2018年工艺流程模拟题

1、工艺流程题1某废渣中含有 Al 2O3 和 Cr2O3(三氧化二铬 )，再次回收利用工艺流程如下。回答下列问题 :(1) 滤液 1中阴离子为 CrO42-和AlO 2-，X 的电子式是 。写出滤液 1与过量气体 X反应生成 Al(OH) 3的离子方程式 : 。(2) “熔烧”中反应之一是 4Na2CO 3+ 2Cr2O3+ 3O2 =4Na2CrO4+ 4X ，该反应中被氧化的物质 是(填化学式 )；若该反应转移 6mol 电子，则生成 mol Na 2CrO4。(3) “还原 ”中加入适量稀硫酸，调节pH=5 ，氧化产物为SO42-。写出离子方程式(4) 已知该废料中含铬元素质量分数为a%，

2、 wt 这样废料经上述流程提取mkgCr2O3。则该废料中铬元素回收率为 (用代数式表示 )。 (已知回收率等于实际回收质量与理论质量之比 )【答案】 (1)AlO 2-+CO2+2H 2O=Al(OH) 3 +HCO3-(2) Cr 2O3 2(3) 8CrO42-+3S2O32-+34H+=6SO42-+8Cr3+17H 2O13m(4) 100%190a【解析】 Al 2O3与 Na2CO3反应生成 NaAlO 2和 X 气体 CO2，Cr2O3 与 Na2CO3反应生成 Na2CrO4和X气体 CO2，发生的反应为： 4Na2CO3+ 2Cr 2O3+ 3O2 =4Na 2CrO 4+

3、 4CO 2，过滤得 滤 液 1 中 阴 离 子 为 CrO42-和 AlO2- ， 通 入 CO2 ，得 到 Al(OH) 3， 离 子 方 程 式:AlO 2-+CO2+2H2O=Al(OH) 3 +HCO3-。滤液 2 中 CrO 42-， “还原”中加入适量稀硫酸，调节 pH=5，发生反应：8CrO42-+3S2O32-+34H+=6SO42-+8Cr3+17H2O，加氨水反应后得到 Cr(OH) 3，加热分解得 Cr2O3。( 1)滤液 1中阴离子为 CrO42-和 AlO 2-，X 是 CO2电子式是。滤液 1 主要成分为 NaAlO 2，与过量气体 X 反应生成 Al(OH) 3

4、 的离子方程式 AlO 2 +CO2+2H2O=Al(OH) 3 +HCO3- 。 (2)“熔 烧 ”中 反 应 之 一 是 4Na2CO3+ 2Cr2O3+ 3O2 =4Na2CrO4+ 4X ，铬元素由 +3 价升高为 +6 价，该反应中被氧化的物质是 Cr2O3；由方程式每 生成 4molNa 2CrO4，转移 12mol 电子，若该反应转移 6mol 电子，则生成 2mol Na2CrO4。(3) “还 原 ”中 加 入 适 量 稀 硫 酸 ， 调 节 pH=5 ， 氧 化 产 物 为 SO42- 。 离 子 方 程 式8CrO42-+3S2O32-+34H+=6SO42-+8Cr3+

5、17H2O。(4)mkgCr 2O3中含铬 mkg，该废料中含铬元素质量分数为 a%， wt 这样废料中含铬 1000wkga%，则该废料中铬元素回收率为100%= 13m 100% 。190a2高铁酸钾 (K 2FeO4)是种极强的氧化剂， 常应用于饮用水处理， 其工业制备方法如图所示：(1) 高铁酸钾中铁元素的化合价是 价。(2) 反应 I 的目的是 。(3) 反应 II 的离子方程式为 。(4) 洗涤粗品时选用乙醇而不用水的理由是 。(5) 己知生成高铁酸钾的反应为 Na2FeO4+2KOHK2FeO4 +2NaOH，请你解释加入饱和 KOH 溶液能生成高铁酸钾的理由是 。(6) 为了提

6、高生活用水的卫生标准，自来水厂常使用高铁酸钾(K2FeO4)进行消毒、净化以及改善水质，其消毒原理是 。(7) 可用亚铬酸盐滴定法测定高铁酸钾含量，滴定时有关反应的离子方程式为： FeO42-+CrO 2-+2H 2O= CrO 42-+Fe(OH) 3 +OH- 2CrO 42-+2H +=CrO 72-+H 2O CrO72-+6Fe2+14H+= 2Cr3+6Fe3+7H2O现称取 2.084g高铁酸钾样品溶于适量 NaOH 溶液中，加入稍过量的 NaCrO 2，充分反应 后过滤，滤液在 250mL 容量瓶中定容。每次取 25.00mL 加入稀硫酸酸化，用 0.1000mol L-1 的

7、 FeSO4 标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为20.00mL 。则上述样品中K2FeO4 的质量分数为 。【答案】 (1)+6 (2)生成氧化剂 NaClO(3) 2Fe3+3ClO -+l0OH -=2FeO 42-+3Cl -+5H2O(4) 减少高铁酸钾的损失(5) K 2FeO4的溶解度小于 Na2FeO4 的溶解度，增大 K+浓度，平衡向正反应方向移动，促 进 K 2FeO4 晶体析出(6) 高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，在水中被还原生成Fe(OH) 3 胶体、有吸附性起净水作用(7) 63.3%(63.0 64.0%)【解析】反应为：2NaOH+Cl 2 NaCl

