2020高考化学 冲刺素养提升专项练（二）（含解析）

素养提升专项练(二)(建议用时50分钟)1.(2020济南模拟)由硫铁矿(主要成分:fes2和sio2)为主要原料得到绿矾(feso47h2o)的流程如下:下列说法不正确的是()a.过程1废气中含so2b.过程2试剂a为稀硫酸c.过程3离子方程式为2fe3+so2+2h2o2fe2+so42-+4h+d.过程4将溶液加热到有较多固体析出,再用余热将液体蒸干,可得纯净绿矾【解析】选d。硫铁矿高温煅烧后的烧渣中含fe2o3和sio2,fe2o3能溶于硫酸,溶液中含fe3+,过程2过滤除去二氧化硅,滤液中通入so2,生成feso4,过程4为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾。过程1的废气中含so2,a正确;因绿矾的酸根离子为硫酸根离子,则过程2用硫酸来溶解烧渣,b正确;过程3中二氧化硫将铁离子还原生成硫酸亚铁,离子方程式为2fe3+so2+2h2o2fe2+so42-+4h+,c正确;过程4,将溶液加热到有较多固体析出,再用余热将液体蒸干,蒸干时绿矾受热失去结晶水,得不到纯净绿矾,d错误。2.工业上用含有少量氧化铁杂质的废铜粉为原料,制取硫酸铜的主要过程如图所示:下列有关说法不正确的是()a.“过量酸”不适合用硝酸或浓硫酸,固体b可以用cuo、cu(oh)2或cu2(oh)2co3b.通入的气体a可以是o2或cl2c.通入气体a之前的混合溶液中存在的阳离子是fe2+、cu2+、h+d.将从溶液中得到的硫酸铜晶体在空气中加热,可制得无水硫酸铜【解析】选b。制取硫酸铜,“过量酸”应为稀硫酸,若用硝酸,会引入硝酸铜杂质;若用浓硫酸,会产生so2污染空气,加入固体b的作用是调节溶液的ph,使fe3+变为沉淀而除去,为了不引入新的杂质,可选用cuo、cu(oh)2或cu2(oh)2co3,a正确;向混合溶液中通入气体a的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,气体a为o2,若用cl2会引入氯化铜杂质,b错误;废铜粉与稀硫酸反应:fe2o3+6h+2fe3+3h2o,2fe3+cu2fe2+cu2+,由于稀硫酸过量,因此通入气体a之前混合溶液中存在的阳离子为fe2+、cu2+、h+,c正确;将从溶液中得到的硫酸铜晶体在空气中加热,晶体将失去结晶水,得到无水硫酸铜,d正确。3.以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取mgso47h2o的过程如图所示:硼镁泥的主要成分如下表:mgosio2feo、fe2o3caoal2o3b2o330%40%20%25%5%15%2%3%1%2%1%2%回答下列问题:(1)“酸解”时应该加入的酸是_,“滤渣1”中主要含有_(写化学式)。(2)“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是_、_。(3)判断“除杂”基本完成的检验方法是_。(4)分离滤渣3应趁热过滤的原因是_。【解析】(1)流程制备的是mgso47h2o,为了不引入杂质,因此所用的酸是硫酸;根据硼镁泥的成分,sio2不与硫酸反应,因此滤渣1为sio2;(2)硼镁泥中含有feo,与硫酸反应后生成feso4,次氯酸钙具有强氧化性,能把fe2+氧化成fe3+,氧化镁的作用是调节ph,使al3+和fe3+以氢氧化物形式沉淀出来,除去fe3+和al3+;(3)除杂是除去的fe3+和al3+,因此验证fe3+就行,方法是取滤液将其酸化后滴加kscn溶液,若溶液未变红,则说明除杂完全;(4)防止mgso47h2o结晶析出。答案:(1)h2so4sio2(2)将fe2+氧化为fe3+调节溶液ph,使fe3+、al3+以氢氧化物沉淀的形式除去(3)取滤液将其酸化后滴加kscn溶液,若溶液未变红,则说明除杂完全(4)防止mgso47h2o结晶析出4.