2017届步步高考前3个月化学三轮冲刺热点题型特训:七、化工流程中重要物质的确定专练
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等值模拟二(限时100分钟)一、单项选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。
每小题只有一个选项符合题意。
)1.下列说法正确的是() A.2013年1月1日起,我省正式发布环境空气质量指数(AQI),包括PM2.5、PM10、O3、CO2、SO2和NO2等6项指标B.凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害,不可食用C.明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可以用于饮用水的杀菌消毒D.将实验室的废碱液和废酸液中和后再排放符合“绿色化学”的要求答案 D解析A项中环境空气质量指标包括PM2.5、PM10、O3、CO、SO2、NO2 6项指标,不包括CO2,A项错;C项中明矾能作净水剂,杀菌消毒需用强氧化性物质,C项错。
2.下列化学用语使用正确的组合是()①氘表示为21D②乙炔的分子结构模型示意图:③有机还原剂LiAlH4中,氢显-1价④质量数为40的钙原子:4020Ca⑤NH4Cl的电子式:⑥2-甲基丁醇的结构简式:A.①②③B.③④C.②④⑤D.①④⑥答案 B解析①氘表示为D或21H;②乙炔分子结构应为直线形;⑤NH4Cl的电子式应为[H··;⑥该有机物的名称应为3-甲基-1-丁醇,③④正确。
3.在下列各溶液中,离子可能大量共存的是() A.无色的碱性溶液中:CrO2-4、K+、Na+、SO2-4B.使pH试纸变红的溶液中:NH+4、Na+、SO2-4、Cl-C.含有大量ClO-的溶液中:K+、H+、I-、SO2-4D.水电离产生的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液中:Na+、Fe2+、SO2-4、NO-3答案 B解析A项,CrO2-4呈黄色;B项,在酸性条件下,这四种离子能大量共存;C项,在H+存在条件下,ClO-氧化I-或ClO-和H+反应生成HClO;D项,该溶液既可能呈酸性,也可能呈碱性,Fe2+均不能存在。
4.化学反应中,有时存在“一种物质过量,另一种物质仍不能完全反应”的特殊情况。
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
可能用到的相对原子质量:H—1C—12N—14O—16Na—23Mg—24Al—27Si—28P—31S—32Cl—35.5K—39Fe—56Cu—64Zn—65Ag—108第Ⅰ卷一、选择题:本大题共7小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
7.化学与生活密切相关。
下列物质变化过程中,一定发生了氧化还原反应的是(C)A.小苏打用于缓解胃酸过多B.用热纯碱溶液清洗餐具上的油污C.水中加入高铁酸钠杀菌消毒D.用SO2漂白黑木耳成银耳解析:A项,发生复分解反应,不是氧化还原反应;B项,涉及盐类的水解和有机物的水解,都不是氧化还原反应;C项,利用高价铁离子的氧化性杀菌消毒,一定发生氧化还原反应;D项,发生化合反应,不是氧化还原反应。
8.下列关于有机化合物的说法正确的是(B)A.2-甲基丁烷也称为异丁烷B.由乙烯生成乙醇属于加成反应C.C4H9Cl有3种同分异构体D.油脂和蛋白质都属于高分子化合物解析:A项2-甲基丁烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH3,称为异戊烷。
B项乙烯(CH2=CH2)分子中含有碳碳双键,在一定条件下,能与水发生加成反应生成乙醇CH3CH2OH)。
C项C4H9Cl由—C4H9和—Cl构成,而—C4H9有4种不同的结构,分别为—CH2CH2CH2CH3、—CH2CH(CH3)2,—CH(CH3)CH2CH3、—C(CH3)3,故C4H9Cl 有4种同分异构体。
D项蛋白质是有机高分子化合物,油脂不是高分子化合物。
9.设N A代表阿伏加德罗常数的值。
下列说法不正确的是(B)A.含N A个铜原子的CuO和Cu2S的混合物质量为80.0 gB.标准状况下,22.4 L氧气作氧化剂时转移电子数为4N AC.500 mL 2 mol· L-1碳酸钠溶液中带电粒子数一定大于3N AD.50 mL 18 mol·L-1浓硫酸与足量锌粒反应,产生的气体分子数小于0.9N A解析:A 项,1 mol 氧化铜的质量和0.5 mol 硫化亚铜的质量相等(80.0 g),所含铜原子数相等,A 项正确;B 项,O 2→2O 2-,得到4e -;O 2→O 2-2,得到2e -,故B项错误;C 项,CO 2-3+H 2O HCO -3+OH -,阴离子数目增多,C 项正确;D 项,Zn +2H 2SO 4(浓)=====△ZnSO 4+SO 2↑+2H 2O ,Zn +H 2SO 4(稀)===ZnSO 4+H 2↑,n (H 2SO 4)=1.8 mol·L -1×0.05 L =0.9 mol ,硫酸能完全反应生成二氧化硫和氢气的总物质的量范围为0.45 mol<n (SO 2)+n (H 2)<0.9 mol ,D 项正确。
特训五物质的性质与应用无机物之间的转化单项选择1。
下列说法正确的是( )A。
蔗糖在硫酸催化下水解,只生成葡萄糖B。
