化學(xué)解答題練習(xí)（九）解析版-2021年高考化學(xué)解答題（元素化合物與工藝流程）

化學(xué)解答題練習(xí)(九)解析版

1.天青石(主要含有SrSCU和少晝CaCCh雜質(zhì))是獲取盥元素的各種化合物的主要原料。

請回答下列問題：

(1)利用焰色反應(yīng)可以定性鑒別某些金屬鹽。灼燒SrS04時，錮的焰色為(填標

號)。

A.洋紅色B.淺紫色C.黃綠色D.淡藍色

(2)硫化鋸(SrS)可用作發(fā)光涂料的原料，SrSCh和碳的混合粉末在隔絕空氣下高溫焙

燒可生成硫化錮和一種還原性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式

7,0

(3)已知：25c時，Ksp(SrS04)=3.2xlO_,Arsp(SrC03)=l.lxlO'oSrS04的粉末與Na2CO3

溶液混合加熱、充分攪拌可生成硫酸鈉和碳酸錮，若轉(zhuǎn)化完成時恢復(fù)到25C,混合液

中r(CO；)=1.0x10-3mol/I?則r(SO；')=

(4)以天青石生產(chǎn)SKOHWxHzO的工藝如下:

已知：Sr(0H)2、Ca(OH)2在水中的溶解度如下表:

溫度/(℃)020406080100

0.911.773.958.4220.291.2

溶解度Sr(OH)2

(g)Ca(OH)>0.190.170.140.120.090.08

①濾渣2為混有CaCO3的SrCCh，寫出反應(yīng)1生成SrCCh的化學(xué)方程式。

②固體3“加熱水浸”是為了獲得較純凈的Sr(0H)2溶液,此時應(yīng)緩慢加熱使沉淀顆粒長大,

濾渣5的主要成分是(填化學(xué)式)，“趁熱過濾”的目的是

③“操作6”主要有：、過濾、洗滌、干燥。

④取mg純凈Sr(OH)2?xH2。產(chǎn)品溶于水，加入過量Na2c。3溶液后過濾、洗滌、干燥

后，得到ng濾渣，則乂=(用含m、n的式子表示)。

IWJ溫

【答案】(1)A(2)SrSO4+4C^=SrS+4COT(3)2.9mol/L(4)SrSO4

+2NH4HCO3=SrCO3l+H2O+CO2T+(NH4)2SO4Ca(OH)2防止Sr(OH)2結(jié)晶析出

74m-61n

造成損失，提高產(chǎn)品純度降溫結(jié)晶

9n

【解析】(1)利用焰色反應(yīng)可以定性鑒別某些金屬鹽，盥的焰色反應(yīng)為洋紅色；

(2)SrSC>4和碳的混合粉末在隔絕空氣下高溫焙燒可生成硫化錮和一種還原性氣體，該

高溫

反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SrSO4+4C^=SrS+4COt；

c(COj)MSrCOj

當混合物中c(CO2>1.0xl0-3mol/L,

(3)由題意可知:-3

c(SOr)/Csp(SrSO4)

1.0xW3mol/L

C(SO42)=l.lxlQ-10=2.9iriol/L：

3.2x10”

(4)工業(yè)流程中反應(yīng)1為用NH4HCO3使SrSO4反應(yīng)生成SrCO3,過濾后，濾渣2為混

有CaCCh的SrCO3,煨燒后加熱水浸，可以利用高溫時Sr(OH)2和Ca(OH)2溶解度的不

同將二者分離；

①反應(yīng)1的化學(xué)方程式為：SrSO4+2NH4HCO3=SrCO31+H2O+CO2t+(NH4)2SO4；

②固體3“加熱水浸”是為了獲得較純凈的Sr(OH)2溶液，由于Sr(OH)2溶解度隨溫度升高

顯著增大，“趁熱過濾”的目的是防止Sr(OH)2結(jié)晶析出造成損失，提高產(chǎn)品純度，而

Ca(OH%溶解度很小，受溫度影響不明顯，則濾渣5的主要成分是Ca(OH)2；

③操作6為了得到Sr(OH%XH2O晶體，故應(yīng)進行的操作是降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、

干燥；

④由題意可知，濾渣為SrCO3,根據(jù)元素守恒，與Sr(OH)2Xi%。的物質(zhì)的量相同，

mn74m-61n

可得:解得x=

88+34+18x-88+609n

2.納米TiO?具有十分寶貴的光學(xué)性質(zhì)，在汽車工業(yè)及諸多領(lǐng)域都顯示出美好的發(fā)展前

景。下圖是以硫酸氧鈦為原料制備納米二氧化鈦的工藝流程圖:

回答下列問題：

(1)反應(yīng)I中發(fā)生兩個反應(yīng),其一是尿素［CO(NH2)2］與H2O反應(yīng)生成CO?和NH3H2O,

則另一反應(yīng)的離子方程式為—o

(2)判斷TiO(OH)2沉淀是否洗凈的實驗操作和現(xiàn)象是：—。

(3)為了減少制備過程中的“三廢”排放，將上述流程中的“濾液”經(jīng)過一、一、

(填基本操作)即可回收(填化學(xué)式)。

(4)為研究反應(yīng)溫度、反應(yīng)時訶、反應(yīng)物物質(zhì)的量配比等因素對制備納米二氧化鈦產(chǎn)

率的影響。設(shè)計如卜.實驗:

實驗編號反應(yīng)溫度/℃反應(yīng)時間/h反應(yīng)物物質(zhì)的量配比

/?[TiOSO4]

①9012:1

②9023:1

③901

④10023:1

實驗②和④的實驗?zāi)康氖且?，實驗③中反?yīng)物物質(zhì)的量配比為一°反應(yīng)I中TQ2+濃

度對7。2的產(chǎn)率和粒徑的影響如圖：

結(jié)合圖中信息，你認為為達到工藝目的，最合適的TiCp+濃度為。

2++

【答案】(1)TiO+2NH3H2O=TiO(OH)21+2NH4(2)取少量最后一次的洗滌液

于試管中，加入鹽酸進行酸化，再加入氯化銀溶液，如無白色渾濁出現(xiàn)，表明沉淀已經(jīng)

洗滌干凈(3)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過濾(NH4)2SO4(4)探究不同

反應(yīng)溫度對制備TiCh產(chǎn)率的影響3:1lmol/L

【解析】(1)TiOSCU易發(fā)生水解生成TiCh，由題可知，懸濁液中含有TiO(OH)2，因此

2++

另一反應(yīng)的離子方程式為：TiO+2NH3H2O=TiO(OH)2l+2NH4；答案為：

2+

TiO+2NH3H2O=TiO(OHR+2NHj；

(2)該沉淀表面附著有SO4，判斷沉淀是否洗滌干凈，可根據(jù)洗滌液中是否含有SC^-

來進行判斷。實驗操作和現(xiàn)象為：取少量最后一次的洗滌液于試管中，加入鹽酸進行酸

化，再加入氯化鋼溶液，如無白色渾濁出現(xiàn)，表明沉淀已經(jīng)洗滌干凈；答案為：取少量

最后一次的洗滌液于試管中，加入鹽酸進行酸化，再加入氯化鋼溶液，如無白色渾濁出

現(xiàn)，表明沉淀已經(jīng)洗滌干凈；

(3)濾液中含有一定量的(NHQ2SO4,可通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾進行回收，答

案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾：(NHQ2SO4；

(4)對比表中數(shù)據(jù)，可知實驗②和④的反應(yīng)物物質(zhì)的量配比和反應(yīng)時間相同，反應(yīng)溫

度不同，二者為對照實驗，實驗?zāi)康臑椋禾骄坎煌磻?yīng)溫度對制備TiO2產(chǎn)率的影響；

實驗③和實驗①為對照實驗，則實驗③和實驗①的反應(yīng)物物質(zhì)的量配比應(yīng)不同，實驗③

的反應(yīng)物物質(zhì)的量配比應(yīng)為3:1,因此實驗?zāi)康臑樘骄糠磻?yīng)物物質(zhì)的量配比對制備納米

TiO?產(chǎn)率的影響；由題給信息可知，納米二氧化鈦粒徑為10?50nm,分析題中粒徑和

TiO?+濃度關(guān)系圖，TiO?+濃度增大，二氧化鈦粒徑也逐漸增大，當TiO?+濃度為lmol/L

時，二氧化鈦粒徑為50nm,故最適合的TiO?濃度為Imol/L。答案為：探究不同反應(yīng)

溫度對制備TiO?產(chǎn)率的影響；3:1；lmol/Lo

3.粉煤灰是燃煤產(chǎn)生的工業(yè)固體廢料，主要成分有AI2O3、SiO2,還含有少量Fe?O3、

CaO等。采用酸堿聯(lián)合的方法從粉煤灰中綜合回收氧化鋁及二氧化硅的工藝流程如下：

硫酸熟化過程中發(fā)生的反應(yīng)有：

Al2O3-2SiO2+3H2SO4=AI(SO4)3+2SiO2+3H2O

3Al2O3-2SiO2+9H2SO4=3A12(SO4)3+2SiO2+9H2O

(1)“結(jié)晶”操作：緩緩加熱,濃縮至______，放置冷卻,得到A12(SO4)3,18H2。。

(2)A12(SO4)318H2O在25O~3OO"C下失重40.5%得Ab(SO4)xH2O，x=。

(3)“還原焙燒”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(4)設(shè)計實驗檢驗粗氧化鋁中是否含有FezO3：0

