广东省高考化学二轮复习 专题限时训练（十九）以工艺流程及物质推断为载体的元素化合物综合考查题.doc

专题限时训练(十九)以工艺流程及物质推断为载体的元素化合物综合考查题(时间：60分钟分数：75分)1(15分)(2015天津卷)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：回答下列问题：(1)反应是将cu转化为cu(nh3)，反应中h2o2的作用是_。写出操作的名称：_。(2)反应是铜氨溶液中的cu(nh3)4与有机物rh反应，写出该反应的离子方程式：_。操作用到的主要仪器名称为_，其目的是(填序号)_。a富集铜元素b使铜元素与水溶液中的物质分离c增加cu2在水中的溶解度(3)反应是有机溶液中的cur2与稀硫酸反应生成cuso4和_。若操作使用上图装置，图中存在的错误是_。(4)操作以石墨作电极电解cuso4溶液。阴极析出铜，阳极产物是_。操作由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是_。(5)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在反应中的主要作用是_。答案：(1)作氧化剂过滤(2)cu(nh3)42rh=2nh42nh3cur2分液漏斗ab(3)rh分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、液体过多(4)o2、h2so4加热浓缩、冷却结晶、过滤(5)h2so4防止由于溶液中c(oh)过高，生成cu(oh)2沉淀解析：(1)cu转化为cu(nh3)4，化合价升高，发生氧化反应，故h2o2作氧化剂，将cu氧化。从图中可以看出，经过操作得到溶液和残渣，故操作是过滤。(2)铜氨溶液中的cu(nh3)4与有机物rh反应生成nh3和nh4cl及溶解在有机层中的cur2，故反应的离子方程式为cu(nh3)42rh=2nh32nh4cur2。操作得到溶液和有机层，故该操作是分液，用到的主要仪器是分液漏斗。其目的是使铜元素与水溶液中的物质分离，富集铜元素。(3)根据反应可以判断出cur2与稀硫酸反应生成 cuso4和rh。图中的错误是分液漏斗的尖端未紧靠烧杯内壁，分液漏斗中的液体太多。(4)电解cuso4溶液，阳极是水放电，电极反应式为2h2o4e=o24h，故阳极产物是o2和h2so4。将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤即得胆矾晶体。(5)反应消耗h2so4，操作电解cuso4溶液产生h2so4，实现了h2so4的循环使用。反应中h2o2将铜氧化为cu2，cu2与nh3产生cu(nh3)4，因为nh3溶于水，溶液显碱性，如果c(oh)过高，会产生cu(oh)2沉淀，为了防止产生cu(oh)2沉淀，在反应中加入了nh4cl。2(15分)锌焙砂是锌精矿经焙烧后所得的产物，以锌焙砂为原料制取金属锌的流程如图所示。已知：当溶液中zn2浓度较大时，zn2优先于h放电。mn()可以被氧气氧化生成mn()。请回答下列问题：(1)znfe2o4中fe的化合价为_，酸浸时znfe2o4会生成两种盐，该反应的化学方程式为_。(2)净化操作分为两步：第一步是将溶液中少量的fe2氧化；第二步是控制溶液ph，使fe3转化为fe(oh)3沉淀。写出酸性条件下h2o2与fe2反应的离子方程式：_。25 时，ph3的滤液(滤去氢氧化铁沉淀)中，c(fe3)_moll1(已知25 时，kspfe(oh)34.01038)。(3)电解硫酸锌溶液时阳极上有气体析出，写出阳极的电极反应式_；电解时不断补充电解液的目的是_。(4)电解时，阳极附近发生化学反应生成hmno4，使得溶液变为紫红色，生成的hmno4，又将mn2氧化生成mno2，一部分二氧化锰沉于槽底形成阳极泥，另一部分附于阳极表面形成保护膜。写出hmno4将mn2氧化生成mno2的化学方程式_。答案：(1)3znfe2o44h2so4=znso4fe2(so4)34h2o(2)h2o22fe22h=2fe32h2o4.0105(3)4oh4e=2h2oo2保持溶液中zn2的浓度处于较高水平，以保证阴极上能稳定析出锌(4)3mnso42hmno42h2o=5mno23h2so4解析：(1)根据化合物中元素化合价代数和为零的原则可推出znfe2o4中铁的化合价为3；稀硫酸氧化性很弱，所以生成的两种盐为硫酸铁、硫酸锌。(2)酸性条件下h2o2与fe2发生氧化还原反应。ph3的滤液中，c(oh)1011 mol/l，根据kspfe(oh)34.01038c(fe3)c3(oh)，可求出c(fe3)4.0105 mol/l。(3)根据已知信息，当溶液中zn2浓度较大时，zn2优先于h放电，因此不断补充电解质溶液，是为了保持zn2的浓度处于较高水平。(4)电解液中含有硫酸锌和硫酸锰，电解时，阳极附近发生化学反应生成hmno4，使得溶液变为紫红色，说明硫酸锰与电解生成的氧气发生反应生成hmno4，hmno4再与硫酸锰反应生成二氧化锰。3(15分)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：fe3cu2cr3开始沉淀ph2.14.74.3完全沉淀ph3.26.7a(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：加入石灰乳调节ph到约_，检验fe3已经除尽的操作是_；将浊液加热到80 ，_。(3)写出还原步骤中加入nahso3生成cu2o固体反应的离子方程式_，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)当离子浓度小于或等于1105 moll1时可认为沉淀完全，若要使cr3完全沉淀则要保持c(oh)_。