化工生产专题

PAGEPAGE2化工生产专题训练一、矿石资源利用1．现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO2)，现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下。其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。已知：①Cu2O+2H+＝Cu2++Cu+H2O；②当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。回答下列问题：(1）矿石用稀硫酸处理过程中发生反应的离子方程式为：Cu2O+2H+＝Cu2++Cu+H2O、（写其中2个）(2)“循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐晶体，该晶体的化学式是。若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层l暴露在空气中发生反应的离子方程式(3)“循环III”中反萃取剂的主要成分是1.（任写出其中两个即给分，每空l分，共2分）（3）H2SO4（1分）2、（10分）钼（元素符号Mo）是银灰色的难熔金属，常见化合价为+6、+5、+4，常温下钼在空气中很稳定，高于600℃时很快地氧化生成三氧化钼(MoO3辉钼精矿（主要成分为MoS2）是生产钼的主要原料。制取过程包括氧化焙烧，三氧化钼、钼粉和致密钼的制取等主要步骤，工艺流程如图：（1）辉钼精矿在600℃下进行氧化焙烧转化为MoO3，同时产生SO2气体。主要反应的化学方程式为：。钼冶炼厂对大气的污染主要来自于，你认为利用并处理该副产物的最好措施是（2）三氧化钼的制取将焙砂（主要成分：MoO3）用氨水浸出，与氨水反应生成钼酸铵[(NH4)2MoO4]溶液：反应的离子方程式为：；该反应：（填是或不是）氧化还原反应。将所得钼酸铵[(NH4)2MoO4]溶液加热到55～65℃，用盐酸调节至溶液的pH为2，搅拌析出多钼酸铵[(NH4)2O·mMoO3·nH2O]晶体；为除去钙、镁、钠等杂质，将多钼酸铵重新溶于氨水形成钼酸铵，使氨挥发后生成仲钼酸铵晶体[(NH4)2O·7MoO3·4H2O]，将仲钼酸铵晶体脱水、煅烧得纯度为99.95%的三氧化钼（MoO3）。（3）金属钼粉的生产：工业上在管状电炉中用氢气分两步还原三氧化钼得到钼粉：①在450～650℃下：MoO3+3H2==MoO2+3H2②在900～950℃下：MoO2+2H2==Mo+2H2根据上述还原原理，你认为还可用等还原剂还原MoO3得到钼粉。2．（10分）（1）2MoS2+7O2＝2MoO3+4SO2（2分）；SO2（1分）；回收SO2再利用(或回收SO2联合生产硫酸和化肥2分）（2）MoO3＋2NH3·H2O＝2NH+MoO＋H2O（2分）；不是（1分）（3）CO（2分）3.(12分)七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣─硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等）。表1部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Mg(OH)2pH值5.23.29.710.411.2表2两种盐的溶解度(单位为g／100g水)温度/℃1030405060CaSO40.190.210.210.200.19MgSO4·7H2O30.935.540.845.6/硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据，试回答下列问题：（1）过滤I的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH＝5～6，再加入NaClO溶液加热煮沸，将溶液中的Mn2+氧化成MnO2，反应的离子反应方程式为。加热煮沸的主要目的是。（2）沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有(填化学式)等物质。（3）检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3＋的实验方法是；（4）沉淀C的化学式是。过滤II需趁热过滤的理由是3.（1）Mn2+＋ClO－＋H2O＝MnO2↓＋2H＋＋Cl－（2分）促进Al3＋、Fe3＋水解及Mn2＋氧化成MnO2（2分）（2）Fe(OH)3（1分）Al(OH)3（1分）（3）取过滤II后的滤液1～2ml于试管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液不显红色，证明滤液中无Fe3＋（2分）（4）CaSO4·2H2O或CaSO4（2分）以防MgSO4在温度低时结晶析出以及除去不溶物。4．（10分）二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSMnSFeSpH5.23.29.710.46.78.0≥-0.42≥2.5≥7≥7回答下列问题：（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为。（2）滤渣A的主要成分是。（3）加入MnS的目的是除去杂质。（4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为。（5）从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有（写两种）。4．