2019-2020年高考化學二輪復習 考點加餐訓練 化學在技術中的應用(含解析).doc
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2019-2020年高考化學二輪復習 考點加餐訓練 化學在技術中的應用(含解析) 1.工業(yè)上接觸法制硫酸的生產過程中,下列措施有利于提高SO2的轉化率的是( ) ①V2O5作催化劑?、谕ㄈ脒^量O2?、蹆纱窝趸躍O2、O2循環(huán)使用 ⑤通過熱交換器進行熱交換⑥通入過量SO2 A.①②③ B.②③④⑤ C.②③④⑤⑥ D.全部 【答案】B 【解析】使用催化劑只能提高反應速率而不影響平衡移動;通入過量的O2可使平衡右移,提高SO2的轉化率;兩次氧化和SO2、O2循環(huán)使用均能使未轉化的SO2進一步轉化為SO3;SO2的氧化正反應為放熱反應,而熱交換器可以使反應后混合氣體溫度降低,使平衡右移;通入過量的SO2,雖然能使化學平衡右移,但由于SO2的量增加而使SO2的轉化率降低。因此能提高SO2的轉化率的措施為②③④⑤。 2.人工固氮為糧食豐產奠定了基礎。下面能實現(xiàn)人工固氮的是 ( )。 (A)閃電 (B)由氨制硝酸 (C)大豆的根瘤 (D)合成氨工廠 【答案】D 【解析】 試題分析:游離態(tài)的氮元素直接轉化為氮的化合物的過程是氮的固定,則選項B不是氮的固定;A和C不是人工固氮,答案選D。 考點:考查氮的固定 點評:該題是主要是考查學生對氮的固定的概念即判斷依據(jù)的掌握情況,旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力,難度不大,掌握原理靈活運用即可。 3.下列廣告語中,你認為符合科學道理的是…( ?。? A.“超純水”“超純蒸餾水”絕對衛(wèi)生,對人體有益 B.含碘食鹽可防治甲狀腺腫大 C.本飲料由純天然物質配制而成,絕對不含化學物質,對人體無害 D.含氟牙膏可預防齲齒 【答案】BD 【解析】A項“超純水”“超純蒸餾水”因缺乏人體所必需的微量元素,長期飲用不利于人的身體健康。C項“不含化學物質”的說法錯誤。 4.溫度、催化劑不變,向某一固定體積的容器內按下列各組物質的量加入反應達平衡時,氨氣濃度最大的一組是( ) A 6 2 0 B 1 0 4 C 3.5 1 2 D 5 1.5 1 【答案】B 5.石灰石是工業(yè)原料之一,而制取下列物質不需要用石灰石的是 A.玻璃 B.水泥 C. 生石灰 D.陶瓷 【答案】D 6.采用循環(huán)操作可提高原料的利用率,下列工業(yè)生產中,采用循環(huán)操作的是( ) ①硫酸工業(yè) ②合成氨工業(yè) ?、巯跛峁I(yè) A. ②③ B.①② C.①③ D.①②③ 【答案】D 7.下列說法不正確的是( ) A.通過煤的干餾可以獲得焦炭 B.煤中含有苯和甲苯,可以用蒸餾的方法把它們分離出來 C.通過煤的干餾可以獲得粗氨水 D.煤液化后可以得到甲醇 【答案】B 8.從海水中提取溴(Br)的主要反應為:2Br-+Cl2=2Cl-+Br2,下列說法正確的是 A.溴離子具有氧化性 B.溴離子的還原性比氯離子弱 C.該反應屬于復分解反應 D.氯氣的氧化性比溴單質強 【答案】D 【解析】A不正確,溴離子處于最低價,只有還原性。還原劑的還原性大于還原產物的,B不正確。C不正確,是置換反應,氧化劑的氧化性大于氧化產物的,D正確,答案選D。 9.下列敘述正確的是 A.金屬被人類開發(fā)利用的大致年限之所以有先后,主要取決于金屬在地殼中的含量多少 B.海水中含有豐富的碘元素,因此碘被稱為“海洋元素” C.高爐煉鐵的主要反應原理是碳在高溫下直接將氧化鐵還原成鐵 D.在海水中加入石灰乳可得氫氧化鎂沉淀,這是從海水中富集鎂的基本方法 【答案】D 【解析】 試題分析:A、金屬被人類開發(fā)利用的大致年限之所以有先后,主要取決于金屬的活潑性,錯誤;B、海水中含有豐富的氯元素,錯誤;C、高爐煉鐵的主要反應原理是碳在高溫下先生成一氧化碳,再將氧化鐵還原成鐵,錯誤;D、海水中富含鎂離子,加入石灰乳可得氫氧化鎂沉淀,這是從海水中富集鎂的基本方法,正確,答案選D。 考點:考查化學中與生活、生產的相關知識 10.從海水中提取部分物質的過程如下圖所示 下列有關說法錯誤的是 A.過程①需要加入化學試劑、沉淀、過濾等操作 B.由“母液→無水MgCl2”一系列變化中未涉及氧化還原反應 C.工業(yè)上一般用金屬鈉與無水MgCl2反應制取Mg單質 D.反應③和⑤均可由下列反應實現(xiàn):2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,該反應屬于置換反應 【答案】C 【解析】 試題分析:A.過程①在粗鹽中含有CaCl2、MgCl2、Na2SO4等雜質,需要加入化學試劑Na2CO3、BaCl2、NaOH等化學試劑把雜質沉淀過濾除去,再加入HCl調節(jié)溶液的pH,就得到精鹽溶液,可以用于氯堿工業(yè),正確;B.