8、+NaClO+H 2O ，由湿法制备信息，可知反应： 3ClO-+10 OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl -+5H 2O ，调节溶液 pH，使溶液 Fe3+、FeO42-转化为沉 淀，加入 KOH 溶液溶解，过滤除去氢氧化铁，再加入饱和 KOH 溶液可以增大 K+浓度，促 进 K2FeO4晶体析出。 (1)高铁酸钾 K2FeO4中 K 的化合价为 +1价，O 的化合价为 -2价，根据 正负化合价的代数和为 0，铁元素的化合价为 +6 价； (2) 反应 I 是氯气与氢氧化钠反应生成氯 化钠、次氯酸钠与水，反应方程式为2NaOH+Cl 2 NaCl+NaClO+H 2O ，目的是生成氧

9、化剂NaClO ；(3)由湿法制备信息，可知碱性条件下，ClO-与 Fe3+反应得到 FeO42-， ClO -被还原为Cl-，离子方程式为 3ClO -+10 OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O；(4)高铁酸钾 K 2FeO4易溶于水， 难溶于水有机溶剂， 因此洗涤粗品时选用乙醇而不用水可以减少高铁酸钾的损失；(5)K 2FeO4的溶解度小于 Na2FeO4 的溶解度，增大 K+浓度，平衡向正反应方向移动，促进K2FeO4晶体析出，因此加入饱和 KOH 溶液能生成高铁酸钾； (6)高铁酸钾具有很强的氧化性，能杀菌消 毒，在水中被还原生成 Fe(OH) 3胶体，有吸附性，可

10、以吸附水中的吸附物质，自来水厂常使用高铁酸钾 (K2FeO4)进行消毒、 净化以及改善水质； (7)根据反应， 可得关系 2FeO42-2CrO42-Cr2O72-6Fe2+，FeSO4的物质的量为 0.1000mol?L-120.0010-3L=2.000 10-3mol ，1所 以 K 2FeO4 的 物 质 的 量 为2.000 10-3mol ， 进 而 求 得 其 质 量 为31 -32.000 10-3198g=0.132g ， 所 以 样 品 中 K 2FeO4 的 质 量 分 数 为32500.132g25100%=63.3% 。2.084g3Cu2O 是一种几乎不溶于水的氧化

11、物，在涂料、玻璃等领域应用非常广泛。一种以硫化铜矿石 (含 CuFeS2、Cu2S 等 ) 为原料制取 Cu2O 的工艺流程如下 :(1) “硫酸化焙烧 ”时：硫化铜矿需粉碎的目的是 ； CuS 与 O2 反应生成CuSO4 等物质的化学方程式为 ；加入 Na2SO4的作用除减小物料间黏结外，另一主要作用是 。(2) “浸取 ”时为提高铜的浸取率， 除需控制硫酸的浓度外， 还需控制 (至少列举两点 )。(3) “制备”时，溶液的 pH与Cu2O 的产率关系如右图所示。在 100 时，发生反应的离子方程式为 图中在 4pH5 时，pH 越小产率越低且产品中杂质 Cu的含量越高，是因为 。【答案】

12、 (1)提高硫化铜矿的利用率2Cu2S+5O22CuSO4+2CuO 提高焙烧产物中(2) CuSO4 比例 浸取温度、浸取时间、液固物质的量之比、焙烧产物颗粒的直径等(3) 2Cu2+3SO32 -Cu2O +SO42-+2SO 2(4) pH 越小时 Cu2O 越易与 H+ 发生反应，生成 Cu 和 Cu2+【解析】 (1)“硫酸化焙烧 ”时：硫化铜矿需粉碎的目的是增大接触面积，提高硫化铜矿 的 利 用 率 ； CuS 与 O2 反 应 生 成 CuSO4 等 物 质 的 化 学 方 程 式 为2Cu2S+5O22CuSO4+2CuO ；加入 Na2SO4 的作用除减小物料间黏结外，另一主

13、要作用是增大 SO42浓度，提高焙烧产物中 CuSO4比例； (2) “浸取”时为提高铜的浸取率，除需控制 硫酸的浓度外，还需控制 浸取温度、浸取时间、液固物质的量之比、焙烧产物颗粒的直径 等； (3)在 100时， Cu2+还原成 Cu2O，SO32氧化成 SO42 ，发生反应的离子方程式为2Cu2+3SO3答案】 (1)第五周期第 VIIA 族 (2)3I2+6OH -5I-+IO3-+3H2O(3)将 NaIO 3完全转化为 NaI 2Fe+3H 2O+ NaIO 3=NaI+2Fe(OH) 3(4) Fe2+ 取少量溶液 2 加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色，则含 加入 K3Fe(CN

14、) 6溶液，若有蓝色沉淀生成，则含Fe2+Cu2O+SO42-+2SO2；图中在 4pH5 时， pH越小产率越低且产品中杂质 Cu的含量越高，是因为 pH 越小时 Cu2O越易与 H+发生反应，生成 Cu和Cu2+。 4NaI 用作制备无机和有机碘化物的原料，也用于医药和照相等，工业利用碘、氢氧化 钠和铁屑为原料可生产 NaI ，其生产流程如下图。(1) 碘元素在周期表中的位置为 。(2) 反应的离子方程式为 。(3) 反应加入过量铁屑的目的是 ，过滤所得固体 1 中除剩余铁屑外，还有红褐色固体，则加入铁屑时发生反应的化学方程式为 。(4) 溶液 2 中除含有 H+外，一定还含有的阳离子是