（10分）（1）MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O(2)Fe(OH)3Al(OH)3(3)Cu2+Zn2+(4)MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-(或2MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-)(5)锌、二氧化锰5.钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨(+6价)酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4)；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成(Fe,Mn)WO4，钨酸（H2WO4）酸性很弱，难溶于水。黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法：其中A、B、C都是钨的化合物。回答：(1)写出上述流程中B、C的化学式：B；C(2)钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨。对钨的纯度要求不高时,可用碳作还原剂。写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式：；为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳而必须用氢气作还原剂,为什么?。(3)仲钨酸的阱盐在热分解时会发生内在氧化还原反应,我国钨化学研究的奠基人顾冀东先生采用这一反应制得了蓝色的、非整比的钨氧化物WO3-x。这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点,在制钨粉时温度容易控制,目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。经分析,得知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985。①计算WO3-x中的x值。X=。(相对原子质量：W:183.84;O:16.00)②一般认为，蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价两种价态的钨。则蓝色氧化钨中这两种价态的钨原子数比为： ．5．（11分）(1)B:H2WO4（1分）C:WO3（1分）(2)2WO3+3C==2W+3CO2↑（2分）；(3)①X=0.10（3分）②n(W)(V):n(W)(VI)=1:4（2分）[1]已知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985；氧的质量分数为1－0.7985=0.20231.000g化合物中含钨原子和氧原子的量分别为n(w)=0.7985/183.84=4.343×10-3moln(o)=0.2023/16.00=12.59×10-3化合物中钨和氧的计量比为n(w)：n(o)=4.343×10-3：12.59×10-3=1：2.90即在化学式WO3-x中3-x=2.90x=0.10［2］把+5价钨的氧化物和+6价钨的氧化物的化学式分别写成WO2.5和WO3设蓝色氧化钨的组成为xWO2.5·yWO3=WO2.90所以有x+y=12.5x+3y=2.90解联立方程得：x=0.20y=0.80所以蓝色氧化钨中+5价和+6价钨的原子数之比为：w(+5)/w(+6)=x/y=0.20/0.80=1/4=0.256．(11分)铝土矿(主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3)是提取氧化铝的原料。提取氧化铝的工艺流程如下：（1）滤液甲的主要成分是（2）写出反应II的离子方程式：（3）结合反应II，判断下列微粒结合质子(H+)的能力，由强到弱的顺序是（填字母序号）a．AlO2―b．OH―c．SiO32―（4）取滤液甲少许，加入过量盐酸，过滤；再用惰性电极电解其滤液，两极均有气体产生，且全部逸出，在阴极区还有沉淀生成，最后沉淀消失。写出阴极的电极反应方程式，沉淀消失的原因可用离子方程式表示为：（5）取(4)电解以后的溶液10.0mL，经分析，该溶液中只含有两种等物质的量浓度的碱性溶质，向其中逐滴加入0.100mol•L－1盐酸溶液，当加入50.0mL盐酸溶液时，生成的沉淀恰好溶解。请画出生成沉淀的物质的量与加入盐酸体积的关系图。6．（11分）（1）NaOH、NaAl(OH)4（NaAlO2）、Na2SiO3[或氢氧化钠、铝酸钠(偏铝酸钠)、硅酸钠](1分)（2）CO2+2OH-==CO32-+H2O(1分)，CO2+3H2O+2AlO2-==2Al(OH)3↓+CO32-(1分)（3）bac(2分)；（4）2H++2e-==H2↑(2分)；Al(OH)3+ＯＨ-＝Al(OH)4-或Al(OH)3+ＯＨ-＝AlO2-+２H2O(2分)（5）(2分)7．（12分）MnO2和锌是制造干电池的主要原料。某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的主要成份为：软锰矿：MnO2含量≥65%Al2O3含量为4%闪锌矿：ZnS含量≥80%FeS、CuS、CdS含量各为2%电解法生产MnO2传统的工艺主要流程为：软锰矿加煤还原焙烧；用硫酸浸出焙烧料；浸出液经净化后再进行电解，MnO2在电解池的阳极析出。电解锌的传统生产工艺为：闪锌矿高温氧化脱硫再用热还原法还原得粗锌：2ZnS＋O22ZnO＋2SO22C＋O22COZnO＋COZn(g)＋CO2将用热还原法制得的粗锌溶于硫酸，再电解ZnSO4溶液可生产纯度为99.95%的锌。现在生产MnO2和锌的新工艺主要是通过电解获得MnO2和锌，副产品是硫、金属铜和镉。