煤的液化、气化都是化学变化C.1 L 1 mol·L-1AlCl3溶液中含Al3+数目为6。
02×1023D.等质量的铝粉按a、b两种途径完全转化,途径a比途径b消耗更多的NaOH途径a:Al错误!Al2O3错误!NaAlO2;途径b:Al错误!NaAlO2解析A项,蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,错误;C项,Al3+水解使数目减小,错误;D项,Al最终均生成NaAlO2,n(Na)=n(Al),消耗NaOH相同,错误。
答案B2。
下列物质性质与应用对应关系正确的是()A.液氨汽化时吸收大量的热,可用作制冷剂B。
SiO2晶体熔点高,可用于制作半导体材料C。
NaHCO3能与碱反应,可用作焙制糕点的膨松剂D。
Fe比Cu活泼,可用FeCl3溶液腐蚀线路板上的Cu解析B项,用于制作半导体材料的是晶体Si;C项,NaHCO3做膨松剂是因为加热时能产生CO2气体,使糕点膨松:2NaHCO3错误!Na2CO3+CO2↑+H2O,无对应关系;D项,FeCl3溶液能腐蚀Cu是因为其能将铜氧化:2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,无对应关系.答案A3。
下列有关物质性质和应用对应关系正确的是( )A。
甲醛能使蛋白质变性,可用于食品防腐剂B。
炭具有还原性,一定条件下能将二氧化硅还原为硅C。
NaCl属电解质,可电解NaCl溶液获得金属钠D.Al2O3具有很高的熔点,可用于制造熔融烧碱的坩埚解析A项,甲醛不能用于食品防腐,错误;C项,电解NaCl溶液得到H2、Cl2、NaOH溶液,错误;D项,高温条件下,NaOH固体能与Al2O3反应:2NaOH+Al2O3===2NaAlO2+H2O,错误。
答案B4。
下列有关金属及其化合物的说法正确的是( )A.Mg和Al都可以用电解法冶炼得到B。
Mg和Fe在一定条件下与水反应都生成H2和对应的碱C.Fe和Cu常温下放入浓硝酸中发生的现象相同D。
题组二识破陷阱——准确判断物质的组成与性质[解题指导]化学基本概念较多,许多相近相似的概念容易混淆,且考查时试题的灵活性较大。
如何把握其实质,认识其规律及应用?主要在于要抓住问题的实质,掌握其分类方法及金属、非金属、酸、碱、盐、氧化物的相互关系和转化规律,是解决这类问题的基础。
典例导语审题指导(去伪存真)题干化学与生产和生活密切相关,下列说法正确的是关键词:正确选项A.聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应老化的本质是什么?①增塑剂的挥发;②长链断成“小分子”。
发生加成反应本质因素是什么?聚乙烯中有双键吗?B.煤经过气化和液体等物理变化可转化为清洁燃料煤的“气化”和“液化”是表象“名不副实”,化学中这样的名词还有很多,如:碱石灰、淀粉溶液、高分子化合物等C.合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料不能简单类比,碳纤维属于新型无机材料D.利用粮食酿酒经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇,均为化学变化[答题模板]答题模板关键信息(关键词、重实质)第一步:明确题目要求①判断“正确”还是“不正确”;“一定”还是“可能”②明确物质的分类标准③从属关系(包含、交叉、并列)第二步:识别题目所设陷阱①俗名:是否名副其实(如纯碱属于盐)②性质(如显酸性的物质不一定是酸)③简单类比,以偏盖全[挑战满分](限时15分钟)1.生活处处有化学。
下列说法正确的是()A.制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金B.做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体C.煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和酯类D.磨豆浆的大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸2.化学与材料、生活和环境密切相关。
下列有关说法中错误的是()A.煤炭经气化、液化和干馏等过程,可获得清洁能源和重要的化工原料B.医药中常用酒精来消毒,是因为酒精能够使细菌蛋白发生变性C.大力实施矿物燃料脱硫脱硝技术以减少硫、氮氧化物排放D.新型材料聚酯纤维、光导纤维都属于有机高分子3.下列说法正确的是()A.五氧化二磷、磷酸、磷酸盐都是弱电解质B.液态氯化氢、熔融态氢氧化钠都能导电C.用丁达尔效应可以区别氯化铁溶液和氢氧化铁胶体D.氯水、氨水、王水和冰水都是混合物4.下列有关说法正确的是()A.有单质参加的反应一定是氧化还原反应B.酸性氧化物均与水反应生成对应的酸C.合成纤维和人造纤维通称化学纤维D.石油裂解和裂化的目的相同5.判断下列有关化学基本概念的依据不正确的是()A.溶液与胶体:能否发生丁达尔效应B.氧化还原反应:元素化合价是否变化C.强弱电解质:在水溶液或熔融状态下能否完全电离D.共价化合物:是否含有共价键6.下列说法正确的是()A.Na2O2中含有共价键,故是共价化合物B.14C可用于文物年代的鉴定,14C与12C互为同素异形体C.3517Cl、3717Cl为不同的核素,但化学性质几乎相同D.Fe(OH)3胶体是纯净物7.下列说法正确的是()A.蛋白质、纤维素、蔗糖、PVC、淀粉都是高分子化合物B.氨键在形成蛋白质二级结构和DNA双螺旋结构中起关键作用C.使用太阳能热水器、沼气利用、玉米制乙醇都涉及生物质能的利用D.石油、煤、天然气、可燃冰、植物油都属于化石燃料8.下列分类依据和结论都正确的是()A.H2O、CH3COOH、Cu2(OH)2CO3均含有氧元素,都是氧化物B.H2SO4、NaOH、NaCl均为强电解质,都属于离子化合物C.Al、Al2O3、Al(OH)3均既能与盐酸反应又能与氢氧化钠反应,都属于两性化合物D.溶液、胶体、浊液均为分散系,都属于混合物9.分类法是学习和研究化学的一种常用的科学方法。