15、；试设计实验验证溶液 2 中该金属阳离子的存在： 。(5) 溶液 2 经一系列转化可以得到草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O，相对分子质量 180)，称取3.60 g 草酸亚铁晶体，用热重法对其进行热分解(隔绝空气加热 )，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如右图所示：Fe2+；或取少量溶液(5)FeC2O42HFeC2O4 +2H2O FeC2O 42HFeO+CO2 +CO2H2O分析图中数据，根据信息写出过程 I 发生的化学方程式： 。300时剩余固体只含一种成分且是铁的氧化物，写出过程II 发生的化学方程式：【解析】由流程可知，在加热条件下碘与氢氧化钠溶液反应生成了碘化钠和碘酸钠的混

16、合液，加入铁粉把碘酸钠还原为碘化钠，过滤后，将滤液蒸发浓缩、降温结晶、过滤得到产品。固体 1 是氢氧化铁和剩余的铁粉， 氢氧化铁被稀硫酸溶解后生成硫酸铁溶液， 硫酸铁可 以被铁粉还原为硫酸亚铁。 ( 1)碘元素在周期表中的位置为第五周期第 VIIA 族。 (2)反应的离子方程式为 3I2+6OH -5I-+IO3-+3H2O。(3)反应加入过量铁屑的目的是将NaIO3完全转化为 NaI ，过滤所得固体 1 中除剩余铁屑外，还有红褐色固体，该红褐色固体是氢氧 化铁，则加入铁屑时发生反应的化学方程式为2Fe+3H2O+ NaIO 3=NaI+2Fe(OH) 3。(4)溶液2 中除含有 H+外，一定

17、还含有的阳离子是 Fe2+，因为 Fe3+的氧化性比 H +强且铁粉无剩余， 所以还可能含有 Fe3+，；设计实验验证溶液 2中 Fe2+的存在时，要考虑 Fe3+的干扰，所以可 以取少量溶液 2 加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色，则含Fe2+；或取少量溶液 2 加入K3Fe(CN) 6溶液，若有蓝色沉淀生成，则含Fe2+。 ( 5)由题中信息可知， 3.60 g 草酸亚铁晶体的物质的量为 0.02mol ，草酸亚铁晶体中 n(Fe)=0.02mol ，铁元素质量为 56g/mol 0.02mol=1.12g ， 结 晶 水 的 物 质 的 量 为 0.04mol ， 结 晶 水 的 质 量

18、为 0.04mol 18g/mol=0.72g 。分析图中数据， 过程 I 固体质量变为 2.88g， 3.60g-2.88g=0.72g ，所以这个过程中失去了全部结晶水，所以过程 I 发生反应的化学方程式为FeC2O42H 2FeC2O4 +2H2O。 300时剩余固体只含一种成分且是铁的氧化物，由图可知其质量为发生反应的化学方程式：1.44g，其中铁元素的质量为 1.12g，所以氧元素的质量为 1.44g-1.12g=0.32g ，求出 n(O)=0.02mol ，n(Fe): n(O)=1:1 ，所以该氧化物为 FeO，依据质量守恒定律可以写出过程IIFeC2O42H2OFeO+CO2

19、 +CO2H2O 。5重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：高温(1) 步 骤 的 主 要 反 应 为 ： FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO 3Na2CrO4+ Fe2O 3+CO 2+NaNO2，上述反应配平后 FeOCr2O3 与 NaNO 3的系数比为 。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是 。(2) 滤渣 1中含量最多的金属元素是 ，滤渣 2的主要成分是 及含硅杂质。(3) 步骤调滤液 2的pH使之变 (填“大”或“小”) ，原因是 (用离子方程式表示 ) 。(4) 有关物质的溶解度如图

20、所示。向 “滤液 3”中加入适量 KCl ，蒸发浓缩，冷却结晶，过 滤得到 K2Cr2O7固体。冷却到 (填标号 )得到的 K2Cr2O 7固体产品最多。a80b60c 40d 10步骤的反应类型是 。【答案】 (1) 2：7 陶瓷在高温下会与 Na2CO3反应(2) Fe Al( OH) 3(3) 小 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O(4) d 复分解反应【解析】 (1)FeOCr2O3是还原剂，氧化产物为 Na2CrO 4和 Fe2O3，每摩转移 7 mol 电子， 而 NaNO 3 是氧化剂，还原产物为 NaNO 2，每摩转移 2 mol 电子，根据电子守恒可知， F FeO

21、Cr2O 3和 NaNO 3的系数比为 27；陶瓷在高温下会与 Na2CO3反应，则熔融时不能使用 陶瓷容器； (2)熔块中氧化铁不溶于水， 过滤后进入滤渣 1，则滤渣 1 中含量最多的金属元素 是铁；滤渣 2 的含有偏铝酸根离子、硅酸根离子、铬酸根离子，调节 pH 并过滤后得到滤渣 2 为氢氧化铝及含硅杂质。 (3)调滤液 2 的 pH 目的是提高溶液的酸性， pH 变小；使 2CrO42 +2H+Cr2O72 +H 2O 平衡正向移动，提高重铬酸根离子浓度，有利于K2Cr2O7固体析出。 (4)由图示可知，在 10左右时，得到得到 K2Cr2O7固体最多；发生复分解反应。6工业上利用废铁屑