简化流程杠图如下：试回答下列问题：（1）Zn的原子序数为30，它在元素周期表中的位置是；软锰矿、闪锌矿粉未与硫酸溶液共热时析出硫的反应为氧化－还原反应，例如：MnO2＋ZnS＋2H2SO4＝MnSO4＋ZnSO4＋S↓＋2H2O，据此写出MnO2在酸性溶液中分别FeS发生氧化－还原反应的化学方程式；软锰矿中Al2O3溶于硫酸的离子方程式；由滤渣甲回收硫黄的实验方法是；（2）用离子方程式表示浸出液A与适量Zn粉作用得到滤液B与滤渣乙的过程（3）滤渣丙的化学成分是；（4）用铁和铂电极电解MnSO4和ZnSO4的混合溶液可以得到Zn和MnO2，电解时，铁做极，铁极发生的电极反应为。（5）试从环境保护和能量消耗的角度评价90年代新工艺相比较有哪些优点。7．（12分）（1）四周期ⅡB族；MnO2＋2FeS＋6H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3MnSO4＋2S＋6H2O，Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O，加热（每空1分）

（2）Zn＋Cu2＋＝Cu＋Zn2＋Zn＋Cd2＋＝Cd＋Zn2＋Zn＋2Fe3＋＝2Fe2＋＋Zn2＋(3分)

（3）Fe(OH)3，Al(OH)3；（2分，漏写1分）（4）阴极（1分）；Zn2++2e-=Zn（1分）

（5）从环境保护角度评价：无SO2对大气的污染；从能量消耗角度评价：无高温焙烧热污染，不需要高温焙烧节约燃料。（2分）8.钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO2）是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿矿储量居世界首位。含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）制取TiO2的流程如下：⑴Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第周期，第族。⑵步骤①加铁的目的是；步骤②冷却的目的是。⑶上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入处理。⑷由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为：已知：①C(s)+O2(g)==CO2(g)；△H=－393.5KJ/mol②2CO(g)+O2(g)==2CO2(g)；△H=－566KJ/mol③TiO2(s)+2Cl2(g)==TiCl4(s)+O2(g)；△H=+141KJ/mol则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)==TiCl4(s)+2CO(g)的△H=。反应TiCl4+2Mg==2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是。8.(1)4ⅣB(各1分，共2分)(2)将Fe3＋还原为Fe2＋(2分)析出(或分离、或得到)FeSO4·7H2O(2分)(3)FeSO4·7H2O(1分)石灰(或碳酸钙、废碱)(1分)(4)－80kJ·mol-1(2分)防止高温下Mg和Ti与空气中的O2(或CO2、N2)作用（2分）(答出“Ar用作保护气”的给1分)二、海水资源利用1、浩瀚的海洋是个巨大的资源宝库，蕴藏着丰饶的矿产；而海水本身含有大量的化学物质，又是宝贵的化学资源。海水的综合利用是海洋经济的重要组成部分。请根据所学知识回答有关海水综合利用的有关问题。(1)①目前，由海水制盐的方法仍以蒸发法(盐田法)为主。选择海滨平坦坚实的地方做成的浅池叫盐田。由水沟引海水入储海水池内，静置，使泥沙沉降，再引入二次蒸发池中，利用日光、风力等自然蒸发作用使含盐水浓缩至接近饱和后，导入结晶池，水分继续蒸发，溶液浓缩到1.21g／cm3左右，即有食盐晶体析出。并不是所有的海岸都可以晒盐，你认为作为盐平衡田除了有平坦空旷的海滩，且潮汐落差大还必须具有的条件是：，此时制得粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质。经过精制后可作为氯碱工业的原料。②目前世界上比较先进的电解制碱术是离子交换膜法，下图为离子交换膜法电解原理示意图透过交换膜的离子a是；b口时的是溶液。离子交换膜的优点是：。电解饱和食盐水的离子方程式是。25℃时，现有200mL食盐水，其中含有少量的NaOH，该溶液的pH等于10，用石墨电极电解，当阴极产生的气体体积为0.224L(标准状况)时停止电解。电解后溶液的pH约(忽略溶液的体积变化)。(2)海水制盐分离出食盐后的卤水中含有氯化镁，从卤水的提取镁。流程图如下：①在生产中，常涉及反应MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O，该反应需要在HCl气氛中才能顺利完成，其理由是：。②获得HCl的反应为2CH4+O2+4Cl22CO+8HCl（不考虑其他反应）。事实上，生产中HCl可以循环使用。试从理论上分析是否需要补充HCl，并简要说明理由：。(3)从海水中提取的溴约占世界溴产量的1/3。常用的一种海水提溴技术叫做吹出法。即用氯气氧化海水中的Br-，使其变成Br2，然后用空气或水蒸气吹出。为了从空气中回收溴，还要使用还原剂。目前比较多的是用SO2做还原剂，使Br2转化为氢溴酸，再用氯气将其氧化得到溴产品。SO2还原Br2的离子方程式。1、(1)①气候干燥、多风、少雨；远离江河入海口，避免海水被淡水冲稀②Na+；精制饱和氯化钠。既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸、又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO。2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，12。