第20题信息整合与化学基本理论的综合应用[解题指导]化学反应原理题型解答步骤步骤1:浏览全题,明确已知和所求,挖掘解题切入点。
步骤2:(1)对于化学反应速率和化学平衡图像类试题:明确纵、横坐标的含义以及每条曲线研究的对象→理解起点、终点、拐点的意义→分析曲线的变化趋势。
(2)对于图表数据类试题:分析数据→研究数据间的内在联系→找出数据的变化规律→挖掘数据的隐含意义。
(3)对于电化学类试题:判断是原电池还是电解池→分析电极类别,书写电极反应式→按电极反应式进行相关计算。
(4)对于电解质溶液类试题:明确溶液中的物质类型及其可能存在的平衡类型,然后进行解答。
步骤3:针对题目中所设计的问题,联系相关理论逐个进行作答。
[典例剖析]解析(1)对所给的三个热化学方程式由上到下依次标记为①、②、③,由反应①和②可知O2是中间产物,①+②×2消去O2,可得目标反应的ΔH=-200.9 kJ·mol-1+(-58.2 kJ·mol -1)×2=-317.3 kJ·mol-1。
(2)①由图可知,当n(O)∶n(NO)>1时,n(NO)没有变化,而n(NO2)3减少,说明NO 2被O 3氧化了,生成了更高价态的氧化物N 2O 5;②SO 2具有较强的还原性,O 3具有较强的氧化性,而增加n (O 3),O 3氧化SO 2的反应几乎不受影响,其原因可能是SO 2与O 3的反应速度很慢,SO 2的量变化不明显。
(3)SO 2-3将NO 2还原为NO -2,本身被氧化为SO 2-4,溶液的pH 约为8,说明溶液呈弱碱性,由此可写出反应的离子方程式:SO 2-3+2NO 2+2OH -===SO 2-4+2NO -2+H 2O 。
(4)CaSO 3水悬浮液中加入Na 2SO 4溶液,发生反应:CaSO 3(s)+SO 2-4CaSO 4(s)+SO 2-3(aq),溶液中CaSO 3、CaSO 4均处于饱和状态,则有c (SO 2-3)c (SO 2-4)=K sp (CaSO 3)c (Ca 2+)K sp (CaSO 4)c (Ca 2+)=K sp (CaSO 3)K sp (CaSO 4),所以c (SO 2-3)=K sp (CaSO 3)K sp (CaSO 4)·c (SO 2-4);由反应CaSO 3(s)+SO 2-4(aq)CaSO 4(s)+SO 2-3(aq)可知,CaSO 3水悬浮液中加入Na 2SO 4溶液能提高NO 2的吸收率的主要原因是增大了溶液中c (SO 2-3),使反应速率加快。
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五、用盖斯定律计算反应热专练1.O 3氧化烟气中SO 2、NO x 的主要反应的热化学方程式:NO(g)+O 3(g)===NO 2(g)+O 2(g)ΔH =-200.9kJ·mol -1 NO(g)+12O 2(g)===NO 2(g) ΔH =-58.2kJ·mol -1 SO 2(g)+O 3(g)===SO 3(g)+O 2(g)ΔH =-241.6kJ·mol -1 则反应3NO(g)+O 3(g)===3NO 2(g)的ΔH =________kJ·mol -1 答案 -317.3解析 利用盖斯定律将①+②×2得:3NO(g)+O 3(g)===3NO 2(g) ΔH =-200.9kJ·mol -1-58.2kJ·mol -1×2=-317.3kJ·mol -1。
2.已知下列两个热化学方程式:H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(l)ΔH =-285kJ·mol -1 C 3H 8(g)+5O 2(g)===3CO 2(g)+4H 2O(l)ΔH =-2220.0kJ·mol -1 已知:H 2O(l)===H 2O(g) ΔH =+44.0kJ·mol -1,写出丙烷燃烧生成CO 2和气态水的热化学方程式:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
答案 C 3H 8(g)+5O 2(g)===3CO 2(g)+4H 2O(g)ΔH =-2044.0kJ·mol -1 解析 C 3H 8(g)+5O 2(g)===3CO 2(g)+4H 2O(l) ΔH =-2220.0kJ·mol-1,H 2O(l)===H 2O(g) ΔH =+44.0kJ·mol -1,用前式+4×后式得:C 3H 8(g)+5O 2(g)===3CO 2(g)+4H 2O(g) ΔH =-2220.0kJ·mol -1+4×44.0kJ·mol -1=-2044.0kJ·mol -1。
化工流程中重要物质的确定工艺流程题考查的目的性很强,考生应当从题干内容出发,找清题目的目的,按照目的去分析流程。
【典例解析】以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂。
从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。