(5)向硅酸鈉溶液中通入過量CCh制備白炭黑的化學(xué)方程式為o

(6)粗氧化鋁制備冶金級氧化鋁過程中發(fā)生反應(yīng)[A1(OH)4「+CO2=AKOHbJ+HCOJ，

13

該反應(yīng)的平衡常數(shù)為[已知A1(OH)3+H2O[A1(OH)4]+H"Ki=4xl0；

u

H2CO3H2O+CO2K2=600；Kai(H2CO3)=4.2x1Ka2(H2CO；)=5.6xlO]o

焙燒

【答案】(1)表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜(2)3(3)2A12(SO4)3+3C^=

2Al2O3+3CO2T+6S02T(4)取粗氧化鋁少許于試管中加稀硫酸溶解，靜置，滴加

KSCN溶液，若溶液變紅，則粗氧化鋁中含有FezCh雜質(zhì)(5)

3

Na2SiO3+2CO2+(n+1)H2O=2NaHCO3+SiO2nH2O1(6)1.75xlO

【解析】(1)“結(jié)晶”操作：緩緩加熱，濃縮至表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜，放置冷卻，得到

A12(SO4)318H2O;故答案為：表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜。

(2)假設(shè)100gAb(S04)3T8H20在250~300℃下失重40.5%,剩余100gx(l-40.5%)=59.5g

666342+18x八,

A1(SO4)XHO,————,解得x=3：故答案為：3。

22l(X)g59.5g

(3)根據(jù)“還原焙燒”產(chǎn)物之一經(jīng)過煙氣制酸，硫酸鋁和碳"還原焙燒”生成氧化鋁、二

焙燒

氧化碳和二氧化硫，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A12(SO1)3+3C^=

焙燒

2Al2O3+3CO2T+6SO2T；故答案為：2Ab(SO4)3+3C=2Al2O3+3CO2T+6SO2T。

(4)實驗檢驗粗氧化鋁中是否含有FezCh，將粗品溶于稀硫酸中，利用生成的鐵離子與

KSCN溶液反應(yīng)是否有紅色物質(zhì)生成：故答案為：取粗氧化鋁少許于試管中加稀硫酸溶

解，靜置，滴加KSCN溶液，若溶液變紅，則粗氧化鋁中含有FezOs雜質(zhì)。

(5)向硅酸鈉溶液中通入過量CO?生成碳酸氫鈉和白炭黑SiChiFhO,其化學(xué)方程式

為Na2SiO3+2CO2+(n+l)H2O=2NaHCO3+SiO2nH2O;；故答案為：

Na2SiO3+2CO2+(n+1)H2O=2NaHCCh+SiC)2nH

+

(6)@Al(OH)3+H2O[Al(OH)4]~+H,②H2cO3H2O+CO2，③H2cO3HCO3"

+H+,根據(jù)蓋斯定律③■①得到|Al(OH)4丁+CO2=Al(OH)31+HCO3,方程式相減，

平衡常數(shù)相除，因此[Al(OH)4]+CO2=Al(OHhl+HCO3平衡常數(shù)為

K=-4>2^07_=1.75X103;故答案為：1.75x103。

4X10-13X600

4.馬日夫鹽[Mn(H2Po4)2?2%0]在國防工業(yè)中常用作各種武器的潤滑層和防護層。以軟

缽礦(主要成分為MnOz及少量的FeO、ALO3和SiCh)為原料制備馬日夫鹽的主要工藝流

程如圖：

icaM.sOi，聞單*■加藤?依

方，?二步，T少?四步?人

(1)“漫缽”時為了提高浸取率，可采取的措施有(任寫出一條)；在步驟一中,

如果SO?氣體中混有空氣，測得反應(yīng)液中M『+、SO’?.的濃度隨反應(yīng)時間t變化如圖，

產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是；

(2)關(guān)于“步驟二’'的說法正確的是；

A.為提高萃取率和產(chǎn)品產(chǎn)量，實驗時分多次萃取并合并萃取液

B.溶液中加入萃取劑Y,轉(zhuǎn)移至分液漏斗中。塞上玻璃塞，如圖月力振搖

C.經(jīng)幾次振據(jù)并放氣后，手持分液漏斗靜置待液體分層

D.分液時，將分液濕斗上的玻璃塞打開或使塞上的四槽對準漏4口上的小孔，打開旋

塞，待油水界面與旋塞上口相切，關(guān)閉旋塞后再從上口倒出上層液體

(3)已知幾種離子開始沉淀和完全沉淀時的pH如下表所示：

離子開始沉淀時的pH完全沉淀時的pH

Fe2+7.69.7

Fe3+2.73.7

A產(chǎn)3.84.7

Mn2+8.39.8

濾渣X的化學(xué)式為,步驟三時，pH值應(yīng)調(diào)到的范圍是

(4)步驟四時，將Na2c03溶液逐漸加入鈕鹽溶液中；若顛倒滴加順序可能會生成

__________已知Ksp(MnCO3)=2.24xl0",加入飽和Na2c。3溶液使M/恰好沉淀完全

2

后.溶液中C(CO3)=：

(5)步驟五產(chǎn)生馬日夫鹽晶體的化學(xué)反應(yīng)方程式為o

【答案】(1)適當升溫、適當增大硫酸濃度、攪拌M/為SOK或H2s。3)與。2反應(yīng)