(2)①抑制MgCl2(Mg2+)水解②不需要补充HCl，因为Cl2～2HCl～Mg(OH)2～MgCl2～Cl2依据Cl元素守恒可以看出理论上不需要补充HCl(3)SO2+Cl2+2H2O=SO42-+2Cl-+4H+。2．(14分)空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下：（1）溴在周期表中位于周期，族。（2）步骤=4\*GB3④的离子方程式：。（3）溴微溶于水，步骤=8\*GB3⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，上层为饱和溴水，它们的相对密度相差较大。分离出液溴的实验方法，主要仪器的名称是。（4）步骤⑥⑦⑧如果在实验室中进行，需用到的玻璃仪器有。（5）为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”：。（6）苦卤水还可以用制取金属镁，用化学方程式或离子方程式表示从苦卤水制取金属镁的反应原理。2．（15分）（1）四VIIA（2分）（2）Br2+SO2+2H2O=4H++2Br－+SO42－（2分）（3）分液漏斗（2分）（4）酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接液管、锥形瓶（4分，少一个扣1分，扣完为止。）（5）①氯化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏原料，产品成本高。②“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程。（2分，回答①②任一点均得分）（6）Mg2+＋2OH―＝Mg(OH)2↓2H+＋Mg(OH)2＝Mg2+＋2H2OMgCl2Mg＋Cl2↑（3分）3.海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：请填写下列空白：(1)步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是（从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处）。A.烧杯B.坩埚C.表面皿D.泥三角E.酒精灯F.干燥器(2)步骤③的实验操作名称是;步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是。(3)步骤④反应的离子方程式是。(4)步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是。(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法：。3.(1)BDE(2)过滤蒸馏(3)2I-+MnO2+4H+=Mn2++I2+2H2O(4)苯与水互不相溶;碘在苯中的溶解度比在水中大(5)取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液;观察是否出现蓝色(如果变蓝，说明还有单质碘)4、纯碱在日常生活和工业生产中用途广泛，需求量很大，因此纯碱的制备一直是科学家工作的一个重要方向。（1）19世纪欧洲有个吕布兰制碱法，其主要反应原理是：Na2SO4+2CNa2S+2CO2↑Na2S+CaCO3CaS+Na2CO3这种方法的缺点是：。（2）由于这些缺点的存在和后来化学工业的发展，吕布兰法被索尔维法代替。索尔维法的生产流程如下：索尔维法能实现连续生产，但其食盐利用率只有70%左右，且所得副产品（填名称）没有用处，污染环境。（3）我国化学家侯德榜经过一年的努力，做了500多次循环实验，终于设计出新的制碱工艺，于1943年11月在完成实验室规模的流程实验基础上，在工厂顺利试产，食盐的利用率达90％以上，得到了纯碱和氯化铵两种重要产品。氯化铵主要用做氮肥。侯德榜制碱法的原理是：①在30'C-50℃的饱和食盐水中，通入氨和CO2得到碳酸氢钠沉淀；②过滤，将滤渣加热而得到产品；③滤液中加入细食盐末，在10℃-15℃据此回答下列问题：①CO2和NH3通入沉淀池的先后顺序是，理由是。②写出沉淀池中发生的化学反应方程式③在索尔维制碱法中物质可循环使用。在侯德榜制碱法中物质可循环使用，使食盐的利用率由70%提高到90％以上，主要是设计了哪一步循环？。4.（1）①属于高温固体反应，能耗大；②原料利用率低，CO2不能回收利用；③副产品多且用处少，造成环境污染。（2）氯化钙（3）①先通入NH3再通入CO2、NH3极易溶于水，通入NH3使溶液呈碱性，增加CO2的溶解度②NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl③NH3、CO2CO2、NaCl③5．（10分）根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在30℃～35℃，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得Na2CO3固体。四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）表温度温度溶解度盐0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃100℃NaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO311.915.821.027.0－①－－－NaHCO36.98.19.611.112.714.516.4－NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.377.3①＞35℃NH4HCO3会有分解请回答：（1）反应温度控制在30℃～35℃，是因为若高于35℃，则，若低于30℃，则；为控制此温度范围，采取的加热方法为。