22、 (含少量氧化铝、氧化铁等 )生产碱式硫酸铁 Fe(OH)SO 4工艺流程 如下：已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 如下表：沉淀物Fe(OH) 3Fe(OH) 2Al(OH) 3开始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4回答下列问题：(1) 反应 I 溶液中存在的金属阳离子有 。(2) 加入少量 NaHCO 3的目的是调节 pH，使溶液中的 (填“ F3e ”、“ F2e ”或“ A3l”沉)淀。该工艺流程中 “搅拌”的作用是 。(3) 反应的离子方程式为 。在实际生产中， 反应常同时通入 O2以减少 NaNO 2的用量， O2与 NaNO 2在反应中均作 。若参与反应

23、的 O2有 11.2 L(标准状况 )，则相当于节约 NaNO 2的物质的量为 。(4) 碱式硫酸铁溶于水后产生的 Fe(OH) 2离子，可部分水解生成 Fe2(OH) 42聚合离子。 该水解反应的离子方程式为 。(5) 在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、 硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。 根据我国质量标 准，产品中不得含有 Fe2 及 NO3。为检验所得产品中是否含有Fe2，应使用的试剂为(填字母 )。A. 氯水 B. KSCN 溶液C. NaOH 溶液D. 酸性 KMnO 4 溶液【答案】 (1)Fe2、 Al 3(2) Al 3 加快反应速率 ( 或使反应物充分接触 )(3) Fe2NO22H

24、Fe3 NOH2O 氧化剂 2mol(4) 2Fe(OH) 22H2OFe2(OH) 422H(5) D 【解析】废铁屑中含少量氧化铝、氧化铁等，将过量废铁屑加入稀硫酸中，发生反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2、Al 2O3+3H2SO4=Al 2(SO4)3 +3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3 +3H 2O、 Fe2(SO4)3 +Fe=3FeSO4，然后反应 I 中加入 NaHCO 3并搅拌，调节溶液的 pH，发生反应 Al 3 +3HCO 3=Al(OH) 3 +3CO2，滤渣中成分是 Al(OH) 3 ，过滤得到硫酸亚铁，向硫酸亚铁 溶液中加入稀硫酸和 NaN

25、O 2，酸性条件下， NaNO2和 FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、 NO，将溶液蒸发浓缩、 过滤得到碱式硫酸铁。 (1)反应 I 溶液中存在的金属阳离子有 Fe2 、 Al 3 ；(2)根据氢氧化物沉淀需要的 pH知，在 pH在 4.4-7.5之间将铝离子转化为 Al(OH) 3 沉 淀，而亚铁离子不能生成沉淀，加入少量NaHCO 3 的目的是调节 pH，使溶液中的 Al 3 ；该工艺流程中 “搅拌 ”的作用是：加快反应速率 ( 或使反应物充分接触 )；(3) 酸性条件下，亚 硝酸钠具有氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原生成NO，所以反应中加入NaNO2的目的是氧化 Fe2，

26、发生反应的离子方程式为 2H+Fe2 +NO2 =Fe3+NO+H2O；在实际 生产中，反应常同时通入 O2以减少 NaNO2的用量，若参与反应的 O2有 11.2L( 标准状况 ) ， 反应过程中提供电子相等，则相当于节约 NaNO2的物质的量=( 11.2L/22.4L mol 11) 4/1=2mol； (4) 碱式硫酸铁溶于水后产生的 Fe(OH)2离子，可部分水解生成 Fe2(OH) 4 2 聚合离子，该水解反应的离子方程式为 2Fe(OH) 2 2H 2OFe2(OH) 422H；(5)亚铁离子具有还原性， 能被强氧化剂氧化生成铁离子， 反应过程中颜色变化明显的效果最佳， A 氯水

27、为黄绿色， Cl2 将亚铁离子氧化为铁离子，溶液呈黄色，颜色变化不明显，故A 不选； BKSCN 溶液和亚铁离子不反应，没有颜色变化，故B不选； CNaOH 溶液和亚铁离子反应生成白色沉淀，铁离子和氢氧根离子反应生成红褐色沉淀，掩盖氢氧化亚铁颜色， 故 C 不选； D酸性 KMnO 4 溶液呈紫色，亚铁离子能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高 锰酸钾溶液褪色，现象明显，故 D 选。7由工业级碳酸锂 (含有少量碳酸镁等杂质 ) 制备高纯碳酸锂。实验过程如下：(1) 实验室中在右图所示装置中进行碳化反应： 碳化反应的主要反应离子方程式为 。 碳化时温度需控制在 30 ，可采取的措施是 温度不宜过高的