的催化劑(2)AD(3)A1(OH)34,7<pH<8.3?￡f4.7,83)(4)Mn(OH)2

2.24x10/mol?L"(5)MnCC)3+2H3PC)4+H2O=Mn(H2Po4)2?2&0-CO2T

【解析】(1)提高浸取率，一般可以適當增大酸的濃度、適當提高反應(yīng)溫度、攪拌等；

步驟一中通入S02與軟缽礦中MnO2發(fā)生氧化還原，將MnO2轉(zhuǎn)換為Mj+,將SO2轉(zhuǎn)化

為SO/-，隨著二氧化硫通入量增加，MJ+和SO/同等程度增大。若SO2氣體中混有空

氣，空氣中的氧氣可以作氧化劑，代替MnOz，根據(jù)濃度時間變化圖，開始一段時間化

學(xué)反應(yīng)速率較慢，M『+和SO/濃度同等程度略有增大，說明氧氣幾乎沒反應(yīng)，在2h后

SCU?-濃度明顯增大，此時Mi?+保持平緩，說明在此過程發(fā)生SO2和空氣中氧氣的氧化

還原反應(yīng)，且Mi?+作催化劑；

(2)利用物質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中溶解度的不同，式物質(zhì)從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另

外一種溶劑中。物質(zhì)在兩種溶劑中有著不同的溶解度，稱為分配定律。需要經(jīng)過反復(fù)多

次萃取，才可以提高萃取率和產(chǎn)品產(chǎn)率，故A項實驗時分多次萃取并合并萃取液說法是

正確的；萃取分液的操作如下：1.檢查分液漏斗是否漏水；2?在分液漏斗中先裝入溶液

再加入萃取劑Y；3.振蕩搖勻：塞上玻璃塞，右手拇指壓住瓶塞，左手按住分液漏斗的

活塞，保證不漏液，做倒轉(zhuǎn)振蕩，讓兩種液體充分混合，過程中壓強增大，通過活塞放

氣。故B說法錯誤；4.將分液漏斗放置在鐵架臺上靜置分層，C項說法錯誤；5.分液：

將分液濕斗上的玻璃塞打開或使塞上的四槽對準漏4口上的小孔，打開旋塞，待油水界

面與旋塞上口相切，美閉旋塞后再從上口倒出上層液體，分液完成，故D項說法正確；

故選ADo

(3)通過分析可知，濾渣X為AI(OH)3；由離子開始沉淀和沉淀完全的pH表格可得，

使A產(chǎn)沉淀完全，pH應(yīng)大于等于4.7,但同時不影響M/+,不能使M『+沉淀，pH應(yīng)小

T8.3,故在步驟三pH應(yīng)調(diào)到的范圍是4.7<pH<8,3或［4.7,8.3)；

(4)步驟四時，若將M產(chǎn)溶液滴加到Na2cCh溶液中，Na2c03溶液顯堿性，使得M/

沉淀生成Mn(OH)2；加入飽和Na2cO3溶液使M/+恰好沉淀完全生成MnCCh，溶液中

存在碳酸缽的沉淀溶解平衡Ksp(MnC03)=c(Mn2+)c(CO32),Mi?-恰好沉淀完全指

的是c(Mn2+)=1.0xl(y5,故溶液中c(CO3，=

Ksp（MnC0）_2.24xiOnmol2U1

3=2.24x106moiL1：

1.0X10*0/1

（5）步驟五得到的MnC03用磷酸進行酸溶，通過主要主要產(chǎn)物的分析，該反應(yīng)沒有化

合價變化，不屬于氧化還原，碳酸缽中的碳酸根在酸性環(huán)境下轉(zhuǎn)化為二氧化碳，故產(chǎn)生

馬日夫鹽晶體的化學(xué)反應(yīng)方程式為：M11CO3+2H3PO4+H2O=Mn（H2PoM2H2O+CO2T。

5.錨（Sb）是第VA族元素，其單質(zhì)主要用于制造合金、半導(dǎo)體。三氧化二鎮(zhèn)俗稱睇白，

是白色粉末，不溶于水，是一種兩性氧化物，主要用于白色顏料、油漆和塑料、石油化

工等。某工廠用羽毛礦（主要成分為Pb,FeSb6sm制取睇白的工藝流程如圖所示：

Pb5+X〃濟|Fed溶液濾液1

（1）Pb《FeSb6s口中的睇元素只顯一種化合價，則其化合價是oX是一種固體單

質(zhì)，其成分是一（填化學(xué)式）。

