高考化学-金属的化学性质+离子反应+100道综合实验题汇编(含解析)

高考化学-金属的化学性质+离子反应+100道综合实验题汇编(含解析)

高考化学-金属的化学性质 +离子反应+100 道综合实验题汇编(含解析) 金属的化学性质(附参考答案) 一、选择题 1．(2011·玉溪高一检测)等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在 一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是 ( ) A．1:1 B．3:4 C．2:3 D．4:3 2．将 28 g 铁粉放入 100mL 0.1mol/L 的 CuSO4 溶液中，充分反应 后析出的铜的质量为( ) A．32 g B．6.4 g C．0.64 g D．3.2 g 3．在一密闭容器中的 CO、H2、O2 共 16.5 g，用电火花引燃，使 其完全燃烧，再将燃烧后的气体用 Na2O2 充分吸收，Na2O2 增重 7.5 g， 则原混合气体中 O2 的质量分数是( ) A．36% B．54.5% C．40% D．33.3% 4．“0.56g CaO 正好与 20mL 盐酸完全反应，这种盐酸的物质的 量浓度是( ) A．0.10mol/L B．0.20mol/L C．0.50mol/L D．1.00moI/L 5．在 500mL NaOH 溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到 标准状况下的气体 33.6L，该 NaOH 溶液的浓度为( ) A．1mol/L B．2mol/L C．1.5mol/L D．3mol/L 6．将等体积的 HnRO3 和 Hn＋1RO4 两种酸溶液与定量的 NaOH 中和 都生成正盐，则这两种酸的物质的量浓度比是( ) A．n:(n＋1) B．1:1 C．1:(n＋1) D．(n＋1):n 7．把 23 g 钠投入到 m1g 足量的水中得到 ag 溶液，把 24g 镁投 入到 m2g 足量的盐酸中得到 bg 溶液，若 m1＝m2，则 a，b 的关系是 ( ) A．a>b B．a② B.①<② C.①=② D.不能确定 24.将一支 2 0 ml 盛满 NO2 和 O2 混合气体的试管倒立盛水的水槽中，当充分反应并且水在 试管中不再上升时，试管中仍余下 2 ml 气体。则原混合气体中 NO2 的体积可为( ) A.12.8 ml B.17.2 ml C.13.6 ml D.16.8 ml 25.在密闭容器中盛有 H2、O2、Cl2 的混合气体，通过电火花点燃后，三种气体正好完全反应， 所得 溶液中溶质的质量分数为 25.26%，则容器中原有的 H2、O2、Cl2 分子数之比为（ ） A．6:3:1 B．9:6:1 C．13:6:1 D．10:6:1 ( 第Ⅱ卷 ) 26.(8 分)某待测液中可能含有 Ag+、Fe3+、K+、Ba2+、NH4+ 等离子，进行如下实验： （1）加入过量的稀盐酸，有白色沉淀生成。 （2）过滤，在滤液中加入过量的稀硫酸，又有白色沉淀生成。 （3）过滤，取少量滤液，滴入 2 滴 KSCN 溶液，没有明显的现象出现。 （4）另取少量步骤（3）中的滤液，加入 NaOH 溶液至使溶液呈碱性，加热，可产生使湿 润的红色石蕊试纸变蓝色的气体。 根据实验现象回答：待测液中一定含有 离子； 一定不含有 离子；还有_________________离子不能确定是否存在，要检验 NH3 H2O NO2 H2O 这 些 离 子 的 实 验 方 法 是 ， 操 作 是 ______________________________________________。 27.(12 分)根据要求回答相关问题： (1) 除去下列物质中所混有的少量杂质(括号内为杂质)，写出有关的反应方程式。 ①铜粉 (铝粉) ； ②FeCl3 溶液(FeCl2 ) ； ③N2 (O2) ____________________________________________________。 (2)下图所示各项变化的未知数中均含有钠元素，E 为淡黄色粉末，据此回答下列问题： ①写出 A→B 的化学方程式，标出电子转移的方向和数目； ____________________________________________________________ ②在 B→C 的变化中所得 C 的溶液往往不纯，其中的杂质（不包括水）可能是 ，主 要原因是 ；还可能是 ，主要原因是 。 28.(8 分) 在室温下，单质 A、B、C 分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适反应条件 下，它们可以按下列框图进行反应。又知 E 溶液是无色溶液。请回答： (1) (用化学式填空) A 是______________B 是________________ (2)反应①的化学方程式为____________________________________________________ 反应③的离子方程式为___________________________________________________ +CO2+H2O △ +H2O B C F D E A +H2O +HCl +HCl A B C D 固体 E F D 溶液 溶于水 E 溶液 A C B ① ② ③ ④ 氨水 白色沉淀 G 红褐色沉淀 ⑤ 空气中 反应⑤的化学方程式为___________________________________________________ 29.(10 分)下图为实验室制取纯净、干燥的 Cl2，并进行检验 Cl2 性质实验的装置。其中 D 瓶 中放有干燥红色布条；E 中为铜网，E 右端出气管口附近为石棉球。 试回答： （1）A 中发生反应的方程式为_____________ _________________________________； （2）为得到干燥纯净的氯气，一般在 B 瓶中加入饱和食盐水，其作用是______________； （3）C 中盛放的试剂为_____________； （4）E 中所发生反应的方程式为____________________________________________。 (5) F 中应加入的试剂为 ，其作用是 。 (6) 若 A 中有 14.6g HCl 被氧化，将产生的氯气通入足量的 KI 溶液中能产生单质碘的质量 为_____________g。 30.(6 分)实验室里常用氯化铵和足量熟石灰混合加热制取氨气。 (1)若需要 500 ml (标准状况)氨气，至少需称取氯化铵的质量是多少 ？(用托盘天平称量) (2)若将 5000 ml (标准状况)氨气溶于水配成 100 ml 溶液，则氨水中 NH3 的物质的量浓度是 多少 ？( 不考虑 NH3 与水的反应) 31.(6 分)把一小块镁铝合金溶于 100mL 盐酸中，然后向其中滴入 NaOHLmol1 1 溶液，生 成沉淀的质量和加入 NaOH 溶液的体积如下图所示。 求：（1）合金中镁、铝各自的质量。 （2）盐酸的物质的量浓度。 A B C D E F 安徽省六安三中 2011-2012 学年第二学期高一期末模 块考试化学（必修 2）试题 ( 答 卷 ) ( 时量：90 分钟 ， 满分：100 分) 命题人：高一化学备课组 可能用到的相对原子质量：H－1，O－16，C－12，N－14，S－32，Cl－35.5，Ca－40， Mg－24，Al－27，Ba－137,I－127 选择题 ( 每小题仅有一个选项符合题意，2×25=50 分 ) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 题号 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 答案 26.(8 分) 根据实验现象回答：待测液中一定含有 离子； 一定不含有 离子；还有_____________离子不能确定是否存在，要检验这些 离 子 的 实 验 方 法 是 ， 操 作 是 ______________________________________________。 27.(12 分) (1) ①铜粉 (铝粉) ； ②FeCl3 溶液(FeCl2 ) ； ③N2 (O2) ____________________________________________________。 (2) ①写出 A→B 的化学方程式，标出电子转移的方向和数目； ____________________________________________________________ ②在 B→C 的变化中所得 C 的溶液往往不纯，其中的杂质（不包括水）可能是 ___， 座位号 主要原因是 _______________________________________________________ 还可能是 ，主要原因是 _____________________________。 28.(8 分) (1) (用化学式填空) A 是______________B 是________________ (2)反应①的化学方程式为____________________________________________________ 反应③的离子方程式为___________________________________________________ 反应⑤的化学方程式为___________________________________________________ 29.(10 分) 试回答： （1）A 中发生反应的方程式为_____________ _________________________________； （2）为得到干燥纯净的氯气，一般在 B 瓶中加入饱和食盐水，其作用是______________； （3）C 中盛放的试剂为_____________； （4）E 中所发生反应的方程式为____________________________________________。 (5) F 中应加入的试剂为 ，其作用是 。 (6) 若 A 中有 14.6g HCl 被氧化，将产生的氯气通入足量的 KI 溶液中能产生单质碘的质量 为_____________g。 30.(6 分)实验室里常用氯化铵和足量熟石灰混合加热制取氨气。 (1)若需要 500 ml (标准状况)氨气，至少需称取氯化铵的质量是多少 ？(用托盘天平称量) (2)若将 5000 ml (标准状况)氨气溶于水配成 100 ml 溶液，则氨水中 NH3 的物质的量浓度是 多少 ？( 不考虑 NH3 与水的反应) 31.(6 分)把一小块镁铝合金溶于 100mL 盐酸中，然后向其中滴入 NaOHLmol1 1 溶液，生 成沉淀的质量和加入 NaOH 溶液的体积如下图所示。 求：（1）合金中镁、铝各自的质量。 （2）盐酸的物质的量浓度。 参考答案 1. B 2. D 3.D 4. C 5.B 6.B 7. A 8. D 9. A 10. B 11. B 12. C 13. C 14. D 15. A 16. A 17. B 18. B 19. A 20. C 21. A 22. B 23. C 24. B 25. C 26. Ag+、Ba2+、NH4+ ；Fe3+ ；K+ ；焰色反应；用铂丝沾取溶液在酒精灯上灼烧并透过蓝 色钴玻璃观察火焰颜色 27.(1) ①2Al + 2H2O + 2OH- = AlO2- + 3H2 ↑或 2Al + 6H+ == 2Al3+ + 3H2↑ ② 2FeCl2 + Cl2 ==3 FeCl3 ③ 2Cu + O2 == 2CuO (2) 2Na +2H2O == 2NaOH + H2↑ ；可能是 NaOH ，因 CO2 量少，NaOH 过量 可能是 NaHCO3 ，因 CO2 过量，Na2CO3 转化为 NaHCO3 28. A：Fe B：Cl2 ① 2Fe + 3Cl2 == 2FeCl3 ③ Fe +2H+ == Fe2+ + H2↑ ⑤ 4Fe(OH) 2 + O2 + 4H2O == 4Fe(OH) 3 29. MnO2 +4HCl === MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O ；吸收 HCl 气体；浓 H2SO4 ； Cu + Cl2 === CuCl2 ；碱液；吸收多余的氯气；50.4 g 30. NH4Cl ：1.2 g C (NH3) = 2.2 mol·L-1 31. m (Al) = 0.27g m (Mg) = 0.12 g C(HCl) == 0.5 mol·L-1 高考化学 100 道综合实验题汇编(附参考答案) 1．如下图所示，A、B、C 是实验室常用的三种制取气体的装置，提供的药品有：大理石、 浓盐酸、稀盐酸、锌粒、二氧化锰、氯化铵、熟石灰。现欲利用这些药品分别制取 NH3、Cl2、 H2、CO2 四种气体，试回答以下问题。 （1）选用 A 装置可制取的气体有 ；选用 B 装置可制取的气体有 ；通常选用 C 装置制取的气体有 。若用亚硫酸钠和浓硫酸来制取二氧化硫气体应选用装置 （填装置的编号字母）。 （2）写出利用上述有关药品制取氯气的化学方程式： 。 （3）若要制得干燥的氨气，可选用下列干燥剂中的 （填序号）。 A．生石灰 B．浓硫酸 C．五氧化二磷 （4）标号①的仪器除可用于在气体发生装置中添加试剂外，在实验中常用于 （填实 验操作名称）。 △ △ 【答案】（1）NH3；CO2，H2；Cl2；B （2）MnO2+4HCl(浓） MnCl2+Cl2↑+2H2O （3） A （4）分液 【解析】 试题分析：（1）选用 A 装置是固体与固体混合加热制取气体的装置。可制取的气体有 NH3； 固体与液体混合在不加热时制取气体的装置。选用 B 装置可制取的气体有 CO2，H2；通常选 用 C 装置制取的气体应该是固体与液体混合加热制取气体的装置。选用该装置制取的气体有 Cl2；若用亚硫酸钠和浓硫酸来制取二氧化硫气体，由于是固体与液体混合不需要加热制取 气 体 ， 所 以 应 选 用 装 置 B 。（ 2 ） 制 取 氯 气 的 化 学 方 程 式 ： 为 MnO2+4HCl( 浓 ） MnCl2+Cl2↑+2H2O 。（3）若要制得干燥的氨气，由于氨气的水溶液显碱性，所以要用碱 性干燥剂来干燥。因此选项为 A。（4）标号①的仪器除可用于在气体发生装置中添加试剂外， 在实验中常用于分离互不相溶的两层液体混合物，该实验操作为分液。 考点：考查气体制取装置的选择、反应原理、气体的干燥即试剂的添加等实验操作的知识。 2．有一瓶澄清的溶液，其中可能有 、K＋、Na＋、Mg2＋、Ba2＋、Al3＋、Cl－、I－、 、 、S2－、 、 、 ，取该溶液进行以下实验： (1)取 pH 试纸检验，溶液呈强酸性，可以排除 离子的存在； (2)取出部分溶液，加入少量 CCl4 及数滴新制氯水，经振荡后 CCl4 层呈紫色，可以排除 离子的存在； (3)另取出部分溶液逐滴加入 NaOH 溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加 完毕后，溶液均无沉淀产生，则又可以排除 离子的存在； (4)取出部分上述碱性溶液滴加 Na2CO3 溶液后，有白色沉淀生成，证明 离子存在， 又可排除 离子的存在； (5)将(3)得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。根据上 述实验事实确定：该溶液中肯定存在的离子是 ，还不能确定是否存在的离子 是 。 【答案】(1) 、S2－、 (2) NO、 (3)Mg2＋、Al3＋ (4)Ba2＋； (5)I－、 、Ba2＋；K＋、Na＋、Cl－ 【解析】(1)溶液呈强酸性，可以排除 、S2－、 等弱酸根离子。(2)加入少量 CCl4 及数滴新制氯水，经振荡后 CCl4 层呈紫色，一定含有 I－，可以排除 、 等强氧化 性离子。(3)加入 NaOH 溶液，过程中和滴加完毕溶液均无沉淀产生，肯定不含有 Mg2＋和 Al3 ＋；(4)上述碱液加碳酸钠溶液，有白色沉淀产生，肯定含有 Ba2＋，肯定不含有 ；(5) 将(3)溶液加热，有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体放出，肯定含有 。综合以上， 肯定存在的离子是 I－、 、Ba2＋，不能确定的离子是 K＋、Na＋、Cl－。 3．为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下 探究活动： [探究一](1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10 分钟后移入硫酸铜溶 液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。 (2)称取碳素钢 6.0 g 放入 15.0 mL 浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液 X 并收集到混合 气体 Y。 ①甲同学认为 X 中除 Fe3＋之外还可能含有 Fe2＋。若要确认其中的 Fe2＋，应选用 (选 填序号)。 A．KSCN 溶液和氯水 B．铁粉和 KSCN 溶液 C．浓氨水 D．酸性 KMnO4 溶液 ②乙同学取 560 mL(标准状况)气体 Y 通入足量溴水中，发生 SO2＋Br2＋2H2O=2HBr＋H2SO4 反 应，然后加入足量 BaCl2 溶液，经适当操作后得干燥固体 4.66 g。由此推知气体 Y 中 SO2 的 体积分数为 。 [探究二]根据上述实验中 SO2 体积分数的分析，丙同学认为气体 Y 中还可能含有 Q1 和 Q2 两种 气体，其中 Q1 气体，在标准状况下，密度为 0.0893 g·L－1。为此设计了下列探究实验装置 (假设有关气体完全反应)。 (3)装置 B 中试剂的作用是 。 (4)分析 Y 气体中的 Q2 气体是如何生成的 (用化学方程式表示)。 (5)已知洗气瓶 M 中盛装澄清石灰水，为确认 Q2 的存在，需在装置中添加洗气瓶 M 于 (填序号)。 A．A 之前 B．A—B 间 C．B—C 间 D．C—D 间 (6)如果气体 Y 中含有 Q1，预计实验现象应是 。 【答案】(1)铁被钝化 (2)①D ②0.80 (3)检验 SO2 是否除尽 (4)C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O (5)C (6)D 中的固体由黑变红、E 中的固体由白变蓝 【解析】(1)由于在常温下，铁在浓硫酸中钝化，从而在铁表面形成一层致密的氧化膜，所 以不再和 CuSO4 溶液反应。 (2)①Fe2＋具有还原性，可以被 KMnO4(H＋)氧化，从而溶液褪色，据此可以鉴别，答案选 D。 ，所以 SO2 的体积分数为 。 (3)M＝0.0893 g·L－1×22.4 L·mol－1＝2.0 g·mol－1。所以 Q1 为 H2。 由于 C 能被浓 H2SO4 氧化成 CO2，所以 Q2 应为 CO2。检验 H2 用 CuO，而检验 CO2 气体需用澄清石 灰水，在验证 CO2 之前，须除尽 SO2 气体，所以 A 装置用来除去 SO2，B 装置用来检验是否除 尽，M 装置应放在 B、C 之间。若有 H2，CuO 应由黑变红，CuSO4 由白变蓝。 4．王老师在用酒精喷灯做“铁与水蒸气反应”后，该校高一化学研究性小组同学对得到的 黑色固体物质进行了如下实验： （1）甲同学认为：该黑色固体为四氧化三铁。请写出黑色固体溶于稀盐酸的化学方程式 ____________； （2）乙同学提出：根据上述实验现象甲同学的观点不可靠，理由是__________； （3）深红色溶液 C 放置一段时间后，发现红色褪去。关于溶液褪色的原因，同学们纷纷猜 想： 假设一：氯水有强氧化性，将溶液中的 SCN—氧化； 假设二：空气中有还原性物质，将 ； 假设三：氯水有极强的氧化性，将 ； 基于假设一，为验证合理与否，可选用试剂：浓硫酸、1.0mol·L-1HNO3、1.0mol·L-1 盐酸、 1.0mol·L-1NaOH、0.lmol·L-1FeC13、0.lmol·L-1 CuSO4、20%KSCN、蒸馏水。 实验操作 预期现象 结论 取少量褪色后的溶液， 说明假设一是合理的 （4）乙同学用酒精灯加热做铁与水蒸气反应的实验，也得到了黑色固体，它不能被磁铁吸 引，当加入盐酸溶解该固体时，溶液呈浅绿色，再滴加 KSCN 溶液不变色。由此她认为生成 该固体的化学方程式为 。 【答案】（1）Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O （2）该固体不一定只是 Fe3O4，当黑色固体是 Fe3O4 和 FeO，或 Fe3O4 和 Fe，或 Fe3O4、FeO 和 Fe 时，也都有上述现象。 （3）溶液中的 Fe3+被还原为 Fe2+ 溶液中的+3 铁被氧化成更高价态的铁 实验操作 预期现象 取少量褪色的溶液，滴加 20%KSCN 溶液 如果溶液变红色 或取少量褪色后的溶液，加入 0.1mol/LFeCl3 溶液 或如果溶液不变红色 （4）Fe+H2O=FeO+H2 【解析】（1）四氧化三铁可以写作 Fe2O3·FeO，所以四氧化三铁与盐酸反应的化学方程式为 Fe3O4+8HCl＝2FeCl3+FeCl2+4H2O。 （2）由于该黑色固体不一定只是 Fe3O4，当黑色固体是 Fe3O4 和 FeO，或 Fe3O4 和 Fe，或 Fe3O4、 FeO 时，也都有上述现象，所以结论是不准确的。 （3）溶液显红色，是因为 Fe3+离子与 SCN-反应而显色。如果红色逐渐褪色，则可能的原因 是氯水有强氧化性，将溶液中 SCN-氧化；或者空气中有还原性物质，将溶液中 Fe3+还原为 Fe2+； 或者氯水有极强的氧化性，将溶液中的+3 价铁氧化为更高的价态。如果是由于氯水有强氧 化性，将溶液中的 SCN-氧化，则可以向反应后的溶液中继续加入足量的 KSCN 溶液，如果溶 液显红色，则说明假设 1 是正确的。或者取少量褪色后的溶液，加入加入 0.1mol/LFeCl3 溶 液，如果溶液不变红色，则假设 1 是正确的。 （4）不能被磁铁吸收，说明没有铁。当加入盐酸溶解该固体时，溶液呈浅绿色，再滴加 KSCN 溶液不变色，这说明溶液中含有 Fe2+，因此黑色固体是 FeO。故， Fe+H2O=FeO+H2。 5．碳酸钠俗称纯碱，其用途很广。实验室中，用碳酸氢铵和饱和食盐水可制得纯碱。各物 质在不同温度下的溶解度见表。 实验步骤 Ⅰ、化盐与精制：①粗盐（含 Ca2＋、Mg2＋、SO4 2-）溶解；②加入足量 NaOH 和 Na2CO3 溶液，煮 沸；③过滤；④加入盐酸调 pH 至 7。 Ⅱ、转化：①将精制后的食盐溶液温度控制在 30~35℃之间；在不断搅拌下，加入研细的碳 酸氢铵；保温，搅拌半小时；②静置，a 、b ；③得到 NaHCO3 晶体。 Ⅲ、制纯碱：将得的 NaHCO3 放入蒸发皿中，在酒精灯上灼烧，冷却到室温，即得到纯碱。 完成下列填空： （1）“化盐与精制”可除去的粗盐中的杂质离子是 。 （2）“转化”的离子方程式是 。 （3）“转化”过程中，温度控制在 30~35℃之间的加热方式是 ；为什么温 度控制在 30~35℃之间? 。 （4）a、b 处的操作分别是 、 。 （5）实验室制得的纯碱含少量 NaCl 还可能含少量 NaHCO3，为测定纯碱的纯度，用电子天平 准确称取样品 G 克，将其放入锥形瓶中用适量蒸馏水溶解，滴加 2 滴酚酞，用 c mol/L 的标 准盐酸滴定至溶液由浅红色变成无色且半分钟不变，滴定过程中无气体产生，所用盐酸的体 积为 V1mL。此时发生的反应为： CO3 2-＋H＋→HCO3 - ①样品中碳酸钠质量百分含量的表达式是 。 ②向锥形瓶溶液中继续滴加 2 滴甲基橙，用同浓度的盐酸继续滴定至终点，所用盐酸的体积 为 V2mL。滴定终点时溶液颜色的变化是 ；根据实验数据，如何判断样品含 NaHCO3 。 【答案】（1）Ca2＋、Mg2＋ （2）Na＋＋HCO3 -→NaHCO3↓ （3）水浴加热；温度过高造成 NH4HCO3 分解，温度过低 NH4HCO3 的溶解度小 （4）过滤洗涤 （5）①Na2CO3%=（106cV1×10-3）/G ②黄色变为橙色且半分钟不变；V2＞V1 则含有 NaHCO3 【解析】（1）足量 NaOH 可以除去 Mg2+；Na2CO3 可以除去 Ca2+； （2）Na＋＋HCO3 -→NaHCO3↓ （3）根据水浴加热，温度易控制且受热均匀；温度过高造成 NH4HCO3 分解，温度过低，NH4HCO3 的溶解度小； （4）NH4HCO3 与 NaCl 反应生成 NaHCO3，便有晶体析出，然后过滤、洗涤可得到 NaHCO3。 （5）①酚酞做指示剂，用浓度为 cmol/LHCl 溶液滴定至溶液由红色变成无色，说明 CO3 2-＋H ＋→HCO3 -反应达到终点，所用盐酸的体积为 V1mL，则碳酸钠的质量为 106cV1×10-3g,其质量分 数是（106cV1×10-3）/G。 ②用甲基橙做指示剂，继续用 HCl 滴定至溶液由黄色变成橙色，则 HCO3 -+H+=CO2+H2O 反应达 到终点，所用 HCl 的体积为 V2，如果 V1=V2，只有 Na2CO3；如果 V2＞V1，则含有 NaHCO3。 6．某研究小组模拟工业处理电镀含氰废水并测定处理的效率，利用下图所示装置进行实验。 将 CN－的浓度为 0.2 mol·L－1 的含氰废水 100 mL 与 100 mL NaClO 溶液（过量）置于装置② 三颈烧瓶中，充分反应。打开分液漏斗活塞，滴入 100 mL 稀 H2SO4，关闭活塞。 已知装置②中发生的主要反应依次为： CN－+ ClO－=CNO－+ Cl－ 2CNO－+2H+ +3C1O－=N2↑+2CO2↑+3C1－+H2O （1）①和⑥的作用是 。 （2）装置②中，生成需由装置③除去的物质的离子方程式为 。 （3）反应结束后，缓缓通入空气的目的是 。 （4）为计算该实验中含氰废水被处理的百分率，需要测定 的质量。 （5）已知 CN-的处理效率可高达 90%，产生的 CO2 在标准状况下的体积为 。 【答案】（1）排除空气中 CO2 对实验的干扰 （2）ClO－+Cl－+2H+=Cl2↑+H2O （3）使装置内残留的 CO2 全部进入装置⑤而被吸收 （4）装置⑤反应前后的质量或沉淀 （5）0.4L 【解析】（1）①和⑥的作用是排除空气中 CO2 对实验的干扰。 （2）已知反应条件，有氯离子生成，又次氯酸有很强的氧化性，所以，ClO － +Cl － +2H+=Cl2↑+H2O。 （3）使装置中残留的 CO2 全部进入装置⑤而被吸收。 （4）通过测定碱石灰的质量的变化测得 CO2 的质量，根据关系式计算含氯废水处理百分率， 则需要测定装置⑤反应前后的质量。 （5）由 CN-+ClO-=CNO-+Cl- 2CNO-+2H++3ClO-=N2+2CO2+3Cl-+H2O，又因为 n（CN-）=0.02mol，转化率为 0.9。由关系式可知，产生的 CO2 的体积是 0.4L。 7．氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。某研究小组用粗铜（含杂 质 Fe）按下述流程制备氯化铜晶体（CuCl2·2H2O）。 （1）实验室采用如下图所示的装置，可将粗铜与 Cl2 反应转化为固体 1（加热仪器和夹持装 置已略去）。 ① 仪器 A 的名称是 。 ② 装置 B 中发生反应的离子方程式是 。 ③如果浓盐酸不能顺利滴下，可能的原因是 。 ④装置Ⅳ中盛装的试剂是 ，其作用是 。 （2）在 CuCl2 溶液转化为 CuCl2·2H2O 的操作过程中，发现溶液颜色由蓝色变为黄绿色。小 组同学欲探究其原因。 已知：在氯化铜溶液中有如下转化关系： (aq) +4Cl－(aq) (aq) +4H2O(l) 蓝色 黄色 ①上述反应的化学平衡常数表达式是 K= 。 ②现欲使溶液由黄色变成蓝色，请写出两种可采用的方法 a． b 。 （3）由 CuCl2 溶液得到 CuCl2·2H2O 的过程中要加入盐酸的目的是 。 【答案】（1）①分液漏斗 ②MnO2+4H++3Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O ③分液漏斗的上口瓶塞没有打开 ④NaOH 溶液 吸收未反应的氯气，防止污染 （2） ①K=c( )/c( )c4(Cl-) ② a 加水稀释 b AgNO3 溶液 （3）抑制铜离子的水解，提高产品的产率。 【解析】（1）氯气有毒，必须进行尾气处理 （2）变为蓝色则平衡向逆方向移动，可以加水，增加生成的浓度，也可以加入 AgNO3 溶液 减少 Cl-浓度。 （3）Cu2+易发生水解，加热促进水解，同时 HCl 易挥发，也促进水解，所以直接加热得不到 氯化铜晶体。 8．实验室模拟回收某废旧含镍催化剂（主要成分为 NiO，另含 Fe2O3、CaO、CuO、BaO 等） 生产 Ni2O3。其工艺流程为： （1）根据图Ⅰ所示的 X 射线衍射图谱，可知浸出渣含有三种主要成分，其中“物质 X” 为 。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系，当浸出温度高于 70℃时，镍的浸出 率降低，浸出渣中 Ni(OH)2 含量增大，其原因是 。 （2）工艺流程中“副产品”的化学式为 。 （3）已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的 pH 如下表： 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Ni(OH)2 开始沉淀的 pH 1.5 6.5 7.7 沉淀完全的 pH 3.7 9.7 9.2 操作 B 是为了除去滤液中的铁元素，某同学设计了如下� � 验方案：向操作 A 所得的滤液中 加入 NaOH 溶液，调节溶液 pH 为 3.7～7.7，静置，过滤。请对该实验方案进行评价 （若原方案正确，请说明理由；若原方案错误，请加以改正）。 （4）操作 C 是为了除去溶液中的 Ca2+，若控制溶液中 F－浓度为 3×10－3mol·L－1，则 Ca2+的 浓度为 mol·L－1。（常温时 CaF2 的溶度积常数为 2.7×10－11） （5）电解产生 2NiOOH·H2O 的原理分两步： ①碱性条件下 Cl－在阳极被氧化为 ClO－； ②Ni2+被 ClO－氧化产生 2NiOOH·H2O 沉淀。 第②步反应的离子方程式为 。 【答案】（1）BaSO4 温度升高，Ni2+的水解程度增大 （2）CuSO4·5H2O （3）方案错误。在调节 pH 前，应先在滤液中加入 H2O2，使溶液中的 Fe2+氧化为 Fe3+ （4）3×10－6 （5）ClO－＋2Ni2+＋4OH－=2NiOOH·H2O＋Cl－ 由题意知，含镍催化剂与硫酸反应后，Ca2+和 Ba2+形成沉淀，通入硫化氢气体将 Cu2+沉淀，操 作 B 除去 Fe3+，操作 C 除去 Ca2+。最后加氯化钠电解硫酸镍溶液得到 2NiOOH·H2O。 【解析】（1）硫酸与氧化镍、氧化铁、氧化钙、氧化铜、氧化钡分别生成硫酸镍、硫酸铁、 硫 酸 钙 、 硫 酸 铜 和 硫 酸 钡 ， 硫 酸 钙 微 溶 、 硫 酸 钡 难 溶 ， 物 质 X 为 硫 酸 钡 。 Ni2++2H2O Ni(OH)2+2H+，温度升高，促进 Ni2+水解，Ni(OH)2 含量增大。 （2）硫灼烧生成二氧化硫、硫化铜灼烧生成氧化铜和二氧化硫。氧化铜与硫酸生成硫酸铜 溶液，结晶后得到胆矾晶体。 （3）若溶液中含有 Fe2+，调节 pH 为 3.7～7.7 时，Fe2+没有完全沉淀。所以加氢氧化钠溶液 调节 pH 时，应先加过氧化氢将 Fe2+完全氧化为 Fe3+。 （4）c(Ca2+)= = =3×10－6mol·L－1。 （5）Ni2+被 ClO－氧化产生 2NiOOH·H2O，ClO-被还原为 Cl-，根据得失电子相等和电荷守恒、 质量守恒配平 9．工业上以碳酸锰矿为主要原料生产 MnO2 的工艺流程如下： 有 关 氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的 pH 如下表： 氢氧化物 Al（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 Cu（OH）2 Pb（OH）2 Mn（OH）2 开始沉淀的 pH 3.3 1.5 6.5 4.2 8.0 8.3 沉淀完全的 pH 5.2 3.7 9.7 6.7 8.8 9.8 请问答下列问题： （1）酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是 。 （2）酸浸后的溶液中含有 Mn2+、 SO4 2-，另含有少量 Fe2+、Fe3+、A13+、Cu2+、Pb2+等，其除杂 过程如下： ①加入 MnO2 将 Fe2+氧化，其离子反应方程式为 。 ②加入 CaO 将溶 液的 pH 调到 5.2～6.0，其主要目的是 。 ③加入 BaS，除去 Cu2+、Pb2+后，再加入 NaF 溶液，除去 。 （3）从溶液 A 中回收的主要物质是 ，该物质常用作化肥。（4）MnO2 粗品中含 有少量 Mn3O4，可以用稀硫酸处理，将其转化为 MnSO4 和 MnO2，然后再用氧化剂将 Mn2+转化为 MnO2，制得优质 MnO2，写出 Mn3O4 与稀硫酸反应的化学方程式 。 【答案】（1）增大接触面积，加快反应速率（使反应更充分） （2）①2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O ②除去 Fe3+,A13+ ③Ca2+ （3）(NH4)2SO4 （4）Mn3O4+2H2SO4=2MnSO4+MnO2+2H2O 【解析】（1）将反应物粉碎的作用是增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分； （2）pH 调到 5.2～6.0，其主要目的是除去 Fe3+、A13+和部分 Cu2+； ③溶液中除去 Fe2+、Fe3+、A13+、Cu2+、Pb2+，但第②加入了 Ca2+，再加入 NaF 溶液，显然是除 去 Ca2+； （3）流程得到的是碳酸锰沉淀，溶液中主要剩余 NH4 +和 SO4 2-，故回收的物质是(NH4)2SO4。 （4）由 MnO2 粗品中含有少量 Mn3O4，可以用稀硫酸处理，将其转化为 MnSO4 和 MnO2，可知反 应物为 Mn3O4 和稀硫酸，生成物为 MnSO4 和 MnO2，反应方程式可写成：Mn3O4+H2SO4→MnSO4+MnO2， 根据原子守恒，还应有水生成，故可写出：Mn3O4+H2SO4→MnSO4+MnO2+H2O，利用化合价法和原 子守恒配平方程式得：Mn3O4+2H2SO4=2MnSO4+MnO2+2H2O 10．某工厂用软锰矿（含 MnO2 约 70％及 Al2O3）和闪锌矿（含 ZnS 约 80％及 FeS），共同生 产 MnO2 和 Zn（干电池原料）。 