高考化学一轮复习 第4章 材料家族中的元素突破全国卷专题讲座四突破训练 鲁科版

1、第4章 材料家族中的元素 突破训练1(2018·湖南六校联考)重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿(主要成分为feo·cr2o3，杂质为sio2、al2o3)为原料生产，实验室模拟工业制法用铬铁矿制k2cr2o7的主要工艺如图所示。涉及的主要反应是6feo·cr2o324naoh7kclo312na2cro43fe2o37kcl12h2o。(1)碱浸前将铬铁矿粉碎的作用是_。(2)反应器中除发生题中所给反应外，还会发生其他反应，请任写出一个反应的化学方程式：_。中调节ph为78所得滤渣为_。(3)从平衡角度分析中酸化的原因是_。(4)称取重铬酸

2、钾试样2500 0 g配成250 ml溶液，取出2500 ml于碘量瓶中，向其中加入10 ml 2 mol·l1 h2so4溶液和足量碘化钾(铬元素转化为cr3)，置于暗处5 min。然后加入100 ml水和适量淀粉溶液作指示剂，用0120 0 mol·l1 na2s2o3标准溶液滴定(i22s2o=2is4o)。若实验中共用去na2s2o3标准溶液4000 ml，则所得产品中重铬酸钾的纯度为(设整个过程中其他杂质不参加反应)_。(保留两位有效数字)解析：(1)碱浸前将铬铁矿粉碎，可以增大接触面积，从而加快反应速率，使反应更充分。(2)除题给反应外，还能发生的反应有sio2

3、2naoh=na2sio3h2o，al2o32naoh3h2o=2naal(oh)4，sio2na2co3na2sio3co2，al2o3na2co34h2o=2naal(oh)4co2。充分反应后过滤，由于滤液中含有na2sio3和naal(oh)4，调节ph为78，使sio和al(oh)4分别生成h2sio3沉淀和al(oh)3沉淀而除去。(3)cro在酸性条件下可转化成cr2o：2cro2hcr2oh2o，酸化时，增大了h浓度，平衡向右移动，促使cro转化为cr2o。(4)根据题意知：cr2o2cr3，2ii2，根据得失电子守恒，存在k2cr2o73i26s2o，故试样中n(k2cr2o

4、7)×n(s2o)××0120 0 mol·l1×4000×103 l×8×103 mol，m(k2cr2o7)8×103 mol×294 g·mol12352 g，故k2cr2o7的纯度为×100%94%。答案：(1)增大接触面积，加快反应速率(或增大接触面积，加快反应速率，使反应进行更充分)(2)sio2na2co3na2sio3co2或al2o3na2co34h2o=2naal(oh)4co2或sio22naoh=na2sio3h2o或al2o32naoh3h2o=2n

5、aal(oh)4al(oh)3、h2sio3或al(oh)3、h4sio4(3)2cro2hcr2oh2o，酸化时，增大了h浓度，平衡向右移动(4)94%(或094)2(2016·高考全国卷，28，14分)以硅藻土为载体的五氧化二钒(v2o5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收v2o5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为物质v2o5v2o4k2so4sio2fe2o3al2o3质量分数/%222928312228606512<1以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：回答下列问题：(1)“酸浸”时v2o5转化为vo，反应的离子方程式为_，同时v2o4转

6、化成vo2。“废渣1”的主要成分是_。(2)“氧化”中欲使3 mol的vo2变为vo，则需要氧化剂kclo3至少为_mol。(3)“中和”作用之一是使钒以v4o形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_。(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为4rohv4or4v4o124oh(roh为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_性(填“酸”“碱”或“中”)。(5)“流出液”中阳离子最多的是_。(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(nh4vo3)沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式：_。解析：(1)反应过程中v的化合价不变，所以是复分解反应。注意v2o5在离子方程式中不能拆开；废钒催化剂中，只

7、有二氧化硅不溶于硫酸，成为废渣1的主要成分。(2)3 mol vo2变为vo，共失去3 mol电子，而1 mol clo变为cl得到6 mol电子，所以需要05 mol氯酸钾。(3)中和时，fe3、al3分别转化为难溶的fe(oh)3和al(oh)3，成为废渣2的主要成分。(4)为提高洗脱效率，需使题中所述平衡逆向移动。根据平衡移动原理，碱性越强越有利于平衡逆向移动，所以淋洗液应该呈碱性。(5)经过“离子交换”，钒以r4v4o12形式存在，而铁、铝则在“中和”过程中转化为沉淀，所以“流出液”中最多的阳离子是钾离子。(6)由nh4vo3转化为v2o5，v的化合价未发生变化，该反应为非氧化还原反应