（2）氯化浸出中，除鉛與X外，被氧化的元素反應(yīng)后均顯高價，寫出相應(yīng)的化學(xué)方程

式:。操作1為加水稀釋，寫出生成SbOCl的離子方程式:o

（3）試劑1通常選用氨水而不是NaOH溶液，最可能的原因是。操作2的內(nèi)容

是、干燥。

（4）在強堿性條件下電解Na3sbs3溶液（原理如圖）可得到單質(zhì)睇。

寫出陰極的電極反應(yīng)式：,B電極應(yīng)接電源的極，當有2moiSb生成時，

通過陽離子交換膜的離子數(shù)為（設(shè)必為阿伏加德羅常數(shù)的值）。

【答案】（1）+3S（2）2Pb4FeSb6S14+41C12=8PbCl2+2FeCh+12SbCI5+28S

3++

Sb+Cr+H2O=SbOCl1+2H（3）SbzCh可溶解在過量的NaOH溶液中，但不會溶解

32

在過量的氨水中過濾、洗滌（4）SbS3+3e=Sb+3S-正6N人

【解析】（1）睇是第VA族元素，主要化合價為+5、+3。在Pb,FeSb6s|4中硫元素顯-2

價，Pb為+2價，F(xiàn)e為+2價，假設(shè)Sb元素化合價為+x,根據(jù)化合物中元素化合價代數(shù)

和等于?？傻?x2+2+6x=2xl4,解得x=+3價。羽毛礦主要成分為Pb,FeSb6s?向其中

加入水，然后通入Ck進行氧化反應(yīng)，金屬變?yōu)榻饘俾然?，S被矮化為S單質(zhì)，S單

質(zhì)在常溫下為固體，所以X只能是硫：

(2)根據(jù)題意可知：羽毛礦PhiFeSb6s14與氯氣反應(yīng)時，S被氧化變?yōu)镾單質(zhì)，Pb變?yōu)?/p>

PbCl2,其余元素被氧化為高價態(tài)，則根據(jù)原子守恒、電子守恒，可得該反應(yīng)的化學(xué)方

程式：2Pb4FeSb6Si4+41C12=8PbC12+2FeC13+12SbCk+28S；操作1為加水稀釋，生成難溶

性的SbOCl,根據(jù)鹽的水解規(guī)律，結(jié)合電荷守恒、原子守恒可得

3++

Sb+Cr+H2O=SbOCU+2H；

(3)由題意可知Sb2O3是兩性氧化物，能夠與強堿NaOH發(fā)生反應(yīng)，所以SbzCh可溶

解在過量的NaOH溶液中，但不會溶解在過量的氨水中，因此試劑1通常選用氨水而不

是NaOH溶液；分離難溶性固體與可溶性液體混合物使用過濾方法,然后經(jīng)沉淀經(jīng)洗滌、

干燥得到睇白；

(4)與電源負極連接的電極為陰極，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，由題意可知：電解Na3sbs3

32

溶液得到Sb單質(zhì)，則在陰極上發(fā)生反應(yīng)：SbS3+3e=Sb+3S-,故A為電源的負極，B

為電源的正極；根據(jù)電解時陰極電極式可知：每產(chǎn)生1molSb,轉(zhuǎn)移3moi電子，則生

成2moiSb時，轉(zhuǎn)移6moi電子，同時得到6molS。根據(jù)溶液呈電中性可知要有6moi

Na，通過陽離子交換膜，通過了Na?數(shù)目為6必。

6.高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種安全性很高的水處理劑，其合成的部分流程如下。

資料：

i.高鐵酸鉀可溶于水，微溶于濃KOH溶液，在堿性溶液中較穩(wěn)定，在酸性或中性溶

液中快速產(chǎn)生。2,且+3價鐵能催化該反應(yīng)。

ii.次氯酸鉀容易分解，2KC10^=2KC1+02O

(I)實驗室使用高缽酸鉀與濃鹽酸制備氯氣時，應(yīng)選擇下列裝置中的o

#&書法

ABC

(2)寫出步驟①的離子反應(yīng)方程式。

(3)加入KOH固體是為了過濾除鹽，過濾除去的是

(4)相同投料比、相同反應(yīng)時訶內(nèi)，反應(yīng)溫度對高鐵酸鉀產(chǎn)率的影響如圖1所示:

請分析高鐵酸鉀產(chǎn)率隨溫度變化的原因:

圖1

硝酸鐵濃度對產(chǎn)率的影響如圖2所示:

高

鐵

酸

押

產(chǎn)

季

派

當F/+濃度大于2.0mol/L時，高鐵酸鉀產(chǎn)率變化的原因可能是:

（6）高鐵酸鉀可用于除去水體中Mn（+2價），生成Mn（+4價）和Fe（+3價）。一

定條件下，除去水體中l(wèi).lgMn（+2價），當去除率為90%時，消耗高鐵酸鉀的物質(zhì)的

量為molo

）（）（）（）

【答案】（1B2Cl2+2OH=Cr+C1O-+H2O3KC14溫

度5CWTW25c時，溫度升高速率加快，導(dǎo)致產(chǎn)率逐漸增加；T>25C時，溫度升高，次

氯酸鉀分解加劇，CIO一濃度減小，反應(yīng)速率減慢，導(dǎo)致產(chǎn)率下降（5）Fe、*的濃度

過高催化了KzFeCh分解，導(dǎo)致產(chǎn)率下降（6）0.012

【解析】（1）濃鹽酸與高橘酸鉀反應(yīng)制備Cb，由于高鎰酸鉀易溶于水，所以可以認為

是液體反應(yīng)，因此裝置A不可行；裝置C中的塑料板也沒有阻攔高缽酸鉀的作用，C

裝置也不可行；故應(yīng)選用B裝置；

（2）第一步即向KOH溶液中通Cb,發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為：

Cl2+2OHC1'+C1O-+H2O；

（3）通過分析可知，第二步加KOH目的是除去KC1；

（4）通過分析可知，溫度5℃。?5℃時?，溫度升高速率加快，導(dǎo)致產(chǎn)率逐漸增加；T

》25℃時，溫度升高，次氯酸鉀分解加劇，CIO.濃度減小，反應(yīng)速率減慢，導(dǎo)致產(chǎn)率下

降；

(5)通過分析可知，F(xiàn)e3+的濃度過高催化了QFeCh分解，導(dǎo)致產(chǎn)率下降；

(6)由題可知,KzFeO4除Mn(+2價)時，RFeCU和Mn(+2價)的物質(zhì)的量之比為2:3；

去除率為90%時，水體中的l.lgMn(+2價)被去除了0.0l8mol,所以消耗的KzFeOj的物

質(zhì)的量為0.012mol。

7.以粉煤灰(主要含3Al2O3?2SiO2、SiO2,還含有少量CaO、FezOs等物質(zhì))為原料制

取AI2O3的流程如圖：

NH3SQ、CaSO4濾液IFe(OH)3灌液H

2345

(1)當(NHQ2SO4和3Al2O3-2SiO2的配比a(a=？空)吧！)不同時，“焙燒”

n(3Al2O3-2S1O2)

后所得產(chǎn)物的X射線衍射譜圖如圖所示(X射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在,

不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同)。由圖可知，當a——時，3Al2O3-2SiO2的利用

率最高。

?JAI12SO：

■SK).。

OSILAIINOMI：

W3

(2)“沉淀、過濾”所得濾渣為Fe(OH)3和A1(OH)3,生成Fe(OH)3的離子反應(yīng)方程式為

(3)“堿浸”加入NaOH發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為一。

(4)“水解、過濾”可得到Al(OH)3沉淀，升高溫度有利于水解的原因是一o該步驟可

將加水改成通入過量的一氣體，

(5)流程中，可以回收并循壞利用的物質(zhì)除NFh外，還有—和

3+

【答案】(1)8(2)Fe+3NH34-3H2O=Fe(OH)31+3NH?(3)OH4-

AI(OH)3=A1O2+2H2O(4)水解為吸熱反應(yīng)，升高溫度有利于平衡正向進行CO2

(5)NaOH(NH4)2SO4

【解析】(1)根據(jù)分析，當(NH4XSO4和3Al2O3-2SiO2的配比a=8時，體系中NH4A1(SO4)2

含量最高，此時3Al2O3?2SQ的利用也率最高。

(2)通入氨氣“沉淀、過濾”所得濾渣為Fe(OH)3和A1(OH)3,生成Fe(OH)3離子反應(yīng)方

3+

程式：Fe+3N%+3H2O=Fe(OH)31+3NHJ；

（3）根據(jù)分析,“堿浸”加入NaOH發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為OH+A1（OH）3=AQ+2H2。；

（4）“水解、過濾”可得到AKOHb沉淀，水解過程是吸熱的，升高溫度促進A1O2-水解；

該步驟可將加水改成通入過量的酸性氣體二氧化碳（CO2+AIO2-+2H2OHCO3-+

A1（OH）31）；

（5）流程中，濾液I為（NH4）2SCU，濾液H含有NaOH,故可以回收并循壞利用的物質(zhì)