已知：kspcr(oh)36.31031，4.0答案：(1)cuso4(2)3.2取适量滤液，加kscn溶液，若不变红，则说明fe3已除尽趁热过滤(3)2h2ohso2cu2=cu2oso5h产生so2，污染环境(4)4.0109 moll1解析：(1)fe2o3、cuo、cr2o3均和h2so4反应，分别生成fe2(so4)3、cuso4和cr2(so4)3。(2)根据表格中的数据，通过调节ph值，使fe3完全沉淀，而cr3、cu2不沉淀，应调节ph达到3.2，检验微量fe3，应选用kscn溶液。根据caso4的溶解度曲线特点，应趁热过滤得到caso4沉淀。(3)cu2把hso氧化成so，本身还原成cu2o，离子方程式为2h2ohso2cu2=cu2oso5h在上述反应中生成h，若nahso3过量，会产生so2，造成空气污染。(4)c(oh)4.0109 moll1。4(15分)亚氯酸钠(naclo2)是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。某工厂生产亚氯酸钠的主要流程如下：(1)气体a的化学式为_。溶液a的名称是_。(2)反应i的离子方程式为_，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。(3)反应的化学方程式为_。反应过程中控制温度不高于20 ，目的是_。(4)naclo2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出naclo23h2o。上述生产中由naclo2溶液得到naclo23h2o粗晶体的实验操作依次是_(填字母序号)。a蒸馏 b蒸发c灼烧 d过滤e冷却结晶要得到更纯的naclo23h2o晶体必须进行的操作是_(填操作名称)。(5)为了测定naclo23h2o的纯度，取上述产品10 g溶于水配成500 ml溶液，取出10 ml溶液于锥形瓶中，再加入足量酸化的ki溶液，充分反应后加入23滴淀粉溶液，用0.264 moll1 na2s2o3标准液滴定。当滴入最后一滴na2s2o3标准液时，锥形瓶中溶液_(填颜色变化)，且半分钟内不发生变化，说明滴定达终点。重复三次实验，用去标准液的平均体积为20.00 ml。则产品的纯度为_(保留小数点后两位，提示：2na2s2o3i2=na2s4o62nai)。答案：(1)o2硫酸(2)2closo2h2clo2soh2o21(3)2naoh2clo2h2o2=2naclo22h2oo2防止h2o2分解(4)b、e、d重结晶(5)由蓝色变为无色95.37%解析：(1)电解硫酸钠溶液的实质是电解水，由水电离的oh在阳极放电生成氧气，破坏水的电离平衡，溶液中h浓度增大，h和so24形成硫酸。阴极由水电离的h放电生成h2，破坏水的电离平衡，溶液中oh浓度增大，na与oh形成naoh。(2)反应中的氧化剂是naclo3，还原剂是na2so3，根据电子得失守恒可知naclo3和na2so3的物质的量之比为21。(3)反应中，反应物有clo2、naoh和h2o2，生成物有naclo2，氯元素化合价降低，则h2o2中氧元素化合价升高，还有o2和h2o生成。(4)naclo2的溶解度随温度升高而增大，可先将naclo2溶液蒸发掉一部分水，然后冷却结晶即可析出晶体，最后过滤得到晶体。(5)naclo2与酸化的ki溶液反应的化学方程式为clo24i4h=cl2i22h2o，充分反应后加入23滴淀粉溶液，溶液变蓝，用0.264 moll1 na2s2o3标准液滴定，发生反应：2na2s2o3i2=na2s4o62nai，故滴定终点时，溶液由蓝色变为无色，可得关系式：clo2i24na2s2o3，又n(na2s2o3)0.264 moll10.02 l0.005 28 mol，则n(clo)0.001 32 mol，所以500 ml溶液中：n(naclo2)0.001 32 mol500.066 mol，则10 g产品中m(naclo23h2o)0.066 mol144.5 gmol19.537 g，则w(naclo23h2o)100%95.37%。5(15分)x、y、z、w四种常见元素均为短周期元素。已知：x的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中最强的酸；y的氧化物是典型的两性氧化物，可用于制造一种极有前途的高温材料；z是无机非金属材料的主角，其单质是制取大规模集成电路的主要原料；w被称为军事金属，可在co2中燃烧。(1)x的最高价氧化物对应水化物的水溶液与y的氧化物反应的离子方程式为_。(2)z的氧化物在通信领域用来作_，工业上制z单质的化学反应方程式为_。(3)在50 ml 1 moll1的yx3溶液中逐滴加入0.5 moll1的naoh溶液，得到1.56 g沉淀，则加入naoh溶液的体积最多为_ml。(4)y、w合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学为测定某y、w合金(设不含其他元素)中w的质量分数，设计下列实验方案进行探究。称量x g y、w合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。欲计算w的质量分数，该实验中还需测定的数据是_。若用空气代替o2进行实验，对测定结果是否有影响？若有影响分析其原因_。答案：(1)6hal2o3=2al33h2o(2)光导纤维sio22csi2co(3)360(4)充分灼烧，冷却后粉末的质量有影响，空气中的n2和co2都能与镁反应解析：由题给条件推出x、y、z、w分别是cl、al、si、mg。(1)cl的最高价氧化物对应的水化物为hclo4，al的氧化物为al2o3，离子方程式为：al2o36h=2al33h2o。(2)si的氧化物为二氧化硅，在通信领域用来作光导纤维。(3)50 ml 1 moll1的alcl3溶液中alcl3的物质的量为0.05 mol，完全形成al(oh)3沉淀时，al(oh)3的质量