大题冲关滚练之一

大题冲关滚动练之一 无机化工流程题 1 铁及其化合物在生活 生产中有广泛应用 请回答下列问题 1 黄铁矿 FeS2 是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料 其中一个反应为 3FeS2 8O26SO2 Fe3O4 有 3 mol FeS2参加反应 转移 高温 mol 电子 2 氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂 反应的离子方程式为 从腐蚀废液回收得到金属铜 还需要的试剂是 3 与明矾相似 硫酸铁也可用作净水剂 在使用时发现硫酸铁并不能使酸性 废水中的悬浮物沉降除去 其原因是 4 钢铁的电化腐蚀原理如图所示 将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护 的简单示意图 请在图中虚线框内作出修改 并用箭头标出电子流动方向 解析 1 反应中 FeS2中的 Fe 和 S 失电子发生氧化反应 O2得电子 8 mol O2得到的电子物质的量为 32 mol 即为该反应中转移的电子物质的量 2 回 收铜的过程中 Fe3 将 Cu 氧化为 Cu2 再利用铁将铜置换出来 为除去过 量的铁粉可以加入适量稀盐酸或稀硫酸 3 Fe3 水解导致溶液呈酸性 在酸 性废水中 H 抑制了 Fe3 的水解 4 电化学防护 可以是原电池原理 也可 以是电解原理 故使铁与外加电源的负极相连作阴极即可有效防止钢铁腐蚀 答案 1 32 2 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 铁粉 稀盐酸 稀硫酸 3 酸性废水抑制 Fe3 的水解 使其不能生成有吸附作用的 Fe OH 3胶体 4 2 2014 北京朝阳期中 有一种细菌在酸性水溶液 氧气存在下 可以将黄铜矿 主要成分是 CuFeS2 含少量杂质 SiO2 氧化成硫酸盐 运用该原理生产铜和 绿矾 FeSO4 7H2O 的流程如下 回答下列问题 1 已知 Fe2 Cu2 Fe3 开始转化成氢氧化物沉淀时的 pH7 64 72 7 完全转化成氢氧化物沉淀时的 pH9 66 73 7 加入 CuO 将溶液的 pH 调节到约为 4 结合平衡移动原理解释该操作的原因 2 写出能实现反应 的化学方程式 3 试剂 b 为 4 欲从滤液中获得绿矾晶体 操作 应为浓缩 5 反应 的化学方程式 答案 1 Fe3 在溶液中存在 Fe3 3H2OFe OH 3 3H 加入 CuO 消 耗溶液中的 H 使 c H 减小 使 Fe3 转化成 Fe OH 3沉淀而除去 不损耗 Cu2 且不引入杂质 2 CuSO4 Fe FeSO4 Cu 或 2CuSO4 2H2O2Cu 2H2SO4 O2 通电 离子方程式不扣分 3 Fe 4 结晶 过滤 5 4CuFeS2 17O2 2H2SO4 2Fe SO4 3 4CuSO4 2H2O 3 2013 海南化学 BaCl2 xH2O 中结晶水数目可通过重量法来确定 称取 1 222 g 样品 置于小烧杯中 加入适量稀盐酸 加热溶解 边搅拌边 滴加稀硫酸到沉淀完全 静置 过滤并洗涤沉淀 将盛有沉淀的滤纸包烘干并中温灼烧 转入高温炉中 反复灼烧到恒重 称得沉淀质量为 1 165 g 回答下列问题 1 在操作 中 需要先后用稀硫酸和 洗涤沉淀 检验沉淀中氯离子 是否洗净的方法是 2 计算 BaCl2 xH2O 中的 x 要求写出计算过程 3 操作 中 如果空气不充足和温度过高 可能会有部分沉淀被滤纸中的碳 还原为 BaS 这使 x 的测定结果 填 偏低 偏高 或 不变 解析 1 若沉淀洗涤后洗涤液中不含 Cl 则已经洗净 这是沉淀洗涤的常用 方法 2 计算氯化钡和水的物质的量比 即求出 x 3 题中已经表明硫酸钡 被还原为 BaS 则沉淀质量减小 相对水的质量比提高 x 数据将偏高 答案 1 蒸馏水 取水洗液于试管中 加入稀硝酸酸化 滴加 AgNO3溶液 若无白色浑浊出现 则表明 Cl 已经洗净 2 样品中 BaCl2的物质的量为 n BaCl2 5 000 10 3 mol 1 165 g 233 g mol 质量 m BaCl2 5 000 10 3 mol 208 g mol 1 040 g n H2O n BaCl2 5 000 10 3 mol 2 02 2 1 222 g 1 040 g 18 g mol 3 偏高 4 2013 广西理综 制备氮化镁的装置示意图如下 回答下列问题 1 检查装置气密性的方法是 a 的名 称是 b 的名称是 2 写出 NaNO2和 NH4 2SO4反应制备氮气的化学方程式 3 C 的作用是 D 的作用是 是否 可以把 C 和 D 的位置对调并说明理由 4 写出 E 中发生反应的化学方程式 5 请用化学方法确定是否有氮化镁生成 并检验是否含有未反应的镁 写出 实验操作及现象 解析 此题考查物质制备实验 解决此类问题要明确实验目的 实验原理 实验仪器 实验试剂 结合题给装置图分析出各环节中要考虑的各反应物及 产物的性质 1 该实验制备氮化镁 其原理为 N2 3MgMg3N2 该反应在装置 E 中进行 则由装置 A 中的药品可知 A 为氮气的制备装置 对于溶液反应的 装置气密性检查一般采用微热法 2 制备氮气的反应其原理是 2NaNO2和 NH4 2SO4中氮元素自身的归中氧化 还原反应 3 所制得的氮气中常混有氧气 