28、原因是(2) 用 CO2调 pH 为 89，其目的是 。(3) 已知在不同温度下蒸发分解碳酸锂的产率与溶解度关系如图：90以下，随温度升高，碳酸锂产率升高的原因可能是 。(4) 请补充完整由滤液制备高纯碳酸锂的实验方案：取滤液放置于烧杯中 。【答案】 (1) CO2 +Li 2CO3 +H 2O=2Li + +2HCO 3- 给三颈烧瓶水浴加热 二氧化碳溶 解度降低且部分碳酸氢锂分解(2) 使少量的碳酸锂和氢氧化锂转化为碳酸氢锂，减少损失(3) 碳酸氢锂分解随温度升高而完全，碳酸锂溶解度随温度升高而减小(4) 在 90下蒸发至出现大量晶体，趁热过滤，热水洗涤23 次，干燥【解析】 (1) 向碳

29、酸锂悬浊液中通入 CO2的主要反应含主要物质碳酸锂与CO2反应生成碳酸氢锂，其离子方程式为： CO2 +Li 2CO3 +H 2O=2Li + +2HCO 3-；控制比较稳定的温度时， 一般采取水浴加热法，即给三颈烧瓶水浴加热至水温为30 止，温度过高不利于二氧化碳的溶解参与反应， 同时碳酸氢锂也易受热分解； (2) 在加 NaOH除镁后的存在少量的碳酸锂和 氢氧化锂，用 CO2 调 pH 为 89，其目的是使少量的碳酸锂和氢氧化锂转化为碳酸氢锂， 减少损失；(3) 由蒸发分解碳酸锂的产率与溶解度关系可以看到温度升高碳酸锂溶解度下降， 而温度升高碳酸氢锂也易分解生成碳酸锂， 两个因素共同促进了

30、随温度升高， 碳酸锂产率的 升高； (4) 因碳酸锂溶解度随温度的升高而降低，要制备高纯碳酸锂，可取滤液放置于烧杯 中在 90下蒸发至出现大量晶体，趁热过滤，热水洗涤23 次，干燥即可。8某工业废料中主要含有 Al 2O3、Co2O3?CoO、少量 Fe3O4 等金属氧化物 (Co2O3?CoO不与强 碱反应)实验室科技人员欲将之分离并制备相关物质，设计流程如下：(1) 过程中的操作名称是 _，写出过程发生反应的化学方程式(2) 溶液 a 中含有金属离子有 (3) 溶液 a 中逸出的黄绿色气体是氯气，下列说法不正确的是 氯气是有漂白性的酸性气体 液氯和氯水均为液体，且都含有氯分子 将氯气通入碱

31、液时，氯气既是氧化剂，又是还原剂 次氯酸见光易分解，说明次氯酸是弱酸 向氯水中滴硝酸银溶液，有白色沉淀生成，说明氯水中含 Cl(4) 写出过程发生反应的离子方程式： 高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O =放=电= 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH充电则充电时阳极反应式为 (5)Co 可以形成 CoC2O4?2H2O(M 为 183g/mol) ， 5.49g 该晶体在空气中加热，在不同温度 下分别得到一种固体物质，其质量如表：温度范围 ( )固体质量 (g)1502104.412903202.418909202.25经测定， 210290过程中，产生的气体只有CO

32、2，则此过程发生的化学反应方程式为： 【答案】 (1)过滤 Al 2O3+2NaOH 2NaAlO 2+H2O(2) Co2+ 、Fe3+ (3)、(4) 2Fe(OH) 3+3ClO +4OH 2FeO42+5H 2O+3Cl Fe(OH) 3 3e+5OH FeO42+4H 2O(5) 3CoC 2O 4+2O2Co 3O 4+6CO 2【解析】 试题分析： 本题以含有 Al 2O3、 Co2O3?CoO、少量 Fe3O4等金属氧化物的工业废 料为原料进行物质的分离和制备为载体，考查工业流程的分析、Cl2 的性质、二次电池电极反应式的书写、热重分析的计算。废料样品中加入足量的 NaOH 溶

33、液，其中 Al 2O3发生反应 而溶解 ， Co2O3?CoO、Fe3O4 不溶，过程 I 为过滤操作，得到的滤渣中主要含 Co2O3?CoO、Fe3O4；滤渣中加入足量 HCl ，由流程知， Co2O3?CoO 与 HCl 反应生成 CoCl2 和Cl2(黄绿色气体 )，反应的方程式为 Co2O3?CoO+8HCl=3CoCl 2+Cl 2 +4H2O，通过此反应说 明 Co2O3?CoO具有强氧化性 ( 氧化性比 Cl2强) ，在此过程中 Fe3O4也发生反应转化成 FeCl3， 溶液 a中的溶质为 CoCl2、FeCl3和 HCl ；将溶液 a的 pH 调至 3.78产生红褐色沉淀， F

34、eCl3 转化成 Fe(OH) 3沉淀而分离出来，此时得到的滤液的主要成分为CoCl2；过程 II 用 Fe(OH)3与 KClO 、KOH 反应制备 K2FeO4，此反应中 Fe(OH) 3被氧化成 FeO42-，ClO-被还原成 Cl-， 反应的化学方程式为 3KClO+2Fe(OH) 3+4KOH=2K 2FeO4+3KCl+5H 2O；滤液中加入 Na2CO3产生 CoCO 3沉淀， CoCO3在高温下分解产生 CoO。(1)过程 I的操作是过滤。 过程 I中 Al2O3 与 NaOH 反应的方程式为 Al 2O3+2NaOH 2NaAlO 2+H2O。(2)根据上述分析，溶液 a 中

