【創(chuàng)新設(shè)計】2021高考化學(xué)(廣東專用)二輪專題題組訓(xùn)練-上篇-專題四-化學(xué)實驗-第14講考點3

[題組訓(xùn)練·考能]1．(2022·深圳一模，32)從化工廠鉻渣中提取硫酸鈉的工藝如下：已知①鉻渣含有Na2SO4及少量Cr2Oeq\o\al(2－,7)、Fe3＋；②Fe3＋、Cr3＋完全沉淀(c≤1.0×10－5mol·L－1)時pH分別為3.6和5。(1)“微熱”除能加快反應(yīng)速率外，同時還可以________，濾渣A為________(填化學(xué)式)。(2)依據(jù)溶解度(S)～溫度(T)曲線，操作B的最佳方法為________(填字母序號)。A．蒸發(fā)濃縮，趨熱過濾B．蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過濾(3)酸化后Cr2Oeq\o\al(2－,7)可被SOeq\o\al(2－,3)還原成Cr3＋，離子方程式為____________；酸C為________，Cr(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp[Cr(OH)3]＝________。(4)依據(jù)2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O設(shè)計圖示裝置(均為惰性電極)電解Na2CrO4的溶液制取Na2Cr2O7，圖中右側(cè)電極連接電源的________極，其電極反應(yīng)式為__________________________________________。解析(1)由信息知pH約3.6時可除去Fe3＋，加熱可促進Fe3＋水解生成Fe(OH)3，濾渣A是Fe(OH)3沉淀。(2)由圖像知Na2SO4的溶解度在45℃左右最大，而Na2Cr2O7的溶解度隨溫度的上升不斷變大，所以蒸發(fā)濃縮后趁熱過濾可得到Na2SO4固體。(3)該反應(yīng)的氧化劑是Cr2Oeq\o\al(2－,7)，還原產(chǎn)物是Cr3＋，還原劑是SOeq\o\al(2－,3)，氧化產(chǎn)物是SOeq\o\al(2－,4)，由得失電子守恒可知n(Cr2Oeq\o\al(2－,7))∶n(SOeq\o\al(2－,3))＝1∶3，最終依據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒配平。為了不引入其他雜質(zhì)，應(yīng)加H2SO4酸化。pH＝5時，c(OH－)＝10－9mol·L－1，Ksp[Cr(OH)3]＝c(Cr3＋)·c3(OH－)＝1.0×10－5mol·L－1×(10－9mol·L－1)3＝1.0×10－32mol4·L－4。(4)由圖像可知Na2CrO4發(fā)生反應(yīng)生成Na2Cr2O7，即2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O向右移動，所以在該電極需要產(chǎn)生了大量的H＋，而在另一極NaOH由稀到濃可知產(chǎn)生了大量的OH－，所以右側(cè)電極是陽極，OH－失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成H2O和O2產(chǎn)生H＋，所以應(yīng)連接電源的正極。答案(1)促進Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去Fe(OH)3(2)A(3)3SOeq\o\al(2－,3)＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋8H＋=2Cr3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋4H2OH2SO41.0×10－32mol4·L－4(4)正4OH－－4e－=O2↑＋2H2O2．NiSO4·6H2O是一種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于化學(xué)鍍鎳和電池生產(chǎn)等領(lǐng)域。NiSO4·6H2O可由電鍍廢渣(除含鎳外，還含有銅、鋅、鐵等雜質(zhì))為原料制得，具體操作步驟如下：(1)往濾液Ⅰ中加入Na2S的目的是除去銅、鋅等雜質(zhì)，請寫出除去Cu2＋的離子方程式：____________。(2)加入6%H2O2溶液時，溫度不能過高，是為了______________。(3)除鐵方法：用H2O2溶液將Fe2＋充分氧化為Fe3＋，再加入NaOH溶液把握溶液pH在肯定范圍內(nèi)，使Fe3＋全部轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，Ni2＋不會沉淀。已知常溫下Fe(OH)3的Ksp＝1.0×10－39，則該條件下若要使溶液中c(Fe3＋)≤1.0×10－6mol·L－1，則應(yīng)當(dāng)把握溶液的pH范圍為______________。在上述方法中，氧化劑H2O2也可用氯酸鈉(NaClO3)代替，請寫出用氯酸鈉氧化Fe2＋的離子方程式：____________________________________________________________________________________。(4)上述流程中濾液Ⅲ的主要成分是________。(5)操作Ⅰ包括以下過程：過濾、用________(填試劑化學(xué)式)溶解、________、________、洗滌獲得產(chǎn)品。解析(1)S2－與Cu2＋反應(yīng)生成CuS沉淀。(2)H2O2不穩(wěn)定，受熱易分解，故溫度不宜過高。(3)由Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)可知，若使c(Fe3＋)≤1.0×10－6mol·L－1，則c(OH－)≥eq\r(3,\f(Ksp,cFe3＋))＝1.0×10－11mol·L－1，所以c(H＋)≤1.0×10－3mol·L－1，即pH≥3。ClOeq\o\al(－,3)將Fe2＋氧化成Fe3＋，自身被還原為Cl－，留意溶液呈酸性。(4)從流程圖可以看出，溶液中的銅、鋅、鐵等雜質(zhì)都已被除去，溶液中主要存在Na＋、Ni2＋、SOeq\o\al(2－,4)。(5)向濾液Ⅲ中加入Na2CO3溶液，生成NiCO3沉淀，要得到NiSO4，必需加H2SO4溶解，然后經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到產(chǎn)品。