（2）加料完毕后，继续保温30分钟，目的是。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去杂质（以化学式表示）。（3）过滤所得的母液中含有（以化学式表示），需加入，并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl。（4）测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是：准确称取纯碱样品Wg，放入锥形瓶中加蒸馏水溶解，加1滴～2滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色（指示＋H＋＝反应的终点），所用HCl溶液体积为V1mL，再加1滴～2滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，所用HCl溶液体积为V2mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：NaHCO3（％）＝5（1）NH4HCO3分解；反应速率降低；水浴加热

（2）使反应充分进行；NaHCO3的溶解度最小；NaCl、NH4Cl、NH4HCO3

（3）NaHCO3、NaCl、NH4Cl、NH4HCO3；HCl

（4）三、资源回收1.请仔细观察两种电池的构造示意图，回答下列问题：（1）碱性锌锰电池的总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH＋Zn(OH)2，则负极的电极反应式：（2）碱性锌锰电池比普通锌锰电池（干电池）性能好，放电电流大。试从影响反应速率的因素分析，其原因是（3）某工厂回收废旧锌锰电池，其工艺流程如下：已知：生成氢氧化物的pH如下表：物质Fe(OH)3Fe(OH)2Zn(OH)2Mn(OH)2开始沉淀pH2.77.65.78.3完全沉淀pH3.79.68.09.8①经测定，“锰粉”中除含少量铁盐和亚铁盐外，主要成分应是MnO2、Zn(OH)2。②第一次加入H2O2后，调节pH＝8.0。目的是。③试列举滤液4的应用实例。1．（1）Zn＋2OH－-2e－＝Zn(OH)2（2分）。（2）碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳，增大了反应物的接触面积，加快了反应速率，故放电电流大（3）①MnOOH、C粉（2分）②除去Zn(OH)2和Fe(OH)3（1分）③制备皓矾、回收金属锌等2、某工厂的废水中含有FeSO4、H2SO4、Ag2SO4、Al2(SO4)3及一些污泥。某研究性学习课题组测定了废水中各物质的含量并查找了溶解度数据，现列表如下：表一废水中各物质的含量物质FeSO4H2SO4Ag2SO4Al2(SO4)3污泥质量分数/（%）15.07.00.650.345.0表二FeSO4和Al2(SO4)3在水中的溶解度温度/℃01020304050FeSO4的溶解度15.620.526.532.940.248.6Al2(SO4)3的溶解度31.233.536.440.445.752.2该课题组根据表中数据，设计了污水处理方案，拟利用该厂的废铁屑（有少量锈斑）、烧碱溶液和硫酸处理此污水，回收FeSO4·7H2O和Ag。（1）请填写下列空白，完成得到Ag的实验方案：①将有锈斑的废铁屑先后用热的烧碱溶液和热水进行洗涤，目的是；②将工厂废水过滤，用少量水洗涤滤渣，洗涤液并入滤液后保留待用；③，目的是使Ag+全部还原为金属Ag；④，目的是分离出Ag；（2）请写出后续的步骤，除去Al3+，得到比较纯净的FeSO4·7H2O晶体：⑤将第步与第④步所得滤液混合后，加入少量硫酸至混合液的pH为3~4，滤出FeSO4·7H2O晶体；⑥得到较纯净的FeSO4·7H2O晶体。（3）步骤②中能否用变通自来水洗涤滤渣？（填“能”或“否”），理由是（4）步骤③中有关化学反应的离子方程式是（5）在步聚⑤中，加少量硫酸调整pH的目的是。2、（1）①．洗去油污（1分）；③．在②的滤液中加入稍过量的洗涤过的废铁屑，充分反应后过滤（1分）；④．将③的滤渣溶入足量的稀硫酸中，过滤，滤液保留待用（1分（2）⑤．③（1分），将溶液加热到50℃~80℃，蒸发浓缩，冷却结晶（2分）；⑥．重结晶：在烧杯里加入所得到的FeSO4·7H2O晶体，边搅拌边加入80℃左右的热水至晶体恰好溶解，同时加入少量硫酸酸化，冷却结晶，过滤（2分）。（3）否（1分），普通自来水中含Cl—，使Ag+被沉淀（1分）。（共2分）（4）Fe+2Ag+Fe2++2Ag，Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O，Fe+2Fe3+3Fe2+，Fe+2H+Fe2++H2↑（各1分，共4分）（5）抑制Fe2+的水解（2分）3．某工厂废液经测定，主要含有乙醇，其中还溶有丙酮、乙酸和乙酸乙酯。根据各物质的性质（见下表），确定通过下列步骤回收乙醇和乙酸。物质丙酮乙酸乙酯乙醇乙酸沸点（℃）56．277．0678117．9①向废液中加入烧碱溶液，调整pH=10。②将混合液放入蒸馏器中缓缓加热。③收集温度在70～85℃时的馏出物。④排出蒸馏器中的残液，冷却后，向其中加浓硫酸（过量），然后再放入耐酸蒸馏器中进行蒸馏，回收馏出物。据此回答下列问题：（1）实验中②③用蒸馏方法分离和提纯该混合物，除了蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶、自来水外，尚缺少的玻璃仪器和用品是。（2）加入烧碱溶液调整pH=10的目的是（3）在70～85℃时馏出物的主要成分是。（4）在步骤④中，加入过量浓硫酸的目的是（用化学方程式表示），回收馏出物的温度控制在85～125℃，这时残留液中的主要成分是。3．(12分)（1）温度计、承接管、酒精灯、碎瓷片(4分)（2）中和乙酸，使乙酸转变为乙酸钠；使酯水解生成乙醇和乙酸钠。