已知：①A 是 MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3 的混合液。 ②IV 中的电解反应式为 MnSO4+ZnSO4+2H2O MnO2+Zn+2H2SO4。 （1）A 中属于还原产物的是 。 （2）MnCO3、Zn2(OH)2CO3 的作用是 ；Ⅱ需要加热的原因是 ；C 的化学式是 。 （3）Ⅲ中发生的离子方程式为 ， ； （4）如果不考虑生产中的损耗，除矿石外，需购买的化工原料是 。 【答案】（1）MnSO4 （2）增大溶液的 pH，使 Fe3+和 Al3+均生成沉淀；促进 Fe3+、Al3+的水解；H2SO4 （3）Mn2++CO3 2-=MnCO3 2Zn2++2CO3 2-+H2O=Zn2(OH)2CO3↓+CO2↑ （4）纯碱和硫酸 【解析】（1）由已知信息条件知，Mn 元素化合价由+4 价降低为+2 价，民以 A 中还原产物为 MnSO4； （2）由工艺流程图知，MnCO3、Zn（OH）2CO3 的作用就是调节 pH，使 Fe3+和 Al3+均生成沉淀。 Fe3+、Al3+沉淀容易形成胶体，不利于氢氧化铝、氢氧化铁沉淀，所以Ⅱ加热的目的是加速沉 淀生成，防止胶体出现，并使形成胶体的氢氧化铝和氢氧化铁也生成沉淀；操作Ⅰ加热、浸 取需要硫酸，由②可知 C 为硫酸，循环利用。 （4）溶液 B 中含有 Mn2+、Zn2+，根据流程图，加入 Na2CO3 后，生成 MnCO3 和 Zn2(OH)2CO3，离 子方程式是，Mn2++CO3 2-=MnCO3，2Zn2++2CO3 2-+H2O=Zn2(OH)2CO3↓+CO2↑。 11．高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表 所示。 （1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如图所示： ①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是 。 ②反应 II 的离子方程式为 。 ③高铁酸钾在水中既能消毒杀菌，又能净水，是一种理想的水处理剂，它能消毒杀菌是因为 它能净水的原因是 。 ④已知 25℃时 Fe(OH)3 的 Ksp = 4.0×10-38，反应 II 后的溶液 c(Fe3+)=4.0×10-5mol/L,则需 要调整到 时，开始生成 Fe(OH)3（不考虑溶液体积的变化）。 （2）由流程图可见，湿法制备高铁酸钾时，需先制得高铁酸钠，然后再向高铁酸钠中加入 饱和 KOH 溶液，即可析出高铁酸钾。 ①加入饱和 KOH 溶液的目的是 。 ②由以上信息可知：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠 （填“大”或“小”）。 湿法 强碱性介质中，Fe(NO3)3 与 NaClO 反应生成紫红色高铁酸盐溶液 干法 Fe2O3、KNO3、KOH 混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和 KNO2 等产物 （3）干法制备 K2FeO4 的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 （4）高铁电池是正在研制中的可充电干电池，高铁电池具有工作电压稳定，放电时间长等 优点，有人以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫原料，以硫酸酸钾为电解质，用惰性电极设计 成高温下使用的电池，写出该电池正极电极反应式 。 【答案】（1）①减少高铁酸钾的溶解损失 ②3ClO-+10OH-+3Fe2+=2FeO4 2-+3Cl-+5H2O ③高铁酸钾（K2FeO4）有强氧化性；高铁酸钾的还原产物水解产生的 Fe(OH)3 胶体有吸附性， 使水澄清起净水作用。 ④3 （2）增大 K+浓度，促进 K2FeO4 晶体析出；小 （3）3：1 （4）2FeO4 2-+6e-+8SO3=2Fe2++8SO4 2- 【解析】（1）①为防止 K2FeO4 的溶解，可用异丙醇洗涤，所以答案是减少� � � 铁酸钾的溶 解损失。 ②ClO-在碱性条件下能将 Fe3+氧化为 FeO4 2-,其离子方程式是 3ClO-+10OH-+3Fe2+=2FeO4 2-+3Cl-+5H2O ③高铁酸钾在水中能消毒杀菌是因为它有强氧化性，净水的原因是高铁酸钾的还原物水解产 生 Fe(OH)3 胶体，具有吸附性，能使水澄清。 ④Ksp=c（Fe3+）c3（OH-）=4.0×10-38，所以 c3（OH-）=4.0×10-38/4.0×10-5=1.0×10-33，c（OH-） =1.0×10-11，pH=3； （2）①加入饱和的 KOH 溶液的目的是增大 K+浓度，促进 K2FeO4 晶体析出； ②溶解度小的沉淀先析出来，所以高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠要小。 （3）干法制备 K2FeO4 的反应是 Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O，N 元素化合价降低， 是氧化剂，Fe 的化合价升高，是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比是 3：1； （ 4 ） 高 铁 酸 钾 得 电 子 ， 做 氧 化 剂 ， 所 以 在 正 极 反 应 的 是 FeO4 2- ， 电 极 反 应 是 ， 2FeO4 2-+6e-+8SO3=2Fe2++8SO4 2- 12．以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含 Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO 等。实验室模拟工业 以硫酸渣制备铁红（Fe2O3），过程如下： （1）硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是 ，写出酸溶过程 Fe2O3 与稀硫酸反应的离 子反应方程式 ； （2）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的 pH 的范围是 （部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表） 沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 开始沉淀 2.7 3.8 7.5 9.4 完全沉淀 3.2 5.2 9.7 12.4 （3）滤渣 A 的主要成分为 ，滤液 B 可以回收的物质有____________； （4）简述洗涤过程的实验操作 ； （5）已知硫酸渣质量为 w kg，假设铁红制备过程中，铁元素损耗 25%，最终得到铁红的质 量为 m kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为 （用最简分数表达式表示）。 【答案】（1）Al2O3 Fe2O3 + 6H+ ==2Fe3+ + 3H2O （2）3.2—3.8 （3）SiO2 Na2SO4 Al2(SO4)3 MgSO4 （4）沿玻璃棒向漏斗（过滤器）的沉淀加蒸馏水至淹没沉淀，静置使液体自然流出，重复 操作数次（3 次）至沉淀洗涤干净。 （5）14m/15w 【解析】（1）Al2O3 为两性氧化物，硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是 Al2O3；Fe2O3 与硫酸 反应生成 Fe2(SO4)3 和 H2O，离子方程式是 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O； （2）由题所给的数据可以看出，要使 Fe3+完全沉淀而其它离子不能沉淀，其 pH 范围是 3.2-3.8; （3）硫酸渣中 SiO2 不与硫酸反应,所以滤渣 A 的主要成分是 SiO2；加入 NaOH 调节 pH 后， Fe3+转化为 Fe(OH)3 沉淀，其它离子仍为硫酸盐，所以滤液 B 可以回收的物质有：Na2SO4、 Al2(SO4)3、MgSO4。 （4）利用蒸馏水洗涤的方法是，沿玻璃棒向漏斗（过滤器）的沉淀加蒸馏水至淹没沉淀， 静置使液体自然流出，重复操作数次（3 次）至沉淀洗涤干净。 （5）m kg 铁红含铁元素的质量为 112m/160，所以硫酸渣中铁元素质量分数为 14m/15w。 13．亚氯酸钠（NaClO2）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等，亚 氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下： （1）提高“反应 l”反应速率的措施有______________（写出一条即可）。 （2）“反应 2”的氧化剂是________，该反应的化学方程式为__________。 （3）采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”，原因是__________________。 （4）从 “母液”中可回收的主要物质是__________________________。 （5）“冷却结晶”后经_____________（填操作名称）即可获得粗产品。 【答案】（1）升高温度，增大吸收液浓度等。 （2）ClO2 H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2 （3）常压蒸发温度过高，亚氯酸钠容易分解； （4）Na2SO4 （5）过滤 【解析】（1）分析工艺流程图知，反应 1 为 SO2 气体与溶液的反应，根据影响反应速率的外 界条件，为提高反应速率，可升高温度、增大吸收液浓度等； （2）由流程图知，反应 2 为 H2O2、ClO2 和 NaOH 反应，生成 NaClO2，反应中 Cl 元素的化合 价由+4 价降低到+3 价，则 ClO2 做氧化剂，H2O2 做还原剂，H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2； （3）减压蒸发在较低温度下进行，主要防止常压蒸发温度过高，亚氯酸钠容易分解。 （4）氯酸钠与二氧化硫在酸性条件下发生氧化还原反应生成 ClO2 和 Na2SO4，则母液中会含 有 Na2SO4； （5）冷却结晶后需要从溶液中分离出固体，通常用过滤的方法。 14．甲酸钙广泛用于食品、化 工 、石 油 等 工 业 生 产 上 ，300～400℃左右分解。Ⅰ、实验 室制取的方法之一是：Ca(OH)2 +2HCHO + H2O2 = Ca(HCOO)2 + 2H2O + H2↑。 实验室制取时，将工业用氢氧化钙和甲醛依次加入到质量分数为 30-70%的过氧化氢溶液中 （投料物质的量之比依次为 1∶2∶1.2），最终可得到质量分数 98%以上且重金属含量极低的 优质产品。 （1）过氧化氢比理论用量稍多，其目的是 。 （2）反应温度最好控制在 30-70℃之间，温度不易过高，其主要原因是 。 （3）制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外，还要加入少量的 Na2S 溶液，加硫化钠的目的是 。 （4）实验时需强力搅拌 45min，其目的是 ；结束后需调节溶液的 pH 7～8， 其目的是 。最后经结晶分离、干燥得产品。 Ⅱ、某研究性学习小组用工业碳酸钙(主要成分为 CaCO3；杂质为：Al2O3、FeCO3) 为原料， 先制备无机钙盐，再与甲酸钠溶液混合制取甲酸钙。结合如图几种物质的溶解度曲线及表中 相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH 按金属离子浓度为 1.0 mol·L-1 计算)， 现提供的试剂有：a.甲酸钠，b.5mol·L－1 硝酸，c. 5mol·L－1 盐酸，d. 5mol·L－1 硫酸，e. 3%H2O2 溶液，f.澄清石灰水。 请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙的实验步骤 金属 离子 开始沉淀 的 pH 沉淀完全 的 pH Fe3＋ 1. 1 3. 2 Al3＋ 3. 0 5. 0 Fe2＋ 5. 8 8. 8 步骤 1.称取 13.6g 甲酸钠溶于约 20mL 水，配成溶待用，并称取研细的碳酸钙样品 10g 待用。 步骤 2. 。 步骤 3. 。 步骤 4.过滤后，将滤液与甲酸钠溶液混合，调整溶液 pH 7～8，充分搅拌，所得溶液经蒸发 浓缩、 、洗涤、60℃时干燥得甲酸钙晶体。 【答案】 Ⅰ（1）使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和产品纯度（2 分） （2）防止 H2O2 分解和甲醛挥发（2 分） （3）除去重金属离子（使重金属离子形成硫化物沉淀除去）（2 分） （4）使反应物充分接触，提高产率（2 分）；防止甲酸钙水解（或除去甲酸）（2 分） Ⅱ 用稍过量硝酸溶解碳酸钙样品（2 分）；用石灰水调整溶液 pH 5（2 分）；趁热过滤（1 分）。 或：用稍过量盐酸溶解碳酸钙样品（2 分）；滴入适量的 H2O2，并用石灰水调节溶液 pH 为 5 （2 分）；过滤（1 分）。 【解析】 试题分析：Ⅰ（1）化学反应中一种反应物过量目的是促进其他反应物充分反应，提高转化 率；（2）双氧水易分解，甲醛易挥发，所以温度不易过高；（3）题干中提出产品中重金属含 量极低，故该步是产生难溶的硫化物，除去重金属离子；（4）搅拌是使使反应物充分接触， 使其反应完全，提高产率；甲酸钙为碱性水解，溶液为弱碱性是抑制其水解；Ⅱ该实验首先 要去除杂质，同时生成可溶性钙盐，杂质中亚铁离子首先要氧化为铁离子（双氧水或硝酸）， 再生成氢氧化铁除去，铝离子也要生成碱除去，故调节 pH 为 5（用石灰水调节）；然后加入 甲酸钠溶液混合生成溶解度较小、随温度变化不明显是甲酸钙，经蒸发浓缩，得到甲酸钙固 体，趁热过滤，防止其它晶体析出。 考点：考查综合实验涉及实验操作目的、原理、步骤等有关问题。 15．以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α-氧化铝，既降低环境污染又可提高铝资源的利 用率。已知铝灰的主要成分为 Al2O3（含少量杂质 SiO2、FeO、Fe2O3），其制备实验流程如下： （1）铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为 。 （2）图中“滤渣”的主要成分为 (填化学式)。 （3）加 30%的 H2O2 溶液发生的离子反应方程式为 。 （4）煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为： 4[NH4Al(SO4)2·12H2O] 1240℃ 2Al2O3 + 2NH3↑+ N2↑+ 5SO3↑+ 3SO2↑+ 53H2O,将产生的 气体通过下图所示的装置。 ①集气瓶中收集到的气体是 (填化学式)。 ②足量饱和 NaHSO3 溶液吸收的物质除大部分 H2O（g）外还有 (填化学式)。 ③ KMnO4 溶 液 褪 色 （ MnO4 － 还 原 为 Mn2+ ）， 发 生 的 离 子 反 应 方 程 式 为 。 【答案】 （1）Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O（2 分） （2）SiO2（2 分） （3）2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O（2 分） （4）①N2 （2 分）②SO3、NH3 （2 分，缺漏不给分）。 ③2MnO4 － +5SO2 + 2H2O = 2Mn2+ + 5SO4 2－+4H+（2 分） 【解析】 试题分析：（1）氧化铝为两性氧化物与酸、碱均反应；（2）铁的氧化物和氧化铝溶于酸，二 氧化硅不溶形成滤渣；（3）溶液中的亚铁离子不易除去，需把其氧化为铁离子再沉淀除去； （4）①通过饱和亚硫酸氢钠溶液除去氨气、三氧化硫，通过高锰酸钾溶液除去二氧化硫气 体，故收集的气体为氮气；②SO3、NH3 均溶解于水与水反应；③KMnO4 溶液与二氧化硫反应， 二氧化硫被氧化为硫酸根离子。 考点：考查工业流程中的化学原理有关问题。 16．粗铜精炼后的阳极泥含有 Cu、Au（金）和 PbSO4 等杂质，湿法处理阳极泥进行综合利用 的流程如下： （1）用 CuSO4 做电解液电解含铜、金、铅的粗铜，阳极．．的电极反应式有： 和 Cu-2e-= Cu2+。 （2）焙烧阳极泥时，为了提高焙烧效率，采取的合理措施是 ，焙烧后的阳极泥 中除含金、PbSO4 外，还有 （填化学式）。 （3）操作 I 的主要步骤为 ，操作Ⅱ的名称是 。 （ 4 ） 写 出 用 SO2 还 原 AuCl4 - 的 离 子 方 程 式 。 （5）为了减少废液排放、充分利用有用资源，工业上将滤液 1 并入硫酸铜溶液进行循环操 作，请指出流程图中另一处类似的做法 。 （6）已知 298K 时，Ksp(PbCO3)=1.46×10-13，Ksp(PbSO4)= 1.82×10-8，用离子方程式表示 加入碳酸钠溶液的作用 。 【答案】（1）Pb-2e-+SO4 2-=PbSO4 (2 分)（答 Pb-2e-=Pb2+得 1 分) （2）将阳极泥粉碎，逆流焙烧等（2 分） CuO （2 分） （3）蒸发浓缩，降温结晶，过滤。（或继续）洗涤，干燥（2 分） 过滤（2 分） （4）2AuCl4 -+3SO2+6H2O=2Au+3SO4 2-+8Cl-+12H+ (3 分) （5）用滤液 2 溶解碱浸渣 （或并入硝酸中）。（2 分）（利用滤液 2，但循环错误的，扣 1 分） （6）PbSO4(s)+CO3 2-(aq) PbCO3(s)+SO4 2-(aq) （2 分，用“=”不扣分） 【解析】 试题分析：（1 电解精炼的粗铜作阳极会发生氧化反应，其中单质铜和活性的金属都会发生 溶解，因此粗铜中的铜和铅会发生失电子的氧化反应，电极反应式为：Pb-2e-+SO4 2-=PbSO4。 （2）由题干可知，用于焙烧的阳极泥的成分为 Cu、Au（金）和 PbSO4 等，所以在被烧过程 中铜被氧化为了 CuO，而 Au（金）和 PbSO4 均较稳定。要使焙烧效率提高，合理措施是把得 到的阳极泥充分的粉碎，增大接触面积，或把反应后的气体在次逆流焙烧，这样可以升高温 度且减少能耗。 （3）操作 I 的步骤是从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体，因此该步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、 过滤、洗涤、干燥等步骤。操作 II 是从酸浸渣（PbSO4）中得到碱浸渣（PbCO3），因此该操 作是过滤操作。 （4）SO2 还原 AuCl4 - 中还原剂和氧化剂都比较明确，因此很容易推测出氧化产物是 SO4 2- ， 还原产物是 Au。因此根据氧化还原反应得失电子守恒先缺项配平，然后根据电荷守恒再配 平，因此得到的反应方程式为：2AuCl4 -+3SO2+6H2O=2Au+3SO4 2-+8Cl-+12H+ 。 （5）滤液 1 是在结晶硫酸铜时剩下的滤液，还含有少量的未析出的硫酸铜，因此并入前面 的硫酸铜溶液进行循环，有利于充分利用。因此类似此处的做法，应该是流程中得到的另一 滤液 2。此滤液 2 是在硝酸铅溶液中加入硫酸生成硫酸铅沉淀并过滤走硫酸铅后剩下的溶液， 此溶液中 H+没有发生反应，因此还有大量的硝酸溶液，所以可以把此滤液当成硝酸加入前 面的碱浸渣中溶解碱浸渣，或者与前面碱浸渣步骤需要加入的硝酸合并加以利用。 （6）通过比较两种沉淀的溶度积，可以看出碳酸铅比硫酸铅更加难溶，因此往硫酸铅中加 入碳酸钠，发生的是沉淀溶解转化的反应，所以离子方程式要注意标明状态，最好弄可逆号， 所以方程式为：PbSO4(s)+CO3 2-(aq) PbCO3(s)+SO4 2-(aq)。 考点：本题考查的简单的化学工艺流程题，主要包括电极反应式、氧化还原反应方程式、溶 解平衡表达式的书写。 17． “结晶玫瑰”具有强烈的玫瑰香气，是一种很好的定香剂。其化学名称为“乙酸三氯 甲基苯甲酯”通常用三氯甲基苯基甲醇和醋酸酐为原料制备： 已知： 三氯甲基苯基甲醇 式量：224.5。无色液体。不溶于水，溶于乙醇。 醋酸酐 无色液体。溶于水形成乙酸，溶于乙醇。 结晶玫瑰 式量：267.5。白色至微黄色晶体。熔点：88℃。不溶于水，溶于乙 醇，70℃时在乙醇中溶解度为 a g。 醋酸 无色的吸湿性液体，易溶于水、乙醇。 加料 加热 3 小时，控制 温度在 110℃ 粗产品 反应液倒 入冰水中 抽滤 请根据以上信息，回答下列问题： （1）加料时，应先加入三氯甲基苯基甲醇和醋酸酐，然后慢慢加入浓硫酸并 。待 混合均匀后，最适宜的加热方式为 （填“水浴加热”或“油浴加热”）。 （2）粗产品的成分是结晶玫瑰与少量____________________的混合物，设计了如下方案进 行提纯和检验，实验结果表明推测正确。请在答题卡上完成表中内容。 （3）某同学欲在重结晶时获得较大的晶体，查阅资料得到如下信息： 序号 实验方案 实验现象 结论 ① 将粗产品溶解在 中，按粗产品、溶剂的 质量比为 1: 混合，用水浴加热到 70℃回流 溶剂使粗产品充分溶解 得到无色溶液 ② 将步骤 1 所得溶液___________ ③ 干燥步骤 2 所得白色晶体， __________________ 白色晶体是结晶 玫瑰 •不稳定区出现大量微小晶核，产生 较多颗粒的小晶体； •亚稳过饱和区，加入晶种，晶体生 长； •稳定区晶体不可能生长 由信息可知，从高温浓溶液中获得较大晶体的操作为 。 （4）22.45g 三氯甲基苯基甲醇与足量乙酸酐充分反应得到结晶玫瑰 22.74g，则产率是____。 （保留两位有效数字） 【答案】（1）搅拌； 油浴加热 （2）三氯甲基苯基甲醇 序号 实验方案 实验现象 结论 无水乙醇 ；100/a ② 冷却结晶，抽滤。 ③ 加热使其融化，测其熔点； 白色晶体在 88℃左右、完全熔 化 （3）加入晶种，缓慢降温 （4）85% 【解析】 试题分析：（1）加料时，应先加入三氯甲基苯基甲醇和醋酸酐，然后慢慢加入浓硫酸并不断 用玻璃棒搅拌，使物质充分接触。待混合均匀后，由于反应温度在 110℃，所以要采用 110℃ 油浴加热的方式进行加热。（2）待反应完全后，反应液倒入冰水中降温，由于结晶玫瑰熔点 为 88℃，不溶于水；醋酸酐溶于水形成乙酸，而三氯甲基苯基甲醇不能在水中溶解，所以 粗产品的成分是结晶玫瑰与少量三氯甲基苯基甲醇。①结晶玫瑰与三氯甲基苯基甲醇都能在 乙醇中溶解，所以将粗产品溶解在乙醇中，结晶玫瑰在 70℃时在乙醇中溶解度为 a g。所以 按粗产品、溶剂的质量比为 1: 100/a 混合，用水浴加热到 70℃回流溶剂使粗产品充分溶解。 ②将步骤 1 所得溶液进行冷却结晶，然后抽滤即可得到较纯净的结晶玫瑰。③干燥步骤 2 所得白色晶体，加热测其熔点，看到白色晶体在白色晶体在 88℃左右、完全熔化。就证明 了该白色晶体是结晶玫瑰。（3）由信息可知，从高温浓溶液中获得较大晶体的操作为加入晶 种，缓慢降温。（4）三氯甲基苯基甲醇的物质的量为 22.45g ÷225.5g/mol=0.0996mol，所 以理论上得到的结晶玫瑰质量为 0.0996mol ×267. 5g/mol =26.63g.而实际得到的质量为 22.74g，所以产率为(22.74g÷26.63g)×100% =85%。 考点：考查反应条件的选择、物质在检验纯度的过程中的操作及现象的分析、纯度的计算的 知识。 18．锶（Sr）为第五周期ⅡA 族元素，其化合物六水氯化锶（SrCl2·6H2O）是实验室重要的 分析试剂，工业上常以天青石（主要成分为 SrSO4）为原料制备，生产流程如下： 已知：① 经盐酸浸取后，溶液中除含有 Sr2+和 Cl－外，还含有少量 Ba2+杂质； ② SrSO4、BaSO4 的溶度积常数分别为 3.3×10－7、1.1×10－10； ③ SrCl2·6H2O 的摩尔质量为：267 g/mol。 （1）天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是_________________________________________。 （2）隔绝空气高温焙烧，若 0.5 mol SrSO4 中只有 S 被还原，转移了 4 mol 电子。写出该 反应的化学方程式：_____________________________________________。 （3）为了得到较纯的六水氯化锶晶体，过滤 2 后还需进行的两步操作是_______________。 （4）加入硫酸的目的是______________________。为了提高原料的利用率，滤液中 Sr2+的 浓度应不高于_________ mol/L（注：此时滤液中 Ba2+浓度为 1×10－5 mol/L）。 （5）产品纯度检测：称取 1.000 g 产品溶解于适量水中，向其中加入含 AgNO3 1.100×10－2 mol 的 AgNO3 溶液（溶液中除 Cl―外，不含其它与 Ag+反应的离子），待 Cl―完全沉淀后，用含 Fe3+ 的溶液作指示剂，用 0.2000 mol/L 的 NH4SCN 标准溶液滴定剩余的 AgNO3，使剩余的 Ag+ 以 AgSCN 白色沉淀的形式析出。 ①滴定反应达到终点的现象是_________________________________________。 ②若滴定过程用去上述浓度的 NH4SCN 溶液 20.00 mL，则产品中 SrCl2·6H2O 的质量百分含量 为______________（保留 4 位有效数字）。 【答案】（1）天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是为了增加反应物的接触面积，提高化学反 应速率。 （2）SrSO4 + 4C 高温 SrS + 4CO↑ （3）洗涤、干燥（或烘干） （4）除去溶液中 Ba2+杂质 0.03 （5）溶液由无色变为血红色，且 30 s 不褪色 93.45% 【解析】 试题分析：（1）天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是为了增加反应物的接触面积，提高化学 反应速率，从而提高原料的转化率。（2）在焙烧的过程中若只有 0.5 mol SrSO4 中只有 S 被 还原，转移了 4 mol 电子，则 1mol 的 S 转移 8mol 的电子，由于在反应前元素的化合价为+6 价，所以反应后元素的化合价为-2 价。因此碳与天青石在高温下发生反应 SrSO4 + 4C高温 SrS + 4CO↑，（3）然后向得到的含有 SrS 固体中加入 HCl 发生反应：SrS+2HCl= SrCl2+H2S↑， 将溶液蒸发浓缩、冷却结晶，然后从溶液中将晶体过滤出来，洗涤除去表面的杂质离子并进 行干燥即 SrCl2·6H2O。（4）在用 HCl 溶解 SrS 后的溶液中加入硫酸的目的是除去溶液中 Ba2+ 杂 质。 由于 在 Ba2+ 浓 度为 1×10 － 5 mol/L ， BaSO4 的 溶度 积常 数 为 1.1×10 － 10 ； 所以 c(SO4 2-)=1.1×10－10÷1×10－5=1.1×10－5mol/L。而 SrSO4 的溶度积常数为 3.3×10－7，所以 c(Sr2+)=3.3×10－7÷1.1×10－5=3.0×10－2=0.03mol/L。（5）若 NH4SCN 不再剩余的 Ag+ 结合形 成 AgSCN 白色沉淀，溶液中就会含有 SCN－，就会与 Fe3+产生络合物是溶液变为红色。因此滴 定 达 到 终 点 时 溶 液 由 无 色 变 为 血 红 色 ， 且 30 s 不 褪 色 。 n(NH4SCN)=0.2000 mol/L×0.02L=4.0×10-3mol，所以溶液中剩余的 Ag+的物质的量为 n(Ag+)=4.0×10-3mol,因 此与 Cl―反应的 Ag+的物质的量为 n(Ag+)=1.100×10－2 mol －4.0×10-3mol=7.0×10-3mol n(SrCl2·6H2O)=3.5×10-3mol,m(SrCl2·6H2O)= 3.5×10-3mol×267 g/mol=0. 9345g. 所以产 品纯度为 0. 9345g÷1g×100%=93.45%. 考点：考查物质的制备、混合物的分离物质纯度的计算的知识。 19．碱式氯化铝[ Al2(OH)nCl6-n ] 是利用工业铝灰和活性铝矾土为原料（主要含 Al、Al2O3、 SiO2 及铁的氧化物）经过精制加工而成，此产品活性较高，对工业污水具有较好的净化效果。 其制备流程如下： （ 1 ） 原 料 需要 粉 碎 ， 其 目的 是 ； 滤 渣 I 的 主 要 成分 是 ； （2）步骤①在煮沸过程中，溶液逐渐变为浅绿色，此时溶液中呈浅绿色的阳离子常采用加 入 试剂进行检验（填化学式）；随后溶液又变为棕黄色，相关 反应的离子．．方程式为 ； （3）步骤②中加入适量的 Ca(OH)2 并控制 pH，其目的：一是生成碱式氯化铝；二 是 ；已知碱式氯化铝的分散质粒子大小在 1~100 nm 之间，则区别滤液 I 与 碱式氯化铝两种液体的物理方法是 ；若 Ca(OH)2 溶液过量，则步骤③得到的碱式氯化 铝产率偏低，该反应的离子．．方程式为 ； （4）某温度下若 0.1 mol AlCl3 溶于蒸馏水，当有 2.5%水解生成 Al(OH)3 溶液时，吸收热量 Q kJ ，该过程的热化学反应方程式为 。 【答案】（1）增大反应物接触面积，加快溶解速率（提高 Al3+的浸出率）；SiO2 （或：二氧 化硅） ； （2）K3[Fe(CN)6] ； 4Fe2+ +O2 + 4H+＝ 4Fe3+ + 2H2O ； （3）除 Fe3+ ；观察是否有丁达尔效应 Al3+ + 4OH－＝AlO2 - + 2H2O ； （4）AlCl3(aq) + 3H2O(l) Al(OH)3(胶体) + 3HCl(aq) ΔH ＝+400Q kJ∕mol. 【解析】 试题分析：（1）原料都是固体，将固体物质粉碎，其目的是为了增大反应物接触面积，加快 溶解速率（提高 Al3+的浸出率）；Al、Al2O3、Fe2O3 等金属或金属氧化物都能溶于酸，滤渣 I 的主要成分是（2）步骤①在煮沸过程中，溶液逐渐变为浅绿色，此时溶液中呈浅绿色的阳 离子 Fe2+常采用加入 K3[Fe(CN)6]溶液的方法来检验。随后溶液会被空气中的氧气氧化变为 Fe3+,而使溶液又变为棕黄色，相关反应的离子方程式为 4Fe2+ +O2 + 4H+＝ 4Fe3+ + 2H2O。（3） （3）步骤②中加入适量的 Ca(OH)2 并控制 pH，其目的：一是生成碱式氯化铝；二是使 Fe3+ 转化为 Fe(OH)3 沉淀除去。由于碱式氯化铝的分散质粒子大小在 1~100 nm 之间，所以属于 胶体；而滤液则属于溶液。因此区别滤液 I 与碱式氯化铝两种液体的物理方法是利用胶体的 性质，观察是否有丁达尔效应，有观察是否有丁达尔效应的就是胶体，否则就是滤液。若 Ca(OH)2 溶液过量，则会发生反应 Al3+ + 4OH－＝AlO2 - + 2H2O，导致步骤③得到的碱式氯化铝 产率偏低。（4）某温度下若 0.1 mol AlCl3 溶于蒸馏水，当有 2.5%水解生成 Al(OH)3 溶液时， 吸收热量 Q kJ ，该过程的热化学反应方程式为 AlCl3(aq) + 3H2O(l) Al(OH)3(胶体) + 3HCl(aq) ΔH ＝+400Q kJ∕mol. 考点：考查影响化学反应速率的因素、离子的检验、物质的鉴别、胶体遇溶液的区别、热化 学方程式的书写的知识。 20．某化学小组用下图装置电解 CuCl2 溶液制少量漂白液： （1）其阳极的反应式是： ；导气管 W 端应与出气口 连接。 （2）实验后发现阴极碳棒上除了附着有红色物质，还附着有少量白色物质。 查阅资料显示： 物质名称及化学式 氯化亚铜 CuCl 碱式氯化铜 Cu2( OH)3Cl 性质 白色固体、不溶水 绿色固体、不溶水 化学小组分析提出：①红色物质可能有 、或 Cu2O、或二者都有；②白色物质为 CuCl （3）为探究阴极碳棒上附着的红色、白色物质，设计了如下实验： 取出阴极碳棒，洗涤、干燥、称其质量为 W1g ，并将其放入下图所示装置 b 中， 进行实验。实验中，碳棒上的白色物质完全变为红色，无水硫酸铜不变色，d 中出现白色沉 淀；实验结束时，继续通 H2 直至碳棒冷却后，称量其质量为 W2g 。 ①碳棒上的红色物质是 ，无水硫酸铜的作用是 ； ②d 中反应的离子方程式是 ； ③装置 b 中发生反应的化学方程式是 。 ④ 电 解 CuCl2 溶 液 时 ， 阴 极 上 产 生 白 色 物 质 的 原 因 用 电 极 反 应 式 解 释 为 。 ⑤阴极上产生白色物质的物质的量是 ；若装置 b 冷却时不继续通 H2，则计算所得 Cu+的产率会 （偏大、偏小、不变）。 【答案】（1）2Cl- - 2e- = Cl2↑； X （2）Cu （3）① 铜，检验红色物质中有无 Cu2O； ②Ag++Cl- = AgCl↓ ③2CuCl+H2 2Cu+2HCl ④Cu2+ + e- +Cl- = CuCl↓ ⑤（W1-W2）/35.5 mol；偏小 【解析】 试题分析：（1）用惰性电极电解 CuCl2 溶液时，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 的原则。阴离子在阳极放电。由于阴离子的放电能力 Cl->OH-.其阳极的反应式是：2Cl- - 2e- = Cl2↑；X 为阳极 Y 为阴极。导气管 W 端应与出气口 X 连接，发生反应 Cl2＋2NaOH=NaCl＋ NaClO＋H2O，而制取了消毒液。(2)①红色物质可能有 Cu; （3）①实验中，碳棒上的白色物 质完全变为红色，无水硫酸铜不变色，证明在红色物质中不含 O 元素，也就不含 Cu2O；d 中 出现白色沉淀证明产生了 AgCl 沉淀。此时碳棒上的红色物质是铜, 无水硫酸铜的作用是检 验红色物质中有无 Cu2O。②d 中反应的离子方程式是 Ag++Cl- = AgCl↓。③在装置 b 中发生 反应的化学方程式是 2CuCl+H2 2Cu+2HCl。④ 电解 CuCl2 溶液时，阴极上产生白色物质 的原因是 Cu2+ + e- +Cl- = CuCl↓。⑤根据元素守恒可知在阴极上产生白色物质的物质的量 应该等于 Cu 的物质的量。其物质的量是（W1-W2）/35.5 mol；若装置 b 冷却时不继续通 H2， 则一部分 Cu 就会被空气中的氧气氧化而使 W2 偏大，则按照（W1-W2）/35.5 计算所得 Cu+的产 率会偏小。 考点：考查电解原理的应用、电极式的书写、物质的成分的确定、某物质含量的测定及误差 分析的知识。 21．