硫酸厂烧渣(主要成分是fe2o3,其次含少量的sio2和fes)经回收处理可制得绿矾(feso47h2o)和一种重要的水处理剂聚铁胶体fe(oh)so4n,上述生产工艺流程如下:请通过分析回答下列相关问题:(1)操作的名称是_。(2)灼烧产生的尾气对大气有污染,因此工业生产中必须进行回收处理,下列方法可行的是_。a.直接用水吸收b.用氨水吸收 c.用浓硫酸吸收d.与空气混合用石灰石粉末悬浊液吸收(3)操作经蒸发浓缩、_、过滤、_、干燥等。(4)在由溶液x制聚铁胶体过程中调节ph及控制温度的目的是_。(5)检验溶液x中金属阳离子所加试剂是_,其现象是_ 。(6)溶液x转化为溶液y需加入一种常见物质是_。(7)在反应釜中fes、o2及稀硫酸反应生成硫酸铁等物质,则反应的离子方程式是_。【解析】(1)操作将固体和液体分离,是过滤;(2)烧渣中含有fes,燃烧生成so2,污染空气,so2用碱液吸收,直接用水吸收,效果差,a不可行;用氨水吸收,效果好,b可行;浓硫酸与so2不反应,c不可行;与空气混合用石灰石粉末悬浊液吸收可以转化为石膏,d可行。(3)操作从溶液中得到绿矾晶体,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。(4)fe3+易水解形成胶体,在由溶液x制聚铁胶体过程中调节ph及控制温度的目的是促使fe3+充分水解并形成聚铁胶体;(5)溶液x中金属阳离子是铁离子,检验所加试剂是kscn溶液,其现象是溶液变为红色;(6)溶液x转化为溶液y是将铁离子还原为亚铁离子,在不引入杂质的情况下,最好加入铁粉;(7)在反应釜中fes、o2及稀硫酸反应生成硫酸铁、硫单质和水,其反应的离子方程式是4fes+ 3o2 + 12h+4fe3+4s+6h2o。答案:(1)过滤(2)bd(3)冷却结晶洗涤 (4)促使fe3+充分水解并形成聚铁胶体(5) kscn溶液溶液变为红色(6)fe(或铁粉)(7)4fes+3o2+12h+4fe3+4s+6h2o5.金属钴是一种非常稀缺的战略资源,工业上通过电解法从中回收钴,废旧硬质合金刀具主要含碳化钨(wc)、金属钴(co)及少量杂质铁。工艺流程简图如下:已知:金属离子开始沉淀ph沉淀完全phco2+5.69.5fe2+7.69.7fe3+2.73.7请回答下列问题:(1)净化过程加双氧水的目的是_。(2)通氨气的目的是调节溶液的ph,除去铁元素。由表中的数据可知,理论上可选择的ph最大范围是_。(3)加入nh4hco3溶液发生反应的离子方程式是_。(4)实验室洗涤过滤得到coco3沉淀的操作是_。(5)coco3焙烧的化学方程式为_。【解析】(1)净化过程加双氧水的目的是将fe2+氧化成fe3+,便于除去铁元素。(2)根据题表中数据可知,控制ph范围为3.75.6,可以使fe3+沉淀完全,而co2+不沉淀。(3)根据工艺流程简图可知,加入nh4hco3溶液,co2+转化为coco3,离子方程式为2hco3-+co2+coco3+co2+h2o。(4)实验室洗涤过滤得到coco3沉淀的操作为向过滤器中注入蒸馏水,没过沉淀,待液体滤出,重复操作23次。(5)coco3焙烧时转化为co2o3,化学方程式为4coco3+o22co2o3+4co2。答案:(1)将fe2+氧化成fe3+(2)3.75.6(3)2hco3-+co2+coco3+co2+h2o(4)向过滤器中注入蒸馏水,没过沉淀,待液体滤出后,重复操作23次(5)4coco3+o22co2o3+4co26.(2019卫辉模拟)硫酸镍是一种重要的化工中间体,是镍行业研究的热点。一种以石油化工中废镍催化剂(主要成分为nico3和sio2,含少量fe2o3、cr2o3)为原料制备硫酸镍的工业流程如下:已知: nis、ni(oh)2、cr(oh)3均难溶于水,cr(oh)3是两性氢氧化物,过量的氢氧化钠与氢氧化铬反应生成偏铬酸钠。