废钒催化剂的主要成分为:以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:废矾催化剂V2O5浸液H2SO4KClO3KOH 淋洗液NH4Cl废渣1 废渣2 流出液(该题目的是制备V2O5,期中V价态是+5价,所以原材料+4的V应在流程中升价,SiO2、Fe2O3、Al2O3要通过沉淀法除去,K2SO4用其他方式除去。
初步分析之后对应到上面流程图,可以立刻分析得到,废渣1是SiO2,废渣2是铁和铝的相关沉淀,流出液是K2SO4的相关溶液,流程中氧化操作就是将+4价的V 氧化到+5价)【题目专练】1.废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍。
湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。
某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程简图如下:流程中有三处实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是________。
循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是_________________________________________。
答案H2SO4防止由于溶液中的c(OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀解析操作④得到的H2SO4可以利用到反应Ⅲ中,所以第三处循环的试剂为H2SO4;NH4Cl水解溶液呈酸性,可以中和溶液中的OH―,防止由于溶液中的c(OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀。
2.毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:加入NH3·H2O),滤渣Ⅱ中含________(填化学式)。
加入H2C2O4时应避免过量,原因是_____________________________________。
无机化工流程题的突破方法专题训练1.[2017·四川绵阳二诊]采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取绿矾(FeSO4·7H2O),某学习小组设计了如下流程:下列说法错误的是( )A.酸浸时选用足量硫酸,试剂X为铁粉B.滤渣a主要含SiO2,滤渣b主要含Al(OH)3C.从滤液B得到绿矾产品的过程中,必须控制条件防止其氧化和分解D.试剂X若为过量NaOH溶液,得到的沉淀用硫酸溶解,再结晶分离也可得绿矾答案 D解析硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)中加入足量硫酸,Fe2O3、Al2O3与酸反应生成硫酸铁、硫酸铝,二氧化硅不反应,过滤,滤渣a为二氧化硅;在滤液A中加入铁粉将Fe3+还原为Fe2+,调节pH使Al3+完全生成氢氧化铝沉淀,过滤,滤渣b为氢氧化铝,滤液B为硫酸亚铁,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,得到硫酸亚铁晶体。
由流程分析可知,溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X为铁粉,A正确;根据以上分析可知滤渣a主要含SiO2,滤渣b主要含Al(OH)3,B正确;Fe2+易被空气中的氧气氧化,而且绿矾受热易失去结晶水,所以从滤液B得到FeSO4·7H2O产品的过程中,必须控制条件防止其氧化和分解,C正确;试剂X若为过量NaOH溶液,得到的沉淀是氢氧化铁,用硫酸溶解得到的是硫酸铁而不是硫酸亚铁,D错误。
2.[2017·江西第三次联考]如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。
回答有关问题:(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎,目的是________。
(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化________(填化学式),工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是________和________。
(3)沉淀混合物为________和________(填化学式)。
高中化学学习材料(灿若寒星**整理制作)等值模拟二(限时100分钟)一、单项选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。
每小题只有一个选项符合题意。
) 1.下列说法正确的是() A.2013年1月1日起,我省正式发布环境空气质量指数(AQI),包括PM2.5、PM10、O3、CO2、SO2和NO2等6项指标B.凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害,不可食用C.明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可以用于饮用水的杀菌消毒D.将实验室的废碱液和废酸液中和后再排放符合“绿色化学”的要求答案 D解析A项中环境空气质量指标包括PM2.5、PM10、O3、CO、SO2、NO2 6项指标,不包括CO2,A项错;C项中明矾能作净水剂,杀菌消毒需用强氧化性物质,C项错。