(2分)（3）乙醇（或CH3CH2OH）(2分)（4）2CH3COONa+H2SO4＝Na2SO4＋2CH3COOH，Na2SO4和H2SO4(4分)4．（10分）“烂版液”是制印刷锌版时，用稀硝酸腐蚀锌版后得到的“废液”。“烂版液”的主要成分是Zn(NO3)2和由自来水带进的Cl－、Fe3＋等杂质离子。在实验室中，由“烂版液”制取ZnSO4·7H2O的过程如下：①在“烂版液”中逐渐加入6mol·L－1NaOH溶液，至pH=8为止。②过滤后得到Zn(OH)2沉淀，用去离子水多次洗涤沉淀。③用2mol·L－1的硫酸，慢慢将洗净的Zn(OH)2溶解，保持一定的pH，加热煮沸，趁热过滤，滤液即为ZnSO4溶液。④溶液中注入2mol·L－1的硫酸，使其pH保持为2……部分阳离子以氢氧化物的形式开始沉淀至完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：沉淀物Fe(OH)3Zn(OH)2pH1.5-3.26.4-8.0⑴步骤①中用PH试纸控制溶液pH=8，使用PH试纸的操作是；步骤②中如何检验沉淀已经洗涤干净？。⑵步骤③中加热的目的是；趁热过滤的目的是。⑶将步骤④完成还缺少的操作是，所用的主要硅酸盐仪器是。4．（10分）⑴取一片PH试纸置于洁净的玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液，点滴在pH试纸中央，待变色后，与标准比色卡对照（2分）取最后一次洗涤液，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀，说明已经洗涤干净（1分）⑵促使Fe3＋完全水解（2分）除去Fe(OH)3沉淀,减少ZnSO4的损失；（2分）⑶将溶液小心加热浓缩，冷却结晶（2分）蒸发皿，酒精灯，玻璃棒（1分）四、物质的制备1．（11分）碘酸钾是一种白色结晶粉末，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘，在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。碘酸钾在常温下稳定，加热至560℃开始分解。工业生产碘酸钾的流程如下，在反应器中发生反应的化学方程式为：I2＋KClO3＋H2O→KH(IO3)2＋KCl＋Cl2（未配平）（1）碘的原子序数为。（2）在反应器中发生的反应I2＋KClO3＋H2O→KH(IO3)2＋KCl＋Cl2（未配平），生成两种还原产物所得电子数目相同，请写出已配平的该反应的化学方程式：。若有1molI2完全反应，则该反应中转移电子的数目为（设NA表示阿伏加德罗常数）（3）步骤②中，用硝酸而不用HI，其原因可能是。（4）步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气，排出氯气的原因为。（5）参照下表碘酸钾的溶解度，步骤11得到碘酸钾晶体，你建议的方法是。温度/℃01020406080KIO3g/100g4.606.278.0812.618.324.8（6）KIO3可用电解的方法制得，原理是：以石墨为阳极，以不锈钢为阴极，在一定温度和电流下电解KI溶液。总反应方程式为KI＋H2O=KIO3＋H2↑，则两极的电极反应式分别为：阴极，阳极。（7）根据你的生活经验和化学知识，谈谈怎样正确使用加碘盐？。（只要说出一种即可）1.（1）53；（2）6I2＋11KClO3＋3H2O＝6KH(IO3)2＋5KCl＋3Cl2、10NA；（3）HI具有还原性，能将已生成的碘酸氢钾还原；（4）Cl2能将KIO3氧化成KIO4；（5））蒸发结晶；（6）6H2O+6e—=2H2↑+6OH－、I－+6OH－-6e—=IO－+2H2O；（7）做好饭菜再放食盐2．(11分)海波(Na2S2O3•5H2O)可用作造纸业中的脱氯剂、摄影业中的定影剂，在分析化学中用于定量测定碘。硫粉和亚硫酸纳溶液煮沸可制得Na2S2O3•5H2O；Na2S2O3•5H2O的部分性质见下表：物理性质易溶于水，不溶于乙醇；熔点48.2℃；在潮湿的空气中易潮解化学性质43℃以上的空气中易风化；遇酸易分解(S2O32―+2H＋=S↓+SO2↑+H2O)实验室制备海波过程如下：（1）实验开始时，加入1mLC2H5OH的目的是（2）滤液A中除有Na2S2O3和少量Na2SO3外，最可能存在的无机化合物杂质是 ，如果滤液中该杂质的含量不很低，其检测的方法是（3）过滤操作所用的玻璃仪器有 ，过滤后发现滤渣B中有少量淡黄色物质。为除去淡黄色物质，洗涤滤渣B的操作过程是（4）烘干滤渣B时应注意什么问题 ，原因是（5）该法制得的晶体中常混有少量Na2SO3和Na2SO4的杂质，为测定一种海波晶体样品的成分，某同学称取三份质量不同的该样品，分别加入相同浓度的H2SO4溶液20mL，充分反应后滤出硫，并将滤液微热（假定生成的SO2全部逸出），测得有关实验数据如下（标准状况）：①样品与硫酸可能发生反应的离子方程式为：；②根据上表数据分析，该样品（填选项字母）；A．只含有Na2S2O3B．含有Na2S2O3和Na2SO3两种成分C．含有Na2S2O3、Na2SO3，和Na2SO4三种成分③试计算：该样品中各成分的物质的量之比?④所加硫酸溶液的物质的量浓度为多少？2、（11分）（1）便于硫被水浸润（2分）（2）Na2SO4（1分）取少量溶液，加稀盐酸酸化后，过滤，再加BaCl2溶液（2分）（3）玻璃棒、漏斗、烧杯（2分）；用乙醇或CS2浸没滤渣，等自然流下后，重复几次（2分）。（用水洗涤不得分）（4）温度应低于43℃（1分），防止晶体风化失水（1分）（5）3、[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]在空气中比一般亚铁盐稳定，是分析化学中常见的还原剂。某研究性学习小组设计了下面的实验装置来制备[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]。