fe(oh)3不溶于nh4cl-氨水的混合液,ni(oh)2溶于nh4cl-氨水的混合液生成ni(nh3)62+。离子浓度10-5 moll-1时,离子沉淀完全。请回答下列问题:(1)“酸溶”时应先将废镍催化剂粉碎,再与20%硫酸在100 下反应2小时,该操作的目的为_。(2)“滤渣”主要成分在工业上的用途为_(写1种即可),nh4cl的电子式为_。(3)“一次碱析”时,加入的naoh溶液需过量,则含铬微粒发生反应的离子方程式为_。(4)“氨解”的目的为_,“净化”时加入的h2s的目的是将镍元素转化为nis沉淀,对应的离子方程式为_。(5)“氧化”时发生反应的离子方程式为_。(6)“二次碱析”时,若使溶液中的ni2+沉淀完全,则需维持c(oh-)不低于_。(已知ni(oh)2的ksp=210-15,2 1.4)。(7)工业上利用电解法处理含氯化镍的酸性废水并得到单质ni的原理如图所示。下列说法不正确的是_。已知:ni2+在弱酸性溶液中发生水解;氧化性:ni2+(高浓度)h+ni2+(低浓度)。a.碳棒上发生的电极反应:4oh-4e-o2+2h2ob.电解过程中,b中nacl溶液的物质的量浓度将不断减小c.为了提高ni的产率,电解过程中需要控制废水phd.若将图中阳离子膜去掉,将a、b两室合并,则电解反应总方程式发生改变【解析】(1)“酸溶”时应先将废镍催化剂粉碎,再与20%硫酸在100 下反应2小时,是为了增大接触面积,加快反应速率,提高镍元素的浸出率。(2)二氧化硅不溶于稀硫酸,则“滤渣”主要成分是二氧化硅, 二氧化硅主要应用于制玻璃或制光导纤维;nh4cl中既含离子键又含共价键,是离子化合物,电子式为hnhhh+cl-。(3)根据信息可知,cr(oh)3是两性氢氧化物,性质类似于氢氧化铝,铬离子与少量氢氧化钠反应生成氢氧化铬,若氢氧化钠过量,则过量的氢氧化钠与氢氧化铬继续反应生成偏铬酸钠,cr3+4oh-cro2-+2h2o。(4)废镍催化剂中的铁元素在“一次碱析”时转化为氢氧化铁,由于fe(oh)3不溶于nh4cl-氨水的混合液,ni(oh)2溶于nh4cl-氨水的混合液生成ni(nh3)62+,则 “氨解”的目的是实现镍元素和铁元素的分离;“净化”时加入h2s,h2s与ni(nh3)62+发生反应生成nis沉淀,离子方程式为ni(nh3)62+h2snis+2nh4+4nh3。(5)“氧化”时发生的反应是稀硝酸和nis的反应,根据流程图反应生成s,则稀硝酸中的氮元素由+5价降低到+2价生成no,nis中的硫元素由-2价升高到0价生成硫单质,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,反应的离子方程式为3nis+8h+2no3-3ni2+2no+3s+4h2o。(6)氢氧化镍中存在溶解平衡,ksp = c(ni2 +)c2(oh-)。根据信息离子浓度10-5moll-1时,离子沉淀完全,则210-15=10-5c2(oh-),c(oh-)=1.410-5moll-1。(7)由图知,碳棒与电源正极相连是电解池的阳极,电极反应为4oh-4e-2h2o+o2,a正确;镀镍铁棒与电源负极相连是电解池的阴极,电极反应为ni2+2e-ni,电解过程中为平衡a、c中的电荷,a中的na+和c中的cl-分别通过阳离子膜和阴离子膜移向b中,这使b中nacl溶液的物质的量浓度不断增大,b错误;因ni2+在弱酸性溶液中易发生水解;氧化性ni2+(高浓度)h+ni2+(低浓度),为了提高ni的产率,电解过程中需要控制废水ph,c正确;若将图中阳离子膜去掉,由于放电顺序cl-oh-,则cl-移向阳极放电:2cl-2e-cl2,电解反应总方程式会发生改变,d正确。