答案(1)S2－＋Cu2＋=CuS↓(2)削減過氧化氫的分解(3)pH≥36Fe2＋＋ClOeq\o\al(－,3)＋6H＋=6Fe3＋＋Cl－＋3H2O(4)Na2SO4、NiSO4(5)H2SO4蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶3．(2022·湛江測試)利用廢舊鍍鋅鐵皮可制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產(chǎn)物ZnO。制備流程圖如下：已知：Zn及其化合物的性質(zhì)與Al及其化合物的性質(zhì)相像，請回答下列問題：(1)用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮的作用有________。A．去除油污 B．溶解鍍鋅層C．去除鐵銹 D．鈍化(2)調(diào)整溶液A的pH可產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀，為制得ZnO，后續(xù)操作步驟是________。(3)由溶液B制取Fe3O4膠體粒子的過程中，須持續(xù)通入N2，其緣由是____________________________________________________________________________________。(4)Fe3O4膠體粒子能否用減壓過濾法實現(xiàn)固液分別？__________(填“能”或“不能”)，理由是____________________________________________________________________________________。(5)用重鉻酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測定產(chǎn)物Fe3O4中的二價鐵含量。若需配制濃度為0.01000mol·L－1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液250mL，應(yīng)精確?????稱取______gK2Cr2O7(保留4位有效數(shù)字，已知MK2Cr2O7＝294.0g·mol－1)。配制該標(biāo)準(zhǔn)溶液時，下列儀器中不必要用到的有______(用編號表示)。①電子天平②燒杯③量筒④玻璃棒⑤容量瓶⑥膠頭滴管⑦移液管(6)滴定操作中，假如滴定前裝有K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡，而滴定結(jié)束后氣泡消逝，則測定結(jié)果將________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。解析本題考查了物質(zhì)的制備，意在考查考生對試驗過程的分析與設(shè)計力量。(1)結(jié)合已知信息可知，用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮，既可以去除鐵皮表面的油污，又可以溶解鍍鋅層。(2)由Zn(OH)2到ZnO，后續(xù)的操作步驟是抽濾、洗滌、灼燒。(3)持續(xù)通入N2，是為了防止Fe2＋被O2氧化。(4)抽濾不宜用于過濾膠狀沉淀或顆粒太小的沉淀。(5)0.7350g的K2Cr2O7固體需要用電子天平稱量，直接配制肯定物質(zhì)的量濃度的溶液時，不必要用到移液管和量筒。(6)滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后消逝，說明測得消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積讀數(shù)偏大，故測定結(jié)果偏大。答案(1)A、B(2)抽濾、洗滌、灼燒(3)N2氣氛下，防止Fe2＋被氧化(4)不能膠體粒子太小，抽濾時能夠透過濾紙(5)0.7350③⑦(6)偏大4．(2022·山東理綜，28)工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的______吸取。a．濃H2SO4 B．稀HNO3c．NaOH溶液 D．氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中存在________(填離子符號)，檢驗溶液中還存在Fe2＋的方法是____________________(注明試劑、現(xiàn)象)。(3)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為__________________________。(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法正確的是________。a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)c．溶液中Cu2＋向陽極移動d．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬(5)利用反應(yīng)2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計為原電池，其正極電極反應(yīng)式為______________________。解析(1)氣體A中的大氣污染物為SO2，可以用NaOH溶液或氨水吸取。(2)滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中有Fe3＋，檢驗溶液中還存在Fe2＋時，可以利用Fe2＋的還原性，加入KMnO4溶液，溶液紫色褪去。(3)圖示中是利用鋁熱反應(yīng)由泡銅冶煉粗銅。(4)電解精煉銅過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的同時，部分電能也轉(zhuǎn)化為熱能，a錯；電解精煉粗銅時，粗銅作陽極，與電源正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)，b對；電解過程中Cu2＋向陰極移動，c錯；粗銅中Ag、Pt、Au的放電力量比銅的弱，形成陽極泥，可以回收，d對。(5)依據(jù)總反應(yīng)，O2發(fā)生還原反應(yīng)，因此正極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－=2H2O。答案