实验步骤：(1)把30%NaOH溶液和废铁屑混合、煮沸、冷却，将洗涤铁屑后的NaOH溶液装入F中。(2)在E中用处理过的Fe屑和稀H2SO4反应制取FeSO4。(3)将硫酸亚铁溶液与硫酸铵溶液混合，结晶得[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]。试回答下列问题：(1)用Fe屑和稀H2SO4反应产生的氢气赶走装置中的氧气及(NH4)2SO4溶液中的溶解氧，其目的是；操作时应先关闭活塞，并同时打开活塞；请写出Fe屑和稀H2SO4反应产生的氢气的另外一个作用。(2)使[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]结晶的实验操作是：将硫酸亚铁溶液与硫酸铵溶液的混合液转移至蒸发皿中，，得到[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]晶体。(3)原料利用率高，副产品少，产生的有害废物少，保护环境是“绿色化学”的主要内涵。请写出此实验中能体现“绿色化学”的具体做法（至少写出两点）：、。3、（1）防止亚铁盐被氧化（1分）；A（1分）；B、C（2分）；将E中的产生的硫酸亚铁溶液压入D中（1分）（2）缓缓加热，浓缩至表面出现结晶薄膜为止，放置冷却，过滤（2分）（3）用氢氧化钠溶液除去混在氢气中的酸性气体；氢氧化钠溶液重复使用；用氢气驱赶氧气，防止亚铁盐被氧化；等其它合理答案（每空1分，共2分）4.往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用安全性，扩大其应用范围。例如，在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型Mg(OH)2，树脂可燃性大大降低。该Mg(OH)2的生产工艺如下： ⑴精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁［Mg(OH)2-xClx·mH2O］，反应的化学方程式为。 ⑵合成反应后，继续在393K～523K下水热处理8h，发生反应：［Mg(OH)2-xClx·mH2O］==(1-)Mg(OH)2+MgCl2+mH2O水热处理后，过滤、水洗。水洗的目的是。⑶阻燃型Mg(OH)2具有晶粒大，易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流程中与此有关的步骤是。⑷已知热化学方程式：Mg(OH)2(s)==MgO(s)+H2O(g)；△H1=+81.5kJ·mol-1Al(OH)3(s)=Al2O3(s)+H2O(g)；△H2=+87.7kJ·mol-1①Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是。②等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比，阻燃效果较好的是，原因是。⑸常用阻燃剂主要有三类：A、卤系，如四溴乙烷；B、磷系，如磷酸三苯酯；C、无机类，主要是Mg(OH)2和Al(OH)3。从环保的角度考虑，应用时较理想的阻燃剂是(填代号)，理由是。4.⑴2MgCl2+(2-X)Ca(OH)2+2mH2O2[Mg(OH)2-XClx·mH2O]+(2-X)CaCl2⑵除去附着在Mg(OH)2表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2等。⑶表面处理。⑷①Mg(OH)2和Al(OH)3受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳。②Mg(OH)2Mg(OH)2的吸热效率为：81.5kJ·mol-1/58g·mol-1=1.41kJ·g-1Al(OH)3的吸热效率为：87.7kJ·mol-1/78g·mol-1=1.12kJ·g-1等质量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸热多。⑸C四溴乙烷、磷酸三苯酯沸点低，高温时有烟生成，且高温时受热分解产生有毒、有害的污染物。无机类阻燃剂Mg(OH)2和Al(OH)3无烟、无毒、腐蚀性小。5.硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸猴，为控制水解时Fe3+的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。实验步骤如下：（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有 。 (a)容量瓶 (b)烧杯 (c)烧瓶（2）步骤=2\*ROMANII取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量，目的是 。 (a)控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比 (b)确定下一步还原所需铁的量(c)确定氧化Fe2+所需NaClO3的量 (d)确保铁的氧化物酸溶完全（3）用NaClO3氧化时反应方程式为：6FeSO4+NaClO3+3H2SO4=3Fe2(SO4)3+NaCl+3H2O若改用HNO3氧化，则反应方程式为6FeSO4+2HNO3+3H2SO4=3Fe2(SO4)3+NO↑+4H2O已知1molHNO3价格0.16元、1molNaClO3价格0.45元，评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的得弊，利是 ，弊是 。聚合硫酸铁溶液中SO42¯与Fe3+物质的量之比不是3:2。根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42¯与Fe3+物质的量之比。