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品及精制的流程： 已知：Br2 是易挥发、深红棕色的液体；氢溴酸是易挥发、无色液体。 根据上述流程回答下列问题： （1）反应室①中发生反应的化学方程式为 。 （2）反应室①使用冰水的目的 。 （3）操作 I 的名称 ，操作Ⅱ用到的玻璃仪器有 。 （4）反应室②中加入 Na2SO3 的目的是 。 （5）工业生产中制得的氢溴酸带有淡淡的黄色。于是甲乙两同学设计了实验加以探究： ①甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含 Fe3 ＋ ，则用于证明该假设所用的试剂 为 ，若假设成立可观察到的现象为 。 ②乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为 ，其用于证明该假设成立的方法 为 。 【答案】（1）SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr （2）防止 Br2 和 HBr 挥发 （3）蒸馏；漏斗、玻璃棒、烧杯。 （4）还原粗品中的 Br2 （5）①KSCN 溶液，氢溴酸遇 KSCN 溶液变红色；②氢溴酸中含有 Br2，用玻璃棒蘸取制得的 氢溴酸，点在湿润淀粉 KI 试纸上变蓝（或用胶头滴管取制得的氢溴酸于试管中，滴加 CCl4、 振荡、静止，下层呈橙红色），证明因含 Br2 而显黄色。 【解析】 试 题 分 析 ：（ 1 ） 反 应 室 ① 中 SO2 和 Br2 在 冰 水 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr。（2）反应室①使用冰水的目的是为了防止 Br2 和 HBr 挥发而污染空 气，影响操作。（3）操作 I 是分离互溶的沸点不同的液体物质的操作。名称是蒸馏。操作Ⅱ 用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯。（4）反应室②中加入 Na2SO3 的目的是为了消耗为反 应的 Br2，提高物质的纯度。（5）工业生产中制得的氢溴酸带有淡淡的黄色。①甲同学假设 工业氢溴酸呈淡黄色是因为含 Fe3＋。检验的方法是取少量的溶液，向其中滴加几滴 KSCN 溶 液，若工业氢溴酸遇 KSCN 溶液变红色；就证明含有 Fe3＋；否则就吧含有 Fe3＋。②乙同学假 设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有 Br2。检验的方法是利用其强氧化性。用玻璃棒蘸取制得 的氢溴酸，点在湿润淀粉 KI 试纸上变蓝（也可以利用其在有机溶剂中的溶解度大的性质。 用胶头滴管取制得的氢溴酸于试管中，滴加 CCl4、振荡、静止，下层呈橙红色），证明因含 Br2 而显黄色。 考点：考查 SO2 和 Br2 的性质、混合物的分离方法、操作、Fe3＋和 Br2 的检验方法的知识。 22．建筑工地常用的 NaNO2 因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知 NaNO2 能发生如下反应： （1）配平上述反应方程式，将系数填入方框中。 （2）上述反应的氧化剂是 ，若反应中有 5 mol 电子转移，则生成 NO 在标准状况 下的体积是 L。 （3）根据上述反应，可用试纸和生活中常见的物质进行实验，以鉴别 NaNO2 和 NaCl，可选 用的物质有：①水；②碘化钾淀粉试纸；③淀粉；④白酒；⑤食醋，进行实验，下列几组合 适的是 。 A．③⑤ B．①②④ C．①②⑤ D．①②③⑤ 【答案】（1）2NaNO2 + 4HI ＝2NO + I2 +2 NaI +2 H2O （2）NaNO2；112 （3）C 【解析】 试题分析：（1）根据得失电子守恒法配平方程式，亚硝酸钠中 N 为+3 价，反应后降为+2 价； HI 中 I 为-1 价，反应后成为单质升高为 0 价，所以答案为 2NaNO2 + 4HI ＝2NO + I2 +2 NaI +2 H2O； （2）氧化剂是元素化合价降低的物质，所以氧化剂是 NaNO2；每生成 1molNO,则转移 1mol 电子，若反应中有 5 mol 电子转移，则生成 5molNO,标准状况下的体积是 112L； （3）根据（2）可知，亚硝酸钠在酸性条件下，可以氧化碘离子为碘单质，碘遇淀粉变蓝色， 所以选择的一组试剂是 C。 考点：考查氧化还原反应方程式的配平及计算，氧化剂的判断，物质的 鉴别 23． 提示：在本实脸条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化：高锰酸钾的还原产物是 MnO2 回答下列问题： （1）反应②中除掉的杂质离子是 ，发生反应的离子方程式 为 ；在加高锰酸钾溶液前，若 pH 较低， 对除杂的影响是 。 （ 2 ） 反 应 ③ 的 反 应 类 型 为 ， 过 滤 得 到 的 滤 渣 中 ， 除 了 过 量 的 锌 外 还 有 。 （ 3 ） 反 应 ④ 形 成 的 沉 淀 要 用 水 洗 ， 检 验 沉 淀 是 否 洗 涤 干 净 的 方 法 是 。 （4）反应④中产物的成分可能是 ZnCO3·xZn(OH)2 取干操后的滤饼 11.2g，煅烧后可得到产 品 8.1g，则 x 等于 。 【答案】（1）Fe2＋和 Mn2＋； MnO4 －＋3Fe2＋＋7H2O=MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋； 3Mn2＋＋2MnO4 －＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋；不会形成 Fe(OH)3 和 MnO2 沉淀。或无法除去 Fe2＋和 Mn2 ＋； （2）置换反应；Ni （3）取最后一次洗涤液少量，滴入稀盐酸，加入氯化钡溶液，没有白色沉淀生成，证明洗 涤干净。 （4）1 【解析】 （1）根据题意，Ni（Ⅱ）不能被氧化，反应②中除掉的杂质离子是 Fe2+和 Mn2+，发生的离子 方程式为 MnO4 -+3Fe2++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+、2MnO4 -+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+；加高锰酸 钾溶液前，若 pH 较低，铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质； （2）反应③为锌与镍离子的发生反应得到锌离子和镍，反应类型为置换反应；得到的滤渣 中，除了过量的锌外还有金属镍。 （3）取最后一次少量水洗夜于试管中，滴入 1～2 滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色 沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净。 （4）根据关系式 ZnCO3•xZn（OH）2 ～（x+1）ZnO 125+99x 81（x+1） 11.2g 8.1g 解得：x=1 24．为了回收利用钢铁生产过程中产生的 SO2，工业上采用软锰矿（主要成分 MnO2）脱硫同 时制取硫酸锰技术，其流程示意图如下： 已知：浸出液的 pH 接近 4，其中的金属离子主要是 Mn2＋，还含有少量的 Fe2＋。完成下列填 空。 （1）写出浸出过程中主要反应的化学方程式： 。 （2）浸出过程的副反应之一是部分 SO2 被氧化为硫酸，致使浸出液的 pH 下降，这将 （“有 利”、“不利”）于软锰矿浆继续吸收 SO2。欲消除生成的硫酸，试剂 A 最好是 。 a．MnCO3 b．MnO2 c．CaO d．CaCO3 （3）操作 I 的目的是除去浸出液中的 Fe2＋，MnO2 在氧化 Fe2＋的同时还 ，使 Fe3＋沉淀。检验过滤后溶液中是否含有 Fe3+的操作是 。 （4）已知大于 27℃时，MnSO4·H2O 溶解度随温度上升而明显下降，则操作 II 的过程 为： 、 、洗涤、干燥。工业上为了充分利用锰元素，在流程中 可循环使用。 （5）通过煅烧 MnSO4·H2O 可制得生产软磁铁氧体材料的 MnxO4，如图是煅烧 MnSO4·H2O 时温 度与剩余固体质量变化曲线。该曲线中 A 段所表示物质的化学式为 ；MnxO4 中 x ＝ 。 【答案】（1）MnO2 + SO2 → MnSO4 (或 SO2 + H2O → H2SO3 MnO2 + H2SO3 → MnSO4+ H2O)（2 分） （2）不利（1 分）； a（1 分） （3）调节溶液 pH，促进 Fe3+水解生成 Fe(OH)3（1 分） 取上层清液，滴加 KSCN，若溶液不显血红色，则说明 Fe3+已沉淀完全（1 分） （4）蒸发浓缩、趁热过滤（2 分） 操作 II 后剩余的母液（1 分） （5）MnSO4（1 分） 3（2 分） 【解析】 试题分析：（1）低品位软锰矿浆的主要成分是 MnO2，通入 SO2 浸出液其中的金属离子主要是 Mn2+，则 MnO2 与 SO2 发生氧化还原反应，反应的化学方程式为 MnO2 + SO2 → MnSO4。 （2）溶液的 pH 下降，溶液的酸性增强，则不利于吸收 SO2。欲消除生成的硫酸，同时还不 能引入新的杂质，则试剂 A 最好是碳酸锰，二氧化锰与硫酸不反应，cd 会引入钙离子，答 案选 a。 （3）由于在沉淀铁离子的同时而不能减少锰离子，所以根据沉淀时的 pH 值可知，MnO2 在氧 化 Fe2＋的 同时还调节溶液 pH，促进 Fe3+水解生成 Fe(OH)3。铁离子能与 KSCN 溶液发生显 色反应，所以检验过滤后溶液中是否含有 Fe3+的操作是取上层清液，滴加 KSCN，若溶液不显 血红色，则说明 Fe3+已沉淀完全。 （4）由于大于 27℃时，MnSO4·H2O 溶解度随温度上升而明显下降，因此操作 II 的过程为蒸 发浓缩、趁热过滤；由于操作 II 后剩余的母液中还含有锰离子，所以工业上为了充分利用 锰元素，在流程中操作 II 后剩余的母液可循环使用。 （5）A 曲线时固体减少的质量为 101.4mg－90.60mg＝10.8mg，为原固体中结晶水的质量为 101.4 169 mg ×18＝10.8mg，所以 A 曲线对应的物质化学式为 MnSO4。MnxO4 的质量是 45.80mg， 则根据锰元素守恒可知101.4 169 ＝ 45.80 64 55x ×x，解得 x＝3。 考点：考查硫酸锰制备工艺流程的有关判断与计算 25．辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸 铜的工艺流程如下： （1）写出步骤“还原”中可能发生反应的离子方程式 、 。 （2）回收 S 过程中温度控制 50℃～60℃之间，不宜过高或过低的原因是 、 。 （3）气体 NOx 与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质，该物质的化学 式为 ；向滤液 M 中加入（或通入）下列 (填字母)物质，得到另一种 可循环利用的物质。 a．铁 b．氯气 c．高锰酸钾 d．盐酸 （4）保温除铁过程中加入 CuO 的目的是 、 ； （5）过滤③所得到的滤液，加入硝酸后，经操作 X、过滤④得到硝酸铜晶体。 硝酸的作用是 ； 操作 X 是 、 (填操作名称) 。 【答案】（1）Fe +2Fe3+→3Fe2+ Fe +Cu2+→Cu+Fe2+ （2）温度高苯容易挥发，温度低溶解速率小 （3）HNO3 （1 分） b （2 分） （4）调节溶液的 pH，使 Fe3+完全转化为 Fe(OH)3 沉淀 （5）抑制 Cu2+的水解（1 分） 蒸发浓缩、冷却结晶（2 分） 【解析】 试题分析：（1）辉铜矿与氯化铁溶液反应生成氯化铜、氯化亚铁和单质硫，二氧化硅不反应 与单质硫一起形成矿渣，滤液中含有铁离子、铜离子，所以加入铁粉反应的反应有 Fe +2Fe3+ →3Fe2+ 、Fe +Cu2+→Cu+Fe2+。 （2）苯是有机溶剂，易挥发，所以温度高苯容易挥发，而温度低溶解速率小，因此回收 S 过程中温度控制 50℃～60℃之间，不宜过高或过低。 （3）气体 NOx 与氧气混合后通入水中能生成硝酸，所以可循环利用的物质化学式为 HNO3。 滤液 M 是氯化亚铁，可以再转化为氯化铁而循环利用，所以该试剂应该是氯气，答案选 b。 （4）氧化铜是碱性氧化物，能与酸反应调节溶液的 pH 值，所以氧化铜的作用是调节溶液的 pH，使 Fe3+完全转化为 Fe(OH)3 沉淀而析出。 （5）硝酸铜溶液中的铜离子易水解，所以加入硝酸的作用是抑制 Cu2+的水解；从溶液中得 到硝酸铜晶体的实验操作应该是蒸发浓缩、冷却结晶。 考点：考查硝酸铜晶体制备实验的有关工艺流程的判断 26．V2O5 是接触法制硫酸的重要催化剂，工业上生产 V2O5 的工艺流程如下：请回答下列问题： （1）步骤①所得废渣的成分是 (写化学式)，它与 NaOH 溶液反应的离子反 应方程式为 。 （2）步骤②、③的变化过程可简化为(下式 R 表示 VO2+，HA 表示有机萃取剂)： R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)  2RAn(有机层)+nH2SO4(水层)， ①实验室中步骤②、③使用的主要仪器是 。 ②中萃取时必须加入适量碱，其原因是 。 （3）步骤③中 X 试剂为 ，步骤④的目的是 ，步骤⑤的离子方 程式为 。 （4）该工艺流程中，可以循环利用的物质有 和 。 【答案】（1）SiO2 SiO2+2OH‾=SiO3 2‾+H2O （2）①分液漏斗 ②加入碱中和硫酸，促进平衡正向移动，提高钒的萃取率[或类似表述，如提高 RAn（有机层） 的浓度、百分含量等] （3）H2SO4 将 VO2+氧化为 VO3 - NH3•H2O+ VO3 -=NH4VO3↓+OH‾ （4）氨气（或氨水） 有机萃取剂 【解析】 试题分析：（1）SiO2 不溶于水，所以步骤①所得滤渣的成分是 SiO2；SiO2 为酸性氧化物，与 NaOH 反应生成 Na2SiO3，离子方程式为：SiO2+2OH‾=SiO3 2‾+H2O （2）① 步骤②为萃取，步骤③为反萃取，用到的主要仪器为分液漏斗 ②步骤②中存在平衡：R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)  2RAn(有机层)+nH2SO4(水层)，加 入适量碱中和硫酸，促进平衡正向移动，提高钒的萃取率。 （3）步骤③为反萃取，得到的水溶液含 VO2+、SO4 2‾，所以 X 试剂为 H2SO4；根据化学流程图， 步骤④加入强氧化剂 KClO3，将 VO2+氧化为 VO3 -；步骤⑤加入 NH3•H2O 生成 NH4VO3 沉淀，所以 离子方程式为：NH3•H2O+ VO3 -=NH4VO3↓+OH‾ （4）步骤⑤需加入氨水，步骤⑥生成氨气，所以氨气（或氨水）可循环利用，步骤②为萃 取，步骤③为反萃取，所以有机萃取剂也可以循环利用。 考点：本题考查化学工艺流程的分析、基本仪器、平衡移动、离子方程式书写。 27．镁、铝、铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用 I：实验室采用 MgCl2、AlCl3 的混合溶液与过量氨水反应制备 MgAl2O4，主要流程如下： （1）已知 25℃时 Ksp[Mg(OH)2]=1．8×10-11，Ksp[Al(OH)3]=3×10-34，该温度下向浓度均为 0．01 mol·L-1 的 MgCl2 和 AlCl3 混合溶液中逐滴加入氨水，先生成 沉淀(填化学式)。 （2）高温焙烧时发生反应的化学方程式 ，洗涤沉淀时的方法是 。 （3）常温下如果向 AlCl3 饱和溶液中不断通人 HCl 气体，可析出 AlCl3·6H2O 晶体，结合化 学 平 衡 移 动 原 理 解 释 析 出 晶 体 的 原 因： 。 Ⅱ：某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量 气体。为此，他们设计了如下装置验证所产生的气体。 （1）G 装置的作用是 。 （2）证明有 SO2 生成的现象是 ，为了证明气体中含有氢气，装置 E 和 F 中加 入的试剂分别为 、 。 （3）若将铁丝换成铜丝，反应后的溶液没有出现预计的蓝色溶液，而出现了大量白色固体， 原因是 。 【答案】I（1）Al(OH)3 （2）2Al(OH)3+Mg(OH)2=MgAl2O4+4H2O （2 分） 向置于过滤器上的沉淀加蒸馏水至完全没过 沉淀，待其自然流尽后，重复二到三次即可（2 分） （3）AlCl3 饱和溶液中存在溶解平衡：AlCl3•6H2O(s) Al3+(aq)+3Cl‾(aq)+6H2O(l)，通入 HCl 气体使溶液中 c(Cl‾)增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出 AlCl3•6H2O 晶体。（3 分） II（1）防止空气中的 H2O 进入 F（2 分） （2）酸性高锰酸钾溶液褪色（2 分） CuO、CuSO4（各 1 分） （3）浓硫酸中的水很少（2 分） 【解析】 试题分析：I（1）根据 Ksp[Mg(OH)2]可求出 Mg2+再转化为 Mg(OH)2 沉淀 OH‾浓度，c(Mg2+)•c2(OH ‾)=1．8×10-11，因为 c(Mg2+)=1/2c(OH‾)，则 1/2c3(OH‾)=1．8×10-11， Ksp[Al(OH)3]=1/3 c4(OH ‾)=3×10-34，比较可得恰好生成 Al(OH)3 时，OH‾浓度小，所以先生成 Al(OH)3 沉淀。 （2）根据流程图，高温焙烧时的反应物为 Mg(OH)2 和 Al(OH)3，生成物为 MgAl2O4 和 4H2O，配 平可得化学方程式：2Al(OH)3+Mg(OH)2=MgAl2O4+4H2O；沉淀洗涤的方法为：向置于过滤器上 的沉淀加蒸馏水至完全没过沉淀，待其自然流尽后，重复二到三次即可。 （3）AlCl3 饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：AlCl3•6H2O(s) Al3+(aq)+3Cl‾(aq)+6H2O(l)， 通入 HCl 气体使溶液中 c(Cl‾)增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出 AlCl3•6H2O 晶体。 II（1）因为该实验要检验是否有 H2O 生成，所以装置 G 盛放物质为碱石灰，作用是防止空 气中的 H2O 进入 F。 （2）SO2 具有还原性，能被酸性 KMnO4 溶液氧化，所以证明有 SO2 生成的现象是酸性高锰酸 钾溶液褪色；为了证明气体中含有氢气，装置 E 和 F 中加入的试剂分别为 CuO、CuSO4，若含 有 H2，H2 可把 CuO 还原为 Cu，生成的 H2O 能与 CuSO4 反应生成蓝色的 CuSO4•5H2O。 （3）浓硫酸中的水很少，CuSO4 没有溶解，以 CuSO4 固体的形式存在，为白色。 考点：本题考查化学流程的分析、化学方程式的书写、沉淀溶解平衡、化学实验方案的分析。 28．利用工业炼铜后的炉渣(含 Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)，制备无机高分子絮凝剂聚合氯化 铝和净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)。其工艺流程如下(部分操作和条件略)： Ⅰ．用稀盐酸浸取炉渣，过滤； Ⅱ．向滤液中加入过量 NaClO 溶液，调 pH 约为 3，过滤； Ⅲ．溶液进行减压蒸发等操作,甩干后送入聚合炉中进行高温聚合，……得到聚合氯化铝。 Ⅳ．将Ⅱ中得到沉淀洗涤、干燥,再与 NaClO 和 NaOH 反应，生成高铁酸钠。 （1）稀盐酸溶解 Fe2O3 的离子方程式是 。 （2）验证炉渣中含有 FeO 必要的化学试剂为 。 （3）已知：生成氢氧化物沉淀的 pH 物质 Fe(OH)3 Al(OH)3 Fe(OH)2 开始沉淀时 1．5 3．4 6．3 完全沉淀时 2．8 4．7 8．3 ①步骤Ⅱ中加入过量 NaClO，反应的离子方程式是 。 ②根据表中数据解释步骤Ⅱ中，调 pH 约为 3 的目的是 。 （4）该工业流程存在缺点，在步骤Ⅱ伴随着有氯气产生，此反应方程式是 。 （5）步骤Ⅲ中在减压蒸发与甩干操作之间，还需进行的操作是 。 （6）在步骤Ⅳ中，若该反应生成 166 g Na2FeO4 转移 3 mol 电子，则参加反应的还原剂和氧 化剂的物质的量之比是 。 【答案】（1）Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O (2 分) （2）稀硫酸、KMnO4 溶液 (或稀盐酸、K3[Fe(CN)6]溶液）(2 分) （3）①2Fe2+ + ClO- + 2H+ = 2Fe3+ + Cl- + H2O (2 分) ②pH 约为 3 时，Fe2+不能形成沉淀，将 Fe2+氧化为 Fe3+，可使铁完全沉淀。 (2 分) （4）ClO- + Cl- + 2H+ = Cl2 + H2O (2 分) （5）浓缩至饱和,冷却结晶(2 分) （6）2 : 3 (1 分) 【解析】 试题分析：（1）稀盐酸溶解 Fe2O3：Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O。 （2）验证 FeO 先要溶解，是盐酸，在证明 Fe2+的检验，可用 KMnO4 溶液的褪色实验或 K3[Fe(CN)6] 溶液蓝色沉淀实验。 （3）①步骤Ⅱ中加入过量 NaClO，将 Fe2+氧化，2Fe2+ + ClO- + 2H+ = 2Fe3+ + Cl- + H2O。 ②根据表中数据解释步骤Ⅱ中，调 pH 约为 3 的目的是 Fe2+不能形成沉淀，将 Fe2+氧化为 Fe3+， 可使铁完全沉淀。 （4）在步骤Ⅱ伴随着有氯气产生是因为：ClO- + Cl- + 2H+ = Cl2 + H2O。 （5）步骤Ⅲ中在减压蒸发与甩干操作之间，还需进行的操作是浓缩至饱和、冷却结晶。 （ 6 ） 在 步 骤 Ⅳ 中 发 生 反 应 ， 生 成 166 g Na2FeO4 转 移 3 mol 电 子 ， 3NaClO+4NaOH+2Fe(OH)3=2Na2FeO4+ 3NaCl + 5H2O。反应则参加反应的还原剂 Fe(OH)3 和氧化 剂 NaClO 的物质的量之比是 2:3。 考点：化学技术的应用问题。考查氧化铁的溶解、低价铁元素的检验，氢氧化物的沉淀调节， 晶体的制备方法等。 29．氨气是一种重要的工业产品，也是一种重要的化工原料。为研究氨气的制备及性质，某 学习小组进行了下面的探究活动： (1)实验室中往往采用熟石灰与氯化铵制备氨气，写出该反应的化学方程式(注明反应条 件) 。 (2)实验室中还可以采用如图 1 装置(略去了夹持装置)和药品快速制备氨气： ①甲同学不明白该方法中制备氨气的原理，于是学习小组内成员展开了讨论，得出了下面的 结论，其中不正确的是 (填字母序号)。 a．氨水中的 NH3·H2O 分解 b．氨水中存在可逆反应：NH3·H2O ＋OH－，NaOH 晶体使该可逆反应的平衡向 左移动 c．反应原理与铵盐、熟石灰制备氨气的反应原理相同 d．NaOH 溶于水放出热量，使 NH3·H2O 分解 ②乙同学取质量分数为 34%的 0.89 g·mL－1 的浓氨水 10 mL，用过量的 NaOH 与之混合，然 后用 500 mL 的烧瓶收集氨气。请你计算最多可收集满标准状况下的氨气 个烧 瓶。 (3)丙同学进行氨气的喷泉实验探究。 ①收集氨气时需要用干燥剂干燥，如图 2，装置 B 中盛装的干燥剂是 。 ②该同学利用图 3 装置，成功地完成了喷泉实验。请你简要地写出该同学操作的正确方 法： 。 【答案】 (1)2NH4Cl＋Ca(OH)2 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O (2)①c ②3 (3)①碱石灰 ②用一手指肚堵住塑料瓶上的小孔，然后轻轻挤压塑料瓶，将少量水挤入烧瓶， 手指肚离开小孔 【解析】(2)第二种制备氨气的方法中利用了一水合氨的分解反应，与铵盐、熟石灰的反应 原理不同；若 10 mL 34%的 0.89 g·mL－1 的浓氨水中的 NH3·H2O 全部分解，生成的 NH3 的物 质的量为 10 mL×34%×0.89 g·mol－1÷35 g·mol－1＝0.086 5 mol，标准状况下的体积为 0.086 5 mol×22.4 L·mol－1＝1.937 6 L，用体积为 0.5 L 的烧瓶收集时，因为最后一瓶 收集不满，故最多只能收集满 3 个烧瓶。(3)干燥管中只能盛装固体干燥剂，但氨气不能用 无水氯化钙干燥。 30．某化学兴趣小组利用某废弃的氧化铜锌矿制取活性 ZnO 实验流程如下： 请回答下列问题： （1）加入铁粉后发生反应的离子方程式为__________。 （2）甲、乙两同学选用下列仪器，采用不同的方法来制取氨气。 ①甲同学使用的药品是熟石灰与氯化铵，则应选用装置______（填写装置代号），生成氨气 的化学方程式为____________； ②乙同学选用了装置 B，则使用的两种药品的名称为_______________。 （3）H2O2 的作用是_____________。 （4）除铁过程中得到的 Fe(OH)3 可用 KClO 溶液在碱性环境将其氧化得到一种高效的多功能 水处理剂（K2FeO4），该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________。 （5）乙知溶液 a 中含有 CO3 2-、SO4 2-两种酸根阴离子，若只允许取用一次样品，检验这种离 子存在的实验操作过程为___________________。 【答案】 （1）Fe+Cu2+= Fe2++Cu （2）A 浓氨水和碱石灰（或生石灰或氢氧化钠固体） （3）将 Fe2+氧化成 Fe3+ （4）3：2 （5）取少量溶液 a 于试管中，滴加稍过量的盐酸，有无色气泡产生，则说明有 CO3 2-，继续 滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，说明有 SO4 2- 【解析】该试题是制 ZnO，第一步加入稀硫酸酸溶，矿物质溶解生成 Zn2+、Cu2+；第二步加入 还原性铁粉后，过滤，Cu2+被还原出来，同时溶液中增加了 Fe2+；第三步加入绿色氧化剂 H2O2， 把 Fe2+氧化成 Fe3+，通入氨水调节溶液的 pH，使 Fe3+转化为 Fe（OH）3；第四步，再次通入氨 气，加入 NH4HCO3，使溶液中 Zn2+生成碱式碳酸锌，过滤，焙烧，就可以得到活性 ZnO。分析 出工艺流程用意，是解答本题的关键。第（4）问要利用价态守恒去做，氧化剂与还原剂的 物质的量之比等于它们 1mol 得到、失去电子的反比；至于第（5）问，要注意的是“一次” 的含意，正确选择试剂和设计检验的步骤，本题具有开放性，只要合理就行。 31．草酸（乙二酸）可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备 草酸（含 2 个结晶水）的工艺流程如下： 回答下列问题： （1）CO 和 NaOH 在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别 为 。 （2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是 ，滤渣 是 ；过滤操作②的滤液是 和 ，滤渣 是 。 （ 3 ） 工 艺 过 程 中 ③ 和 ④ 的 目 的 是 。 （4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含 有的杂质主要是 。 （5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品 0.250g 溶于水中，用 0.0500 mol/L 的酸性 KMnO4 溶液滴定，至粉红色不消褪，消耗 KMnO4 溶液 15.00mL，反应的离子方程 式 为 ； 列 式 计 算 该 成 品 的 纯 度 。 【答案】 【解析】 32．苯甲酸广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸，反应原 理： 实验方法：一定量的甲苯和适量的 KMnO4 溶液在 100℃反应一段时间后停止反应，按如下流 程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。 已知：苯甲酸相对分子质量 122 ，熔点 122.4℃，在 25℃和 95℃时溶解度分别为 0.3 g 和 6.9 g；纯净固体有机物一般都有固定熔点。 （1）操作Ⅰ为 ，需要用到的主要玻璃仪器为 ；操作Ⅱ为 。 （2）无色液体 A 是 ，定性检验 A 的试剂是 ，现象是 。 （3）测定白色固体 B 的熔点，发现其在 115℃开始熔化，达到 130℃时仍有少量不熔，该同 学推测白色固体 B 是苯甲酸与 KCl 的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表 明推测正确．请在答题卡上完成表中内容。 序号 实验方案 实验现象 结论 ① 将白色固体 B 加入水中， 加热溶解， 得到白色晶体和无色溶液 ② 取少量滤液于试管中， 生成白色沉淀 滤液含 Cl- ③ 干燥白色晶体， 白色晶体是苯甲酸 （4）纯度测定：称取 1.220 g 产品溶解在甲醇中配成 100 ml 溶液，移取 2 5.00 ml 溶液， 滴定，消耗 KOH 的物质的量为 2.40 × 10 -3 mol，产品中苯甲酸质量分数的计算表达式 为 ，计算结果为 。（保留两位有效数字）。 【答案】（1）分液（1 分），分液漏斗、烧杯等（1 分）；蒸馏（1 分） （2）甲苯（1 分）；酸性 KMnO4 溶液（1 分），溶液褪色（1 分）（3） 序号 实验方案 实验现象 结论 ① 将白色固体 B 加入水中加热，溶解， 冷却结晶、过滤 （2 分） 得到白色晶体和无色溶液 ② 取少量滤液于试管中，滴入 2-3 滴硝 酸酸化的 AgNO3 溶液（2 分） 生成白色沉淀 滤液含有 Cl- ③ 干燥白色晶体，加热使其融化，测其 熔点（2 分） 熔点为 122.4℃（2 分） 白色晶体是苯甲酸 （4）(2.40×10-3×122×4)/1.22（2 分）；96%（2 分） 【解析】 试题分析：（1）一定量的甲苯和 KMnO4 溶液在 100℃反应一段时间后停止反应，按流程分离 出苯甲酸和回收未反应的甲苯；所以操作Ⅰ是分离出有机相甲苯，用分液方法得到，分液操 作的主要玻璃仪器是分液漏斗、烧杯等；操作Ⅱ是蒸馏的方法控制甲苯沸点得到纯净的甲苯 液体； （2）依据流程和推断可知，无色液体 A 为甲苯，检验试剂可以用酸性高锰酸钾溶液，甲苯 被氧化为苯甲酸，高锰酸钾溶液紫色褪去； （3）通过测定白色固体 B 的熔点，发现其在 115℃开始熔化，达到 130℃时仍有少量不熔， 推测白色固体 B 是苯甲酸与 KCl 的混合物，氯化钾可以用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子 的存在；利用苯甲酸的溶解度特征在 25℃和 95℃时溶解度分别为 0.3g 和 6.9g；利用不同 温度下的溶解度，分离混合物，得到晶体后通过测定熔点判断是否为苯甲酸； （4）称取 1.220g 产品，配成 100ml 甲醇溶液，移取 25.00ml 溶液，滴定，消耗 KOH 的物质 的量为 2.40×10-3mol，苯甲酸是一元弱酸和氢氧化钾 1：1 反应，所以物质的量相同，则样 品中苯甲酸质量分数＝ 34 10 4 122 / 1.22 mol g mol g    ×100%＝96%。 考点：考查物质性质的实验分析判断，物质分离条件，试剂选择，操作步骤的理解应用，物 质成分的实验设计方案、步骤、试剂，样品纯度的计算等 33．为回收利用废钒催化剂（含有 V2O5、VOSO4 及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离 子交换法回收钒的新工艺，主要流程如下： 部分含钒物质在水中的溶解性如下： 物质 VOSO4 V2O5 NH4VO3 (VO2)2SO4 溶解性 可溶 难溶 难溶 易溶 回答下列问题： （1）工业由 V2O5 冶炼金属钒常用铝热剂法，该反应的氧化剂为_____________。 （2）滤液中含钒的主要成分为______________（填化学式）。 （3）该工艺中反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关键之一，该步反应的离子方程 式____；沉钒率的高低除受溶液 pH 影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl 加入质量与料液 中 V2O5 的质量比）和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为___________、 _________℃。 （4）用硫酸酸化的 H2C2O4 溶液滴定(VO2)2SO4 溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，反应方程 式为：2VO2 ++H2C2O4+2H+＝2VOn+ + 2CO2↑+ mH2O，其中 n、m 分别为______________、________ 。 （ 5 ） 全 钒 液 流 电 池 的 电 解 质 溶 液 为 VOSO4 溶 液 ， 电 池 的 工 作 原 理 为 ： 电池放电时正极的电极反应式为 。 【答案】（15 分）（1）V2O5(1 分)（2）VOSO4(2 分)（3）NH4 +＋VO3 - ＝NH4VO3↓(2 分)； 4(2 分)；80(2 分） （4）2(2 分)；2(2 分） （5）VO2 ++ 2H++e－= VO2++H2O(2 分) 【解析】 试题分析：（1）铝和五氧化二钒发生铝热反应的方程式为：3V2O5+10Al高温 6V+5Al2O3，反应 中氧化剂是 V2O5； （2）根据溶解性表知，V2O5 难溶，VOSO4 可溶，因此滤渣是 V2O5，滤液中含矾的主要成分的 化学式为 VOSO4； （3）根据 NH4VO3 难溶可知，反应③是复分解反应，方程式为 NH4 +＋VO3 - ＝NH4VO3↓；根据图 像可知氯化铵系数为 4、温度为 80℃时沉淀率最高，所以最佳控制氯化铵系数和温度为 4 和 80℃。 （4）根据方程式 2VO2 ++H2C2O4+2H+＝2VOn+ + 2CO2↑+ mH2O 可知草酸中碳元素的化合价从+3 价 升高到+4 价，失去 1 个电子，1mol 草酸失去 2mol 电子，则根据电子得失守恒可知氧化剂得 到 2mol 电子，所以 1mol VO2 +得到 1mol 电子，V 元素的化合价从+5 价降低+4 价，因此 n＝2； 根据氢原子守恒可知 m＝2。 （5）放电是原电池，正极得到电子，则根据总反应式可知，放电时 VO2 +得到电子，电极反 应式为 VO2 ++ 2H++e－＝VO2++H2O。 考点：考查氧化还原反应的有关应用与计算、反应条件的选择以及电化学原理的应用 34．（14 分）铬铁矿的主要成分可表示为 FeO·Cr2O3，还含有 MgO、Al2O3、Fe2O3 等杂质，以 下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的流程图： 已知：①4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O2 8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑； ②Na2CO3+Al2O3 2NaAlO2+CO2↑； ③Cr2CO7 2-+H2O 2CrO4 2-+2H+ 根据题意回答下列问题： （1）固体 X 中主要含有 （填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的 pH 是否等于 4．5， 应该使用 ______________ （填写仪器或试剂名称）。 （2）酸化步骤用醋酸调节溶液 pH＜5，其目的是 _______________________ 。 （3）操作Ⅲ有多步组成，获得 K2Cr2O7 晶体的操作依次是：加入 KCl 固体、蒸发浓 缩、 、过滤、 、干燥。 （4）下表是相关物质的溶解度数据，操作 III 发生反应的化学方程式是：Na2Cr2O7 + 2KCl ＝K2Cr2O7 ↓+ 2NaCl，该反应在溶液中能发生的理由是_____________________________。 物质 KCl NaCl K2Cr2O7 Na2Cr2O7 溶解度（g/100g 水） 0℃ 28 35．7 4．7 163 40℃ 40．1 36．4 26．3 215 80℃ 51．3 38 73 376 （5）副产品 Y 主要含氢氧化铝，还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质，精确分析 Y 中氢氧化铝含量的方法是称取 n g 样品，加入过量 ____ （填写试剂）、溶解、过 滤、再 （填写试剂）、……灼烧、冷却、称量，得干燥固体 m g。计算祥品中氢氧 化铝的质量分数为 （用含 m、n 的代数式表示）。 【答案】(13 分)（1）Fe2O3、MgO(2 分)PH 计或 pH 试纸(1 分)（2）使 CrO4 2-转化为 Cr2O7 2-(1 分) （3）冷却结晶、洗涤(各 1 分) （4）K2Cr2O7 的溶解度比 Na2Cr2O7 小（或四种物质中 K2Cr2O7 的溶解度最小）(2 分) （5）NaOH 溶液、通入过量二氧化碳。(各 1 分，合理答案也给分)； 26 17 n m (3 分) 【解析】 试题分析：（1）铬铁矿的主要成分可表示为 FeO•Cr2O3，还含有 MgO、Al2O3、Fe2O3 等杂质， 加入氧气和碳酸钠，发生反应为：①4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O2 8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑、 ②Na2CO3＋Al2O3 2NaAlO2＋CO2↑、③Cr2CO7 2-+H2O 2CrO4 2-+2H+，操作Ⅰ是过滤得到 固体 X 为 Fe2O3、MgO；要检测酸化操作中溶液的 pH 是否等于 4．5，普通 pH 试纸只能测定溶 液 pH 到整数，是近似测定，准确测定需要用 pH 计或精确 pH 试纸； （2）酸化步骤用醋酸调节溶液 pH＜5，依据流程图中物质的转化和制备目的可知，结合反 应平衡 Cr2O7 2-+H2O 2CrO4 2-+2H+，加入酸，氢离子浓度增大，平衡左移，作用是使 CrO4 2- 转化为 Cr2O7 2--； （3）操作Ⅲ有多步组成，获得 K2Cr2O7 晶体的操作依次是：加入 KCl 固体、蒸发浓缩，冷却 结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体； （4）依据图表物质的溶解度分析对比，操作Ⅲ发生反应的化学方程式是：Na2Cr2O7+2KCl＝ K2Cr2O7↓+2NaCl，这说明 K2Cr2O7 的溶解度比 Na2Cr2O7 小（或四种物质中 K2Cr2O7 的溶解度最小）； （5）副产品 Y 主要含氢氧化铝，还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质，精确分析 Y 中氢氧化铝含量的方法是先利用氢氧化铝的两性，用氢氧化钠溶液溶解氢氧化铝过滤得到滤 液中通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，灼烧干燥得到氧化铝干燥固体 m g，依据铝元素守恒 计算，样品中氢氧化铝的质量分数＝ 2 78 /102 / mg g molg mol ng   ×100%＝ 26 17 n m 。 考点：考查物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用等 35．镍、钴、铈、铬虽然不是中学阶段常见的金属元素，但在工业生产中有着重要的作用。 （1）二氧化铈 (CeO2)是一种重要的稀土氧化物，在平板电视显示屏中有着重要的应用。CeO2 在稀硫酸和 H2O2 的作用下可生成 Ce3+，H2O2 在该反应中作_____(填“氧化”“还原”)剂，每 有 1mol H2O2 参加反应，转移电子的物质的量为_____。 （2）某锂离子电池含 Li+导电固体为电解质。充电时，Li+还原为 Li，并以原子形式嵌入电 极材料碳(C6)中，以 LiC6 表示，电池反应为 LiCoO2＋ C6 CoO2＋LiC6。则放电时，电 池的正极反应式为________________，如图表示该装置工作时电子和离子的移动方向，此时 该电池处于_________(填“放电”或“充电”)状态。 Li+ C6 LiCoO2 固体电解质 e－ … … （3）自然界 Cr 主要以三价 Cr 和六价 Cr 的形式存在。六价 Cr 能引起细胞的突变和癌变。 可以用亚硫酸钠将其还原为三价铬，完成并配平下列离子方程式：__Cr2O7 2 － +__SO3 2 － +__H+=__Cr3++__SO4 2－+ __ ____ （4）NiSO4·6H2O 是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由电镀 废渣(除含镍外，还含有 Cu、Zn、Fe 等元素)为原料获得。操作步骤如下： 废渣 稀硫酸 过滤 滤液 Ⅰ 调 pH， 加入 FeS 过滤 加 H2O2， 调 pH 过滤 加 Na2CO3 过滤 Ni CO3滤液 Ⅱ 滤液 Ⅲ 稀硫酸Ni SO4 一系列操作Ni SO4·6H2O 向 滤 液 Ⅰ 中 加 入 FeS 主 要 目 的 是 除 去 Cu 、 Zn 等 杂 质 ， 除 去 Cu2+ 的 离 子 方 程 式 为 ______________________。 ②向滤液Ⅱ中加入 H2O2，溶液中发生反应的离子方程式为__________________，调节 pH 的 目的是______________________。 ③滤液Ⅲ溶质的主要成分是 NiSO4，再加入碳酸钠过滤后，加稀硫酸溶解又生成 NiSO4 的目 的是______________________。 ④我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍，镀镍时，镍应作_____极。 【答案】 (1)还原(1 分)；2mol(单位错误或不写单位均扣 1 分) (2)CoO2＋Li+＋e－= LiCoO2；充电 (3)Cr2O7 2－+3SO3 2－+8H+=2Cr3++3SO4 2－+4H2O (4)①FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq)；(没有标明聚集状态不扣分) ②2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； 使 Fe3+生成氢氧化铁沉淀，以除去 Fe3+(只答提纯、除杂或除去杂质不得分)。 ③增大 NiSO4 的浓度，以利于蒸发结晶(关键词为增大浓度，答为提纯或除杂不得分。) ④阳(1 分) 【解析】 试题分析：（1）CeO2 转化为 Ce3+，Ce 化合价降低，CeO2 为氧化剂，则 H2O2 为还原剂；反应时 H2O2 转化为 O2，O 元素化合价由—1 升高到 0，所以每有 1mol H2O2 参加反应，转移电子的物 质的量为 2mol。 （2）电池的正极反应为还原反应，根据电池反应可知电极方程式为：CoO2＋Li+＋e－= LiCoO2； 根据示意图，电子移向 C6 电极，C6 电极发生得电子反应，即还原反应，充电时 C6 得电子转 化为 LiC6，此时该电池处于充电状态。 （3）Cr 元素化合价由+6 价降低为+3 价，S 元素由+4 价升高为+6 价，根据氧化还原反应中 化合价升高的价数与化合价降低的价数相等可配平化学方程式，根据元素守恒可知未知生成 物为 H2O。 (4) ① 加 入 FeS 后 ， 与 Cu2+ 反 应 生 成 更 难 溶 的 CuS ， 所 以 离 子 方 程 式 为 ： FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq) ②滤液Ⅱ中含有 Fe2+，加入 H2O2 发生氧化还原反应，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； Fe3+r 容易发生水解反应转化为 Fe(OH)3 沉淀，所以调节 pH 可以使 Fe3+生成氢氧化铁沉淀， 以除去 Fe3+。 ③滤液Ⅲ中 NiSO4 的浓度较低，加入碳酸钠过滤后，加稀硫酸溶解又生成 NiSO4，NiSO4 浓度 变大，利于蒸发结晶。 ④电镀时，镀层金属作阳极，所以镀镍时，镍应作阳极。 考点：本题考查氧化还原反应原理、电化学原理、离子方程式和电极方程式的书写、化学工 艺流程的分析。 36．（1）将一定量的 Fe 粉、Cu 粉、FeCl3 溶液、CuCl2 溶液混合于某容器中充分反应(假定 容器不参与反应)，判断下列情况下容器中金属离子与金属单质的存在情况：（用符号表示） ①若 Fe 粉有剩余，则容器中不可能有____________； ②若 FeCl3 有剩余，则容器中不可能有___________； ③若 CuCl2 有剩余，则容器中还可能有____________。 （2）有一瓶无色澄清溶液,可能含 NH4 ＋、K＋、Na ＋、Mg2＋、Ba2＋、 Al3＋、 Fe3＋、SO4 2－、CO3 2 －、Cl－、I－中的一种或几种，取该溶液进行如下实验： ①用 pH 试纸检验，表明溶液呈酸性； ②取部分溶液，加入少量 CCl4 及数滴新制的氯水，经振荡后静置，CCl4 层呈紫红色； ③取部分溶液，逐滴加入稀 NaOH 溶液，使溶液从酸性逐渐转变为碱性，在滴加过程中及滴 加完毕后，溶液中均无沉淀生成； ④取部分上述呈碱性的溶液，加 Na2CO3 溶液，有白色沉淀生成； ⑤将③得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 根据上述实验事实确定并回答：在溶液中肯定存在的离子有 ，肯定 不存在的离子有 ，要确定是否存在的阴离子的实验方法是 ____________ 。 【答案】（1）① Fe3+和 Cu2+ ②Fe 和 Cu ③Fe2+、Fe3+ （或 Cu Fe2+） （2）I－、NH4 ＋、Ba2＋； SO4 2－、CO3 2－、Mg2＋、Al3＋ 、Fe3＋； 取少量溶液于试管中，滴加稀硝 酸，再滴加硝酸银溶液，如果有白色沉淀出现，说明含有该阴离子，否则不含有该阴离子。 【解析】 试题分析：（1）①由于 Fe 会发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+；Cu2++Fe=Fe2+ +Cu。因此若 Fe 粉有剩 余，则容器中不可能有 Fe3+和 Cu2+。②由于 FeCl3 会发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+；2Fe3++Cu=2Fe2+ +Cu2+．因此若 FeCl3 有剩余，则容器中不可能有 Fe 和 Cu。③由于 CuCl2 会发生反应：Cu2++Fe=Fe2+ +Cu 若 CuCl2 有剩余，则容器中不可能有 Fe；还可能有 Fe2+、Fe3+（或 Cu Fe2+）。（2）①用 pH 试纸检验，表明溶液呈酸性，说明含有大量的 H+。由于 H+会发生反应：CO3 2－+2H+=CO2↑+H2O， 所以没有 CO3 2－；②取部分溶液，加入少量 CCl4 及数滴新制的氯水，经振荡后静置，CCl4 层 呈紫红色；说明发生反应：Cl2＋2I－=2Cl－＋I2。原溶液中含有 I－。由于 I－会发生反应：2Fe3 ＋+2I－=2 Fe2+＋I2，故溶液中不含有 Fe3＋。③取部分溶液，逐滴加入稀 NaOH 溶液，使溶液从 酸性逐渐转变为碱性，在滴加过程中及滴加完毕后，溶液中均无沉淀生成；证明不含有 Mg2 ＋、Al3＋。因为若含有它们，则会发生反应：Al3＋＋3OH-＝Al(OH)3↓；Mg2＋＋2OH-＝Mg(OH)2↓．④ 取部分上述呈碱性的溶液，加 Na2CO3 溶液，有白色沉淀生成，证明含有 Ba2＋，不含 SO4 2－。 发生的反应为：Ba2＋+ CO3 2-=BaCO3↓。而 Ba2＋与 SO4 2－因为发生离子反应：SO4 2-＋Ba2+=BaSO4↓ 而不能大量共存。⑤将③得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试 纸变蓝。放出的气体为氨气，则原溶液中含有 NH4 ＋。反应的方程式为：NH4 ++ OH－ NH3↑+H2O。 综上所述，在溶液中肯定存在的离子有 I－、NH4 ＋、Ba2＋；肯定不存在的离子有 SO4 2－、CO3 2－、 Mg2＋、Al3＋ 、Fe3＋；根据溶液呈电中性原理，则溶液中还应该含有阴离子．要确定是否存在 的阴离子的实验方法是取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸，再滴加硝酸银溶液，如果有白色 沉淀出现，说明含有该阴离子，否则不含有该阴离子。 考点：考查离子的鉴定的知识。 37．(15 分)铜的氯化物是重要的化工原料，广泛地用作有机合成催化剂。 实验室中以粗铜(含杂质 Fe)为原料，某种制备铜的氯化物的流程如下。 CuCl2·2H2O 粗铜 Cl2 反应② 操作②反应① 固体 1 加稀盐酸 至固体完全溶解 溶液 1 加试剂 X 调节 pH 操作① SO2 CuCl 溶 液 固 体 按要求回答下列问题： （1）操作①的玻璃仪器有________________________，检验溶液 2 中是否含有杂质离子的 操作是 。 （2）上述流程中，所得固体 1 需要加稀盐酸溶解，其理由是 ； 溶液 1 可加试剂 X 用于调节 pH 以除去杂质，X 可选用下列试剂中的(填序号)___________。 a．NaHCO3 b．NH3·H2O c．CuO d．Cu2(OH)2CO3 （3）反应②是向溶液 2 中通入一定量的 SO2，加热一段时间后生成 CuCl 白色沉淀。写出 制 备 CuCl 的 离 子 方 程 式 ： 。 （4）现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹 省略)。 NaOH 溶液 b c 浓盐酸 KMnO4 a d e 饱和食盐水 h i 浓硫酸 f g 粗铜粉 ①按气流方向连接各仪器接口顺序是：a→ 、 → 、 → 、 → 。 实验大试管加热前要进行一步重要操作，其操作是 。 ②反应时，盛粗铜粉的试管中的现象是 。 【答案】（1）(3 分，各 1 分)漏斗、烧杯、玻璃棒；取适量的溶液于试管中，加入几滴 KSCN 溶液，观察溶液是否变红色(2 分)。 （2）抑制氯化铜、氯化铁水解(1 分)； cd(2 分) （3）2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O 2CuCl↓+4H＋＋SO4 2－ (2 分) （4）①ｄｅｊｈｆｇｂ(2 分)； 先通入氯气，用氯气赶走装置中的空气，当装置中都出 现黄绿色之后再加热大试管(2 分) ②产生大量棕黄色烟(1 分) 【解析】 试题分析：（1）操作①是过滤，玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；溶液 2 中若含有杂质离子 则是 Fe3+，检验溶液 2 中是否含有杂质离子 Fe3+，取适量的溶液于试管中，加入几滴 KSCN 溶液，观察溶液是否变红色。 （2）氯化铜、氯化铁中的金属离子易水解，加入过量的酸可以抑制氯化铜、氯化铁水解； 用于调节 pH 以除去溶液 1 杂质可加试剂具有与酸反应，且不引入 Cu2+之外的离子，故用 CuO 或 Cu2(OH)2CO3。 （3）根据信息写反应：2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O 2CuCl↓+4H＋＋SO4 2－ ； （4）①Cl2 发生装置→除去 HCl 气体装置→干燥装置→制备装置→多余 Cl2 处理装置。即ｄ ｅｊｈｆｇｂ；实验大试管加热前要进行一步重要操作，先通入氯气，用氯气赶走装置中的 空气，当装置中都出现黄绿色之后再加热大试管；②Cu 与 Cl2 反应产生大量棕黄色烟(CuCl2)。 考点：化学基本操作与仪器组装。 38．（17 分）过氧化钙(CaO2)难溶于水，在常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧 气，用作杀菌剂、防腐剂、解酸剂、油类漂白剂及封闭胶泥的快干剂，在食品、牙粉、化妆 品等制造中用作添加剂。下图是以大理石(主要杂质是氧化铁)等为原料制取过氧化钙(CaO2) 的流程。 请回答下列问题： （1） 操作①中应包括 、 、 用氨水调节 pH 至 8～9 的目的是 ______________。 （2）若测得滤液 C 中 c(CO 2 3  )＝2.50×10－4 mol·L－1，则 Ca2＋_ _____(填“是”或“否”) 沉淀完全。[已知 c(Ca2＋)≤10－5 mol·L－1 可视为沉淀完全；Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9] （3）若在滤液 C 中，加入 HNO3 使溶液呈酸性以得到副产物 NH4NO3，则酸化后溶液中，c(NH 4  ) c(NO 3  )（填 > 、< 或 = ），(NH4)2CO3 溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。 （4）在低温下，往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应，写出该反应的化学方程式： _______________，一段时间后，再加入氢氧化钠溶液，当调节溶液 pH 至 9～11，才出现大 量 沉 淀 。 用 简 要 的 文 字 解 释 需 用 氢 氧 化 钠 调 节 pH 至 9 ～ 11 的 原 因 _________________________。 （5）写出 CaO2 与 H2O 反应的化学方程式 。 【答案】（1）溶解、过滤、蒸发结晶（3 分）；除去 Fe3＋或使 Fe3+转化为 Fe（OH）3 沉淀被除 去（2 分） （2）否（2 分） （3）＜（2 分） c(NH4 +)>c(CO3 2‾)>c(OH‾)>c(H+) （2 分） （4）CaCl2＋H2O2 CaO2＋2HCl（2 分） 加入 NaOH 溶液使上述平衡向正反应方向移动， 有利于 CaO2 沉淀的生成（2 分） （5）2CaO2＋2H2O=2Ca(OH)2+O2↑（2 分） 【解析】 试题分析：（1） 沉淀碳酸钙用盐酸溶解然后蒸发结晶可以得到氯化钙晶体；因大理石中的 主要杂质是氧化铁，它与硝酸反应生成了 Fe(NO3)3，在调节 pH 到 8～9 时，Fe3＋会以 Fe(OH)3 沉淀形式进入滤渣，从而除去了杂质离子 Fe3＋。 （2）根据离子积 Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9＝c(Ca2＋ )·c(CO 2 3  )，得 c(Ca2＋)＝4.96×10－ 9/2.50×10－4 mol·L－1＝1.98×10－5 mol·L－1 > 10－5 mol·L－1，没有沉淀完全。 （3）由电荷守恒：c(H＋)＋c(NH 4  )＝c(OH－)＋c(NO 3  )，因 c(H＋)＞c(OH－)，故 c(NH 4  )＜ c(NO 3  )。 （4）由 CaCl2＋H2O2 CaO2＋2HCl，加入 NaOH 溶液，NaOH 与 HCl 发生中和反应，减少了 生成物浓度，使上述平衡向正反应方向移动，有利于 CaO2 沉淀的生成。 （5）CaO2 中 O 元素的化合价为—1 价，部分化合价升高转化为 O2，部分化合价降低转化为 Ca(OH)2，所以化学方程式为：2CaO2＋2H2O=2Ca(OH)2+O2↑ 考点：本题考查化学工艺流程的分析、沉淀溶解平衡、离子浓度比较、基本操作、化学方程 式的书写。 39．（15分）工业中利用废铜（含有锌、铝等）制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与 稀硫酸的混合物中加热，使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。 下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L—1 计算）。 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pH 沉淀溶解的 pH Cu2+ 4.4 6.4 Al3+ 3.0 5.0 10 Zn2+ 5.9 8.9 11 （1）①为了节约原料，硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为 ；该反应中产生尾气污染空 气，请选择下图中合适的装置吸收尾气 。 ②由表可知 Zn(OH)2 能溶于 NaOH 溶液生成[Zn(OH)4]2—，请写出金属锌与氢氧化钠溶液反应 的离子方程式 （2）为了符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计： 第一组：空气为氧化剂法 将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中 加少量 FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加入物质甲调节 pH，铁元素全部沉 淀(一般认为铁离子的浓度下降到 10-5 mol·L-1，就认为沉淀完全。已知：Ksp[Fe((OH)3]≈10-38， 然后过滤、浓缩、结晶。 请回答下列问题： ①方案为了使铁离子全部沉淀，应调节 pH 至少为 。 ②方案中甲物质可选用的是 A．CaO B．NaOH C．CuCO3 D．Cu2(OH) 2CO3 E．Fe2(SO4) 3 ③方案中加入少量 FeSO4 可加速铜的氧化，用离子方程式解释其原因 。 第二组：过氧化氢为氧化剂法 将铜粉放到 1.5 mol·L-1 的足量稀硫酸中，控温在 50℃加入 10%的足量 H2O2 反应 0.5 h，升 温到 60℃，持续反应 1 h 后，过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等，用少量 95%的酒精淋洗后晾干， 得 CuSO4·5H2O 。 请回答下列问题： ④用过氧化氢为氧化剂法比流程中采用硝酸和硫酸溶解的优点是 。 ⑤用少量 95%的酒精淋洗的目的是 。 （3）废铜溶解后经过一系列操作得到硫酸铜溶液，补充完整由溶解液制备纯净硫酸铜溶液 的实验步骤 。 【答案】 （1） ①3∶2 B ② Zn+2OH－+2H2O=[Zn(OH)4]2—+H2↑ （2）①3 ②CD ③4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O；2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ ④减少硫酸铜晶体的溶解损失 ⑤ 产物是水，无污染 （3）向溶液中加氢氧化钠溶液至 pH 为 11，充分反应过滤洗涤，向沉淀中加适量稀硫酸溶 解，制的硫酸铜溶液。 【解析】 试 题 分 析 ：（ 1 ） ① 铜 与 稀 硫 酸 不 反 应 ， 加 入 硝 酸 做 氧 化 剂 使 铜 溶 解 ， 反 应 为 3Cu+3H2SO4+2HNO3=3CuSO4+2NO+4H2O,，由方程式知硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为 3:2；NO 不能被氢氧化钠直接吸收，需先与氧气反应生成二氧化氮，在与氢氧化钠反应，故选 B 装置。 ②锌与强碱反应生成[Zn(OH)4]2—同时应生成氢气；（2）①根据 Ksp[Fe((OH)3]计算，pH 至少 为 3；②加入甲物质是使铁离子沉淀出来，同时不能引入新的杂质，加入不溶于水但与酸反 应的铜的化合物，促进铁离子水解生成氢氧化铁沉淀而除去，故选用 CuCO3、Cu2(OH) 2CO3 、 CuO、Cu(OH ) 2 等。③通入的氧气把亚铁离子氧化为铁离子，铁离子能与铜反应而使其溶解； ④硫酸铜晶体溶于水，洗涤时需用饱和硫酸铜溶液或乙醇（盐不易溶解于有机溶剂），降低 其溶解损失；⑤双氧水是绿色氧化剂，产物是水无污染；（3）根据信息可以根据铝、锌的 氢氧化物溶解于强碱，调节 pH 得到氢氧化铜沉淀，然后加硫酸溶解制的硫酸铜溶液。 考点：考查工业流程中物质的制备操作与分析等有关问题。 40．(12 分)过氧化钙晶体[CaO2·8H2O]较稳定，呈白色，微溶于水，能溶于酸性溶液。 广泛应用于环境杀菌、消毒等领域。 Ⅰ．过氧化钙晶体的制备 工业上生产 CaO2·8H2O 的主要流程如下： （1）用上述方法制取 CaO2·8H2O 的化学方程式是 。 （2）沉淀时常用冰水控制温度在 10℃以下，其可能原因分别是 。 Ⅱ．过氧化钙晶体含量的测定 准确称取 0.3000g 产品于锥形瓶中，加入 30 mL 蒸馏水和 10 mL 2.000 mol·L－1 H2SO4，用 0.0200 mol·L—1KMnO4 标准溶液滴定至终点。重复上述操作两次。H2O2 和 KMnO4 反应的离子方 程式为 2MnO4 －＋5 H2O2＋6H+ ＝2Mn2+＋5O2↑＋8H2O （3）滴定终点观察到的现象为 。 （4）根据表 1 数据，计算产品中 CaO2·8H2O 的质量分数（写出计算过程） 滴定次数 样 品 的 质 量 /g KMnO4 溶液的体积/mL 滴定前刻度/mL 滴定后刻度/mL 1 0.3000 1.02 24.04 2 0.3000 2.00 25.03 3 0.3000 0.20 23.24 【答案】（1）CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O＝CaO2·8H2O↓+2NH4Cl （2 分） （2）①温度低可减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率（或防止过氧化氢的分解） （2 分） （3）当滴入最后一滴 KMnO4 标准溶液后溶液由无色变浅红色，且 30s 不褪色（2 分） （4）82.91% 5(CaO2·8H2O)～5H2O2～2KMnO4（1 分） n(CaO2·8H2O)＝ 5 2 n(KMnO4) ＝ 5 2 ×0.0200 mol·L—1×23.03mL×10—3L·mL—1（1 分） ＝1.151×10—3 mol（1 分） CaO2·8H2O 的质量分数为： 3 11.151 10 216 0.3000 mol g mol g     ×100%＝82.91%（1 分） 【解析】 试题分析：（1）写化学方程式要从反应物和生成物入手，先确定是否是氧化还原反应，从流 程是看出反应物是 CaCl2、H2O2 和 NH3，生物是 CaO2·8H2O，根据质量守恒定律可知另一种 生物是 NH4Cl，在这个反应中元素化合价没有发生变化，所以不是氧化还原反应，先写出 CaCl2+H2O2+NH3——CaO2·8H2O↓+NH4Cl，再根据观察法进行配平，最后确定反应物还需要水 参加反应。 （2）题目提供的条件是冰水控制温度在 10℃以下，首先容易想到的是减少过氧化氢的分解。 （3）根据酸碱滴定原理，利用酸碱指示剂变色来确定滴定终点，本题是用酸性 KMnO4 来氧 化 H2O2，因为紫红色 KMnO4 溶液作氧化剂，会被还原成无色的 Mn2+，所以不需要另加酸碱指 示剂来确定滴定终点，当滴入最后一滴 KMnO4 标准溶液后溶液由无色变浅红色，且 30s 不褪 CaCl2(s) H2O2(30%) NH3 副产品 产品沉淀溶解 过滤 ……洗涤 色时，即可认定到达滴定终点。 （4）多步反应计算的特征是化学反应原理中多个反应连续发生，起始物与目标物之间存在 确定的量的关系。解题时应先写出有关反应的化学方程式或关系式，依据方程式找出连续反 应的过程中不同反应步骤之间反应物、生成物物质的量的关系，最后确定已知物和目标产物 之间的物质的量的关系，列出计算式求解，从而简化运算过程。 根据表格 1 所提供的数据，首先要算出三次滴定消耗的 KMnO4 的平均值为 23.03mL， 2MnO4 －＋5 H2O2＋6H+ ＝2Mn2+＋5O2↑＋8H2O CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O＝CaO2·8H2O↓+2NH4Cl 再根据这两个方程式得出 MnO4 －与 CaO2·8H2O 的关系， n(CaO2·8H2O)＝ 5 2 n(KMnO4) ＝ 5 2 ×0.0200 mol·L—1×23.03mL×10—3L·mL—1（1 分） ＝1.151×10—3 mol（1 分） CaO2·8H2O 的质量分数为： 3 11.151 10 216 0.3000 mol g mol g     ×100%＝82.91% 考点：本题以工艺流程为基础，考元素及化合物性质、酸碱中和滴定原理及多步骤化学计算 等相关知识。 41．（12 分）海水综合利用的工艺流程图如下： （l）步骤 II 用 SO2 水溶液吸收 Br2，吸收率可达 95%。 ①有关反应的离子方程式为 ； ②该过程中除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是 ； （2）步骤 I 中已获得 Br2，步骤 II 中又将 Br2 还原为 Br-，其目的是 ；实验室中采用 方 法可以起到同样的作用。 （3）分离出粗盐后的海水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得 MgCl2 粗产品。从海水 中提取镁的步骤为： a．将海边大量存在的贝壳锻烧成石灰，并将石灰制成石灰乳； b．将石灰乳加人海水沉淀池中经过滤得到 Mg(OH)2 沉淀； c．在 Mg(OH)2 沉淀中加人盐酸得到 MgCl2 溶液，再经蒸发结品得到 MgCl2· 6H2O; d．将 MgCl2·6H2O 在氯化氢氛围下加热得到无水 MgCl2．电解熔融的氯化镁可得到 Mg。 ①写出直接加热 MgCl2·6H2O 的化学方程式 ； ②有同学认为：步骤 b 后可加热 Mg(OH)2 得到 MgO，再电解熔融的 MgO 制金属镁，这样可简 化生产步骤，体现简约性原则：你是否同意该同学的想法并说明理由： 。 【答案】 （1）Br2+SO2+2H2O=4H++SO4 2-+2Br- 强酸对设备的严重腐蚀 （2）富集溴元素 萃取分液 （3）①MgCl2·6H2O MgO+2HCl↑+5H2O ②不同意，因为 MgO 的熔点很高，熔融时会耗费大量的能量而增加成本。 【解析】 试题分析：（1）反应产生强酸，具有腐蚀作用；（2）步骤 I 中已获得 Br2 是低浓度的，需要 进一步富集达到工业生产的目的；实验室中采用有机溶剂萃取分液的方法达到富集溴；（3） 将 MgCl2·6H2O 在加热时会发生水解生成氢氧化镁，氢氧化镁受热分解得到氧化镁，故应在 HCl 气氛中加热，抑制 MgCl2 水解；因为 MgO 的熔点很高，熔融时会耗费大量的能量而增加 成本，所以采用电解 MgCl2。 考点：考查工业流程中原理、操作、评析等有关问题。 42．氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。下图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾 的工艺流程。 ② Cl2NaOH 溶液 氧化剂 Y FeCl3 浓溶液 FeCl3 溶液 Cl2 铁屑 捕集 冷却 FeCl3 固体 尾气 吸收剂 X ① Na2FeO4 饱和 KOH 溶液 粗 K2FeO4 请回答下列问题： （1）氯化铁有多种用途，请用离子方程式表示下列用途的原理。 ①氯化铁做净水剂______________________； ②用 FeCl3 溶液（32%～35%）腐蚀铜印刷线路板____________________________。 （2）吸收剂 X 的化学式为 ；氧化剂 Y 的化 学式为________________。 （3）碱性条件下反应①的离子方程式为____________________________________。 （4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为 2KOH＋Na2FeO4＝K2FeO4＋2NaOH，请根据复分解反应原理分析反应发生的原因_________。 （5）K2FeO4 在水溶液中易发生反应：4FeO4 2 +10H2O 4Fe(OH)3+8OH +3O2↑。在提纯 K2FeO4 时 采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用 （填序号）。 A．H2O B．稀 KOH 溶液、异丙醇 C．NH4Cl 溶液、异丙醇 D．Fe(NO3)3 溶液、异丙醇 （6）可用滴定分析法测定粗 K2FeO4 的纯度，有关反应离子方程式为： ①FeO4 2 ＋CrO2 ＋2H2O CrO4 2 ＋Fe(OH)3↓＋OH ②2CrO4 2 ＋2H＋ Cr2O7 2 ＋H2O ③Cr2O7 2 ＋6Fe2＋＋14H＋ 2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 现称取 1．