35、的金 属离子有 Co2+、 Fe3+。(3)Cl2没有漂白性，错误；液氯为纯净物，只有氯气分子，氯水 为混合物，其中含 Cl2、H2O、HClO 、H+、Cl-、ClO-、少量 OH -，正确；将氯气通入碱液 时，发生反应： Cl2+2OH -=Cl -+ClO -+H2O，氯气既是氧化剂又是还原剂，正确；次氯酸见 光易分解， 说明次氯酸具有不稳定性，不是弱酸性，错误；向氯水中滴硝酸银溶液， 有白 色沉淀生成，说明氯水中含Cl ，正确；故选、。 (4) 过程 II 反应的化学方程式为3KClO+2Fe(OH) 3+4KOH=2K 2FeO4+3KCl+5H 2O， 离 子 方 程 式 为 2F

36、e(OH) 3+3ClO +4OH 2FeO42 +5H 2O+3Cl 。 充 电 时 的 反 应 方 程 式 为 3Zn(OH) 2+2Fe(OH) 3+4KOH =3Zn+2K2FeO4+8H2O，充电 时阳极发生失电子的氧化反应，则充电时 阳极反应式为 Fe( OH)33e+5OHFeO42+4H2O。( 5)n(CoC2O4?2H2O) =5.49g 183g/mol=0.03mol ，其中 含有结晶水的质量为 0.06mol 18g/mol=1.08g ； 210时固体的质量为 4.41g，固体质量减少 5.49g-4.41g=1.08g ，则 210时固体为 CoC2O4；210

37、290过程中产生的气体只有 CO2， 则 290固体为 Co 的氧化物， 290时固体的质量为2.41g ，根据 Co 守恒，其中n( Co ) =0.03mol ，m( Co) =0.03mol59g/mol=1.77g ，n(O)=2.41g 1.77g16g / mol=0.04mol ，n(Co) ：n(O)=3:4，则 290时固体为 Co3O4，210 290反应过程中 Co 的化合价升高，所以有 O2 参 与 反 应 ， 则 210 290 过 程 中 反 应 的 化 学 方 程 式 为 3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。9碱式碳酸铅 化学式为 2PbCO3Pb(OH)

38、 2是生产铅酸蓄电池正极的原料。(1) 某研究小组制备碱式碳酸铅的主要实验流程如下： “反应 ”的生成物是 (CH 3COO) 2PbPb(OH) 2 ，该反应是在 90、搅拌并保温 3 h 的条件下完成的，则该反应的化学方程式为 。 过滤时所需要的玻璃仪器有漏斗、 。 沉淀经水洗涤后又用酒精洗涤的目的是 。(2) 为确定 2PbCO3Pb(OH) 2的热分解过程，进行了如下实验：称取一定量 (1) 中制得的产品放在热重分析仪中，在氩气流中加热分解，测得残留固体 的质量随温度的变化如下图所示。AB 过程中，逸出的分解产物的化学式为 ； E 点残留固体的化学式为 。根据图中数据，计算并确定 D

39、点残留固体的化学式 (写出计算过程 ) 。【答案】 (1)2PbO2CH3COOH(CH 3COO) 2PbPb(OH) 2 烧杯、玻璃棒 除去沉淀表面附着的水并促进其快速干燥(2) H2O PbO 1 mol 2PbCO3Pb(OH) 2(用氧化物形式表示为： 3PbO2CO2H2O)的质 量为 775 g，155 g 2PbCO3Pb(OH) 2的物质的量为 0.2 mol，可以表示为：含 PbO 0.6 mol 、 CO2 0.4 mol、H2O 0.2 mol，而 加热过 程中 Pb 元素的 质量 不变，因此，AB 的过程 中， m13.6 g，减少的是 0.2 mol H2O， BD

40、的过程中， m28.8 g，减少的是 0.2 mol CO2，DE 的过程中， m3 8.8 g，减少的是 0.2 mol CO2，所以， B 点的化学式为 2PbCO3PbO，即 3PbO2CO2，D 点的化学式为 PbCO32PbO，即 3PbOCO2【解析】 (1)“反应 ”的生成物是 (CH 3COO) 2Pb?Pb(OH)2，该反应是在 90、搅拌并保 温 3h 的 条 件 下 完 成 的 ， 则 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ： 2PbO+2CH 3COOH(CH 3COO)2Pb?Pb(OH)2；过滤时所需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒； “洗涤”时，经水洗涤后再用酒

41、精洗涤的目的是除去表面的水份同时可以快速干燥， 得纯净 2PbCO3?Pb(OH)2 的 产品； (2)1 mol 2PbCO 3?Pb(OH)2(用氧化 物形式 表示为 ： 3PbO?2CO2?H2O)的质量为 775 g，155 g 2PbCO3?Pb(OH)2 的物质的量为 0.2 mol ，可以表示 为：含 PbO 0.6 mol 、 CO 2 0.4 mol 、 H2O 0.2 mol ，而加热过程中 Pb 元素的质量不变，因此 AB 的过程中， m1=3.6 g，减少的是 0.2 mol H 2O，BD 的过程中， m2=8.8 g ，减少的 是 0.2 mol CO 2， DE