（4）测定时所需的试剂 。 (a)NaOH (b)FeSO4 (c)BaCl2 (d)NaClO3（5）需要测定 和 的质量（填写化合物的化学式）。（6）选出测定过程中所需的基本操作 （按操作先后顺序列出）。 (a)萃取、分液 (b)过滤、洗涤(c)蒸发、结晶 (d)冷却、称量(e)烘干或灼烧5.（本题共12分）（1）b（2）b、c（3）利：原料成本较低 弊：产生气体对大气有污染（4）a、c（5）Fe2O3、BaSO4（6）b、e、d6．我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：请填写下列空白：（1）已知0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气在t℃，pkPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了akJ热量。该反应的热化学方程式是：。（2）在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气。请应用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由：。（3）当甲烷合成氨气的转化率为75％时，以5.60×107L甲烷为原料能够合成L氨气。（假设体积均在标准状况下测定）（4）已知尿素的结构简式为，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式：①，②。6．（10分）（1）CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)；△H＝2akJ/mol(2分)（2）增大氮气和氢气的浓度有利于增大反应速率；减小氨气的浓度，增大氮气和氢气的浓度都有利于平衡向正反应方向移动。（2分）（3）1.12×108；（2分）（4）（4分）五、化学计算专题1、（9分）化合物KxFe(C2O4)y·3H2O（Fe为＋3价）是一种光敏材料，实验室可以用如下的方法来制备这种材料并测定这种材料的组成。I．制备⑴结晶时应将溶液用冰水冷却并在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是：。⑵操作Ⅲ的名称是。Ⅱ．组成测定称取一定质量的晶体置于锥形瓶中，加入足量的蒸馏水和稀H2SO4，将C2O42－转化为H2C2O4后用0.1000mol·L－1KMnO4溶液滴定，当消耗KMnO4溶液24.00mL时恰好完全反应；再向溶液中加入适量的还原剂，恰好将Fe3＋完全转化为Fe2＋，用KMnO4溶液继续滴定，当Fe2＋完全氧化时，用去KMnO42KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4＝2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O⑶配制100mL0.1000mol·L－1KMnO4溶液及滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外还有（填仪器名称）。两个滴定中，终点时溶液颜色为色，且30秒内不变色。⑷该化合物KxFe(C2O4)y·3H2O中，x＝。1．（9分）⑴用冰水冷却有利于析出更多的晶体，黑暗可以防止晶体分解（2分）⑵过滤、洗涤（2分）⑶100mL容量瓶、酸式滴定管（2分）（紫）红（1分）⑷3（2分）2．（14分）我国中医药已有数千年历史，其独特的疗效使得经深加工的中药产品正逐步进入国际市场，但国外在进口中药时对中药的重金属元素和有毒元素的含量等各项指标检查是非常严格的，因此把好出口中药的质量关是非常重要的。以下介绍了分析实验室对中草药中可能的残余有毒元素砷的检验方法和步骤（As在中草药中主要以As2O3的形式存在）：①取1000g中草药样品进行前期处理制得待测溶液，此时样品中可能含有的砷元素将转化为H3AsO3；②将待测溶液转移入250mL锥形瓶中，并加入2－3滴0.2%的淀粉溶液；③用标准碘溶液滴定待测溶液至终点，消耗20.25mL标准I2溶液，其中发生反应：H3AsO3＋I2＋H2O→H3AsO4＋I－＋H＋（未配平）试回答下列问题：（1）简述如何对少量的中草药样品进行前期处理制得待测溶液？（2）配平离子反应方程式：H3AsO3＋I2＋H2O—H3AsO4＋I－＋H＋（3）0.2%的淀粉溶液的作用是，如何判断滴定到达终点？。（4）题中所用标准碘溶液并非将碘单质直接溶解于蒸馏水中制得，而是由0.1070g纯KIO3、过量的KI以及酸混合，并将其准确稀释到1000mL而制得，请用一个离子反应方程式说明标准碘溶液的形成过程。（5）我国《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》中限定：绿色中药的砷含量不超过2.000mg/kg，试计算说明该中草药样品是否合格？（不需计算过程）计算可知该样品砷含量约为mg/kg，故该草药样品（填“合格”或“不合格”）。2.（14分,每空2分）（1）取少量样品于坩锅内灼烧成灰，将灰转移至烧杯中并加入蒸馏水煮沸，趁热过滤，取滤液恢复至室温后得待测溶液（2分）。（2）1，1，1，1，2，2（2分）。（3）作为指示剂以判断滴定的终点（2分）；溶液由蓝色变为无色，保持半分钟不变色（2分）。（4）IO3－＋5I－＋6H＋＝3I2＋3H2O（2分）。（5）在2.278mg/kg到2.279mg/kg范围内均可得分（1分）；不合格（1分）。3．(10分)茶是我国人民喜爱的饮品，其中含有多种有益于人体健康的成分，据测定茶叶中含有450多种有机成分与15种以上元素。某化学研究小组欲探究茶叶中钙元素的含量，设计了如下探究实验方案：（已知茶叶中的铝、铁元素对钙离子的测定有影响）步骤1：称取500克干燥的茶叶，置于通风橱中，充分灼