980 g 粗高铁酸钾样品溶于适量氢氧化钾溶液中，加入稍过量的 KCrO2，充分反应 后过滤，滤液定容于 250 mL 容量瓶中。每次取 25．00 mL 加入稀硫酸酸化，用 0．1000 mol/L 的(NH4)2Fe(SO4)2 标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为 18．93 mL。则上述样 品中高铁酸钾的质量分数为 。 【答案】（1）① Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3(胶体) + 3H+（2 分） ② 2Fe3+ + Cu＝2Fe2+ + Cu2+（2 分）（2）FeCl2 ；NaClO（各 1 分） （3）2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－＝2FeO4 2－＋3Cl－＋5H2O（2 分） （4）K2FeO4 溶解度小，析出晶体，促进反应进行（2 分）（5）B（2 分）（6）63．1%（2 分） 【解析】 试题分析：（1）铁离子水解生成氢氧化铁胶体具有吸附性可以作净水剂，其原理可表示为 Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3(胶体) + 3H+。 ②铁离子具有氧化性，能氧化金属铜，则用 FeCl3 溶液（32%～35%）腐蚀铜印刷线路板的原 理可表示为 2Fe3+ + Cu＝2Fe2+ + Cu2+。 （2）吸收剂 X 能吸收尾气氯气生成氯化铁溶液，因此 X 应该是氯化亚铁，化学式为 FeCl2。 氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，则能氧化氯化铁的是次氯酸钠，化学 式为 NaClO。 （3）反应①是利用次氯酸钠氧化氯化铁制备高铁酸钠，根据电子得失守恒以及原子守恒可 知，反应的离子方程式为 2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－＝2FeO4 2－＋3Cl－＋5H2O。 （4）要发生复分解反应则必须满足有挥发性物质或难电离物质或难溶性物质，因此根据方 程式 2KOH＋Na2FeO4＝K2FeO4＋2NaOH 可知，该反应之所以能发生是由于 K2FeO4 溶解度小，析 出晶体，促进反应进行。 （5）根据方程式 4FeO4 2 +10H2O 4Fe(OH)3+8OH +3O2↑可知，提纯 K2FeO4 应该抑制该反应，所 以最好的试剂是稀 KOH 溶液（抑制平衡）、异丙醇（减小溶解），答案选 B。 （6）根据反应①②③可知 FeO4 2 ～～～～～6Fe2＋ 1mol 3mol n 0．1000 mol/L×0．01893L 解得 n＝6．31×10－4mol 则上述样品中高铁酸钾的质量分数＝ 4 2506.31 10 198 /25 1.980 mlmol g molmol g    ×100%＝63．1% 考点：考查氯化铁的性质、用途以及高碳酸盐制备的有关判断与含量计算 43．工业碳酸钠(纯度约为 98％)中含有 Mg2＋、Fe2＋、Cl－和 SO4 2－等杂质，提纯工艺流程如下： 已知：碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示： 回答下列问题： （1）溶解时通入热空气的作用有 (写出两条即可)；生成氢氧化镁沉淀 的离子方程式为 。 （2）“趁热过滤”时的温度应控制在 ；简述过滤后洗涤固体的操 作 。 （3）为检验母液中是否含有 Cl-，必须加入的试剂为 。 （4）实验室进行“灼烧”的陶瓷仪器有 。 （ 5 ） 室 温 下 用 石 墨 电 极 电 解 饱 和 Na2CO3 溶 液 （ 装 置 如 图 ）， 写 出 Y 电 极 反 应 式： ；一段时间后 X 电极可收集到的气体一定有 ， 可能有 。 【答案】（1）升温加快溶解速率、除去铁元素【或加热促进 Fe3+（Fe2+）的水解或氧化 Fe2+】 （2 分）；Mg2+ +2OH－= Mg (OH) 2↓（或 MgCO3 +2OH－= Mg (OH) 2+CO3 2－） （2 分） （2）不低于 36℃（2 分）； 向过滤器中加入 36℃的热水没过固体表面．．．．．．．．，待水自然流干后，重复操作．．．．2~3．．．次．（2 分） （3）足量的 Ba(NO3)2 和 HNO3 溶液（1 分）、少量的 AgNO3 溶液（1 分） （4）坩埚、泥三角（2 分）（答酒精灯不倒扣分，其余答错一个倒扣 1 分，直到本小问 0 分） （5）2H+ +2e- =H2↑（或 2H2O +2e- = H2↑+2OH-，2 分）；O2；CO2（写名称也给分，各 1 分，共 2 分） 【解析】 试题分析：（1）溶解时通入热空气可以加快溶解速率，同时可以氧化亚铁离子为铁离子，方 便除去铁元素；镁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化镁沉淀，离子方程式为 Mg2+ +2OH－= Mg (OH) 2↓； （2）碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出不同的溶质，据图可知，低于 36℃时会生成 Na2CO3·7H2O 等，所以“趁热过滤”时的温度应控制在不能低于 36℃；过滤后洗涤固体时不 同于一般的洗涤，仍要注意蒸馏水的温度不能低于 36℃，所以正确操作是向过滤器中加入 36℃的热水没过固体表面，待水自然流干后，重复操作 2~3 次； （3）因为溶液中存在 SO4 2－，对 Cl-的检验带来干扰，所以在检验 Cl-前先除去 SO4 2－，所用试 剂是足量的 Ba(NO3)2 和 HNO3 溶液，然后在加入硝酸银溶液，观察现象，进行判断； （4）坩埚有不同的类型，实验室进行“灼烧”的陶瓷仪器有瓷坩埚、泥三角； （5）Y 极是阴极，阳离子放电发生还原反应，电极反应式为 2H2O +2e- = H2↑+2OH-，X 极为 阳极，氢氧根离子放电生成氧气，所以 X 极产生的气体一定有氧气，X 极氢氧根离子放电， 导致氢离子浓度增大，所以溶液中的碳酸根离子与氢离子反应会生成二氧化碳气体，因此气 体中还可能含有二氧化碳。 考点：考查对工业流程的分析判断，洗涤固体的方法，离子检验，实验室仪器的判断，电解 原理的应用 44．工业上利用电镀污泥（主要含有 Fe2O3、CuO、Cr2O3 及部分难溶杂质）回收铜和铬等金属， 回收流程如下： 已知部分物质沉淀的 pH 及 CaSO4 的溶解度曲线如下： Fe3+ Cu2+ Cr3+ 开始沉淀 pH 2．1 4．7 4．3 完全沉淀 pH 3．2 6．7 a CaSO4 （1）在浸出过程中除了生成 Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3 外,主要还有 （2）在除铁操作中，需要除去 Fe3+ 和 CaSO4,请完成相关操作：①加入石灰乳调节 pH 到 ；②将浊液加热到 80℃， 。 （3）写出还原步骤中加入 NaHSO3 生成 Cu2O 固体的离子反应方程式 ，此步骤中加 入 NaHSO3 得到 Cu2O 的产率为 95%，若 NaHSO3 过量，除了浪费试剂外，还会出现的问题是 。 （4）当离子浓度≤1×10—5 mol•L-1 认为沉淀完全，若要使 Cr3+完全沉淀则要保持 C(OH—)≥ 。 已知：Ksp[Cr(OH)3]=6．3×10-31， 0.4633  ） 【答案】（1）CuSO4 (3 分) （2）①3．2 (2 分) ②趁热过滤 (2 分) （3）2H2O + HSO3 — +2Cu2+=Cu2O↓+SO4 2— +5H+(3 分)； 产生 SO2 污染环境(3 分) （4）4．0×10-9mol/L (3 分) 【解析】 试题分析：（1）Fe2O3、CuO、Cr2O3 与硫酸反应生成 Fe2(SO4)3、CuSO4、Cr2(SO4)3，所以在浸出 过程中除了生成 Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3 外,主要还有 CuSO4； （2）①除铁操作中铁离子沉淀完全，而铜离子与铬离子不能沉淀，铁离子沉淀完全的 pH 是 3．2 所以调节溶液 pH 到 3．2；80℃时 CaSO4 的溶解度已经很小，此时以固体形式存在， 若不趁热过滤，温度下降后，CaSO4 的溶解度又增大，重新回到溶液中，达不到除杂目的， 所以将浊液加热到 80℃，要趁热过滤，以除去 CaSO4 （3）Cu 元素以 Cu2+形式存在于溶液中，加入 NaHSO3 二者发生氧化还原反应，生成 Cu2O 固体， HSO3 —被氧化成 SO4 2—，所以离子方程式为 2H2O+HSO3 — +2Cu2+=Cu2O↓+SO4 2—+5H+；若 NaHSO3 过量， 则该步骤中 Cu2+被还原后的溶液酸性增强，则 H+会与过量的 NaHSO3 反应产生 SO2，污染环境； （ 4 ） Cr3+ 完 全 沉 淀 时 C(Cr3+)≤1×10—5 mol•L-1, 而 Ksp[Cr(OH)3]= C(Cr3+)·C(OH—)3=6．3×10-31 ，C(OH—)3= 6．3×10-31/ C(Cr3+)≥6．3×10-26,所以 C(OH—) ≥ ×10-9=4．0×10-9。 考点：考查对工业流程的分析，反应产物、pH 的判断，Ksp 的有关计算，离子方程式的书写 45．铬铁矿的主要成分可表示为 FeO·Cr2O3，还含有 SiO2、Al2O3 等杂质，以铬铁矿为原料制 备重铬酸钾（K2Cr2O7）的过程如下图所示。 已知：① NaFeO2 遇水强烈水解。 ② Cr2O7 2－+ H2O 2CrO4 2－+ 2H+ （1）K2Cr2O7 中 Cr 元素的化合价是 。 （2）滤液 1 的成分除 Na2CrO4、Na2SiO3 外，还含有（填化学式） ； 生成滤渣 1 中红褐色物质反应的化学方程式是。 （3）由滤液 2 转化为 Na2Cr2O7 溶液应采取的措施是。 （4）煅烧铬铁矿生成 Na2CrO4 和 NaFeO2 反应的化学方程式是 。 （5）莫尔法是一种沉淀滴定法，以 Na2CrO4 为指示剂，用标准硝酸银溶液滴定待测液，进 行测定溶液中 Cl－的浓度。已知： 银盐 性质 AgCl AgBr AgCN Ag2CrO4 AgSCN 颜色 白 浅黄 白 砖红 白 Ksp 1．34×10－6 7．1×10－7 1．1×10－8 6．5×10－ 5 1．0×10－6 ①滴定终点的现象是。 ②若用 AgNO3 溶液滴定 NaSCN 溶液，可选为滴定指示剂的是（选填编号） A．NaCl B．K2CrO4 C．BaBr2 【答案】（1）+6（2 分） （2）NaOH、NaAlO2；（2 分，只写一项得 1 分，多写或错写得 0 分） NaFeO2+2H2O＝Fe(OH)3↓+NaOH；（3 分） （3）加硫酸酸化（2 分） （4）4[FeO·Cr2O3] + 7O2 + 20NaOH 8Na2CrO4 + 4NaFeO2+ 10H2O（3 分） （5)①滴入最后一滴标准溶液，生成砖红色沉淀，且 30s 内沉淀不消失（2 分）②B （2 分） 【解析】 试题分析：（1）根据化合物中各元素的化合价代数和为 0 的原则判断 K2Cr2O7 中 Cr 元素的化 合价是+6 价； （2）由流程图判断，滤液 1 的成分除 Na2CrO4、Na2SiO3 外，氧化铝与氢氧化钠反应生成的 NaAlO2，还含有过量的 NaOH； 滤 渣 1 是 红褐 色的 氢 氧化 铁， 是 NaFeO2 水 解生 成的 ， 化学 方程 式 为 NaFeO2+2H2O ＝ Fe(OH)3↓+NaOH； （3）滤液 2 中存在 Cr2O7 2－+ H2O 2CrO4 2－+ 2H+，由滤液 2 转化为 Na2Cr2O7 溶液应使平衡逆 向移动，所以应加酸酸化； （4）流程图的第一步是铬铁矿在加热条件下与氢氧化钠、氧气反应生成 Na2CrO4 和 NaFeO2， 化学方程式为 4[FeO·Cr2O3] + 7O2 + 20NaOH 8Na2CrO4 + 4NaFeO2+ 10H2O （5）①由沉淀的溶度积判断，滴入硝酸银溶液时先生成氯化银白色沉淀，氯离子沉淀完全 后才生成 Ag2CrO4 的砖红色沉淀，所以滴定终点时有砖红色沉淀生成。②若用 AgNO3 溶液滴定 NaSCN 溶液，AgSCN 与 AgCl、AgBr 相比，溶解度较大，所以若选用 AC，则先生成 AgCl、AgBr， 而且颜色变化不明显，选用 B，则先生成 AgSCN，终点时有砖红色沉淀生成，所以选择 K2CrO4 可以指示滴定终点。 考点：考查对流程图的分析，物质的判断，平衡的移动，化学方程式的书写，沉淀的转化 46．碘在科研与生活中有重要应用,某兴趣小组用 0．50 mol·L-1 KI、0．2%淀粉溶液、0．20 mol·L-1 K2S2O8、0．10 mol·L-1 Na2S2O3 等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。 已知:S2O8 2-+2I- 2SO4 2-+I2(慢） I2+2S2O3 2- 2I-+ S4O6 2-(快) 向 KI、Na2S2O3 与淀粉的混合溶液中加入一定量的 K2S2O8 溶液,当溶液中的 耗尽后,溶液颜 色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,S2O3 2-与 S2O8 2-初始的物质的量需满足的关系 为:n(S2O3 2-)∶n(S2O8 2-） 。 （2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表: 实验序号 体积 V/mL K2S2O8 溶液 水 KI 溶液 Na2S2O3 溶液 淀粉溶液 ① 10．0 0．0 4．0 4．0 2．0 ② 9．0 1．0 4．0 4．0 2．0 ③ 8．0 Vx 4．0 4．0 2．0 表中 Vx mL,理由是 。 （3）已知某条件下,浓度 c(S2O8 2-)反应时间 t 的变化曲线如图所示,若保持其他条件不变,请 在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时 c(S2O8 2-)-t 的变化曲线示意图 (进行相应的标注) 碘也可用作心脏起搏器电源-锂碘电池的材料,该电池反应为: 2Li(s)+I2(s) 2LiI(s）ΔH 已知: ①4Li(s)+O2(g) 2Li2O(s） ΔH1 ②4LiI(s)+O2(g) 2I2(s)+2Li2O(s） ΔH2 则电池反应的ΔH= ；碘电极作为该电池的 极。 【答案】（1）Na2S2O3 ＜ 2 （2）2．0 保证反应物 K2S2O8 浓度改变，而其它的条件不变，才能达到实验目的 （3） （4） 2 21 HH  ，正 【解析】 试题分析：（1）由反应的离子方程式可以看出当反应 I2+2S2O3 2-=2I-+ S4O6 2-不再发生时容器内 含有一定量的 I2，溶液颜色将由无色变为蓝色。即当 Na2S2O3 耗尽时溶液颜色将由无色变为 蓝色。根据两个反应方程式中的物质的关系可知：n(S2O3 2-)∶n(S2O8 2-)＜2，才可以有 I2 存在， 也才能确保能观察到蓝色。（2）要探究反应物浓度对化学反应速率的影响，其它条件都相同， 变量为 K2S2O8 溶液的浓度，根据①②可知混合溶液的体积为 10ml．所以③中取 K2S2O8 8．0ml， 则需要水的体积为 2．0ml．（3）降低温度，化学反应速率减慢，达到平衡所需要的时间延 长；加入催化剂，化学反应速率加快。达到平衡所需要的时间缩短。c(S2O8 2-)与时间的关系 见答案。（4）(①－②)÷2 可得 2Li(s)+I2(s)=2LiI(s）ΔH= 2 21 HH  。由于在反应中 Li 失去电子，作负极。而碘得到电子，因此碘电极作为该电池的正极。 考点：考查滴定终点时溶液中物质的量的关系、浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响 及原电池反应原理的知识。 47．工业上常回收冶炼锌废渣中的锌（含有 ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3 等杂质），并用来 生产 Zn(NO3)2·6H2O 晶体，其工艺流程为： 有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的 pH 如下表： 氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Zn(OH)2 开始沉淀的 pH 3．3 1．5 6．5 4．2 5．4 沉淀完全的 pH 5．2 3．7 9．7 6．7 8．0 ⑴在“酸浸”步骤中，为提高锌的浸出速率，除通入空气“搅拌”外，还可采取的措施 是 。 ⑵上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有 。 ⑶在“除杂 I”步骤中，需再加入适量 H2O2 溶液，H2O2 与 Fe2+反应的离子方程式为 。为 使 Fe(OH)3 、Al(OH)3 沉淀完全，而 Zn(OH)2 不沉淀，应控制溶液的 pH 范围为 。检验 Fe3+是否沉淀完全的实验操作是 。 ⑷加入 Zn 粉的作用是 。“操作 A”的名称是 。 【答案】（1）适当升高反应温度（或增大硝酸浓度、将锌废渣粉碎等）；（2）烧杯、玻璃棒、 漏斗；（3）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 5．2～5．4 静置，取少量上层清液，滴加 KSCN 溶液，若不出现红色，则表明 Fe3+沉淀完全 （4）除去溶液中的 Cu2+ 冷却结晶 【解析】 试题分析：⑴影响化学反应速率的因素有浓度、温度、固体颗粒的大小等。所以在“酸浸” 步骤中，为提高锌的浸出速率，除通入空气“搅拌”外，还可采取的措施是适当升高反应温 度（或增大硝酸浓度、将锌废渣粉碎等）。（2）在实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有 烧杯、玻璃棒、漏斗。⑶在“除杂 I”步骤中，需再加入适量 H2O2 溶液，H2O2 有氧化性，而 Fe2+有还原性，二者容易发生氧化还原反应。根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒可得 H2O2 与 Fe2+反应的离子方程式为 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。为使 Fe(OH)3 、Al(OH)3 沉淀完全，而 Zn(OH)2 不沉淀，根据物质开始形成沉淀和沉淀完全时的 pH 的大小，的应控制溶液的 pH 范 围为 5．2～5．4。检验 Fe3+是否沉淀完全的原理就是利用 Fe(SCN)3 的血红色；实验操作是 静置，取少量上层清液，滴加 KSCN 溶液，若不出现红色，则表明 Fe3+沉淀完全。⑷由于溶 液中还含有 Cu2+。为了制取纯净的 Zn(NO3)2·6H2O 晶体，应该把杂质除杂。加入 Zn 粉的作 用是除去溶液中的 Cu2+，反应方程式为 Zn+ Cu2+= Cu+ Zn2+。将溶液蒸发浓缩、冷却结晶然后 过滤烘干即得到 Zn(NO3)2 ·6H2O 晶体。 考点：考查影响化学反应速率的因素、化学仪器的使用、混合物的分离、离子方程式的书写 的知识。 48．实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量 FeS、SiO2 等)制备聚铁(碱式硫 酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下： (1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是________。 A．品红溶液 B．紫色石蕊溶液 C．酸性 KMnO4 溶液 D．溴水 (2)过程①中，FeS 和 O2、H2SO4 反应的化学方程式为______________________________ (3)过程③中，需加入的物质是________。 (4) 过 程 ④ 中 ， 蒸 发 结 晶 需 要 使 用 酒 精 灯 、 三 脚 架 、 泥 三 角 ， 还 需 要 的 仪 器 有 ________________。 (5)过程⑤调节 pH 可选用下列试剂中的________(填选项序号)。 A．稀硫酸 B．CaCO3 C．NaOH 溶液 (6)过程⑥中，将溶液 Z 加热到 70～80 ℃，目的是______________________。 【答案】(1)ACD (2)4FeS＋3O2＋6H2SO4=2Fe2(SO4)3＋6H2O＋4S (3)Fe(或铁) (4)蒸发皿、玻璃棒 (5)B (6)促进 Fe3＋的水解 【解析】(1)过程②中产生的气体是 SO2，具有漂白性(能使品红溶液褪色)；SO2 对酸碱指示 剂没有漂白作用。 (2)FeS 化合价升高为 1＋2＝3, O2 化合价降低 4，两者个数比是 4∶3，再结合原子守恒配平。 (3)过程③中加入铁将 Fe3＋还原为 Fe2＋，又不引入杂质。 (4)蒸发溶液时将液体放在蒸发皿中，并不断用玻璃棒搅拌。 (5)中和过量硫酸，选择 CaCO3 固体，若选择 NaOH 溶液，则易使 Fe3＋沉淀。 (6)升高温度，促进 Fe3＋的水解。 49．现有五种可溶性物质 A、B、C、D、E，它们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种 阳离子 K＋、Fe3＋、Cu2＋、Ba2＋、Al3＋和五种阴离子 Cl－、OH－、 、 、X 中的一种。 (1)某同学通过比较分析，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是________和 ________。 (2)物质 C 中含有离子 X。为了确定 X，现将(1)中的两种物质记为 A 和 B，当 C 与 A 的溶液 混合时产生蓝色沉淀，向该沉淀中滴入足量稀 HNO3，沉淀部分溶解，剩余白色固体。则 X 为________(填字母)。 A．Br－ B． C．CH3COO－ D． (3)将 19.2 g Cu 投入装有足量 D 溶液的试管中，Cu 不溶解，再滴加稀 H2SO4，Cu 逐渐溶解， 管口附近有红棕色气体出现，写出 Cu 溶解的离子方程式：________________，若要将 Cu 完全溶解，至少加入 H2SO4 的物质的量是________。 (4)若用惰性电极电解 C 和 D 的混合溶液，溶质的物质的量均为 0.1 mol，请在坐标系中画 出通电后阴极析出固体的质量 m 与通过电子的物质的量 n 的关系。(标明纵坐标数值) (5)E 溶 液 与 氢 碘 酸 反 应 时 可 生 成 棕 色 物 质 ， 该 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ______________________________。 【答案】(1)K2CO3 Ba(OH)2 (2)B (3)3Cu＋8H＋＋2 =3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 0.4 mol (4)如图 (5)2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2 【解析】(1)五种均为可溶性物质，所以必含有 K2CO3，因 与另外四种阳离子形成的物 质都是难溶物；由此可知必含有 Ba(OH)2，因 OH－与另三种阳离子形成的物质都是难溶物。 (2)A 与 C 混合产生的蓝色沉淀溶于稀硝酸，且剩余一种不溶于稀硝酸的白色沉淀，所以 A 为 Ba(OH)2、C 为 CuSO4。(3)由于 Cu 未溶解，加稀硫酸后产生红棕色气体，所以 D 为 Al(NO3)3,3Cu ＋8H＋＋2 =3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O， ，所需硫酸为 0.4 mol。 (4)阴极上阳离子放电：Cu2＋＋2e－=Cu，转移 0.2 mol 电子时 Cu2＋放电完全，得到金属 Cu 6.4 g，之后水电离出的 H＋放电：2H＋＋2e－=H2↑，固体的质量不再变化。(5)由上述推断知 E 为 FeCl3,2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2。 50．铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题: (1)生铁中含有一种铁碳化合物 X(Fe3C)。X 在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体 Y, 将 Y 溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是 。(2)某溶液中有 Mg2+、Fe2+、Al3+、 Cu2+等四种离子,向其中加入过量的 NaOH 溶液后,过滤,将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投 入过量的稀盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是 。 A.Mg2+ B.Fe2+ C.Al3+ D.Cu2+ (3)氧化铁是重要工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下: 回答下列问题: ①操作Ⅰ的名称是 ,操作Ⅱ的名称是 。②写出在空气中煅烧 FeCO3 的化学方程 式 。(4)有些同学认为 KMnO4 溶液滴定也能进行铁元素含量 的测定。 a.称取 2.850 g 绿矾(FeSO4·7H2O)产品,溶解,在 250 mL 容量瓶中定容; b.量取 25.00 mL 待测溶液放入锥形瓶中; c.用硫酸酸化的 0.010 00 mol·L-1KMnO4 溶液滴定至终点,消耗 KMnO4 溶液体积的平均值为 20.00 mL。 ①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的 KMnO4 溶液 250 mL,配制时需要的仪器除天 平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需 。②某同学设计的下列滴定方式,最合理的 是 。(夹持部分略去)(填字母序号) ③写出滴定过程中反应的离子方程式 。④计算上述样品中 FeSO4·7H2O 的质 量分数为 。 【答案】(1)Fe3+、Fe2+、H+ (2)BC (3)①过滤 洗涤 ②4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2 (4)①250 mL 容量瓶 ②b ③5Fe2++ +8H+ 5Fe3++Mn2++4H2O ④0.975 【解析】(1)Y 是 Fe3O4,发生 Fe3O4+8H+ 2Fe3++Fe2++4H2O;(2)Al3+与过量 NaOH 反应生成的 在滤液中;Fe2+与 NaOH 反应生成 Fe(OH)2,被空气中的氧气氧化成 Fe(OH)3;(3)注意 FeCO3 中的 铁为+2 价,会被氧气氧化;(4)②酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,可以腐蚀橡胶,只有 b 正 确 ;④n(FeSO4·7H2O)=n(Fe2+)=5n( )=5×0.010 00 mol·L-1×20.00mL×10-3L·mL-1=1×10-3mol,m(FeSO4·7H2O)=1×10-3mol×10×278 g·mol-1=2.78 g。 51．(1)某无色稀溶液 X 中，可能含有下表所列离子中的某几种。 阴离子 、 、 、Cl－ 阳离子 Al3＋、Cu2＋、Mg2＋、 、Na＋ 现取该溶液适量，向其中加入某试剂 Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂 Y 的体积(V)的 关系如图所示。 ①若 Y 是盐酸，则溶液中含有的金属阳离子是____________________________， ab 段发生反应的总离子方程式为______________________________________， 表中 Oa 段与 Y 溶液反应的离子的物质的量之比为__________[要标明离子符号，如 n(Na＋)]。 ②若 Y 是 NaOH 溶液，则 bc 段反应的离子方程式为 _________________________________________________________________。 若不考虑离子的水解因素，忽略 H＋和 OH－的影响，且溶液中只存在 4 种离子，则它们的离子 个数比为____________________________________________[按阳离子在前，阴离子在后， 高价在前，低价在后的顺序排列]。 (2)锡为第ⅣA 族元素，锡的单质和化合物与某些物质的化学性质上有许多相似之处。已知 锡元素具有如下性质： Sn4＋＋Sn=2Sn2＋； 2Sn2＋＋O2＋4H＋=2Sn4＋＋2H2O； 2H＋＋SnO Sn(OH)2 Sn2＋＋2OH－。 试回答： ①锡溶于盐酸，再向反应后的溶液中通入氯气，有关反应类似于铁的相应变化，试写出有关 反应的离子方程式： ___________________________________，________________________________。 ②将①中溶液蒸干后继续加热所得固体，变化过程类似于 FeCl3 溶液相应的变化，则最后得 到的固体物质是(分子式)__________。 ③若可用 SnCl2 溶液与过量的碱溶液反应的方法制 Sn(OH)2, 该碱是__________。 【答案】 (1)①Na＋ ＋2H＋=H2O＋CO2↑ n( )∶n( )＝11∶2 ②Al(OH)3＋OH－= ＋2H2O N(Al3＋)∶N(Mg2＋)∶N( )∶N(Cl－)＝2∶1∶4∶12 (2)①Sn＋2H＋=Sn2＋＋H2↑ Sn2＋＋Cl2=Sn4＋＋2Cl－ ②SnO2 ③NH3·H2O 【解析】 (1)①若 Y 为盐酸，则 Oa 段反应为 2H＋＋ =H2SiO3↓、H＋＋ ＋H2O=Al(OH)3↓，ab 段反应为 2H＋＋ =H2O＋CO2↑，bc 段反应为 Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O；X 溶液中含有 和 ，故阳离子中只有 Na＋可以存在；设 bc 段反应消耗的 H＋的物质的量为 x，则 根据 bc 段反应可得：n( )＝ x，根据 Oa 段反应可得：n( )＋2n( )＝4x， 解得 n( )∶n( )＝2∶11。②若 Y 为 NaOH 溶液，则 Oa 段反应为 Al3＋＋3OH－ =Al(OH)3↓、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，ab 段反应为 ＋OH－ NH3·H2O，bc 段反应为 Al(OH)3＋OH－= ＋2H2O；设 bc 段反应消耗的 OH－的物质的量为 y，则根据 ab 段反应可 得 n( )＝2y，根据 bc 段反应可得 n( )＝y，则根据元素守恒可知 n(Al3＋)＝y，根 据 Oa 段反应可得 3n(Al3＋)＋2n(Mg2＋)＝4y，解得 n(Mg2＋)＝y，根据电荷守恒可得 n(Cl－)＝ 6y，可得：n(Al3＋)∶n(Mg2＋)∶n( )∶n(Cl－)＝2∶1∶4∶12。(2)①Sn 的简单阳离子为 Sn2＋和 Sn4＋，可迁移铁与盐酸反应，其产物再与氯气反应的离子方程式；②FeCl3 溶液蒸干 后继续加热所得固体为 Fe2O3，故 SnCl4 溶液蒸干后继续加热所得固体应为 SnO2；③由 2H＋＋ SnO Sn(OH)2 Sn2＋＋2OH－可知 Sn(OH)2 具有两性，故应用弱碱 NH3·H2O 和 SnCl2 反应 制取 Sn(OH)2 以避免其与强碱反应。 52．有一种白色粉末，含有下列阴离子和阳离子中的几种。 阴离子：S2－、Cl－、NO、 、 、 、 。 阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、Ba2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、 。 将该白色粉末进行下列实验，观察到的现象如下： 实验操作 现象 a.取少量粉末，加水、振荡 全部溶解、 溶液无色透明 b.向所得溶液中慢慢滴入苛性钠溶液，并加热 无明显现象 c.取少量粉末，加盐酸 无明显现象 d.取少量粉末，加稀 H2SO4 和稀 HNO3 的混合液 有白色沉淀生成 根据实验推断： (1)从 a 实验中，可推断粉末中不可能有 (填离子符号，下同)。 (2)从 b 实验中，可推断粉末中不可能有 。 (3)从 c 实验中，可推断粉末中不可能有 。 (4)从 d 实验中，可推断粉末中不可能有 ，一定含有 。 (5)以上各实验仍无法确定是否存在的离子是 。 【答案】(1)Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、 (2) 、Mg2＋、Al3＋ (3) 、 、S2－ (4) Ba2＋ (5)Cl－、 、Na＋ 【解析】(1)Fe3＋为棕黄色，Fe2＋为浅绿色，Cu2＋为蓝色， 为紫色。 (2) 与 OH－可反应生成 NH3，Mg2＋、Al3＋可与 OH－反应生成沉淀。 (3) 、 可分别与 H＋反应生成 CO2 气体。 (4)加入硫酸和硝酸生成的沉淀只能是 BaSO4，因此可推出含有 Ba2＋，则必不含有 。 53．有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、 、 、 Cl－、I－、 ，取该溶液进行如下实验： 实验步骤 实验现象 ①取少量该溶液，加几滴甲基橙溶液 溶液变红色 ②取少量该溶液，加入铜片和浓硫酸，加热 有无色气体产生，遇空气可以变成红棕色 ③取少量该溶液，加入 BaCl2 溶液 有白色沉淀生成 ④取③中的上层清液，加入 AgNO3 溶液 有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸 ⑤取少量该溶液，加入 NaOH 溶液 有白色沉淀生成，当 NaOH 过量时，沉淀部分 溶解 由此判断： (1) 溶 液 中 一 定 存 在 的 离 子 是 ； 溶 液 中 肯 定 不 存 在 的 离 子 是 。 (2)为进一步确定其他离子，应该补充的实验及对应欲检验离子的名称(若为溶液反应，说明 使用试剂的名称，不必写详细步骤) 。 (3)写出实验⑤中所有反应的离子方程式： 。 