二轮专题复习限时练习：方法与技巧专题3 工艺流程题的深度整合-

1、(时间：40分钟满分：60分)非选择题(共4小题，60分)1(12分)(2010江苏)以水氯镁石(主要成分为MgCl26H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：(1)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的Ksp1.81011，若溶液中c(OH)3.0106 molL1，则溶液中c(Mg2)_。(2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为_。(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66 g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有Mg

2、CO3，则产品中镁的质量分数_(填“升高”“降低”或“不变”)。解析(1)常温下Mg(OH)2的Kspc(Mg2)c2(OH)c(Mg2)(3.0106)21.81011，求得c(Mg2)2.0 molL1。(2)主要流程中加NH3、NH4HCO3沉淀镁得到的主要物质为MgCO3和NH4Cl，滤液的主要成分为NH4Cl。(3)设该碱式碳酸镁的化学式为Mgx(OH)y(CO3)z，高温煅烧后产物为MgO、CO2和H2O，其物质的量之比为n(MgO)n(CO2)n(H2O)xzeq f(y,2)，由题中数据知生成气体CO2的物质的量n(CO2)eq f(0.896 L,22.4 Lmol1)4.0

3、0102 mol，得到的固体为MgO，其物质的量n(MgO)eq f(2.00 g,40 gmol1)5.00102 mol，n(H2O)eq f(4.66 g4.00102 mol44 gmol12.00 g,18 gmol1)5.00102 mol，n(MgO)n(CO2)n(H2O)xzeq f(y,2)(5.00102)(4.00102)(5.00102)545，所以求得该碱式碳酸镁的化学式为Mg5(OH)10(CO3)4，但该化学式化合价不守恒，推测可能含结晶水，故化学式应为Mg5(OH)2(CO3)44H2O，也可写为Mg(OH)24MgCO34H2O。(4)将碱式碳酸镁的化学式分

4、为两部分，分别是4MgCO3和Mg(OH)24H2O。MgCO3中镁的质量分数为eq f(24,84)100%28.6%，Mg(OH)24H2O中镁的质量分数为24172184100%18.5%，MgCO3增多，镁的质量分数升高。答案(1)2.0 molL1(2)NH4Cl(3)n(CO2)eq f(0.896 L,22.4 Lmol1)4.00102 moln(MgO)eq f(2.00 g,40 gmol1)5.00102 moln(H2O)eq f(4.66 g4.00102 mol44 gmol12.00 g,18 gmol1)5.00102 moln(MgO)n(CO2)n(H2O)

5、(5.00102)(4.00102)(5.00102)545碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)24MgCO34H2O(4)升高2(18分)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO45H2O及CaCO3，步骤如下：请回答下列问题：(1)溶液A中的金属离子有Cu2、Fe2、Fe3。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂为_(填代号)，检验溶液A中Fe3的最佳试剂为_(填代号)。aKMnO4 b(NH4)2S cH2O2 dKSCN(2)由溶液C获得CuSO45H2O，需要经过加热蒸发、_、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该

6、仪器在此操作中的主要作用是_。(3)制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入(或先加入)_(填化学式)。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列_装置回收(填代号)。(4)欲测定溶液A中Fe2的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应_，直到_。用KMnO4标准溶液滴定时应选用_滴定管(填“酸式”或“碱式”)。解析(1)为使Fe2、Fe3一起沉淀，要加氧化剂将Fe2氧化而又不引入新杂质，故选H2O2；检验Fe3选择SCN。(2)要从溶液中析出晶体，采用冷却结晶法；过滤时要用玻璃棒引流。(3)因NH3在水中的溶解度远远大于CO2在水中的溶解度，故应先通NH3使CaCl2溶液显碱性，再通CO2

7、才利于CaCO3的生成。(4)配制一定物质的量浓度溶液时，定容时视线应与凹液面相切，且要平视；KMnO4具有强氧化性，只能用酸式滴定管。答案(1)cd(2)冷却结晶引流(3)NH3(或NH3H2O)b(4)平视凹液面的最低点或刻度线凹液面的最低点与刻度线相切酸式3(16分)已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等和少量矿物杂质(与酸不反应)。某化学兴趣小组在实验室条件下用硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯，并对阳极泥和电解液中的金属进行回收和含量测定。(1)步骤一：电解精制电解时，粗铜应与电源的_极相连。阴极上的电极反应式为_。电解过程中，硫酸铜的浓度会_(填“变大”“不变”或“变小

8、”)。步骤二：电解完成后，该小组同学按以下流程对电解液进行处理：(2)阳极泥的综合利用原子利用率是衡量绿色化学的重要依据之一，原子利用率eq f(目标产物质量,产物总质量)100%。选硝酸溶解阳极泥，设计了两种方案：方案1：用14 molL1硝酸溶解银，制备硝酸银；方案2：用2 molL1硝酸溶解银，制备硝酸银。写出化学方程式：方案1：_；方案2：_。方案1原子利用率为_；方案2原子利用率为_(小数点后保留两位小数)。你认为最接近绿色化学要求的方案是_，理由是_。残渣中含有极少量的金，如何回收金，他们查阅了有关资料，了解到一些有关金的知识，以下是他们获取的一些信息：序号反应反应程度1Au6HN