与镁反应生成氧化镁 水蒸气 使氮化镁水解 生成氢氧化镁 因此 C 中用亚铁盐的还原性除去氧气 D 中用浓硫酸的吸水 性除去水蒸气 4 氮化镁及镁的检验可利用氮化镁的双水解和镁与盐酸的反应 答案 1 微热 b 这时 G 中有气泡冒出 停止加热冷却 G 中插在溶液里的 玻璃管形成一段水柱 则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶 2 2NaNO2 NH4 2SO42N2 Na2SO4 4H2O 3 除去氧气 及氮氧化物 除去水蒸气 不能 对调后无法除去水蒸气 4 N2 3MgMg3N2 5 取少量产物于试管中 加入少量蒸馏水 试管底部有沉淀生成 可闻到刺 激性氨味 把湿润的红色石蕊试纸放在管口 试纸变蓝 证明产物中含有氮 化镁 弃去上层清液 加入盐酸 若观察到有气泡产生 则证明产物中含有 未反应的镁 5 2014 泉州质检 硅孔雀石是一种含铜的矿石 含铜形态为 CuCO3 Cu OH 2 和 CuSiO3 2H2O 同时含有 SiO2 FeCO3 Fe2O3 Al2O3等杂质 以硅孔雀 石为原料直接制取硫酸铜产品的工艺流程如下图 请回答下列问题 1 写出步骤 中在矿粉中加入 30 稀硫酸时 CuSiO3 2H2O 发生反应的化 学方程式 2 步骤 中加入双氧水的作用是 用离子方程式表示 3 步骤 中调节溶液 pH 约为 4 可以达到除去 Fe3 而不损失 CuSO4的目的 调节溶液 pH 可选用的最佳试剂是 A Fe OH 3 B NH3 H2O C CuO D NaOH 4 已知常温下 Ksp Al OH 3 3 2 10 34 测得滤液 A 中 Al3 的浓度为 1 10 2mol L 则在滤渣 B 中 填 有 或 没有 Al OH 3 5 为充分利用母液 某学生设计两种方案回收铜 乙方案 按如图所示装置进行电解乙方案中 铜将在 填 A 或 B 极析出 为保持乙方案中电流恒定 B 极应该使用 填 铁 或 石 墨 作电极材料 该方案和甲方案相比较 最大的缺点是 解析 1 CuSiO3 2H2O H2SO4 CuSO4 H2SiO3 2H2O 2 观察矿粉中 成分 能够与双氧水反应的只有二价铁离子 加入双氧水的目的就是把二价 铁离子氧化成三价铁离子 2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O 3 调节溶 液 pH 约为 4 可以达到除去 Fe3 而不损失 CuSO4的目的 而且不能引入新 的杂质 所以 CuO 最合适 4 Ksp Al OH 3 c Al3 c3 OH 3 2 10 34 已知滤液 A 中 c Al3 1 10 2mol L 则当 c3 OH 3 2 10 32时 不会生成 Al OH 3沉淀 而调节 pH 4 c OH 1 10 10mol L 则 c3 OH 1 10 30 3 2 10 32 所以滤渣 B 中有 Al OH 3 5 由电解装置图可知 铜在阴极即 A 极析出 为保持乙方案中电 流恒定 B 极应该使用铁作电极材料 比较甲方案和乙方案装置 乙方案最 大的缺点就是消耗能源 答案 1 CuSiO3 2H2O H2SO4 CuSO4 H2SiO3 2H2O 2 2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O 3 C 4 有 5 A 铁 耗能 6 2013 重庆理综 合金是建造航空母舰的主体材料 1 航母升降机可由铝合金制造 铝元素在周期表中的位置为 工业炼铝的原料由铝土矿提取而得 提取过程中通入的气体为 Al Mg 合金焊接前用 NaOH 溶液处理 Al2O3膜 其化学方程式为 焊接过程中使用的保护气为 填化学式 2 航母舰体材料为合金钢 舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为 航母用钢可由低硅生铁冶炼而成 则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的 物质为 3 航母螺旋桨主要用铜合金制造 80 0 g Cu Al 合金用酸完全溶解后 加入过量氨水 过滤得白色沉淀 39 0 g 则合金中 Cu 的质量分数为 为分析某铜合金的成分 用酸将其完全溶解后 用 NaOH 溶解调节 pH 当 pH 3 4 时开始出现沉淀 分别在 pH 为 7 0 8 0 时过滤沉淀 结合如图 信息推断该合金中除铜外一定含有 解析 1 铝元素在周期表中第三周期第 A 族 铝土矿中的主要成分为 Al2O3 先用 NaOH 溶液溶解 Al2O3得 NaAlO2溶液 在溶液中通入 CO2可得 Al OH 3沉淀 然后将 Al OH 3分解为 Al2O3 电解熔融的 Al2O3即可制得 Al Al2O3与 NaOH 反应的化学方程式为 Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O 焊接过程中通常使用 Ar 作为保护气 2 海水呈弱碱性 所以舰体在海水中主要发生吸氧腐蚀 炼铁过程中加入 CaCO3或 CaO 可降低硅的含量 3 由题意知 白色沉淀为 Al OH 3 则 n Al OH 3 0 5 mol 39 0 g 78 g mol 1 m Al 0 5 mol 27 g mol 1 13 5 g 则 m Cu 80 0 g 13 5 g 66 5