2.下列化学用语使用正确的组合是()①氘表示为21D②乙炔的分子结构模型示意图:③有机还原剂LiAlH4中,氢显-1价④质量数为40的钙原子:4020Ca⑤NH4Cl的电子式:⑥2-甲基丁醇的结构简式:A.①②③B.③④C.②④⑤D.①④⑥答案 B解析①氘表示为D或21H;②乙炔分子结构应为直线形;⑤NH4Cl的电子式应为[H··;⑥该有机物的名称应为3-甲基-1-丁醇,③④正确。
3.在下列各溶液中,离子可能大量共存的是() A.无色的碱性溶液中:CrO2-4、K+、Na+、SO2-4B.使pH试纸变红的溶液中:NH+4、Na+、SO2-4、Cl-C.含有大量ClO-的溶液中:K+、H+、I-、SO2-4D .水电离产生的c (H +)=10-12mol·L-1的溶液中:Na +、Fe 2+、SO 2-4、NO -3答案 B解析 A 项,CrO 2-4呈黄色;B 项,在酸性条件下,这四种离子能大量共存;C 项,在H +存在条件下,ClO -氧化I -或ClO -和H +反应生成HClO ;D 项,该溶液既可能呈酸性,也可能呈碱性,Fe 2+均不能存在。
七、化工流程中重要物质的确定专练 1.废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程简图如下:
流程中有三处实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是________。循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是_________________________________________。 答案 H2SO4 防止由于溶液中的c(OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀 解析 操作④得到的H2SO4 可以利用到反应Ⅲ中,所以第三处循环的试剂为H2SO4;NH4Cl水解溶液呈酸性,可以中和溶液中的OH―,防止由于溶液中的c(OH-)过高,生成Cu(OH)2
沉淀。
2.毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:
Ca2+ Mg2+ Fe3+ 开始沉淀时的pH 11.9 9.1 1.9 完全沉淀时的pH 13.9 11.1 3.2
加入NH3·H2O调节pH=8可除去________(填离子符号),滤渣Ⅱ中含________(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量,原因是_____________________________________。 已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9。 答案 Fe3+ Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀,产品的产量减少 解析 根据流程图及表格中数据可知,加入NH3·H2O调节pH=8时,只有Fe3+完全沉淀而除去。加入NaOH,调pH=12.5,对比表格中数据可知,此时Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀,所以滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2。根据Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,H2C2O4过量时Ba2+会转化为BaC2O4沉淀,从而使BaCl2·2H2O的产量减少。
3.CuCl是有机合成的重要催化剂,并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质)生产CuCl的工艺流程如下: 物质 开始沉淀 沉淀完全 Fe(OH)3 2.7 3.7 Cu(OH)2 5.6 6.7 Al(OH)3 3.8 4.7 已知:CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl-2,CuCl-2的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀。 (1)煅烧的主要目的是____________________________________________________。 (2)操作Ⅰ为调节溶液的pH,范围为________________________________________, 加入的物质X可以是________。 A.CuO B.Cu(OH)2 C.NaOH溶液 D.CaCO3 (3)滤渣Ⅱ的主要成分是__________________________________________________。 (4)往滤液Ⅱ中加入食盐并通入SO2可生成CuCl-2,请写出反应的离子方程式:_____________。 答案 (1)使铜转化为可溶于酸的氧化物 (2)4.7≤pH<5.6 ABC (3)Fe(OH)3、Al(OH)3 (4)2H2O+2Cu2++SO2+4Cl-===2CuCl-2+4H++SO2-4 解析 (1)铜在废铜料中主要以铜单质的形式存在,综观整个流程图可知,CuCl需从溶液中提取,故煅烧的目的是将铜转化为溶于酸的氧化物。(2)调节溶液中的pH时,应保证使Fe3+