除NH3外，還有（NH6SO4和NaOH。

8.某同學(xué)研究金屬鋅與氯化銅溶液之間反應(yīng)，在實驗中該同學(xué)觀察到的現(xiàn)象有:

i.產(chǎn)生少量氣泡：ii.有紅色固體生成；iii.溶液中產(chǎn)生白色沉淀。

為了解釋上述現(xiàn)象，某同學(xué)查閱資料，獲得如下信息：

編號化學(xué)反應(yīng)離子方程式

1Zn+Cu2+;=—Zn2++Cu

2Zn+2Cu2+^==^Zn2++2Cu+

3Cu++2C1V=±CuCl2

4CIT+C「F=±CuCl|

（1）請結(jié)合離子方程式解釋產(chǎn)生少量氣泡的原因：—。

（2）Zn與CuCb反應(yīng)生成白色沉淀的離子方程式是一。

（3）為了探究影響生成白色沉淀的因素，該同學(xué)進一步實驗。取不同濃度CuCb溶液,

加入鋅并振蕩，均立刻產(chǎn)生少量氣泡和紅色固體，其他實驗現(xiàn)象如下。

編號濃度(mol/L)試劑（鋅均過量）實驗現(xiàn)象

a0.5鋅片立刻出現(xiàn)少量白色沉淀

b1鋅片立刻出現(xiàn)白色沉淀

4m口L

c1鋅粉立刻出現(xiàn)大量白色沉淀

CuCl2

d1鋅片、適量NaCl固體少量白色沉淀，振蕩迅速溶解

①對比實驗a、b,實驗結(jié)論是—.

②某同學(xué)從化學(xué)平衡的角度分析，d中白色沉淀溶解可能的原因是一（用離子方程式

表示）。為證明該同學(xué)分析的原因正確，向b試管中加入適量—，慍蕩，觀察到一,

證明該同學(xué)分析的原因正確。

(4)利用沉淀法除去雜質(zhì)在實際生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。

①在工業(yè)中冶煉鋅，為了除去ZnSO4電解液溶液中的C「，可加入一和一，生成沉淀

而除去。

②通過進一步查閱資料得知：CuCl的形成與溶液的pH及C/+等離子濃度有關(guān)，一定條

件下，通過實驗得出pH、C產(chǎn)濃度對C「沉淀的影響如圖所示：

80

75

%70

/65

如

次60

去55

一50

45

40

35

根據(jù)圖，除去該電解液中c「的最佳條件是_。

2++

【答案】(1)銅離子水解呈酸性，CU4-2H2OCU(OH)2+2H,鋅與水解產(chǎn)生的氫

離子反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡；(2)Zn+2Cu2++2C「=Z/++2CuCU(3)當鋅的形狀相

+

同時，氯化銅濃度越高，生成沉淀的反應(yīng)速率越快CU+2C1^^CUC12鋅粉

沉淀溶解(4)鋅單質(zhì)銅離子pH=1.5,銅離子濃度為3g/L

【解析】(1)氯化銅是強酸弱堿鹽，銅離子水解呈酸性，鋅與氫離子反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，故

2+r

本題答案為：銅離子水解呈酸性，Cu+2H2OCU(OH)2+2H\鋅與水解產(chǎn)生的氫

離子反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡；

2+

(2)Zn與CuCl2反應(yīng)生成ZnCb和CuCl,離子方程式為:Zn+2C『++2C「=Zn+2CuCU，

故本題答案為：Zn+2Cu2++2Cl=Zn2++2CuCll；

(3)①對比實驗a、b,鋅片相同時，氯化銅濃度增加，生成沉淀的反應(yīng)速率加快，故

實驗結(jié)論是：當鋅的形狀相同時，氯化銅濃度越高，生成沉淀的反應(yīng)速率越快；

②d中白色沉淀溶解可能是加入氯化鈉后，增加了氯離子濃度，促進反應(yīng)Cu++2C「=

CuCl2正向進行，為證明該同學(xué)分析的原因正確，可向b試管中加入適量鋅粉，振蕩,

觀察到沉淀溶解，證明該同學(xué)分析的原因正確，故本題答案為：C/+2C1^^CuCl2；

鋅粉；沉淀溶解；

(4)①在工業(yè)中冶煉鋅，為了除去ZnSO4電解液溶液中的C「，可加入鋅單質(zhì)和銅離

子，發(fā)生Zn+2C『+==Z/+2CIT,再發(fā)生CIT+C「M^CUCII，生成沉淀而除去，故

本題答案為：鋅單質(zhì)；銅離子；

②由圖可知，當pH等于1.5,銅離子濃度為3g/L時，氯離子去除率均較高，故本題答

案為：pH=1.5,銅離子濃度為3g/L。

9.氮元素的化合物種類繁多，性質(zhì)也各不相同。請回答下列問題：

(1)NO?有較強的氧化性，能將SO2氧化成S03,自身被還原為NO,已知下列兩反應(yīng)

過程中能量變化如圖1、圖2所示,則N5氧化SO?生成SQKg)的熱化學(xué)方程式為—。

(

L

?