8、，所以n的化合价仍为3，一种生成物是nh3，另一种生成物必定是h2o。答案：(1)v2o52h=2voh2osio2(2)05(3)fe(oh)3和al(oh)3(4)碱(5)k(6)2nh4vo3v2o52nh3h2o3以废旧铅酸电池中的含铅废料(pb、pbo、pbo2、pbso4及炭黑等)和h2so4为原料，制备高纯pbo，实现铅的再生利用。其工作流程如下：(1)过程中，在fe2催化下，pb和pbo2反应生成pbso4的化学方程式是_。(2)过程中，fe2催化过程可表示为2fe2pbo24hso=2fe3pbso42h2o写出的离子方程式：_。下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充

9、完整。a向酸化的feso4溶液中加入kscn溶液，溶液几乎无色，再加入少量pbo2，溶液变红。b_。(3)pbo溶解在naoh溶液中，存在平衡：pbo(s)naoh(aq)nahpbo2(aq)，其溶解度曲线如图所示。过程的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程中重复使用，其目的是_(选填序号)。a减少pbo的损失，提高产品的产率b重复利用naoh，提高原料的利用率c增加na2so4浓度，提高脱硫效率过程的目的是提纯。结合上述溶解度曲线，简述过程的操作：_。解析：(1)根据题给化学工艺流程知，过程中，在fe2催化下，pb、pbo2和h2so4反应生成pbso4和水，化学方程式为pbpbo22h2s

10、o42pbso42h2o。(2)催化剂通过参加反应，改变反应历程，降低反应的活化能，加快化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后保持不变。根据题给信息知，反应中fe2被pbo2氧化为fe3，则反应中fe3被pb还原为fe2，离子方程式为2fe3pbso=pbso42fe2。a实验证明发生了反应，则b实验须证明发生了反应，实验方案为取a中红色溶液少量，加入过量铅粉，充分反应后，红色退去。(3)过程的目的是脱硫，操作过程中会加入过量的naoh，通过题给条件可知，部分pbo溶解在naoh溶液中，故滤液1中会有过量的naoh和pbo溶解在naoh溶液中产生的nahpbo2，重复使用滤液1，可减少

11、pbo的损失，提高产率，且naoh也得到了重复利用，提高了原料的利用率。过程是从粗产品中得到纯产品，结合溶解度曲线，可选用重结晶操作。根据条件可知，粗品中含有炭黑，需要趁热过滤，然后冷却结晶，过滤得到纯产品。答案：(1)pbpbo22h2so42pbso42h2o(2)2fe3pbso=2fe2pbso4取a中红色溶液，向其中加入铅粉后，红色退去(3)ab向pbo粗品中加入一定量的35%naoh溶液，加热至110 ，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤得到pbo固体4(2018·厦门模拟)新型高效絮凝剂fe(oh)so4(碱式硫酸铁)常用于污水处理。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧

12、化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图所示：已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的ph如表所示：沉淀物fe(oh)3fe(oh)2al(oh)3开始沉淀时的ph237534完全沉淀时的ph329744请回答下列问题：(1)加入少量nahco3的目的是调节溶液的ph，使溶液中的_沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是_。(2)在实际生产中，反应常同时通入o2以减少nano2的用量，o2与nano2在反应中均作_。若参与反应的o2有112 l(标准状况)，则相当于节约nano2的物质的量为_。(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的fe(oh)2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_

13、。 (4)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。根据我国该药物的相关质量标准，产品中不得含有fe2和no。为检验所得产品中是否含有fe2，应使用的试剂为_(填序号)。a氯水bkscn溶液cnaoh溶液 d酸性kmno4溶液解析：(1)稀硫酸浸取废铁屑后所得的溶液中含fe2和少量al3，根据工艺流程可知该步操作是保留fe2，除去al3，故加入少量nahco3调节溶液ph可以使al3沉淀，“搅拌”可以加快化学反应速率。(2)反应中有no生成，这说明反应中亚硝酸钠是氧化剂，将亚铁离子氧化生成了铁离子，反应的离子方程式为fe2no2h=fe3noh2o；由于要将亚铁离子氧化为铁离

14、子，所以o2与nano2在反应中均作为氧化剂；标准状况下112 l氧气的物质的量是112 l÷224 l/mol05 mol，05 mol氧气可以得到2 mol电子。亚硝酸钠中氮元素的化合价是3价，其还原产物中氮元素的化合价是2价，得到1个电子，所以根据电子守恒可知，相当于是节约了2 mol亚硝酸钠。(3)fe(oh)2离子可部分水解生成fe2(oh)42聚合离子，则根据电荷守恒可知一定还有氢离子生成，所以该水解反应的离子方程式为2fe(oh)22h2ofe2(oh)422h。(4)因产品中含fe3，检验fe2时不能采用加氯水和kscn溶液的方法，也不能加naoh溶液，fe(oh)3会对检验fe2产生干扰；可以用酸性kmno