【答案】(1) 、 、Mg2＋、Al3＋ Fe2＋、 、I－、Ba2＋ (2)K＋的检验可以用焰色反应；Cl－的检验：向溶液中加足量的硝酸钡溶液，过滤后，向滤液 中加硝酸银溶液，再加稀硝酸，若生成白色沉淀不溶解，则证明有 Cl－ (3)H＋＋OH－=H2O Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓ Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓ Al(OH)3＋OH－= ＋2H2O 【解析】原溶液无色，则其中不含有 Fe2＋；实验①说明溶液呈酸性，所以 不能大量 存在；实验②说明溶液中含有 ，因为 I－能被 HNO3 氧化，所以 I－不能大量存在；实验 ③说明原溶液中含有 ，则肯定不含 Ba2＋；实验④无法说明原溶液中是否含有 Cl－，因 为实验③引入了 Cl－；实验⑤说明溶液中含有 Mg2＋和 Al3＋。 54．常见的五种盐 A、B、C、D、E，它们的阳离子可能是 Na＋、 、Cu2＋、Ba2＋、Al3＋、 Ag＋、Fe3＋，阴离子可能是 Cl－、 、 、 ，已知： ①五种盐均溶于水，水溶液均为无色。 ②D 的焰色反应呈黄色。 ③A 的溶液呈中性，B、C、E 的溶液呈酸性，D 的溶液呈碱性。 ④若在这五种盐的溶液中分别加入 Ba(NO3)2 溶液，只有 A、C 的溶液不产生沉淀。 ⑤若在这五种盐的溶液中，分别加入氨水，E 和 C 的溶液中生成沉淀，继续加氨水，C 中沉 淀消失。 ⑥把 A 的溶液分别加入到 B、C、E 的溶液中，均能生成不溶于稀硝酸的沉淀。 请回答下列问题： (1)五种盐中，一定没有的阳离子是 ；所含阴离子相同的两种盐的化学式 是 。 (2)D 的化学式为 ，D 溶液显碱性的原因是 (用离子方 程式表示)。 (3)A 和 C 的溶液反应的离子方程式是 ； E 和氨水反应的离子方程式是 。 (4)若要检验 B 中所含的阳离子，正确的实验方法是 。 【答案】(1)Cu2＋、Fe3＋ (NH4)2SO4、Al2(SO4)3 (2)Na2CO3 ＋H2O ＋OH－ (3)Ag＋＋Cl－=AgCl↓ Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3 (4)取少量 B 于试管中，加入浓 NaOH 溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察 是否变蓝色 【解析】由于盐溶液没有颜色，所以没有 Cu2＋和 Fe3＋；根据实验现象可知，A、B、C、D、E 分别为 BaCl2、(NH4)2SO4、AgNO3、Na2CO3、Al2(SO4)3；检验 ，常用的方法是将铵盐与浓 NaOH 溶液共热，看是否能够产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。 55．A、B、C、D 四种可溶的化合物(所含离子各不相同)，分别由阳离子 Na＋、Mg2＋、Al3＋、 Ba2＋和阴离子 OH－、Cl－、 、 两两组合而成。为了确定这四种化合物的成分，某 同学进行了如下实验操作： ①将四种化合物各取适量配成溶液，分别装入四支试管。 ②取 A 溶液分别滴入另外三种溶液中，记录实验现象如下： B 溶液白色沉淀沉淀不溶解 C 溶液白色沉淀沉淀不溶解 D 溶液白色沉淀沉淀部分溶解 ③向 B 溶液中滴入 D 溶液，无明显实验现象。 请回答下列问题： (1)写出它们的化学式： A ；B ；C ；D ； (2) 上 述 ② 的 第 三 次 实 验 ， 再 加 入 A ， 沉 淀 部 分 溶 解 的 离 子 方 程 式 。 (3)③中若向 C 溶液中滴入 D 溶液，可能出现的实验现象是 。 用离子方程式表示其原因： 。 【答案】(1)Ba(OH)2 MgCl2 Na2CO3 Al2(SO4)3 (2)Al(OH)3＋OH－= ＋2H2O (3)冒出大量气泡，同时生成白色沉淀 2Al3＋＋3 ＋3H2O=2Al(OH)3↓＋3CO2↑ 【解析】分析 4 种阳离子和 4 种阴离子之间的关系可知： 只能与 Na＋结合成 Na2CO3， 则 OH－只能与 Ba2＋结合成 Ba(OH)2。对照实验②可知 A 为 Ba(OH)2，D 溶液中生成的白色沉淀 再加 Ba(OH)2 溶液后沉淀部分溶解，说明 D 是 Al2(SO4)3。根据实验③可确定 B 是 MgCl2，则 C 是 Na2CO3。(3)中 与 Al3＋发生水解相互促进反应生成气体和沉淀。 56．某无色溶液只可能含有以下几种离子：①Mg2＋、②Al3＋、③Fe2＋、④H＋、⑤ 、⑥ Cl－、⑦OH－。向其中缓慢地滴入 NaOH 溶液至过量，产生沉淀的质量与加入 NaOH 溶液的体积 的关系如图所示，由此可确定原溶液中一定含有的离子是 A．①②⑤ B．①③④ C．②⑥⑦ D．①②④⑥ 【答案】D 【解析】本题结合图像考查限制条件下的离子共存问题。Fe2＋的溶液为浅绿色，则含③的选 项可以排除，即排除选项 B；滴加氢氧化钠溶液，开始时没有沉淀生成，可推知溶液中含有 较多的 H＋，则含⑦OH－和⑤ 的选项可以排除，故排除 A、C 选项；生成沉淀的量先增 加后减少且最终沉淀不完全溶解，可推知溶液中含有 Al3＋、Mg2＋，再由溶液呈电中性可推知 一定含有 Cl－，选项 D 正确。 57．孔雀石主要含 Cu2(OH)2CO3，还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备 CuCl2·3H2O 及纯碱，流程如图所示。 已知：溶液 A 只含 Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋三种金属离子，且三种离子沉淀时的 pH 如表所示。回答 下列问题： 金属离子 Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋ pH 氢氧化物 开始沉淀 1.9 7.0 4.7 氢氧化物 完全沉淀 3.2 9.0 6.7 (1)图中“试剂 1”为________。 (2)加入 CuO 的作用是调节溶液 pH，则 pH 的范围为________。 (3)气体 E、F 与饱和食盐水作用生成 H 和 G 时，E 和 F 应按一定先后顺序通入饱和食盐水中。 其中，应先通入的气体是________(填代号及对应物质的化学式)。 (4)由溶液 C 获得 CuCl2·3H2O，需要经过__________、________、过滤等操作。 (5)已知：常温下 Cu(OH)2 的 Ksp＝2×10－20。计算 Cu2＋＋2H2O Cu(OH)2＋2H＋的平衡常数为 ________。 【答案】(1)Cl2 或 H2O2 (2)3.2≤pH<4.7 (3)F——NH3 (4)蒸发浓缩 冷却结晶 (5)5×10－9 【解析】(1)Fe2＋开始沉淀时的 pH 为 7.0，此时 Cu2＋已完全沉淀。所以欲除去 Cu2＋中混有的 Fe2＋时，必须先将其氧化为 Fe3＋。为避免引入新杂质，试剂 1 可以是氯气或 H2O2。 (2)调节 pH 的原则是使 Fe3＋完全沉淀而 Cu2＋不沉淀。 (3)CO2 在饱和食盐水中的溶解度小，因此必须先通入 NH3。 (5)Cu2 ＋ ＋2H2O Cu(OH)2 ＋2H ＋ 的平衡常数 。根据 Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2 ＋)·c2(OH－)及常温下 Kw＝c(H＋)·c(OH－)得： 58． 难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡： K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s) 2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4 ＋2H2O 为能充分利用钾资源，用饱和 Ca(OH)2 溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下： (1)滤渣主要成分有________和________以及未溶杂卤石。 (2) 用 化 学 平 衡 移 动 原 理 解 释 Ca(OH)2 溶 液 能 溶 解 杂 卤 石 浸 出 K ＋ 的 原 因 ： _________________________________________________。 (3)“除杂”环节中，先加入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入________溶液 调滤液 pH 至中性。 (4)不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系如图。由图可得，随着温度升高， ①________________________________________________________， ②________________________________________________________。 (5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s)＋ CaCO3(s) ＋ 已知 298 K 时，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9， Ksp(CaSO4)＝4.90×10－5，求此温度下该反应的平衡常数 K(计算结果保留三位有效数字)。 【答案】(1)Mg(OH)2 CaSO4 (2)加入 Ca(OH)2 溶液，Mg2＋与 OH－结合生成 Mg(OH)2 沉淀，Mg2＋浓度减小，平衡正向移动，K ＋增多 (3)K2CO3 H2SO4 (4)①溶浸平衡向右移动 ②K＋的溶浸速率增大 (5)CaSO4(s) ＋ CaCO3(s) ＋ 的 平 衡 常 数 ， 据 Ksp(CaSO4).Ksp(CaCO3) 可 知 ： ， 则 有 。 【解析】解题时，要依据制备 K2SO4 的工艺流程，结合物质的分离与提纯的原则进行分析。 (1)杂卤石中加入 Ca(OH)2 溶液，Mg2＋与 OH－结合生成 Mg(OH)2 沉淀，CaSO4 微溶于水，过滤后， 滤渣中含有 Mg(OH)2.CaSO4 及未溶解的杂卤石。 (2)加入 Ca(OH)2 溶液，Mg2＋与 OH－结合生成 Mg(OH)2 沉淀，使 c(Mg2＋)减小，杂卤石的溶解平 衡正向移动，同时 c(Ca2＋)与 c( )均增大，从而析出 CaSO4 沉淀，K＋留在滤液中。 (3)滤液中含有 Ca2＋.OH－，可先加入过量 K2CO3 溶液，除去 Ca2＋，过滤后，再加入稀 H2SO4 调 节溶液的 pH 至中性。 (4)①溶浸平衡向右移动；②K＋的溶浸速率增大。 59．分子筛具有吸附能力强，热稳定性高等优良性能，使得分子筛获得广泛应用，某种型号 分子筛的工业生产流程可表示如下： 在滴加氨水调节 pH=9 的过程中，若 pH 控制不当，会有 Al(OH)3 生成，假设生产过程中铝元 素、硅元素均没有损失，钠原子利用率为 10%。 （1）分子筛的直径为 4A(1A=10－10m)称为 4A 型分子筛，当 Na+被 Ca2+取代时就制得 5A 型分子 筛，当 Na+被 K+取代时就制得 6A 型分子筛。要高效分离正丁烷(分子直径为 4．65A)和异丁 烷(分子直径为 5．6A)应该选用_______型分子筛。 （2）Al2(SO4)3 溶液与 Na2SiO3 溶液反应生成胶体的离子方程式为________________________ （3）该生产流程中所得滤液里含有的离子除 H+、OH－外，主要还有 等离子。检验 其中金属阳离子的操作方法是 ； （4）加 NH3•H2O 调节 pH 后，加热到 90℃并趁热过滤的原因可能是 。 （5）该生产流程中所得分子筛的化学式为 。（用氧化物形式表示） 【答案】（1）5A（2）2Al3++3SiO3 2-+6H2O=2Al(OH)3+3H2SiO3 （3）Na+,NH4 +,SO4 2-;将铂丝（或铁丝）在酒精灯上加热至无色，蘸取待测溶液放在酒精灯外 焰上灼烧，若火焰呈黄色，则待测液中含有 Na+; （4）加热能促使胶体凝聚，趁热过滤可防止其它杂质晶体析出。 （5）Na2O·Al2O3·10SiO2·6H2O 【解析】 试题分析：（1）由于正丁烷的分子直径为 4．65A，异丁烷的分子直径为 5．6A，所以应该选 择 5A 型分子筛才可以将二者分离开。（2）Al2(SO4)3 是强酸弱碱盐， Na2SiO3 是强碱弱酸盐， 二者在溶液反应生成胶体的离子方程式为 2Al3++3SiO3 2-+6H2O=2Al(OH)3+3H2SiO3。（3）根据质 量守恒定律，可知在该生产流程中所得滤液里含有的离子除 H+、OH－外，主要还有 Na+、NH4 +、 SO4 2-。可以用焰色反应来检验其中金属阳离子 Na+。具体操作方法是将铂丝（或铁丝）在酒 精灯上加热至无色，蘸取待测溶液放在酒精灯外焰上灼烧，若观察到火焰呈黄色，则待测液 中含有 Na+。（4）加 NH3•H2O 调节 pH 后，加热到 90℃并趁热过滤是因为加热能促使胶体凝聚， 趁热过滤可防止其它杂质晶体析出而导致胶体不纯。（5）由于在生产过程中铝元素、硅元素 均 没 有 损 失 ， 钠 原 子 利 用 率 为 10% 。 n(Al)=(34 ． 2g÷342g/mol)×2=0 ． 2mol ； n(Si)=122g÷122g/mol=1mol；n(Na)=2n(Si)=2mol。所以在胶体中的 Al:0．2mol;Si:1mol;Na: 2mol×10%=0．2mol;由于在化合物中的正负化合价的代数和为 0，所以 2n(O)=0．2×3+1×4 ＋0．2×1．解得 n(O)=2．4．所以 n(Na): n(Al): n(Si): n(O)=0．2:0．2:1:2．4=1:1:5:12．由 于分子筛的化学式为 NaxAlySiZOn·mH2O。质量为 87．2g．{87．2g÷(382＋18m)g/mol}×1=0．2; 解得 m=3．因此该分子筛的化学式为 NaAlSi5O12·3H2O．分子筛可以用不同的形式表示。在变 化 的 过 程 中 个 元 素 的 物 质 的 量 的 比 不 能 发 生 变 化 。 所 以 用 氧 化 物 的 形 式 表 示 为 Na2O·Al2O3·10SiO2·6H2O。 考点：考查混合物的分离方法、离子方程式的书写、分子筛的化学式的确定及离子的鉴定的 知识。 60．电子级钴的氧化物用于半导体工业和电子陶瓷等领域，是一种纯度很高的氧化物。其工 业制取流程如下： 电子级钴 的氧化物 稀 HNO3工业级 Co （含 Fe、 Si 等杂质） Co3(PO4)2 溶液 滤渣 A 滤液 A (NH4)2C2O4 滤渣 B (CoC2O4) 滤液 B 洗涤、干燥 燃烧 （1）实验室过滤所需的仪器有铁架台、铁圈、烧杯、 和漏斗。 （2）滤渣 A 的成分除过量的 Co3（PO4）3 和 Fe(OH)3 外还有 （填化学式），加入 CO3(PO4)2 的目的是 。 （3）Co 与稀硝酸反应生成 Co2+的离子方程式为： 。 （4）滤渣 B 经过反复洗涤、干燥后，进行灼烧，其热重分析图如下：写出下列化学反应方 程式： ①AB 段： ； ②BC 段 。 【答案】（1）玻璃棒（2）Si 调节 pH，保证 Co2+不沉淀，而使铁离子全部沉淀 （3）3Co+8H++2NO3 -=3Co2++4H2O+2NO↑ （4）CoC2O4 CoO+CO↑+CO2↑ 6CoO+O2 2Co3O4 【解析】 试题分析：（1）实验室过滤所需的仪器有铁架台、铁圈、烧杯、玻璃棒和漏斗。（2）在加入 硝酸酸化时钴、Fe 都与硝酸发生反应得到硝酸钴、硝酸铁而 Si 不能与稀硝酸发生反应，所 以过滤后存在于滤渣 A 中。因此滤渣 A 的主要成分除过量的 Co3（PO4）3 和 Fe(OH)3 外还有 Si。 加入 CO3(PO4)2 的目的是调节 pH，保证 Co2+不沉淀，而使铁离子全部沉淀。（3）Co 与稀硝酸 反应生成 Co2+，根据质量守恒定律和电子守恒、电荷守恒，可知该反应的离子方程式为 3Co+8H++2NO3 -=3Co2++4H2O+2NO↑ 。（ 4 ） 滤 渣 B(CoC2O4) 灼 烧 发 生 分 解 反 应 ： CoC2O4 =CoO+CO↑+CO2↑。得到固体为 CoO。n(CoC2O4)=14．7g÷147g/mol=0．1mol;根据 元素守恒可得 m(CoO)=0．1mol×75g/mol=7．5g;而在 t3 时固体的质量为 8．03g．根据质量 守恒定律可知在 BC 段发生了反应：6CoO+O2 2Co3O4。 考点：考查混合物的分离方法、试剂的使用、化学方程式离子方程式的书写及有关计算的知 识。 61． (15 分)2012 年 4 月 15 日，央视曝光河北一药用胶囊厂用皮革废料所生产明胶作原料。 这些企业用生石灰处理皮革废料进行脱色漂白和清洗，随后熬制成工业明胶，卖给浙江新昌 县药用胶囊生产企业，最终流向药品企业，进入消费者腹中。记者调查发现 9 家药厂的 13 个批次药品所用胶囊重金属铬含量超标。重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)是重要的化工 产 品 和 强 氧 化 剂 。 工 业 制 备 的 流 程 如 下 ： （1）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如 Na2SiO3 可写成 Na2O·SiO2，则 Fe(CrO2)2 可写 成 。 （2）煅烧铬铁矿时，矿石中难溶的 Fe(CrO2)2 生成可溶于水的 Na2CrO4，反应化学方程式如 下：4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 = 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 为了加快该反应的反应速率，可采取的 措施是 。（写一种即可） （3）已知 CrO4 2-在不同的酸性溶液中有不同的反应，如：2CrO4 2-+2H+= Cr2O7 2-+H2O ; 3CrO4 2-+4H+= Cr3O10 2-+2H2O ① 往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是 。 ② 混合溶液乙中溶质的化学式是 。 （4）在含 Cr2O7 2-废水中存在着平衡：Cr2O7 2-+H2O 2CrO4 2-+2H+，请写出该平衡的平衡常数 表达式 K= ，若继续加水稀释，平衡将 移动(填“正向”、“逆向”“不”)。 （5）请配平碱性溶液还原法中发生的离子反应：□Cr2O7 2-+□S2-+□H2O - □Cr(OH)3+□S2O3 2-+ □OH- 【答案】（1）FeO·Cr2O3 （2）粉碎矿石、升高温度 （3）① 少量不能除尽 Na2CO3 等杂质，过量会生成 Na2Cr3O10 等副产物。② Na2Cr2O7 和 Na2SO4 （4）c(CrO4 2-)2c(H+)2/c(Cr2O7 2-) 正向 （5） 4 6 19 8 3 14 【解析】 试题分析：（1）Fe(CrO2)2 用氧化物的形式可写为 FeO·Cr2O3。（2）加快该反应的反应速率的 措施有粉碎矿石、升高温度、增大氧气的浓度等。（3）①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量 的原因是若是少量不能除尽其中的 Na2CO3 等杂质，若是过量又会生成 Na2Cr3O10 等副产物。② 根据反应方程式 2Na2CrO4+H2SO4= Na2Cr2O7+H2O +Na2SO4 可知：混合溶液乙中溶质的化学式是 Na2Cr2O7 和 Na2SO4 。（ 4 ） 反 应 Cr2O7 2-+H2O 2CrO4 2-+2H+ 的 化 学 平 衡 常 数 )( )()( 2 72 22 4 2    OCrc HcCrOcK 。若继续加水稀释，由于生成物的系数大。所以稀释的倍数多， 稀释后生成物的浓度减小的多，平衡正向移动。（5）根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒可 配平方程式为 4Cr2O7 2-+6S2-+19H2O =8Cr(OH)3+3S2O3 2-+14OH-。 考点：考查影响化学反应速率的因素、盐的氧化物的形式表示、化学平衡常数的表达式及有 电子转移的离子方程式的书写的知识。 62．A、B、C、D、E、F 六种元素，其中 A、B、C、D、E 为短周期主族元素。它们之间的关 系如下： （Ⅰ）原子半径：A ＜ C ＜ B ＜ E ＜ D （Ⅱ）原子的最外层电子数：A ＝ D， C ＝ E， A＋B ＝ C。 （Ⅲ）原子的核外电子层数：B ＝ C ＝ 2A （Ⅳ）B 元素的主要化合价：最高正价＋最低负价 ＝ 2 （Ⅴ）F 的单质或合金是用量最大的金属材料。 请回答：（1）甲由 A、B 两种元素按原子数之比为 3:1 组成的物质，写出其电子式 ； （2）写出某含 F 黑色的磁性氧化物与 B 最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应的离子方程 式： 。 （3）由 A、C、E 三种元素组成的两种气体化合物．．．．．，相互反应能生成淡黄色固体的化学反应 方程式为： 。 （4）上述元素中 A、B、C、E、F 的五种元素可形成一种常见复盐，经检测该复盐由三种离 子组成且离子个数比为 1:1:2，向该盐溶液加入酸化的 BaCl2 溶液，产生白色沉淀；加入 NaOH 溶液并加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则该复盐的化学式为 。为检验 该复盐中的某种有色离子存在，请写出实验的操作步骤和现象 ； （5）将上述复盐配成 0.1L 0.1mol/L 的溶液，向其中加入 0.06mol 的 BaCl2 固体完全反应 后，该溶液中 c（SO4 2-）为： （已知：忽略溶液体积变化。该沉淀的 Ksp=2×10-9） 【答案】（1） （2）3Fe3O4+28H++NO3 -=9Fe3++NO↑+14H2O （3）SO2+2H2S=3S+2H2O （4）NH4Fe(SO4)2，向该盐溶液中加入硫氰化钾溶液，溶液变红则含有 Fe3+ （5）5×10－9mol/l 【解析】 试题分析：根据题意可推知：A 是 H；B 是 N；C 是 O；D 是 Na；E 是 S；F 是 Fe。（1）甲是 NH3 ， 其 电 子 式 为 。 （ 2 ） Fe3O4 和 稀 硝 酸 反 应 的 化 学 方 程 式 为 3Fe3O4+28HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+14H2O; 将 其 改 写 为 离 子 方 程 式 为 3Fe3O4+28H++NO3 -=9Fe3++NO↑+14H2O。（3）（3）由 H、O、S 三种元素组成的两种气体相互反 应能生成淡黄色固体的化学反应方程式为 SO2+2H2S=3S+2H2O。（4）复盐是由两种不同的金属 阳离子与一种酸根离子组成的化合物。向该盐溶液加入酸化的 BaCl2 溶液，产生白色沉淀， 证明含有 SO4 2-；加入 NaOH 溶液并加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，证明含有 NH4 +；另一种阳离子为 Fe2+或 Fe3+。因为该复盐由三种离子组成且离子个数比为 1:1:2，根据 在化合物中正负化合价的代数和为 0,的原则，因此含有的另一种金属阳离子为 Fe3+。该盐的 化学式为 NH4Fe(SO4)2。检验 Fe3+的方法是取盐溶液少许，向该盐溶液中加入硫氰化钾溶液， 若溶液变红则含有 Fe3+。（5）n(Ba2+)=0.06mol,n(SO4 2-)=0.1×0.1×2mol=0.02mol.因为发生 反应：Ba2++ SO4 2-=BaSO4↓。二者的物质的量的比为 1:1，所以 Ba2+过量，反应后溶液中的 c(Ba2+)=(0.06 － 0.02)mol÷0.1L=0.4mol/L. 由 于 BaSO4Ksp=2×10-9 ， 所 以 Lmol Bc KSOc a sp /1054.0 102 )( )( 9 9 2 2 4      。 考点：考查元素的推断、物质的鉴定、离子的检验、离子方程式的书写及沉淀溶解平衡的应 用的知识。 63．过氧化钙晶体[CaO2·8H2O]较稳定，呈白色，微溶于水，能溶于酸性溶液。广泛应用于 环境杀菌、消毒等领域。 ★过氧化钙晶体的制备 工业上生产 CaO2·8H2O 的主要流程如下： （1）用上述方法制取 CaO2·8H2O 的化学方程式是 。 （2）沉淀时常用冰水控制温度在 10℃以下和通入过量的 NH3，其可能原因分别是 ① ；② 。 ★过氧化钙晶体含量的测定 准确称取 0.3000g 产品于锥形瓶中，加入 30 mL 蒸馏水和 10 mL 2.000 mol·L－1 H2SO4，用 0.0200mol·L—1 KMnO4 标准溶液滴定至终点。重复上述操作两次。H2O2 和 KMnO4 反应的离子方 程式为 2MnO4 －＋5 H2O2＋6H+ ＝2Mn2+＋5O2↑＋8H2O （3）滴定终点观察到的现象为 。 （4）根据表 1 数据计算产品中 CaO2·8H2O 的质量分数（写出计算过程）： 滴定次数 样 品 的 质 量 /g KMnO4 溶液的体积/mL 滴定前刻度/mL 滴定后刻度/mL 1 0.3000 1.02 24.04 2 0.3000 2.00 25.03 3 0.3000 0.20 23.24 表 1. KMnO4 标准溶液滴定数据 【答案】（1）CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl；（2）①温度低可减少过氧化氢的分 解，提高过氧化氢的利用率（或防止过氧化氢的分解）；②通入过量的 NH3 使溶液呈碱性， 抑制 CaO2·8H2O 的溶解（或提高产品的产率）；（3）当滴入最后一滴 KMnO4 标准溶液后由无 色变浅红色，且半分钟内不褪色。（4）82.91% 5 CaO2·8H2O ～ 5 H2O ～ 2 KMnO4 n(CaO2·8H2O)= 2 5 n(KMnO4)= 2 5 ×0.0200mol/L×23.03mL×10-3L/mL=1.1151×10-3mol，所以 CaO2·8H2O 的质量分数为： 00 13 1003000.0 21610151.1   g molgmol =82.91% 【解析】 试题分析：（1）根据题意可知：用上述方法制取 CaO2·8H2O 的化学方程式是 CaCl2+H2O2+2NH3+ 8H2O= CaO2·8H2O↓+2NH4Cl。（2）沉淀时常用冰水控制温度在 10℃以下和通入过量的 NH3 是 因为①温度低可减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率；②通入过量的 NH3 使溶液呈 碱性，抑制 CaO2·8H2O 的溶解（或提高产品的产率）。（3）CaO2+2H2O=Ca(OH)2+H2O2; 2MnO4 － ＋5 H2O2＋6H+ ＝2Mn2+＋5O2↑＋8H2O.当达到滴定终点时会观察到溶液由无色变为浅红色，半 分钟内不褪色。（4）由方程式得关系式为：5CaO2·8H2O ～2KMnO4。消耗的 KMnO4 溶液的体积 为 {(24.04 － 1.02)+( 25.03 － 2.00)+( 23.24 － 0.20)}ml÷3=23.03ml.n(CaO2·8H2O)= 2 5 n(KMnO4)= 2 5 ×0.0200mol/L×23.03mL ×10-3L/mL =1.1151 ×10-3mol 。 所 以 CaO2·8H2O 的 质 量 分 数 为 ： 00 13 1003000.0 21610151.1   g molgmol =82.91%。 考点：考查 CaO2·8H2O 的制备原理及操作注意问题、滴定终点的判断、物质含量的测定的知 识。 64．二氧化氯（ClO2）可用于自来水消毒。以粗盐为原料生产 ClO2 的工艺主要包括：①粗盐 精制；②电解微酸性 NaCl 溶液；③ClO2 的制取。工艺流程如下图： B 过量试剂 X 过滤 适量 HCl 至酸性 反应Ⅱ(电解)粗盐水 Na2CO3、NaOH 反应Ⅲ HCl Cl2 ClO2反应Ⅰ(沉淀) 滤渣 ⑴ 粗食盐水中含有 Ca2+、Mg2+、SO4 2-等杂质。除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的试剂 X， X 是 (填化学式)，至沉淀不再产生后，再加入过量的 Na2CO3 和 NaOH，充分反应后将 沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的 SO4 2-，其原因是 。（已知： Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10 ；Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9） ⑵上述过程中，将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠与盐酸反应生成 ClO2。电解时生成 的气体 B 是 ；反应Ⅲ的化学方程式为 。 ⑶ ClO2 很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到 ClO2 溶液。为测定所得溶液中 ClO2 的含 量，进行了以下实验： 步骤 1：准确量取 ClO2 溶液 10.00 mL，稀释成 100 mL 试样。 步骤 2：量取 V1mL 试样加入到锥形瓶中，调节试样的 pH≤2.0，加入足量的 KI 晶体，摇匀， 在暗处静置 30 分钟。(已知：ClO2＋I－＋H+—I2＋Cl－＋H2O 未配平) 步骤 3：以淀粉溶液作指示剂，用 c mol·L－1Na2S2O3 溶液滴定至终点，消耗 Na2S2O3 溶液 V2 mL。 （已知：I2＋2S2O3 2-＝2I－＋S4O6 2-） ① 准确量取 10.00 mL ClO2 溶液的玻璃仪器是 。 ② 滴定过程中，至少须平行测定两次的原因是 。 ③ 根据上述步骤可计算出原 ClO2 溶液的物质的量浓度为 mol·L－1（用含字母 的代数式表示）。 【答案】⑴ BaCl2 、BaSO4 和 BaCO3 的 Ksp 相差不大，当溶液中存在大量的 CO3 2-离子时，BaSO4(s) 会部分转化为 BaCO3(s) ⑵H2 2NaClO3＋4HCl==2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O ⑶ ①酸式滴定管 ②减少实验误差 ③ 2 1 2cV V 【解析】 试题分析：⑴ 粗食盐水中含有 Ca2+、Mg2+、SO4 2-等杂质。除杂操作时，往粗盐水中先加入过 量的试剂 BaCl2，来除去 SO4 2-；至沉淀不再产生后，再加入过量的 Na2CO3 来除去原溶液中的 Ca2+和为除去 SO4 2-而引入的 Ba2+。然后再加入 NaOH 溶液来除去 Mg2+，充分反应后将沉淀一并 滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的 SO4 2-，是因为在溶液中沉淀溶解平衡。BaSO4 和BaCO3 的 Ksp 相差不大，当溶液中存在大量的 CO3 2-离子时，BaSO4(s)会部分转化为 BaCO3(s) 。⑵ 将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠。根据氧化还原反应中的化合价升高与降低的总数 相 等 可 知 电 解 时 生 成 的 气 体 B 为 H2 。 根 据 题 意 反 应 Ⅲ 的 化 学 方 程 式 为 2NaClO3 ＋ 4HCl==2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O。（3）①ClO2 溶液显酸性，所以准确量取 10.00 mL ClO2 溶液的 玻璃仪器是酸式滴定管。② 在碱性滴定实验过程中难免会产生误差，为了减少实验的偶然 性，减少实验误差，实验至少须平行测定两次，取其平均值，这样就更接近理论值。③由方 程式 2ClO2＋10I－＋8H+==5I2＋2Cl－＋4H2O；I2＋2S2O3 2-＝2I－＋S4O6 2-.得关系式 ClO2～5S2O3 2-。 n(S2O3 2-)=cV2×10-3mol,所以 V1mL ClO2 的溶液中含有的 ClO2 的物质的量为 2cV2×10-4mol 。则 10ml 的原溶液含有 ClO2 的物质的量为 2CV2/V1×10-2mol.所以原 ClO2 溶液的物质的量浓度为 2CV2/V1×10-2mol÷10-2L= 2 1 2cV V mol/L。 考点：考查杂质的除去、氧化还原反应方程式的书写、物质的量浓度的计算的知识。 65．高锰酸钾是中学常用的试剂。工业上用软锰矿制备高锰酸钾流程如下。 石灰苛化母液 滤渣 KMnO4 K2CO3 KOH KMnO4 粗晶体 干燥 KMnO4 晶体 操作Ⅱ 操作Ⅰ 空气 反应① CO2 粉碎 熔融 K2MnO4 KMnO4 K2CO3 MnO2 MnO2 KOH H2O （1）写出实验室利用 KMnO4 分解制取 O2 的化学方程式 （2）KMnO4 稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是 A．84 消毒液(NaClO 溶液) B．双氧水 C．苯酚 D．75%酒精 （3）在滴定实验中，常用 （填“酸式”或“碱式”）滴定管量取 KMnO4 溶液。 （4）写出反应①的化学方程式 （5）操作Ⅰ的名称是 ；操作Ⅱ根据 KMnO4 和 K2CO3 两物质在 （填 性质）上的差异，采用 （填操作步骤）、趁热过滤得到 KMnO4 粗晶体。 （6）上述流程中可以循环使用的物质有 、 （写化学式）,鉴于此现用 100 吨软锰矿（含 MnO287.0%），理论上可生产 KMnO4 晶体 吨（不考虑制备过程中原料 的损失）。 【答案】（1）2KMnO4 K2MnO4 ＋MnO2 ＋O2↑ （2 分） （2）AB （各 1 分，共 2 分，选错不得分） （3）酸式 （2 分） （4）3K2MnO4 ＋2CO2 = 2KMnO4 ＋2K2CO3＋MnO2（2 分） （5）过滤（1 分） 溶解度（1 分） 浓缩结晶（1 分） （6）MnO2（1 分） KOH（1 分） 158（2 分） 【解析】 试题分析：（1）实验室利用 KMnO4 分解制取 O2 的化学方程式 2KMnO4 K2MnO4 ＋MnO2 ＋O2↑ （2）KMnO4 稀溶液是一种常用的消毒剂，其消毒原理是利用了它的强氧化性。所以与高锰酸 钾消毒原理相同的是 A、84 消毒液，利用了次氯酸的强氧化性，正确；B、双氧水具有强氧 化性，正确；C、苯酚是利用了渗透作用使细菌蛋白质变性，错误；D、75%酒精是利用了渗 透作用使细菌蛋白质变性，错误，答案选 AB。 （3）因为高锰酸钾具有强氧化性，所以用酸式滴定管量取； （4）根据所给产物，写出反应①的化学方程式 3K2MnO4 ＋2CO2 = 2KMnO4 ＋2K2CO3＋MnO2 （5）将溶液与固体分离，用过滤的方法，所以操作 1 为过滤；KMnO4 和 K2CO3 两物质在溶解 度上操作差别，K2CO3 的溶解度更大，所以利用溶解度的不同，采用浓缩结晶，趁热过滤得 到高锰酸钾胶体； （6）从流程图中可看出，MnO2 与 KOH 开始消耗，后又生成，所以可循环使用；二者循环使 用，可认为二氧化锰全部转化为高锰酸钾，即 MnO2～KMnO4，软锰矿中 MnO2 的质量是 87 吨， 所以可生成 KMnO4 的质量是 158 吨。 考点：考查常见氧化剂、氧化还原反应、化学计算和对物质制备的理解、分析能力，对化学 方程式的记忆 66． 工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]的工艺流程如 下： 已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 如下表： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀 2.3 7.5 3.4 完全沉淀 3.2 9.7 4.4 回答下列问题： （1）加入过量废铁屑的目的是 。 （2）加入少量 NaHCO3 的目的是调节 pH，使溶液中的____（选填“Fe3＋”、“Fe2＋”或“Al3 ＋”）沉淀。该工艺流程中“搅拌”的作用是 。 （3）反应Ⅱ的离子方程式为 。在实际生产中，反应Ⅱ常同时通 入 O2 以减少 NaNO2 的用量，O2 与 NaNO2 在反应中均作 。若参与反应的 O2 有 11.2 L （标准状况），则相当于节约 NaNO2 的物质的量为 。 （4）碱式硫酸铁溶于水后产生的 Fe(OH)2＋离子，可部分水解生成 Fe2(OH)4 2+聚合离子。该水 解反应的离子方程式为 。 （5）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标 准，产品中不得含有 Fe2＋及 NO－ 3 。为检验所得产品中是否含有 Fe2＋，应使用的试剂为 。 A．氯水 B．KSCN 溶液 C．NaOH 溶液 D．酸性 KMnO4 溶液 （6）将 11.9 g Mg、Al、Fe 组成的合金溶于足量的 NaOH 溶液中，合金质量减少了 2.7 g。 另取等质量的合金溶于过量稀硝酸中，生成了 6.72 L（标准状况下）NO，向反应后的溶液 中加入适量 NaOH 溶液恰好使 Mg2＋、Al3＋、Fe3＋完全转化为沉淀，则沉淀质量为 。 A．22.1 g B．27.2 g C．30 g D．无法确定 【答案】（1）使硫酸充分反应掉、提高硫酸利用率或使 Fe3+尽可能转化为 Fe2+（2 分，答对 一点即可得 2 分，其它合理答案也可） （2）Al3+ （1 分） 加快反应速率（或使反应物充分接触）（1 分，意思相近均给分） （3）Fe2+ + NO2 - + 2H+ = Fe3+ + NO↑ + H2O （2 分，漏反应条件或“↑”扣 1 分；未配平 扣 1 分）；氧化剂（1 分）； 2 mol（1 分） （4）2Fe(OH)2＋＋2H2O Fe2(OH)2＋ 4 ＋2H＋（2 分，写成等号扣 1 分；未配平扣 1 分） （5）D（2 分，多选 0 分） (6)B（3 分） 【解析】 试题分析：（1）加入过量废铁屑的目的是使硫酸充分反应掉、提高硫酸利用率或使 Fe3+尽可 能转化为 Fe2+ (2)加入废铁屑后得到的溶液含硫酸亚铁、硫酸铝，根据沉淀对 pH 的选择，加入碳酸氢钠应 先沉淀 Al3+，该工艺流程中“搅拌”的作用是加快反应速率，使反应充分； （3）反应Ⅱ为亚铁离子被亚硝酸盐氧化的反应，离子方程式为 Fe2++NO2 -+2H+ =Fe3++NO↑+H2O； 反应Ⅱ常同时通入 O2 以减少 NaNO2 的用量，O2 与 NaNO2 在反应中均作氧化剂，若参与反应的 O2 有 11.2 L（标准状况），则转移电子的物质的量为 2mol，反应中 1mol NaNO2 转移电子的物 质的量为 1mol，所以相当于节约 NaNO22mol； (4)根据题目所给信息，Fe(OH)2＋离子部分水解生成 Fe2(OH)4 2+聚合离子，溶液呈酸性，水解 的离子方程式为 2Fe(OH)2＋＋2H2O Fe2(OH)2＋ 4 ＋2H＋ （5）A、氯水氧化亚铁离子为铁离子，溶液颜色变化不明显，不易作检验亚铁离子的试剂； B、KSCN 溶液与亚铁离子不反应，错误；C、氢氧化钠溶液与溶液中的铁离子反应生成红褐 色沉淀，不能检验溶液中是否含亚铁离子，错误；D、亚铁离子能使酸性高锰酸钾溶液褪色， 可作检验亚铁离子的试剂，答案选 D。 （6）根据元素守恒，沉淀质量比原固体多了氢氧根离子，由题目可知与足量稀硝酸反应， 生成 0.3mol 的 NO，转移电子的物质的量是 0.9mol，而反应后的溶液与氢氧化钠溶液反应生 成的沉淀中氢氧根离子的个数与转移电子数相同，所以沉淀中 Al、Mg、Fe 的氢氧根离子的 物质的量是 0.9mol，所以沉淀的质量是 11.9g+0.9mol×17g/mol=27.2g，答案选 B。 考点：考查对物质制备的分析能力，离子方程式的书写，元素守恒、得失电子守恒规律的应 用，亚铁离子的检验 67．欲测定含少量氯化钠的小苏打固态样品中 NaHCO3 的质量分数可采用以下四种方法。 方法一： m1 m2 称量 1 操作 1 沉淀 操作 2 操作 3 操作 4 称量 2 试样 蒸馏水 试剂 A 滤液 洗涤水 蒸馏水 方法二： V(待)=100mL 某指示剂 称量 操作 1 量取待测液 操作 2 m V(HCl)/mL 试样 蒸馏水 V(待)=20mL 标准液盐酸 (0.100 mol/L) 方法三： 浓硫酸样品 稀硫酸 碱石灰 A B C 方法四：不使用化学试剂，使用实验室常用仪器 按要求回答下列问题： （1）方法一：加入足量的试剂 A （填写 A 的化学式）可将 HCO3 -离子转化为沉淀并 称重。操作 1、2、3、4 的名称依次是溶解、 、洗涤和 ； （2）方法二：在操作 1 中所用到的玻璃仪器中，除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要 的用到的是 ，在操作 2 中应选择的指示剂是 ； （3）在方法二中计算该样品中 NaHCO3 的质量分数为 [用流程图中的数据 m、 V(HCl) 填写有关的表达式]； （4）在方法三中：根据所用的实验装置，除了称量试样质量外，还需测定的实验数据 是 ； （5）仔细分析方法三中的实验装置，若由此测得的数据来计算实验结果，则有可能偏高也 有可能偏低，偏高的原因可能是 ，偏低的原因可能是 （均文字简述）； （6）方法四的实验原理是： （用化学方程式表示）。 【答案】（1）Ca(OH)2 或 Ba(OH)2 （写名称不给分）；过滤 、干燥（烘干）（每空 1 分，共 3 分） （2）100 mL 容量瓶， 甲基橙 （每空 1 分，共 2 分） （3） 42 (HCl) 100%1000 V m  （2 分） （4）装有碱石灰的干燥管在实验前后的质量 （2 分） （5）碱石灰可能还会吸收空气中的水蒸气和 CO2 气体 装置内会留存部分 CO2 气体 （每空 2 分，共 4 分） （6）2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O 【解析】 试题分析：（1）与 HCO3 -反应钠产生沉淀的试剂有 Ca(OH)2 或 Ba(OH)2，二者选其一即可；操 作 1、2、3、4 的名称依次是溶解、过滤、洗涤、干燥； （2）方法二中还需 100mL 的容量瓶；酚酞的变色范围是 8～10，未滴定完已变色，不可用； 滴定终点时溶液偏酸性，应使用甲基橙作指示剂，溶液由黄色变为橙色； （3）由所用盐酸的体积可计算出 20mL 的待测液中碳酸氢钠的物质的量，原液是待测液的 5 倍 ， 所 以 ， 样 品 中 NaHCO3 的 质 量 分 数 为 V(HCl)×10-3×0.100×5×84/m×100%= 42 (HCl) 100%1000 V m  (4)方法三利用产生二氧化碳的质量来计算碳酸氢钠的质量分数，所用需要称量装有碱石灰 的干燥管在实验前后的质量； （5）偏高的原因是碱石灰还会吸收空气中的二氧化碳和水使质量增大；偏低的原因是装置 中会有残留的二氧化碳未被吸收； （6）不用其他化学试剂，就只能是碳酸氢钠的受热分解了，利用固体反应前后的质量差， 计算碳酸氢钠的质量分数，化学方程式是 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O 考点：考查对碳酸氢钠的质量分数的不同测定方法的分析计算 68．5 种固体物质 A、B、C、D、E 由下表中不同的阴阳离子组成，它们均易溶于水。 阳离子 Na+ Al3+ Fe3+ Cu2+、 Ba2+ 阴离子 OH－ Cl－ CO3 2－ NO3 － SO4 － 分别取它们的水溶液进行实验，结果如下： ①A 溶液与 C 溶液混合后产生蓝色沉淀，向该沉淀中加入足量稀 HNO3，沉淀部分溶解，剩余 白色固体； ②B 溶液与 E 溶液混合后产生红褐色沉淀，同时产生大量气体； ③少量 C 溶液与 D 溶液混合后产生白色沉淀，过量 C 溶液与 D 溶液混合后无现象； ④B 溶液与 D 溶液混合后无现象； ⑤将 38.4 g Cu 片投入装有足量 D 溶液的试管中，Cu 片不溶解，再滴加 1.6 mol·L－1 稀 H2SO4， Cu 逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现。 （1）据此推断 A、C 的化学式为：A ；C 。 （2）写出步骤②中发生反应的化学方程式 。 （3）D 溶液中滴入石蕊试液，现象是 ， 原因是 (用离子方程式说明)。 （4）步骤⑤中若要将 Cu 片完全溶解，至少加入稀 H2SO4 的体积是 mL。 （5）现用 500 mL 3 mol·L－1 的 E 溶液充分吸收 11.2 L CO2 气体(标准状况 下)，反应后溶 液中各离子的物质量浓度由小到大的顺序为 。 （6）若用惰性电极电解 A 和 B 的混合溶液，溶质的物质的量均为 0.1 mol，请在坐标系中 画出通电后阳极产生气体的体积(标准状况下)V 与通过电子的物质的量 n 的关系(不考虑气 体溶于水)。 ’ 【答案】（1）CuSO4 Ba(OH)2(各 1 分) （2）2FeCl3+3Na2CO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+6NaCl(2 分) （3）溶液由无色变成红色(2 分) Al3++3H2O Al(OH)3+3H+(2 分) （4）500(2 分) （5）c(H+)＜c(OH－)＜c(CO3 2－)＜c(HCO3 －)＜c(Na+)(2 分) （6） (2 分) 【解析】 试题分析：由①知，A、C 反应产生的沉淀中应是氢氧化铜和硫酸钡沉淀；则 A、C 是 CuSO4、 Ba(OH)2 中的一种；由②知，B、E 只能是盐类，双水解产生气体和沉淀，其中含有 Fe3+ 、CO3 2 －，且其中必有 Na2CO3；由③知 C 为强碱，所以 C 是 Ba(OH)2，A 是 CuSO4；D 为铝盐；由②④ 知，E 为 Na2CO3；由⑤知 D 中有 NO3 －，所以 D 为 Al(NO3)3，则 B 只能为 FeCl3。 （1）A、C 的化学式为：CuSO4 、Ba(OH)2 （ 2 ） 步 骤 ② 是 Fe3+ 、 CO3 2 － 的 双 水 解 反 应 ， 化 学 方 程 式 为 2FeCl3+3Na2CO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+6NaCl； （3）Al(NO3)3 溶液由于 Al3+水解而是溶液显酸性，所以加入石蕊试液，溶液变红色，离子方 程式为 Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ （4）根据 Cu 与稀硝酸反应的离子方程式 3Cu+8H++2N3 -=3Cu2++2NO↑+4H2O，得 3Cu～8H+，38.4 g Cu 的物质的量为 0.6mol，所以需要硫酸的物质的量是 0.8，其体积为 500mL； （5）由题意知 n(CO2)=0.5mol，n(Na2CO3)=1.5mol，所以二者反应后溶液中有 1mol 的 NaHO3， 1mol 的 Na2CO3， Na2CO3 水解程度大于 NaHO3 水解程度，所以溶液中离子浓度由小到大的顺序为 c(H+)＜c(OH－) ＜c(CO3 2－)＜c(HCO3 －)＜c(Na+)(2 分) （6）阳极先是 Cl-放电，溶液中共有 0.3mol Cl-,根据 2 Cl- +2 e-= Cl2↑，得转移电子 0.3mol 时产生气体标准状况下的体积是 3.36L；然后是氢氧根离子放电，4OH--4 e-=O2↑+2H+，每转 移 0.1mol 电 子 就 生 成 0.56L 的 气 体 ， 所 以 图 像 如 下 ： 考点：考查化合物的判断，离子反应，盐的水解，氧化还原反应的计算，离子浓度的比较， 电解原理的应 用 69．硫酸铅广泛应用于制造蓄电池。利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产硫酸铅的流程如下： 已知铅浮渣的主要成分是 PbO、Pb，还含有少量 Ag、Zn、CaO 和其他不溶于硝酸的杂质。25℃ 时，Ksp(CaSO4)＝4.9×10－5，Ksp(PbSO4)＝1.6×10－8。 （1）已知步骤Ⅰ有 NO 产生，浸出液中含量最多的阳离子是 Pb2+。分别写出 PbO、Pb 参加反 应 的 离 子 方 程 式 、 。 （ 2 ） 步 骤 Ⅰ 需 控 制 硝 酸 的 用 量 并 使 Pb 稍 有 剩 余 ， 目 的 是 。 （3）母液可循环利用于步骤Ⅰ，其溶质主要是 (填一种物质化学式)，若母液 中 残 留 的 SO4 2 － 过 多 ， 循 环 利 用 时 可 能 出 现 的 问 题 是 。 （ 4 ） 产 品 PbSO4 还 需 用 Pb(NO3)2 溶 液 多 次 洗 涤 ， 目 的 是 除 去 。 （5）铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的 PbSO4 分别转化为 PbO2 和 Pb，充 电时阴极的电极反应式为 。 【答案】（1）PbO＋2H+＝Pb2+＋H2O （2 分）； 3Pb＋8H++2NO3 -＝3Pb2+＋2NO↑＋4H2O （2 分） （2）防止 Ag 被溶解进入溶液（或使 Ag 留在浸出渣中）（2 分） （3）HNO3（2 分）；浸出时部分铅离子生成 PbSO4 随浸出渣排出，降低 PbSO4 的产率（2 分） （4）CaSO4 杂质（2 分） （5）PbSO4＋2e－＝Pb＋SO4 2－ （3 分） 【解析】 试题分析：（1）PbO 与硝酸发生非氧化还原反应，离子方程式为 PbO＋2H+＝Pb2+＋H2O；Pb 与 硝酸发生氧化还原反应，有 NO 气体放出，离子方程式为 3Pb＋8H++2NO3 -＝3Pb2+＋2NO↑＋ 4H2O ； （2）Pb 的活泼性比 Ag 强，Ag 也可与硝酸反应，所以使 Pb 稍有剩余目的是防止 Ag 被溶解 进入溶液（或使 Ag 留在浸出渣中）； （3）硫酸铅不溶于硝酸，所以硝酸铅与硫酸发生复分解反应，生成硫酸铅和硝酸，因此母 液的主要溶质是 HNO3；若母液中残留的 SO4 2－过多，则在步骤Ⅰ中就有硫酸铅沉淀生成，随 浸出渣排出，降低 PbSO4 的产率； （4）浸出液中除含硝酸铅外还有硝酸钙，与硫酸反应有微溶的硫酸钙生成，所以洗涤的目 的是除去 CaSO4 杂质； （5）充电时铅蓄电池相当于电解池，阴极是硫酸铅发生还原反应生成 Pb 单质，电极反应式 为 PbSO4＋2e－＝Pb＋SO4 2－ 。 考点：考查硫酸铅的制取，离子方程式、电极反应式的书写，对实验步骤的分析判断 70．工业上常回收冶炼锌废渣中的锌(含有 ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3 等杂质)，并用来生 产 ZnSO4·6H2O 晶体，其工艺流程如下，有关氢氧化物沉淀时的 pH 如下表。 氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Zn(OH)2 开始沉淀的 pH 3.3 1.5 6.5 5.4 沉淀完全的 pH 5.2 3.7 9.7 8.0 （1）上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器 有 。 （ 2 ） 在 “ 除 杂 Ⅰ ” 步 骤 中 ， 需 再 加 入 适 量 H2O2 溶 液 的 目 的 是 。 为使 Fe(OH)3、Al(OH)3 沉淀完全，而 Zn(OH)2 不沉淀，应控制溶液的 pH 范围为 。 为控制上述 PH 范围可选择加入的试剂或药品是 。 A．ZnO B．氨水 C．固体 NaOH D．ZnCO3 （3）在“除杂Ⅱ”步骤中，加入 Zn 粉的作用是 。“操作 A”的名称 是 。 （4）常温下，已知 Ksp〔Cu(OH)2〕＝2×10－20，某 CuSO4 溶液里 c（Cu2＋）＝0.02 mol·L－1， 如果要生成 Cu(OH)2 沉淀，则应调整溶液 pH 大于 。 【答案】（1）烧杯、玻璃棒、漏斗（3 分）； （2）将 Fe 2+ 完全氧化为 Fe 3+ ，便于完全沉淀（2 分）；5.2～5.4（2 分）；AD（2 分） （3）除去溶液中的 Cu 2+ （1 分）；冷却结晶（1 分） （4）5（2 分） 【解析】 试题分析：（1）过滤操作中需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗； （2）溶液中的铁、铝元素最终以沉淀形式除去，所以加入适量 H2O2 溶液的目的是将 Fe 2+ 完全氧化为 Fe 3+ ，便于完全沉淀；根据表中数据 pH=5.2 时 Al(OH)3 完全沉淀，Fe(OH)3 也已沉淀完全，但 Zn(OH)2 不能沉淀，所以溶液的 pH 范围为 5.2～5.4；加入的试剂或药 品既能中和酸调节 pH 值，同时不能引入新的杂质，所以只能选择 AD； （3）溶液中的铁、铝元素除去后仍存在铜离子，所以加入 Zn 粉目的是除去铜离子；加热浓 缩后的步骤是冷却结晶； （4）Ksp〔Cu(OH)2〕＝2×10－20，溶液中 c（Cu2＋）＝0.02 mol·L－1，所以只需 c（Cu2＋） ×c(OH-)2>=2×10－20, Cu(OH)2 沉淀即可生成，解得 c(OH-)>=1×10－9,所以 pH>=5. 考点：考查仪器的选择，溶液的除杂，对实验步骤的分析判断，溶液 pH 的计算 71．现有 A、B、C、D、E 五种化合物，已知它们的阳离子有 Al3+、Fe2+、K+、Ba2+、Ag+，阴离 子有 SO4 2-、Cl-、CO3 2-、NO3 -、OH-现将它们分别配成 0．1mol/L 的溶液进行如下实验: ①测得 C 和 E 溶液显碱性，且碱性 E＞C ②A 与 C 溶液混合后有白色沉淀和无色无味的气体生成，继续加入 E 溶液后溶液变澄清 ③A 溶液中加入 D 溶液后也出现白色沉淀，该沉淀不溶于稀硝酸 ④B 溶液中加入 E 溶液出现白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 根据以上实验，回答下列问题： （1） 写出五种物质的化学式 A ， B ， C ， D ， E 。 （2）按要求写出下列反应的反应方程式： A 与 C 反应的离子方程式： 。 A 中加入过量的 E 溶液后的离子方程式 。 B 与 E 反 应 后 的 白 色 沉 淀 在 空 气 中 最 终 变 成 红 褐 色 的 化 学 方 程 式： 。 【答案】（1）AlCl3、FeSO4、K2CO3、AgNO3、Ba(OH)2 （2）2Al3++3 CO3 2-+3 H2O= 3CO2↑+ 2Al(OH)3↓；Al3++4 OH-= AlO2 -+2 H2O； 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 【解析】 试题分析：分析题意：由①得 E 为强碱 Ba(OH)2、C 为水解显碱性的盐，只能是 K2CO3；由② 得无色无味的气体是二氧化碳，则 A 为铝盐；由③得该沉淀为氯化银或硫酸钡，E 中含 Ba2+， 所以该沉淀只能是氯化银，则 D 是 AgNO3；由此推出 A 是 AlCl3；剩余 B 只能是 FeSO4。 （1）五种物质的化学式分别是 AlCl3、FeSO4、K2CO3、AgNO3、Ba(OH)2 （2）A 与 C 发生双水解反应，离子方程式为 2Al3++3 CO3 2-+3 H2O= 3CO2↑+ 2Al(OH)3↓；AlCl3 与过量 Ba(OH)2 反应生成偏铝酸钡和水，离子方程式为 Al3++4 OH-= AlO2 -+2 H2O；B 与 E 反应 后的白色沉淀是氢氧化亚铁沉淀，在空气中被氧气氧化生成氢氧化铁，化学方程式为 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 考点：考查根据实验现象判断物质组成，化学方程式、离子方程式的书写 72．某化学小组对 SO2 与漂白粉的反应进行实验探究，实验过程如下：取 10 克漂白粉固体， 加入 250mL 水中，部分固体溶解溶液略有颜色，过滤后用洁净的玻璃棒沾取滤液到 pH 试纸 上，发现 pH 试纸先变蓝（约为 12）后褪色．回答下列问题： （1）工业制取漂白粉的化学方程式是 __ ，漂 白粉在空气中变质的原因 （用化学反应方程 式说明） （2）pH 试纸颜色的变化说明漂白粉溶液具有的性质是 ，ClO2 和漂白粉一样也具有强氧化性，其消毒效率（以单位物质的量得电子的数目表示）是 Cl2 的 倍； （3）将 SO2 持续通入漂白粉溶液中，发现澄清透明的溶液先变为黄绿色，随后溶液中产生 大量白色沉淀且黄绿色褪去。回答下列问题： ①澄清透明溶液变为黄绿色的可能原因是：随溶液酸性的增强，漂白粉的有效成分和 C1-发 生反应。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是 ； ②用离子方程式解释现象中黄绿色褪去的原因： ； ③SO2 与漂白粉的有效成分在酸性条件下反应的离子方程式： 。 【答案】（1） 2Cl2+ 2C a(OH ) 2 = CaCl2+2H2O+Ca(ClO)2；Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO （2）碱性和漂白性；2．5 倍 （3）①向漂白粉溶液中逐滴滴入硫酸，观察溶液颜色是否变为黄绿色； ②Cl2+SO2+2H 2O=4H + +2Cl -+SO 4 2- 。 ③2SO2+Ca2++2ClO-+2H2O=4H++2Cl-+CaSO4↓+SO4 2- 【解析】 试题分析：（1）工业制取漂白粉是利用氯气与石灰乳反应，化学方程式为：2Cl2+ 2Ca(O H) 2 = CaCl2+2H2O+Ca(ClO)2；漂白粉易与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和次氯酸而变质，化学 方程式为 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HclO； （2）漂白粉溶液使 pH 是指变蓝说明漂白粉溶液显碱性，后又褪色，说明漂白粉溶液还具有 漂白性；ClO2 分子中氯元素的化合价是+4 价，被还原为 Cl -需得 5 个电子，而 Cl2 被还原 为 Cl -需得 2 个电 子，所以 ClO2 消毒效率是 Cl2 的 2．5 倍； （3）①随溶液酸性的增强，漂白粉的有效成分和 C1-发生反应，生成氯气溶于水使溶液显黄 绿色，所以验证方案是直接向漂白粉溶液中加入稀硫酸，观察溶液颜色是否变为黄绿色； ②溶液黄绿色褪去使因为氯气与二氧化硫反应生成硫酸和氯化氢的缘故，离子方程式为 Cl2+SO2+2H 2O=4H ++2Cl -+SO 4 2- ； ③漂白粉的有效成分是次氯酸钙，与二氧化硫在酸性条件下发生氧化还原反应，有白色沉淀 硫酸钙生成，离子方程式为 2SO2+Ca2++2ClO-+2H2O=4H++2Cl-+CaSO4↓+SO4 2- 考点：考查漂白粉的制取，离子方程式的书写，对实验现象的分析 73．I．用元素符号回答原子序数 11-18 的元素的有关问题：(填对应物质的化学式) （1）最高价氧化物的水化物碱性最强的是 ;其电子式为： （2）最高价氧化物的水化物呈两性的是 ; （3）能形成气态氢化物且最稳定的是 ，其电子式为 ． II．化学是一门以实验为基础的自然科学，根据已有实验知识回答下列问题。 下列说法错误的是 。 A．将 Cl2 通入紫色石蕊试液，溶液先变红后褪色 B．分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出 C．配制 1L0．5mol·L-1 的 NaCl 溶液，需用托盘天秤称量 29．25gNaCl 固体 D．常温下，可以用铁质容器储运浓硝酸 E．实验室可以用加热氯化铵的方法制取少量氨气 F．实验室保存硫酸亚铁溶液，需在试剂瓶内加入铁粉或铁钉，防止硫酸亚铁被氧化 G．除去 KCl 溶液中少量 MgCl2：加入适量 NaOH 溶液，过滤 【答案】I．（1）NaOH， （2） Al(OH)3 （3）HCl， II．C E G 【解析】 试题分析：I．（1）原子序数 11-18 的元素中金属性最强的元素是 Na，其最高价氧化物的水 化物碱性最强，化学式为 NaOH，电子式为 ； （2）原子序数 11-18 的元素中 Al 的最高价氧化物的水化物呈两性，是 Al(OH)3 （3）原子序数 11-18 的元素中 Cl 元素的非金属性最强，气态氢化物最稳定，化学式为 HCl， 电子式为 ； II．A、氯气溶于水显酸性，石蕊试液变红，同时有次氯酸生成，所以又褪色，正确；B、分 液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，正确；C、托盘天秤称量固 体时只能精确到 0．1g，错误；D、常温下，铁与浓硫酸发生钝化，反应停止，正确；E、氯 化铵分解产生氨气和氯化氢气体，遇冷又结合成氯化铵，得不到氨气，错误；F、硫酸亚铁 空气中被氧化为硫酸铁，所以需在试剂瓶内加入铁粉或铁钉，防止硫酸亚铁被氧化，正确； G、除去 KCl 溶液中少量 MgCl2：加入适量 NaOH 溶液，除去了镁离子，同时又增加了钠离子， 错误，答案选 C、E、G。 考点：考查 11 到 18 号元素的性质，实验操作、实验现象、物质除杂的判断 74．实验室有一瓶混有氯化钠的氢氧化钠固体试剂，经测定氢氧化钠的质量分数约为 82%， 为了验证其纯度，用浓度为 0.2 mol·L－1 的盐酸进行滴定，完成下列问题： (1)称取 5.0 g 该氢氧化钠固体样品，配成 500 mL 溶液备用。 (2)将标准盐酸装在 25.00 mL 的________滴定管中，调节液面位置在“0”刻度以下，并记 录下刻度。 (3)取 20.00 mL 待测液。该项实验操作使用的主要仪器有________。用酚酞作指示剂时，滴 定到溶液颜色由________色刚好变成________色为止。 (4)滴定达终点后，记下盐酸用去 20.00 mL，计算氢氧化钠的质量分数为________。 (5)试分析上述滴定误差可能由下列哪些实验操作引起________(填序号)。 A．转移待测液至容量瓶时，未洗涤烧杯 B．酸式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接装盐酸 C．滴定时反应器摇动太激烈，有少量液体溅出 D．滴定到终点时，滴定管尖嘴悬有气泡 E．滴定开始时读数仰视，终点时读数俯视 【答案】(2)酸式 (3)碱式滴定管、锥形瓶 红 无 (4)80% (5)ACE 【解析】待测液的浓度为：(0.2 mol·L－1×0.02 L)÷0.02 L＝0.2 mol·L－1,5.0 g 该氢氧 化钠固体样品中含有 NaOH 的质量为：0.2 mol·L－1×0.5 L×40 g·mol－1＝4.0 g，故样品 中 NaOH 的质量分数为：4.0 g÷5.0 g ×100%＝80%，比实际值低。由此可判断问题(5)，滴 定过程中待测液的损失及标准液体积的减少都将导致测定结果偏低。 75．某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况，进行了如下实验。 实验一：配制并标定醋酸溶液的浓度 取冰醋酸配制 250 mL 0.2 mol/L 的醋酸溶液，用 0.2 mol/L 的醋酸溶液稀释成所需浓度的 溶液，再用 NaOH 标准溶液对稀释后醋酸溶液的浓度进行标定。回答下列问题： (1)配制 250 mL 0.2 mol/L 醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、________ 和________。 (2)为标定某醋酸溶液的准确浓度，用 0.2000 mol/L 的 NaOH 溶液对 20.00 mL 醋酸溶液进行 滴定，几次滴定消耗 NaOH 溶液的体积如下： 实验序号 1 2 3 4 消耗 NaOH 溶液的体积(mL) 20.05 20.00 18.50 19.95 则该醋酸溶液的准确浓度为__________(保留小数点后四位)。 实验二：探究浓度对醋酸电离程度的影响 用 pH 计测定 25°C 时不同浓度的醋酸的 pH，结果如下： 醋酸浓度(mol/L) 0.0010 0.0100 0.0200 0.1000 0.2000 pH 3.88 3.38 3.23 2.88 2.73 回答下列问题： (3)根据表中数据，可以得出醋酸是弱电解质的结论，你认为得出此结论的依据是 ____________________________________________________ (4)从表中的数据，还可以得出另一结论：随着醋酸浓度的减小，醋酸的电离程度________(填 “增大”、“减小”或“不变”)。 (5)实验三：该同学用 pH 计测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的 pH，该同学的实验目 的是：____________________________________________ 【答案】(1)胶头滴管 250 mL 容量瓶 (2)0.200 0 mol/L (3)0.010 0 mol/L 醋酸的 pH 大于 2(或醋酸稀释 10 倍时，pH 的变化值小于 1，合理即可) (4)增大 (5)探究温度对醋酸电离程度的影响 【解析】(1)配制一定物质的量浓度的溶液时用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头 滴管和容量瓶。 (2)由于第 3 次实验的数据差别太大，舍去，则消耗 NaOH 溶液的体积为：20.05＋20.00＋19.95 3 mL＝20.00 mL，则 c(CH3COOH)＝0.200 0 mol/L。 (3)由表中数据知，0.010 0 mol/L 醋酸的 pH 大于 2 或醋酸稀释 10 倍时，pH 的变化值小于 1，可以得出醋酸是弱电解质。 (4)从表中的数据知，随着醋酸浓度的减小，醋酸的电离程度增大。 (5)用 pH 计测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的 pH 的目的是：探究温度对醋酸电离程 度的影响。 76．现有四瓶丢失标签的 NaOH、Na2CO3、AlCl3、NH4HSO4 溶液，为鉴别四瓶溶液，将四瓶溶 液编号为 A 溶液、B 溶液、C 溶液、D 溶液进行实验。实验过程和记录如图所示(无关物质已 经略去)： 请回答： (1)Y、Z 的化学式分别为：Y________；Z__________。 X 与 B 反应的离子方程式为_________________________________________________。 (2)D 溶液 pH________7(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是(用离子方程式表 示)______________________________ (3)等物质的量浓度的 A、B、C、D 溶液 pH 由大到小的顺序是__________________。(用化学 式表示) (4)请写出 C 与过量 B 反应(加热)的离子方程式________________________________ (5)若 B、C 的稀溶液混合后(不加热)溶液呈中性，则该溶液中离子浓度从大到小的顺序是 ___________________________ 【答案】(1)NH3 CO2 Al(OH)3＋OH－=[Al(OH)4]－ (2)大于 CO2－ 3 ＋H2O HCO－ 3 ＋OH－ (3)NaOH＞Na2CO3＞AlCl3＞NH4HSO4 (4)NH＋ 4 ＋H＋＋2OH－ =====? NH3↑＋2H2O (5)[Na＋]＞[SO2－ 4 ]＞[NH＋ 4 ]＞[H＋]＝[OH－] 【解析】根据 A、B 反应的物质的量之比及沉淀和 B 反应的物质的量之比可知，A 为 AlCl3， B 为 NaOH；NaOH 与 C 反应可产生使石蕊溶液变蓝的气体，则 C 为 NH4HSO4，D 为 Na2CO3。 (5)由于 NH＋ 4 水解使溶液呈酸性，而 NaOH、NH4HSO4 的稀溶液混合后(不加热)溶液呈中性，则 NaOH 的物质的量比 NH4HSO4 的大，该混合溶液中离子浓度从大到小的顺序是[Na＋]＞[SO2－ 4 ] ＞[NH＋ 4 ]＞[H＋]＝[OH－]。 77．某校化学研究性学习小组欲设计实验验证 Fe、Cu 的金属活动性，他们提出 了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目： 方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生 气 泡 的 快 慢 ， 据 此 确 定 它 们 的 活 动 性 。 该 原 理 的 离 子 方 程 式 为 _______________________________________ 方案Ⅱ：有人利用 Fe、Cu 作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内 画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。 正极反应式：_______________________。 负极反应式：_______________________。 