和Al3+完全沉淀,而Cu2+不能沉淀,故溶液中的pH应4.7≤pH<5.6,加入的物质不能在含铜离子的溶液中引入新的杂质,再结合后面反应Ⅰ中需加入NaCl,符合要求的有A、B、C三项。(3)溶液的pH为4.7≤pH<5.6时,Fe3+和Al3+完全转化为相应的氢氧化物沉淀,滤渣Ⅱ的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3。(4)由Cu2+―→CuCl-2知,铜元素的化合价降低,故SO2
在该反应中化合价升高,生成SO2-4,结合原子守恒,反应物还有Cl-和H2O,生成物还有H
+,由此再结合电子得失、电荷守恒可写出反应的离子方程式。
4.钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业上以草酸盐共沉淀法获得草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O],煅烧可获得钛酸钡粉体。 加入H2C2O4溶液时,发生反应的化学方程式为_________________; 可循环使用的物质X是________。 答案 BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+5H2O=== BaTiO(C2O4)2·4H2O↓+6HCl 盐酸(或HCl) 解析 根据过滤得到草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O]可知,加入H2C2O4溶液时,发生反应的化学方程式为BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+5H2O===BaTiO(C2O4)2·4H2O↓+6HCl。反应中有HCl生成,在酸浸中要加入HCl,因此可以循环利用的是HCl。 5.某地煤矸石经预处理后主要含SiO2(61%)、Al2O3(30%)和少量的Fe2O3、FeO及钙镁化合物等。某实验小组利用其提取Al(OH)3。
(1)滤渣Ⅱ的主要成分是CaCO3、Mg(OH)2和________。 (2)上述流程中可循环利用的物质的化学式是________________。 答案 (1)Fe(OH)3 (2)CO2(或Na2CO3、CO2) 解析 (1)煤矸石溶于稀盐酸发生的反应有:Al2O3+6H+===2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O、FeO+2H+===Fe2++H2O,然后过滤,得到的滤渣为SiO2,向滤液中通入氯气,
发生的反应为2Fe2++Cl2===2Cl-+2Fe3+,向溶液中加入碳酸钠,CO2-3可以促进Al3+、Fe3+、Mg2+的水解,生成氢氧化物沉淀和CO2,同时还能和Ca2+生成CaCO3沉淀,加入过量NaOH溶液,Al(OH)3溶解,其余沉淀不溶解,过滤后得到的滤渣Ⅱ为CaCO3、Mg(OH)2和Fe(OH)3,滤液中含有NaAlO2,向滤液中通入二氧化碳,发生的反应为AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3或2AlO-2+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO2-3,然后过滤得到Al(OH)3,母液Ⅱ中含有NaHCO3或碳酸钠。(2)水解时生成二氧化碳气体、转化时需要二氧化碳,水解时需要碳酸钠、转化时得到碳酸氢钠或碳酸钠,所以能循环利用的是CO2(或Na2CO3、CO2)。 6.某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程,利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。 图中标号处需加入的相应物质分别是 ①____________,②____________,③___________________________________, ④____________,⑤____________。 答案 ①铁屑 ②稀硫酸 ③稀硝酸 ④氢氧化钠 ⑤氢氧化钠 解析 本实验的目的是用废铁屑,常用的酸和碱,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。而废水中含有Fe3+、Cu2+、Au3+,因此首先加入废铁屑将Cu和Au都置换出来。Cu和Au的分离可以利用Cu与稀硝酸能反应而Au不能将其分离,Cu2+和Fe2+分别加入碱使其转化为沉淀,灼烧分别生成它们的氧化物。 7.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++4SO2-4+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。 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 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(SO2-4)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。
8.烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,并用于烟气脱硫研究。
(1)酸浸时反应的化学方程式为________________________________;滤渣Ⅰ的主要成分为