)所得產(chǎn)品中除Cr2O3外,還含有的主要雜質(zhì)是__________________。 (5)步驟Ⅱ還可用其他物質(zhì)代替NaHSO3作還原劑。 ①若用FeSO4·7H2O作還原劑,步驟Ⅲ中參加反應(yīng)的陽離子一定有_____(填離子符號)。 ②若用鐵屑作還原劑,當(dāng)鐵的投放量相同時,經(jīng)計(jì)算,C溶液的pH與c(Cr2O)的對應(yīng)關(guān)系如下表所示。 pH 3 4 5 6 c(Cr2O)/mol·L-1 7.02×10-21 7.02×10

21、-7 1.25×10-3 2.12×10-34 有人認(rèn)為pH=6時,c(Cr2O)變小的原因是Cr2O基本上都已轉(zhuǎn)化為Cr3+。這種說法是否正確,為什么? 答: ______________________________________________________________。 ③用鐵屑作還原劑時,為使所得產(chǎn)品中含鐵元素雜質(zhì)的含量盡可能低,需要控制的條件有_____________________________________。 [解析] (1)步驟Ⅰ的反應(yīng)為可逆反應(yīng),故B中含有CrO、Cr2O。(2)步驟Ⅱ中Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3+,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守

22、恒配平離子方程式。(3)清液的pH=5,則c(OH-)=10-9 mol·L-1,c(Cr3+)===6.3×10-4 mol·L-1,Cr3+的濃度為6.3×10-4 mol·L-1×52×103 mg·mol-1=32.76 mg·L-1。(4)Cr2(SO4)3與石灰乳反應(yīng)生成Cr(OH)3和CaSO4,因此產(chǎn)品中還含有雜質(zhì)CaSO4。(5)①若用FeSO4·7H2O作還原劑,則C中的陽離子有Fe3+、Cr3+、H+,步驟Ⅲ中參加反應(yīng)的陽離子為Fe3+、Cr3+、H+。②該說法不正確,c(H+)減小,化學(xué)平衡2H++2CrOCr2O+H2O向逆反應(yīng)方向移動,溶液中Cr(Ⅵ)主要以CrO形式存在。③需要控制的條件有:鐵屑過量;將溶液的pH控制在使Cr3+完全沉淀而Fe2+不沉淀的范圍內(nèi)。 [答案] (1)CrO、Cr2O (2)5H++Cr2O+3HSO===2Cr3++3SO+4H2O (3)32.76 (4)CaSO4 (5)①Cr3+、Fe3+、H+ ②不正確,c(H+)減小,化學(xué)平衡2H++2CrOCr2O+H2O向逆反應(yīng)方向移動,溶液中Cr(Ⅵ)主要以CrO形式存在 ③鐵屑過量;將溶液的pH控制在使Cr3+完全沉淀而Fe2+不沉淀的范圍內(nèi)

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