舌

)

、

軀

愛

主

運

(2)在氮氣保護下，在實驗室中用足量的Fe粉還原KNO3溶液(pH=2.5)。反應(yīng)過程

中溶液中相關(guān)離子的質(zhì)量濃度、pH隨時間的變化曲線(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去)如

圖3所示。請根據(jù)圖3中信息寫出t,min前反應(yīng)的離子方程式

(3)研究人員用活性炭對汽車尾氣中的NO進行吸附，發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g)

N2(g)+CO2(g)z4H<0o在恒壓密閉容器中加入足量的活性炭和一定量的NO氣體，反應(yīng)

相同時間時，測得NO的轉(zhuǎn)化率a(NO)隨溫度的變化如圖4所示：

a(NO)/%

圖4

①由圖4可知，溫度低于1050K時，NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，原因是一；溫

度為1050K時CO2的平衡體積分數(shù)為一。

②對于反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的反應(yīng)體系，標準平衡常數(shù)

pp

--------人-----------

K°=P[P°,其中p9為標準壓強(lxl()5pa),PN。、PN,和Pg,為各組分的平衡

(^)2

分壓，如PNQMXM?取，取為平衡總壓，乂前為平衡系統(tǒng)中NO的物質(zhì)的量分數(shù)。若

NO的起始物質(zhì)的量為1mol,假設(shè)反應(yīng)在恒定溫度和標準壓強下進行，NO的平衡轉(zhuǎn)化

率為a，則K°=—(用含。的最簡式表示)。

(4)利用現(xiàn)代手持技術(shù)傳感器探究壓強對2NCh(g)NzOMg)平衡移動的影響。在

恒定溫度和標準壓強條件下，往針筒中充入一定體積的NO2氣體后密封并保持活塞位置

不變。分別在\s、12s時迅速移動活塞后并保持活塞位置不變，測定針筒內(nèi)氣體壓強變

①B、E兩點對應(yīng)的正反應(yīng)速率大小為VB_(填或“=”)支。

②E、F、G、H四點對應(yīng)氣體的平均相對分子質(zhì)量最大的點為一。

I

【答案】(1)NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)△H=-41.8kJmor(2)4Fe+NO3

+2++

~+10H=4Fe+NH4+3H2O(3)溫度低于1050K時，反應(yīng)未達到平衡狀態(tài)，隨

溫度升高，反應(yīng)速率加快，NO轉(zhuǎn)化率增大40%-------(4)>H

4(1-a)27

【解析】(1)根據(jù)圖1和圖2中的信息，可得熱化學(xué)方程式①2sO2(g)+O2(g)l：2sO3(g)

△/7i=-196.6kJmol1,②2NO(g)+O2(g)=^^2NO2(g)AH2=-113.0kJmol,,?(反

應(yīng)①一反應(yīng)②)可得NO?氧化SO2的反應(yīng)方程式，NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(g)△

”二^■(△”1-△H2)=gL196.6kJmoL-(-U3.0kJmol/)]=-4L8kJmoL,則NO2

氧化SO2生成SCh(g)的熱化學(xué)方程式為NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)AW=-

41.8kJmor'；

(2)根據(jù)圖像，umin前，溶液為酸性，反應(yīng)后pH快速增大，NCh的量在減小，而Fe?

+和NHJ的量在增加，說明Fe和NO3反應(yīng)生成Fe?+和NH4\離子方程式為4Fe+NO3

_+2++

+10H=4Fe+NH4+3H2O；

(3)①溫度低于1050K時，溫度較低，化學(xué)反應(yīng)速率較慢，反應(yīng)沒有達到平衡，平衡

向正反應(yīng)反應(yīng)移動，隨著溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率增大，NO的轉(zhuǎn)化率增大；平衡時,

NO的轉(zhuǎn)化為80%。假設(shè)通入NO的物質(zhì)的量為xmol,利用三等式.有:

C(s)+2NO(g)N2(S)+CO2(S)

開始的物質(zhì)的量1

轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量0.80.40.4

平衡的物質(zhì)的量0.20.40.4

0.4mol

則CO2的體積分數(shù)為--------------------------------------------------X100%=40%：

0.2mol+0.4mol+0.4mol

②若NO的起始物質(zhì)的量為1mol,假設(shè)反應(yīng)在恒定溫度和標準壓強下進行，NO的平衡

轉(zhuǎn)化率為a,根據(jù)三等式，有:

C(s)+2NO(g)