答案:(1)加快反应速率,提高镍元素的浸出率(2)制玻璃或制光导纤维hnhhh+cl-(3)cr3+4oh-cro2-+2h2o(4)实现镍元素和铁元素的分离ni(nh3)62+h2snis+2nh4+4nh3(5)3nis+8h+2no3-3ni2+2no+3s+4h2o(6)1.410-5 moll-1(7)b7.(2020广州模拟)as2o3在医药、电子等领域有重要应用。某含砷元素(as)的工业废水经如下流程转化为粗as2o3。图1(1)“碱浸”的离子方程式_。(任写一个)(2)通入氧气的作用_。(3)“沉砷”是将砷元素转化为ca5(aso4)3oh沉淀,发生的主要反应:a.ca(oh)2(s)ca2+(aq)+2oh-(aq)h0研究表明:“沉砷”的最佳温度是85 。高于85 后,随温度升高,沉淀率下降,其原因是_。(4)“还原”过程反应的化学方程式是_。(5)“还原”后加热溶液,h3aso3分解为as2o3,同时结晶得到粗as2o3。as2o3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度(s)曲线如图所示。为了提高粗as2o3的沉淀率,“结晶”过程进行的操作是_。(6)下列说法中,正确的是_(填字母)。a.粗as2o3中含有 caso4b.工业生产中,滤液2可循环使用,提高砷的回收率c.通过先“沉砷”后“酸化”的顺序,可以达到富集砷元素的目的【解析】由流程图可知,向工业废水中加入氢氧化钠碱浸,h3aso4、h3aso3与氢氧化钠溶液反应生成na3aso4、na3aso3,向na3aso4和na3aso3的混合溶液中通入氧气,氧气将na3aso3氧化为na3aso4,再加入石灰乳沉砷得到ca5(aso4)3oh沉淀,用稀硫酸溶解沉淀,生成h3aso4溶液和硫酸钙沉淀,过滤,向h3aso4溶液中通入二氧化硫,二氧化硫将h3aso4还原为h3aso3,加热h3aso3溶液,h3aso3分解为as2o3,加入浓度约为7 moll-1的硫酸,冷却至25 ,过滤,得粗as2o3。(1)h3aso4与氢氧化钠反应转化为na3aso4反应的化学方程式h3aso4+3naohna3aso4+3h2o;(2)向na3aso4和na3aso3的混合溶液中通入氧气,氧气将na3aso3氧化为na3aso4;(3)反应a为放热反应,升高温度,反应a平衡逆向移动,c(ca2+)下降,反应b平衡逆向移动,ca5(aso4)3oh沉淀率下降;(4)“还原”过程中二氧化硫将h3aso4还原为h3aso3,自身被氧化生成硫酸,反应为h3aso4+h2o+so2h3aso3+h2so4;(5)由图2可知,硫酸浓度约为7 moll-1,25 时as2o3的沉淀率最大,易于分离,故为了提高粗as2o3的沉淀率,调硫酸浓度约为7 moll-1,冷却至25 ,过滤;(6)a、钙离子未充分除去,粗as2o3中含有caso4,正确;b、滤液2为硫酸,可循环使用,提高砷的回收率,正确;c、通过先“沉砷”后“酸化”的顺序,可以达到富集砷元素的目的,正确。答案:(1)h3aso4+3oh-aso43-+3h2o(2)将aso33-氧化生成aso43-(3)温度升高,反应a平衡逆向移动,c(ca2+)下降,反应b平衡逆向移动,ca5(aso4)3oh沉淀率下降(4)h3aso4+h2o+so2h3aso3+h2so4(5)调硫酸浓度约为7 moll-1,冷却至25 ,过滤(6)abc8.工业利用精炼镁渣(含有mgo、kcl、mgcl2、bacl2、cacl2、fecl3等杂质)回收mgcl2的工业流程如下,根据流程图回答问题:已知:25 时有关物质的溶度积如下:物质caco3mgco3baco3mg(oh)2fe(oh)3ksp4.9610-96.8210-65.110-95.6110-122.6410-38(1)写出溶解时的离子方程式_;(2)溶解时温度不能太高,也不宜太低,要求控制在35 左右,其理由