方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证 Fe、Cu 活动性的简单实验方案(与方 案 Ⅰ 、 Ⅱ 不 能 雷 同 ) ： ______________________ ， 用 离 子 方 程 式 表 示 其 反 应 原 理 ： ________________________________。 【答案】方案Ⅰ：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ 方案Ⅱ： 2H＋＋2e－===H2? Fe－2e－===Fe2＋ 方案Ⅲ：将铁片置于 CuSO4 溶液，若铁棒表面覆盖一层铜，说明 Fe 比 Cu 活动性强 Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu(合理即可) 【解析】方案Ⅰ：铁与酸反应而铜与酸不反应。Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ 方案Ⅱ：设计原电池时以铁、铜为电极，电解质溶液应能与电极反应，实验现象应比较明显。 方案Ⅲ：设计简单实验时注意原理与方案Ⅰ及方案Ⅱ的原理不同，且现象明显，操作简单。 78．MnO2 是一种重要的无机功能材料，粗 MnO2 的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习 小组设计了将粗 MnO2(含有较多的 MnO 和 MnCO3)样品转化为纯 MnO2 的实验，其流程如下： (1)第①步加稀 H2SO4 时，粗 MnO2 样品中的 (写化学式)转化为可溶性物质。 (2)第②步反应的离子方程式是 ＋ ClO3 －＋ = MnO2↓＋ Cl2↑＋ 。 (3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、 、 、 ，已知 蒸发得到的固体中有 NaClO3 和 NaOH，则一定还含有 (写化学式)。 (4)若粗 MnO2 样品的质量为 12.69 g，第①步反应后，经过滤得到 8.7 g MnO2，并收集到 0.224 L CO2(标准状况下)，则在第②步反应中至少需要 mol NaClO3。 【答案】(1)MnO、MnCO3 (2)5 Mn2＋ 2 4 H2O 5 1 8 H＋ (3)酒精灯 蒸发皿 玻璃棒 NaCl (4)0.02 【解析】本题以 MnO2 的提纯为背景，考查氧化还原反应方程式的配平、物质的分离与提纯、 物质的量的有关计算等知识。(1)分析生产流程图知样品中的 MnO、MnCO3 可与稀硫酸反应转 化为 MnSO4 而进入滤液。(2)用化合价升降法不难写出并配平第②步反应的离子方程式：5Mn2 ＋＋2ClO3 －＋4H2O=5MnO2↓＋Cl2↑＋8H＋。(3)Cl2 通入热 NaOH 溶液中，生成的 NaClO3 显然是氧 化产物，那么 0 价的氯元素化合价降低生成的还原产物必然是 NaCl。(4)n(MnCO3)＝n(CO2) ＝ 0.224 22.4 / L L mol ＝0.01 mol，n(MnO)＝12.69 8.7 0.01 115 / 71 / g g mol g mol g mol    ＝0.04 mol， 故 MnO、MnCO3 溶于稀硫酸生成的 Mn2＋的物质的量 n(Mn2＋)＝n(MnO)＋n(MnCO3)＝0.05 mol， 由第②步反应化学方程式知氧化 Mn2＋至少需 NaClO3∶ 2 5 ×0.05 mol＝0.02 mol。 79．四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分 是 FeTiO3)制备 TiCl4 等产品的一种工艺流程示意如下： 回答下列问题： (1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生： 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋ 2TiO2＋(无色)＋Fe＋4H＋=2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2O Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O=TiO2＋(无色)＋Fe2＋＋2H＋ 加入铁屑的作用是 。 (2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成 TiO2·nH2O 溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大 小在 范围。 (3)若把③中制得的固体 TiO2·nH2O 用酸清洗除去其中的 Fe(OH)3 杂质，还可制得钛白粉。 已知 25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应 Fe(OH)3＋3H＋ Fe3＋＋3H2O 的平 衡常数 K＝ 。 (4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g) ΔH＝＋140 kJ·mol－1 2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1 写 出 ④ 中 TiO2 和 焦 炭 、 氯 气 反 应 生 成 液 态 TiCl4 和 CO 气 体 的 热 化 学 方 程 式： 。 (5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程 中存在的不足之处是 (只要求写出一项)。 (6)依据下表信息，要精制含少量 SiCl4 杂质的 TiCl4，可采用 方法。 TiCl4 SiCl4 熔点/℃ －25.0 －68.8 沸点/℃ 136.4 57.6 【答案】(1)使 Fe3＋还原为 Fe2＋；保护 TiO2＋不被 Fe3＋氧化 (2)10－9 m～10－7 m(或其他合理答案) (3)2.79×103 (4)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1。 (5)产生三废(或其他合理答案) (6)蒸馏(或分馏或精馏) 【解析】(1)由题目所给的反应可以看出加入铁屑使溶液中的 Fe3＋转化为 Fe2＋，保护 TiO2＋ 不被 Fe3＋氧化。 (3)由 Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39 可得 c(Fe3＋)·c3(OH－)＝2.79×10－39 K＝ 3 3 (Fe ) (H ) c c   ＝ 3 3 3 (Fe ) (OH ) w c K c   ＝ 3 3 3 (Fe ) (OH ) w c c K   ＝ 39 42 2.79 10 1 10     ＝2.79×103。 (4)利用盖斯定律：两个热化学方程式相加即得所要的热化学方程式 TiO2(s)＋2Cl2(g)＋ 2C(s)=TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1。 (5)由工业流程图可以得出该生产过程中产生了工业三废。 (6)TiCl4 与 SiCl4 的沸点差异很大，所以采用蒸馏的方法进行分离。 80．某校化学研究性学习小组，在学习金属的冶炼以后对一氧化碳还原金属氧化物的实验非 常感兴趣，他们查阅有关资料后发现，一氧化碳的制备可利用甲酸和浓硫酸共热到 60～ 80 ℃发生脱水反应制取： HCOOH CO↑＋H2O 请根据以下各图帮他们组装成一套相对合理的实验装置图(某些装置可重复使用)。 回答以下问题： (1)合理实验装置的连接顺序是(写小写字母) 。 (2)在反应时一定要先通一会一氧化碳气体，然后再点燃加热氧化铁的酒精灯，原因 是 。 A．因为一般反应从左到右进行 B．排除体系内的空气，使反应过程更安全 C．甲酸与浓硫酸反应可以产生大量的 CO D．此反应加热时间长有利于产生 CO (3) 请 说 出 你 所 选 择 的 第 一 个 NaOH 洗 气 瓶 的 作 用 是 。 (4)在观察到硬质玻璃管中的物质由 色完全变为 色时停止加热，然后继 续 ，原因是防止铁被氧化。 (5)硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为 。 (6)该实验的一个优点是把实验过程中的尾气利用排水法收集起来，收集的气体前后有几瓶， 分别按收集的先后顺序编号，点燃各个瓶中的气体，中间编号的集气瓶中气体 ， 编号最先和最后的集气瓶中气体 ，原因是 。 【答案】(1)j→c→d→f→g→h→i→a→b→f→g→e (2)B (3)除去 CO 中的杂质(可能杂质是 HCOOH、CO2、SO2) (4)红棕 黑 通一氧化碳至装置冷却到室温 (5)Fe2O3＋3CO高温 2Fe＋3CO2 (6)安静燃烧，发出淡蓝色火焰 点燃有爆鸣声(或有火球喷出) 收集的气体混有空气 【解析】(1)在考虑装置连接顺序时，一般包含四个主要部分，即气体制备、气体除杂、反 应装置、尾气处理装置，再加上一些特别要注意的地方，本题中空气气囊的位置、气体在进 入 加 热 装 置 之 前 必 须 要 先 干 燥 ， 最 后 得 出 合 理 的 实 验 装 置 连 接 顺 序 是 j→c→d→f→g→h→i→a→b→f→g→e。(2)在可燃性气体加热反应之前，一定要把装置内 的空气排干净，以免加热时发生危险，故选 B。(3)吸收 CO 自发生装置内带出的杂质气体， 如 HCOOH、CO2、SO2。(4)通 CO 至装置冷却到室温，防止金属被氧化。(6)刚开始收集的气体 中含有空气，最后结束时通入空气将残留的 CO 排出，故这两种情况下收集的气体点燃时有 爆鸣声。中间收集的气体是没反应完全的 CO(CO2 已经被 NaOH 溶液吸收)，点燃时可以安静 燃烧，发出淡蓝色火焰。 81．某校化学实验小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，用如图所示装置进行实验(加 热装置和夹持装置均已略去，装置气密性良好，F 是用于鼓入空气的双连打气球)。 实验操作及现象： 实验操作 现象 Ⅰ.将 B 装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触 产生气体 Ⅱ.当 C 装置中产生白色沉淀时，立刻将 B 装置 上提 Ⅲ.将 A 装置中铜丝放入稀硝酸中，给 A 装置微 微加热 A 装置中产生无色气体 E 装置中开始时出现浅红棕色气 体 Ⅳ.用 F 装置向 E 装置中鼓入空气 E 装置内气体颜色逐渐加深 Ⅴ.一段时间后 C 装置中白色沉淀溶解 试回答下列问题： (1) 操 作 Ⅰ 中 产 生 气 体 的 化 学 式 为 ； 操 作 Ⅰ 的 目 的 是 ； D 装 置 的 作 用 是 。 (2)C 装置中白色沉淀的化学式是 ，操作Ⅱ中当 C 装 置中产生白色沉淀时立刻将 B 装置上提的原因是 。 (3)操作Ⅲ中 A 装置中产生无色气体的化学方程式是 。 (4)E 装置内气体颜色逐渐加深的原因是 。 (5)操作Ⅴ现象产生的原因是(用化学方程式说明) 。 【答案】(1)CO2 用碳酸钙与稀硝酸反应产生的二氧化碳赶走装置内的空气 平衡压强，吸 收 NO、NO2、CO2 尾气，防止污染大气 (2)CaCO3 防止消耗稀硝酸过多，从而影响铜与稀硝酸的反应 (3)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (4)CO2 的密度比空气的大，CO2 从长管进入 E 装置，并没有把 E 装置中的空气排尽，致使部 分 NO 先与未排尽的空气反应生成少量红棕色 NO2，当用 F 装置鼓入空气时，E 装置中有更多 NO2 生成，所以红棕色加深 (5)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(或 4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3)，CaCO3＋2HNO3=Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O 【解析】该实验的原理是首先用碳酸钙与稀硝酸反应产生的 CO2 将装置中的空气排尽，以防 止空气中的氧气对实验造成干扰，然后铜与稀硝酸反应产生气体，通过向 E 装置中通入空气， 气体颜色变深，说明铜与稀硝酸反应产生的气体为 NO，最后处理尾气。(1)操作Ⅰ是用碳酸 钙与稀硝酸反应产生的 CO2 将装置中的空气排尽，以防止空气中的氧气对实验干扰。(2)C 装 置中白色沉淀是 CaCO3，操作Ⅱ中当 C 装置中产生白色沉淀时立刻将 B 装置上提是防止消耗 稀硝酸过多，从而影响铜与稀硝酸的反应。(3)操作Ⅲ中 A 装置中发生的是铜与稀硝酸的反 应。(4)E 装置内气体颜色逐渐加深是由于 E 装置中有更多 NO2 生成。(5)操作Ⅴ现象产生的 原因是 NO2 与 H2O 反应生成硝酸，硝酸与 CaCO3 反应。 82．某兴趣小组的同学共同设计了如图所示的多功能实验装置。该装置既可用于制取气体， 又可用于验证物质的性质。 (1)现有以下药品：锌粒、铜片、浓 H2SO4、浓 HNO3、蒸馏水、NaOH 溶液。打开 K1，关闭 K2， 可制取 气体。 (2) 某 同 学 用 石灰 石 、 醋 酸 、 硅 酸 钠 溶液 等 药 品 设 计 了 另 一 实验 。 他 的 实 验 目 的 是 ；打开 K2，关闭 K1，将 A 中液体加入 B 中后，观察到的实验现象 为 。 【答案】(1)NO2 (2)比较碳酸、醋酸、硅酸的酸性强弱 B 中固体溶解，产生无色气体，C 试管中产生白色沉 淀 【解析】(1)打开 K1，关闭 K2，相当于用向上排空气法制取密度比空气大的气体，再根据所 给试剂可知只能制备 NO2。(2)利用酸性 CH3COOH>H2CO3>H2SiO3，可先制备 CO2，CO2 再与 Na2SiO3 溶液反应生成 H2SiO3 沉淀。 83．四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分 是 FeTiO3)制备 TiCl4 等产品的一种工艺流程示意如下： 回答下列问题： (1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生： 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋ 2TiO2＋(无色)＋Fe＋4H＋=2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2O Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O=TiO2＋(无色)＋Fe2＋＋2H＋ 加入铁屑的作用是 。 (2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成 TiO2·nH2O 溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大 小在 范围。 (3)若把③中制得的固体 TiO2·nH2O 用酸清洗除去其中的 Fe(OH)3 杂质，还可制得钛白粉。 已知 25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应 Fe(OH)3＋3H＋ Fe3＋＋3H2O 的平 衡常数 K＝ 。 (4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g) ΔH＝＋140 kJ·mol－1 2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1 写 出 ④ 中 TiO2 和 焦 炭 、 氯 气 反 应 生 成 液 态 TiCl4 和 CO 气 体 的 热 化 学 方 程 式： 。 (5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程 中存在的不足之处是 (只要求写出一项)。 (6)依据下表信息，要精制含少量 SiCl4 杂质的 TiCl4，可采用 方法。 TiCl4 SiCl4 熔点/℃ －25.0 －68.8 沸点/℃ 136.4 57.6 【答案】(1)使 Fe3＋还原为 Fe2＋；保护 TiO2＋不被 Fe3＋氧化 (2)10－9 m～10－7 m(或其他合理答案) (3)2.79×103 (4)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1 (5)产生三废(或其他合理答案) (6)蒸馏(或分馏或精馏) 【解析】(1)由题目所给的反应可以看出加入铁屑使溶液中的 Fe3＋转化为 Fe2＋，保护 TiO2＋ 不被 Fe3＋氧化。 (3)由 Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39 可得 c(Fe3＋)·c3(OH－)＝2.79×10－39 K＝ 3 3 (Fe ) (H ) c c   ＝ 3 3 3 (Fe ) (OH ) w c K c   ＝ 39 42 2.79 10 1 10     ＝2.79×103。 (4)利用盖斯定律：两个热化学方程式相加即得所要的热化学方程式 TiO2(s)＋2Cl2(g)＋ 2C(s)=TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1。 (5)由工业流程图可以得出该生产过程中产生了工业三废。 (6)TiCl4 与 SiCl4 的沸点差异很大，所以采用蒸馏的方法进行分离。 84．某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实 验过程为： (1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于 上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用 ，灼烧后的坩埚应放在 上，不能直接放在桌面上。 实验所用仪器： a．蒸发皿 b．石棉网 c．泥三角 d．表面皿 e．坩埚钳 f．试管夹 (2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因 是 。 a．灼烧过程中部分氧化铜被还原 b．灼烧不充分铜未被完全氧化 c．氧化铜在加热过程中分解生成铜 d．该条件下铜无法被氧气氧化 (3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、 过滤、 、冷却结晶、 、自然干燥。 (4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点 是 、 。 (5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水 x 值的实验过程中：称量操作至少进行 次。 (6)若测定结果 x 值偏高，可能的原因是 (填字 母编号)。 a．加热温度过高 b．胆矾晶体的颗粒较大 c．加热后放在空气中冷却 d．胆矾晶体部分风化 【答案】(1)c e b (2)a、b (3)蒸发 过滤 (4)产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少，途径Ⅱ不会产生污染大气的气体 (5)4 (6)a 【解析】(1)因加热坩埚时温度较高，应放在泥三角上进行加热，且取用坩埚时要用坩埚钳， 并且为防止坩埚炸裂和烧坏桌面，烧后的坩埚要在石棉网上冷却，不能直接放在桌面上。(2) 灼烧后含有少量铜，其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分 氧化铜被还原。(3)利用途径Ⅱ制取胆矾时，必须先加酸将氧化铜溶解，加热通氧气将 Cu 氧化，过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质后，然后再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体， 最后将其干燥，由此可写出答案。(4)根据途径Ⅰ的反应化学方程式 Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O 和途径Ⅱ的反应化学方程式 2Cu＋O2＋2H2SO4(稀) 2CuSO4＋ 2H2O，可以看出途径Ⅱ的优点是：①产生等量的胆矾比途径Ⅰ耗硫酸少；②途径Ⅱ不产生污 染大气的气体(SO2)。(5)称量操作至少进行 4 次，分别是：①称量坩埚；②称量加入晶体后 的坩埚；③称量加热冷却后的坩埚；④称量再加热、再冷却后的坩埚至两次称量的值相差不 超过 0.1 g。(6)若测定结果 x 值偏高，可能是加热温度过高使 CuSO4 晶体中的 CuSO4 分解了， 其他三项均使 x 值偏低。 85．如何除去下列各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，请选用下面提供的试剂和操作， 将标号填在表内。 供选试剂：A 盐酸；B 烧碱溶液；C 氧气；D 水；ECO2；F 不用其他试剂 供选操作：①加热；②加热熔融；③过滤；④结晶 含杂质的物质 所加试剂 主要操作 (1)SiO2(NaHCO3) (2)SiO2(CaCO3) (3)SiO2(Si) (4)NaCl(SiO2) 【答案】(1)D ③ (2)A ③ (3)C ① (4)D ③④ 【解析】(1)除去 SiO2 中的 NaHCO3 可用水溶法； (2)除去 SiO2 中的 CaCO3 可先用盐酸溶解，然后再过滤。 (3)除去 SiO2 中的 Si 可用加热法：Si＋O2 SiO2。 (4)因 NaCl 溶于水而 SiO2 不溶于水，所以除去 NaCl 中的 SiO2 可用过滤、结晶法。 86．下图是关于药物华素片(西地碘片)的使用说明书，以下为说明书的部分内容： 华素片(西地碘片)使用说明书 【品名或组成】 品名：西地碘片 组成：华素片 英文名：Cydiodine Tablets 华素片(西地碘片)的主要活性成分是分子碘，含量 1.5 mg/片。将碘利用分子分散技术 制成分子态西地碘，并含适量薄荷脑等 【贮藏】 遮光、密闭、阴凉处保存 【有效期】 二年 (1)根据上述说明和所学知识回答： ①华素片中含有的活性成分是 (写分子式)。 ②请推断华素片 (填“是”或“不是”)白色。 (2)某学生为验证华素片中确实含有上述成分，设计实验如下。请填空： ①取一粒药片放入研钵中研碎，再将药粉装入试管并加入约 2 mL 蒸馏水；向试管中再加入 约 2 mL (填选项字母)，并用力振荡。 A．酒精(密度比水小，与水以任意比混溶) B．四氯化碳(密度比水大，不溶于水) ②描述加入该液体后可能观察到的现象 。 ③选用该液体的原因是 。 (3)请再设计另一种方法，验证华素片中的成分(请叙述实验原理、操作方法和实验结 论) 。 【答案】(1)①I2 ②不是 (2)①B ②液体分层，下层呈紫红色，上层几乎无色 ③与水不互溶不反应且分层，I2 在 CCl4 中的溶解度比在水中的大，且不与 I2 反应 (3)将药片研成粉末，放在干燥试管中加热，观察试管口有无紫色蒸气产生，冷却后试管口 是否有紫黑色固体产生 【解析】本题是以 I2 的基本性质为载体的实验探究题，综合考查碘单质的性质，包括颜色、 碘水颜色、碘的有机溶剂颜色，以及萃取剂选择的理由，都属一些识记性知识。 87．空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下： (1)步骤③的离子方程式： 。 (2)步骤⑤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特 点进行分离。分离仪器的名称是 。 (3)溴水混合物Ⅱ中溶有一定量的氯气，因此在步骤⑤中可将蒸馏产生的气体通过 (填试剂名称)溶液，以除去氯气。 (4)步骤⑤的蒸馏过程中，温度应控制在 80～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产，请解 释原因： 。 (5)步骤①中用硫酸酸化可提高 Cl2 的利用率，理由是 。 (6)提取溴单质，采用蒸馏“溴水混合物Ⅱ”而不是蒸馏“溴水混合物Ⅰ”，请说明原 因： 。 【答案】(1)Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Br－＋SO4 2- (2)分液漏斗 (3)溴化铁(或其他含 Br－的盐类物质) (4)温度过高，大量水蒸气被蒸出，溴蒸气中水增加；温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率 低 (5)酸化可抑制 Cl2、Br2 与水反应 (6)将“溴水混合物Ⅰ”转变为“溴水混合物Ⅱ”是 Br2 的浓缩过程，可提高效率，减少能 耗，降低成本 【解析】海洋是资源的宝库，海水化工是考试的热点。占地球储量 99%的溴分布在海洋中， 从海水中提取溴，一般要经过浓缩、氧化、提取三个步骤。 步骤①的氯气氧化发生的反应是 Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2，生成的溴仍溶解在海水中，怎样才 能把溴提取出来呢？根据溴的沸点比水低的性质，可以鼓入热空气(步骤②)，使它和热空气 一起挥发出来，再用 SO2 吸收(步骤③)：Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Br－＋SO4 2-，这样可以得到较 大浓度的含 Br－的溶液，进一步用氯气氧化(步骤④)，得到 Br2，然后蒸馏便得到了液溴。 88．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如图所示： (1)若在空气中加热 MgCl2·6H2O，生成的是 Mg(OH)Cl 或 MgO，写出相应反应的化学方程 式： 。 用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的 HCl 气流中加热 MgCl2·6H2O 时，能得 到无水 MgCl2，其原因是 。 (2)Mg(OH)2 沉 淀 中 混 有 的 Ca(OH)2 应 怎 样 除 去 ？ 写 出 实 验 步 骤： 。 (3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻 璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。 溶解时： ； 过滤时： ； 蒸发时： 。 【答案】(1)MgCl2·6H2O Mg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O↑，MgCl2·6H2O MgO＋2HCl↑＋ 5H2O↑或 Mg(OH)Cl MgO＋HCl↑ 在干燥的 HCl 气流中，抑制了 MgCl2 水解，且带走 MgCl2·6H2O 受热产生的水汽，能得到无水 MgCl2 (2)加入 MgCl2 溶液，充分搅拌、过滤，沉淀用蒸馏水洗涤 (3)搅拌，加速溶解 使滤液沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒搅拌，防止因局部过热液滴或晶 体飞溅 【解析】(1)根据 Cl、H、O 三种元素守恒可知，在空气中加热 MgCl2·6H2O，除生成 Mg(OH)Cl 或 MgO 外，还有 HCl 和 H2O 生成。(2)为防止引入新杂质，可用：MgCl2 溶液或 Mg(NO3)2 溶液 将 Ca(OH)2 转化为 Mg(OH)2，然后过滤、洗涤 Mg(OH)2。(3)溶解固体时使用玻璃棒是为了加 速溶质的扩散，提高溶解速度；在过滤时使用玻璃棒是为了引流液体；蒸发结晶过程中使用 玻璃棒是为了防止因局部过热而使液滴或晶体飞溅。 89．某研究性学习小组就 Na2O2 的有关性质探究如下：向滴有酚酞的水中 投入一定量的 Na2O2，观察到先有大量气泡产生，溶液变红，过一会儿溶液又变为无色。 对上述实验中溶液变红，过一会儿又退色的原因，甲、乙两同学提出了不同的解释： 甲同学认为是 Na2O2 与水反应放出氧气，氧气有氧化性，将酚酞氧化而使溶液退色； 乙同学则认为是 Na2O2 与水反应时产生了 H2O2，H2O2 的强氧化性使酚酞退色。 (1)乙同学设计了如下实验来证明自己的猜想是正确的：在滴有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加 3%的 H2O2 溶液并振荡。 ①若乙同学的猜想正确，可观察到的现象是 。 ②甲同学针对乙同学的上述验证实验提出还应增做实验才能更直接证明 Na2O2 与水反应生成 了 H2O2，甲同学提出要增加的实验是什么？ (2)试设计简单实验证明甲同学的解释是否正确(画出简易装置图，说明简要步骤)。 【答案】(1)①溶液的红色退去 ②在滴有酚酞的水中加入足量过氧化钠，待反应完成后向溶液中加入少量二氧化锰粉末，有 气体放出，证明过氧化钠与水反应时有 H2O2 生成。 (2)向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入氧气，若红色退去，证明甲同学的推测正确，反之， 则不正确。实验装置图如图所示(可用广口瓶等其他仪器代替烧杯，合理即可) 【解析】(1)①溶液的红色退去，是因为 H2O2 有漂白性，能漂白酚酞。②H2O2 在 MnO2 催化作 用下能放出氧气，可在加入过氧化钠后的水溶液中加入少量 MnO2，有气泡放出可直接证明过 氧化钠与水反应有 H2O2 生成。(2)如果要验证是氧气能氧化酚酞，则可向滴有酚酞的氢氧化 钠溶液中直接通入氧气来检验。 90．某无色稀溶液 X 中，可能含有下表所列离子中的某几种。 阴离子 CO3 2－、SiO3 2－、AlO2 －、Cl－ 阳离子 Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH4 ＋、Na＋ 现取该溶液适量，向其中加入某试剂 Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系 图所示。 (1) 若 Y 是 盐 酸 ， 则 Oa 段 转 化 为 沉 淀 的 离 子 ( 指 来 源 于 X 溶 液 的 ， 下 同 ) 是 ， ab 段 发 生 反 应 的 离 子 是 ， bc 段 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 。 (2)若 Y 是 NaOH 溶液，则 X 中一定含有的离子是 ，ab 段反应的离子方程式 为 。 【答案】(1)SiO3 2－、AlO2 － CO3 2－ Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O (2)Al3＋、Mg2＋、NH4 ＋、Cl－ NH4 ＋＋OH－=NH3·H2O 【解析】(1)因溶液是无色的，所以肯定不含 Fe3＋，加入盐酸后能形成的沉淀有 Al(OH)3、 H2SiO3，前者能溶于过量盐酸而后者不能，由图像知溶液中肯定含有 AlO2 －、SiO3 2－，Oa 段发 生反应的离子为 AlO2 －、SiO3 2－，ab 段发生反应的离子为 CO3 2－，bc 段则是 Al(OH)3 溶解。(2) 当向溶液中加入 NaOH 溶液时，生成的沉淀为 Mg(OH)2、Al(OH)3，ab 段是 NH4 ＋与 OH－发生反 应，因 Mg2＋、Al3＋不能与 CO3 2－、SiO3 2－、AlO2 －共存，故此时溶液中的阴离子只有 Cl－。 91．纯碱(Na2CO3)在生产生活中具有广泛的用途。以下是实验室模拟制碱原理制取 Na2CO3 的 流程图。 已知：向饱和食盐水中通入 NH3、CO2 后发生的反应为 NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。 请回答以下问题： (1)粗盐中含有的杂质离子有 Ca2＋、Mg2＋、SO4 2－等。 精制除杂的步骤顺序是 a→ → → →b(填字母编号)。 a．粗盐溶解，滤去沉渣 b．加入盐酸调 pH c．加入 Ba(OH)2 溶液 d．加入 Na2CO3 溶液 e．过滤 向 饱 和 食 盐 水 中 先 通 入 NH3 ， 后 通 入 CO2 ， 理 由 是 。 (2)灼烧固体 A 制 Na2CO3 在 (填字母序号)中进行。 a．坩埚 b．蒸发皿 c．烧杯 d．锥形瓶 证明滤液 A 中含有 NH4 ＋的方法是 。 对滤液 A 进行重结晶能够获得 NH4HCO3，向 pH＝13 含 Na＋、K＋的溶液中加入少量 NH4HCO3 使 pH 降低，反应的离子方程式为 。 (3)下图装置中常用于实验室制备 CO2 的是 (填字母编号)；用 b 装置制备 NH3，分液 漏斗中盛放的试剂是 (填试剂名称)，烧瓶内可加入的固体试剂是 (填试剂 名称)。 (4)一种天然碱晶体成分是 aNa2CO3·bNa2SO4·cH2O，某同学利用下列提供的试剂，设计了如 下简单合理测定 Na2CO3 的质量分数的实验方案。(仪器自选)请把实验方案填全： 供选择的试剂：1.0 mol·L－1 H2SO4 溶液、1.0 mol·L－1 BaCl2 溶液、稀氨水、碱石灰、Ca(OH)2 溶液、蒸馏水 ①称取 m1g 天然碱晶体样品，溶于适量蒸馏水中。 ② 。 ③ 。 ④计算天然碱晶体中含 Na2CO3 的质量分数。 【答案】(1)c d e NH3 易溶于水，有利于吸收溶解更多的 CO2 (2)a 取少量滤液 A 于试管中，加入足量 NaOH 溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸 变蓝的气体，证明 A 中含有 NH4 ＋ NH4 ＋＋HCO3 －＋2OH－=NH3·H2O＋CO3 2－＋H2O (3)bc 浓氨水 生石灰(或 NaOH 固体或碱石灰) (4)②加入足量稀硫酸并微热、产生的气体通过足量 Ca(OH)2 溶液 ③过滤、洗涤、干燥、 称量沉淀 【解析】(1)除杂时要保证不引入新的杂质，即先加入的物质引入的杂质离子能被后加入的 物质除去。故除杂步骤为 a→c→d→e→b。NH3 易溶于水，先通入 NH3，再通入 CO2，有利于 吸收溶解更多的 CO2，产生更多的 HCO3 －。(2)灼烧固体需在坩埚中进行。检验 NH4 ＋是利用 NH4 ＋与碱共热产生 NH3，检验出 NH3 即可。NH4 ＋、HCO3 －均与 OH－反应，故加入 NH4HCO3，发生反应： NH4 ＋＋HCO3 －＋2OH－=NH3·H2O＋H2O＋CO3 2－。(3)实验室制 CO2 利用 CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2 ↑，即用“固＋液→气”的装置，选 b、c。用 b 装置制备 NH3，则可利用氨水易挥发的性质， 把浓氨水滴加到生石灰或固体 NaOH 等上面。(4)由所给试剂及实验目的可知，所设计的方案 是利用天然碱晶体与 H＋反应，利用产生 CO2 的量测定其组成。