42、的过程中， m3=8.8 g，减少的是 0.2 mol CO 2，则 E 点残留的固体为 PbO ； 1 mol 2PbCO 3?Pb(OH)2( 用 氧 化 物 形 式 表 示 为 ： 3PbO?2CO2?H2O) 的 质 量 为 775 g，155 g 2PbCO3?Pb(OH)2 的 物 质 的 量 为 0.2 mol， 可 以 表 示 为 ： 含 PbO 0.6 mol 、CO 2 0.4 mol 、H 2O 0.2 mol ，而加热过程中 Pb元素的质量不变，因此 AB的 过程中， m1=3.6 g ，减少的是 0.2 mol H2O，BD 的过程中， m2=8.8 g ，减少的是

43、0.2 mol CO 2，DE的过程中， m3=8.8 g，减少的是 0.2 mol CO 2，所以， B 点的化学式为 2PbCO3?PbO，即 3PbO?2CO2 ，D 点的化学式为 PbCO3?2PbO，即 3PbO?CO2。10亚氯酸钠 ( NaClO 2) 是一种重要的消毒剂，主要用于水、砂糖、油脂的漂白与杀菌。 以下是一种制取亚氯酸钠的工艺流程：已知： NaClO 2的溶解度随着温度升高而增大， 适当条件下可结晶析出 NaClO2?3H2O。ClO 2气体只能保持在稀释状态下以防止爆炸性分解，且需现合成现用。 ClO 2气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在。(1) 在无隔膜电解槽中用

44、惰性电极电解一段时间生成NaClO3 和氢气，电解的总反应式为： 。 “电解 ”所用食盐水由粗盐水精制而 成，精制时，为除去 Mg2和 Ca2，要加入的试剂分别为 、 。(2) 发生器中鼓入空气的作用是 。(3) 吸收塔内反应的化学方程式为 ，吸收塔内的温度不宜过高的原因为： 。(4) 从滤液中得到 NaClO 2?3H2O 粗晶体的实验操作依次是 、过滤、洗涤、低温干燥。(5) 经查阅资料可知，当pH 2.0时， ClO 2能被 I完全还原成 Cl ，欲测定成品中NaClO 2(M 为 90.5g/ mol )的含量，现进行以下操作：步骤称取样品 W g 于锥形瓶中，并调节 pH 2.0步骤

45、向锥形瓶中加入足量的 KI 晶体，并加入少量的指示剂步骤用 c mol/L 的 Na2S2O3 溶液滴定，生成 I和 S4O62步骤中发生反应的离子方程式是 。若上述滴定操作中用去了 VmL Na2S2O3溶液，则样品中 NaClO 2 的质量分数为： ( 用字母表示，不用化简 ) 。(已知 2Na2S2O3 I2=Na2S4O62NaI)【答案】 (1)NaCl+ 3H2ONaClO 3 + 3H2 NaOH 溶液 Na2CO3溶液(2) 稀释 ClO 2以防止爆炸(3) 2NaOH+2ClO 2+H2O2=2NaClO2+2 H 2O+O 2 防止 H2O2分解(4) 蒸发浓缩 冷却结晶(

46、5) ClO24H4I=2I 2Cl2H2O 【解析】 过氧化氢法生产亚氯酸钠， 由流程可知， NaClO 3溶解后与硫酸发生氧化还原反 应 生 成 ClO2 ， 结 合 信 息 可 知 混 合 气 体 稀 释 ClO 2 ， 吸 收 塔 内 发 生 2NaOH+2ClO 2+H 2O 2 2NaClO2+2H 2O+O 2，过滤后，结合信息可知，滤液蒸发浓缩、冷却 结晶、过滤、洗涤、干燥得到NaClO 2?3H2O。 (1)在无隔膜电解槽中用惰性电极电解食盐水一段时间生成 NaClO 3和氢气，电解的总反应式为 NaCl+ 3H 2ONaClO 3 + 3H2； “电解”所用食盐水由粗盐水精

47、制而成，精制时，为除去Mg 2和 Ca2，要加入的试剂分别为 NaOH溶液；Na2CO3溶液；(2)由题目中的信息可知，纯 ClO 2易分解爆炸， 所以通入空气的目的是 稀释 ClO 2，防止发生爆炸； (3)吸收塔中发生的是二氧化氯与氢氧化钠、过氧化氢发生反应 生成亚氯酸钠 (NaClO 2) ，Cl 元素的化合价降低，则过氧化氢中的 O元素的化合价升高，所以产物中还有氧气生成，根据元素守恒可知产物中有水生成，所以化学方程式是2NaOH+2ClO 2+H 2O 2 2NaClO2+2H 2O+O 2，过氧化氢受热易分解， 所以吸收塔的温度不宜过 高； (4)从溶液中得到含结晶水的晶体，需要采

48、取蒸发浓缩、冷却结晶方法，最后通过过滤 得到粗晶体； (5) 步骤中发生反应是酸性溶液中ClO 2-能被 I-完全还原成 Cl-，碘离子被氧化 为 碘 单 质 ， 离 子 方 程 式 为 ： ClO2-+4H+4I-=2I2+Cl-+2H2O ， 故 答 案 为 ： ClO2-+4H+4I-=2I2+Cl -+2H2O；依 据ClO2-+4H+4I-=2I2+Cl-+2H2O，2Na2S2O3+I2=2NaI+Na 2S4O6，反应的定量关系计算得到，设 NaClO 2 为 xmol ，则：ClO2-2I24Na2S2O31 4xcV10-3molx=cV 10mol4样品中NaClO 2的质