9、O3(浓)=Au(NO3)33NO23H2O很难发生2Au34ClAuCl4容易发生从表中可知金很难与硝酸反应，却可溶于王水(浓硝酸与浓盐酸按体积比13的混合物)，请你简要解释金能够溶于王水的原因：_。步骤三：测定步骤二滤液中Cu2、Fe2等的含量。(已知：氢氧化锌溶于氢氧化钠溶液中)(3)以下是该小组探究滤液的一个实验流程：则100 mL滤液中Cu2的浓度为_molL1，Fe2的浓度为_molL1。解析粗铜精炼原理是：在阳极粗铜中的铜失去电子，进入溶液中，铜离子在阴极得电子，从而在阴极沉积；粗铜中比铜活泼的杂质如锌、铁先失去电子进入溶液中。因为银、金没有铜活泼且含量较小，当铜完全溶解时，银和

10、金才沉积于阳极泥中。在阴极，得电子能力：Cu2Fe2Zn2，所以精铜为阴极，铜优先附在精铜表面，Fe2、Zn2留在溶液中，这样就精炼了粗铜。(1)在电解池中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，所以粗铜作阳极，应与电源正极相连。精铜为阴极，Cu2在阴极发生还原反应。铁、锌比铜活泼，电解刚开始时阳极发生的反应为：Fe2e=Fe2，Zn2e=Zn2；阴极发生的反应：Cu22e=Cu，所以硫酸铜溶液的浓度减小。(2)14 molL1的硝酸为浓硝酸，与银反应生成硝酸银、NO2和H2O；2 molL1的硝酸为稀硝酸，与银反应生成硝酸银、NO和H2O。目标产物是硝酸银，方案1：Ag2HNO3(浓)=AgN

11、O3NO2H2O，原子利用率eq f(170,1704618)100%72.65%；若制得3 mol AgNO3，就生成了3 mol NO2。方案2：3Ag4HNO3(稀)=3AgNO3NO2H2O，原子利用率eq f(1703,17033036)100%88.54%，若制得3 mol AgNO3，只生成1 mol NO。判断方案是否符合绿色化学的要求，可以从节省原料、原子利用率或环保等角度考虑。由表格信息知，AuCl4很稳定，由于王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比13组成的混合物，含有大量浓盐酸，易形成稳定的四氯合金离子，促进反应向右移动。化学方程式为：AuHNO34HCl=HAuCl4NO2H2

12、O。(3)根据步骤二知，滤液中含有Cu2、Fe2、Zn2，加入过量铁粉，发生的反应为：Cu2Fe= CuFe2；过滤得到的固体中含有铁和铜，滤液中含有Fe2、Zn2，已知氢氧化钠溶液能溶解氢氧化锌，所以最终灼烧得到的固体为氧化铁：Fe22OH=Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3eq o(=,sup15()Fe2O33H2O。n(Cu2)n(Cu)eq f(3.2 g,64 gmol1)0.05 mol，n(Fe2)2n(Fe2O3)eq f(4.8 g,160 gmol1)20.06 mol，因为铁置换铜时生成0.05 mol Fe2，所以原100

13、 mL滤液中含Fe2的物质的量为：n(Fe2)0.06 mol0.05 mol0.01 mol，c(Cu2)eq f(0.05 mol,0.1 L)0.5 molL1，c(Fe2)eq f(0.01 mol,0.1 L)0.1 molL1。答案(1)正Cu22e=Cu变小(2)方案1：Ag2HNO3(浓)=AgNO3NO2H2O方案2：3Ag4HNO3(稀)=3AgNO3NO2H2O72.65%88.54%方案2原子利用率高，生成等量硝酸银时生成氮的氧化物的物质的量较少王水中含有大量氯离子，Au3与氯离子形成稳定的AuCl4，使Au34ClAuCl4向右移动，则金能溶于王水中(3)0.50.1

14、4(14分)碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如下图所示。1惰性电极2.直流电源3.离子交换膜4.冷却水请回答下列问题：(1)碘是_(填颜色)固体物质，实验室常用_方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I26KOH=5KIKIO33H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为_；阴极上观察到的实验现象是_。(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I。请设计一个检验电解液中是否有I的实验方案，并按要求填写下表。要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。实验方法实验现象及结论(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：步骤的操作名称是_，步骤的操作名称是_。步骤洗涤晶体的目的是_。解析(1)考查物质的物理性质，较容易。(2)阳极发生氧化反应失电子：2I2e=I2(或I6OH6e=IOeq oal(,3)3H2O)。阴极区加入氢氧化钾溶液