49、量分数cV 10mol490.5g /mol4Wg3100%= 90.5 10 Vc 100%。4W11金属钛性能优越，被称为继铁、铝之后的“第三金属”，工业上用钛矿石( 主要成分： FeO、TiO2，SiO2等) 为原料制取钛，工艺流程如下，回答下列问题：已知： TiO2(s)+H 2SO4(aq)=TiOSO 4(aq)+H 2O(1) 钛矿石在加入浓硫酸酸溶前要先粉碎，其目的是 。(2) 操作 1名称为 ，固体 2 的主要成分是 ， 写出金属钠与 TiCl 4共热的化学反应方程式 。(3) 一 定 温 度 下 ， 在 一 个 固 定 容 积 的 容 器 中 发 生 反 应 ：TiO2(s

50、)+2Cl 2(g)+2C(s)TiCl 4(g)+2CO(g), 反应中氧化剂是 ，下列说法能够说明该反应已达化学平衡状态的是 。A反应每断裂 2 个 Cl 一 Cl 键，同时生成 2 个 C O 键B. 容器内压强不再发生变化C. Cl 2 和 TiCl 4的浓度不再变化D. v(TiCl 4) 正=2v(C) 逆(4) 将 50 吨钛矿石经上述变化后，最终可得金属钛 12 吨，假设各步反应均完全，则原 矿石中 TiO2的百分含量为 。答案】 (1) 增大反应物的接触面积，使反应速率加快(2) 过滤 FeSO4(FeSO4 7H2O等合理都行 ) 4Na+TiCl 4 Ti+4NaCl(3

51、) 氯气 BC (4)40%【解析】 (1)矿石粉碎能够增大酸浸时的接触面积，加快酸浸的速率；( 2)由框图可知：原料是钛铁矿，主要产品是钛，副产品为绿矾和硫酸，由信息可知：框图的第一步反应为： TiO2H2SO4=TiOSO 4H2O，框图的第二步中加入水和过量铁，加入物质铁的目的是防 止 Fe2被氧化，那么固体 2 无疑是硫酸亚铁。操作 1 得到固体和液体，只能是过滤；金属 钠与 TiCl4 共热产生金属钛，故为置换反应，由此可写出对应的化学方程式；( 3)根据反应TiO 2(s)+2Cl 2(g)+2C(s)TiCl 4(g)+2CO(g) ，反应前后 Ti化合价没有变化， 氯的化合价降

52、低，故氧化剂为氯气； A.反应每断裂 2个 Cl-Cl 键，同时生成 2 个 CO键，均为正反应速率， 错误； B.容器内压强不再发生变化，即气体分子数不变，说明已经达到平衡状态，正确； C. Cl2和 TiCl 4的浓度不再变化，说明达到平衡，正确；D. 固体的浓度为定值，不能用于描述反应速率，错误。 (4) 根据物质的变化不难写出化学方程式，根据关系式：TiO 2 Ti80 4820 12 可得百分含量为 20/50 100%=40% 。12某化学小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO 4?7H2O已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni，还含有 Al(3

53、1%) 、Fe(1.3%)的单质及氧化物，其他不溶杂质 (3.3%) 部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的 pH 如下：沉淀物开始沉淀时的 pH完全沉淀时的 pHAl(OH) 33.85.2Fe(OH) 32.73.2Fe(OH) 27.69.7Ni(OH) 27.19.2(1)操作 a 应选用下列哪种方法或装置：D.(2) “碱浸 ”过程中发生反应的离子方程式是 (3) “酸浸”时所加入的酸是 (填化学式 )(4) 加入 H2O2 时发生反应的离子方程式为 (5) 操作 b 为调节溶液的 pH ，你认为 pH 的调控范围是 (6) 产品晶体中有时会混有少量绿矾 (FeSO4?7H2O)，其原因可

54、能是 ( 写出一点即可 )(7) NiSO4?7H2O 可用于制备镍氢电池 (NiMH) ，镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一 种主要电池类型 NiMH 中的 M 表示储氢金属或合金该电池在充电过程中总反应的化学 方程式是 Ni(OH) 2+M=NiOOH+MH ，则 NiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为【答案】 (1)A (2)2Al+2OH +2H2O2AlO2+3H2、Al 2O3+2OH 2AlO2+H 2O(3) H2SO4 (4)H 2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O(5) 5.27.1(6) H2O2的用量不足 (或 H2O2失效 )、保温时间不足导致 Fe2+未被完全氧化造成的(7) NiOOH+H 2O+e =Ni(OH) 2+OH【解析】 (1)A 是过滤、 B 是蒸发、 C 是蒸馏、 D 是分液，由流程可得，操作 a 是过滤得 到固体和滤液，故选 A 。 (2)铝具有两性能和强碱反应，氧化铝是两性氧化物能和强碱反应， 而镍单质和铁及其氧化物不和碱反应， 所以“碱浸 ”过程目的是除去铝及其氧化物， 达到除去 铝 元 素 的 目 的 ， 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ： 2