母液中含有MgCl2,將溶液在HCl的氛圍中加熱就可以得到無水MgCl2,在這一系列變化中元素的化合價沒有變化,因此未涉及氧化還原反應,正確;C.工業(yè)上一般電解無水MgCl2反應制取Mg單質,錯誤;D.反應③和⑤均可由下列反應實現(xiàn):2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,該反應是單質與化合物反應產生新的單質和新的化合物,因此都屬于置換反應,正確。 考點:考查從海水中提取部分物質的操作過程、物質的分離、制取方法及反應原理的正誤判斷的知識。 11.下圖所示為海水綜合利用部分流程,有關說法錯誤的是 A.實驗室進行①的操作需用到坩堝、玻璃棒、酒精燈 B.②是一個將電能轉化為化學能的過程 C.③④⑤涉及的反應均為氧化還原反應 D.④中反應的離子方程式為SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br- 【答案】A 【解析】 試題分析:A、實驗室進行①的操作為蒸發(fā)溶液,需用儀器有:蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈,錯誤;B、②為電解食鹽水,能量轉化為把電能轉化為化學能,正確;C、③為Cl2氧化NaBr,④為Br2氧化SO2,⑤為Br ̄被氧化為Br2,均為氧化還原反應,正確;D、④為Br2氧化SO2,離子方程式為:SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-,正確。 考點:本題考查化學流程的分析、反應類型的判斷、能量轉化、離子方程式的書寫。 12.由下列物質冶煉相應金屬時通常用熱分解法的是 A.NaCl B.HgO C.Cu2S D.Al2O3 【答案】B 【解析】 試題分析:冶煉不活潑的金屬化合物時使用熱分解的方法。所以B正確。 考點:考查了金屬的冶煉方法。 13.下列金屬的冶煉中,通常是用加熱分解的方法來完成的是 A.Na B. Mg C.Ag D.Fe 【答案】C 【解析】 試題分析:鈉和鎂是活潑的金屬,通過電解法冶煉。鐵的冶煉通過還原劑還原。銀是不活潑的金屬,通過熱分解冶煉,答案選C。 考點:考查常見金屬的冶煉 點評:常見金屬冶煉的方法: 1.熱分解法 運用于不活潑的金屬,如汞可用氧化汞加熱制得 2熱還原法 用還原劑(氫氣,焦炭,一氧化碳,活潑金屬等)還原. 如制鎢用氫氣或鋁(鋁熱反應,在制取一些熔點高的金屬是可以用這個方法)制鐵用焦炭. 3電解法 電解法冶金會消耗大量的電能成本較高,但冶煉的金屬純度高一般用于金屬的精煉.適用于K,Ca,Na,Mg,Al等活潑金屬. 4其他方法 CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 Na+KCl==K+NaCl(反應條件是高溫,真空。)(原理是高沸點金屬制低沸點金屬。) 14.從海水中提取金屬鎂的生產步驟有:①濃縮結晶,②加熟石灰,③加鹽酸,④過濾,⑤熔融電解,正確的生產步驟是 _ 。 【答案】②④③①⑤ 【解析】略 15.(10分)硫酸渣是用黃鐵礦制造硫酸過程中排出的廢渣,主要化學成分為SiO2(約45%)、Fe2O3(約40%)、Al2O3(約10%)和MgO(約5%)。某同學設計了如下方案,分離樣品中各種金屬元素。請回答下列問題。 (1)寫出溶液B的溶質是 。 (2)參照以下框的形式進一步完成“溶液C”到“Al2O3”的流程(注明試劑、條件和操作)。 (3)為了分析某硫酸渣中鐵元素的含量,先將硫酸渣預處理,把鐵元素還原成 Fe2+,再用KMnO4標準溶液在酸性條件下進行氧化還原滴定。 ①判斷到達滴定終點的現(xiàn)象是 。 ②某同學稱取2.000g硫酸渣,預處理后在容量瓶中配制成100mL溶液,移到25.00mL試樣溶液,用0.0050molL-1KMnO4標準溶液滴定,達到滴定終點時,消耗標準溶液20.00mL,則殘留物中鐵元素的質量分數(shù)是 。 【答案】 16.以鋁灰(主要成分為Al、Al2O3,另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3雜質)為原料,可制得液體聚合氯化鋁Alm(OH)nCl3m-n,生產的部分過程如下圖所示(部分產物和操作已略去)。 已知某些硫化物的性質如下表: (1)操作I是 。Al2O3與鹽酸反應的離子方程式是 。 (2)濾渣2為黑色,該黑色物質的化學式是 。 (3)向濾液2中加入NaClO溶液至不再產生紅褐色沉淀,此時溶液的pH約為3.7。NaClO的作用是 。 (4)將濾液3的pH調至4.2~4.5,利用水解反應得到液體聚合氯化鋁。反應的化學方程式是 。 (5)將濾液3電解也可以得到液體聚合氯化鋁。裝置如圖所示(陰離子交換膜只允許陰離子通過,電極為惰性電極)。 ①寫出陰極室的電極反應: 。 ②簡述在反應室中生成聚合氯他鋁的原理: 。 【答案】(1)過濾 (2分)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O (2分) (2)CuS (2分) (3)將Fe2+氧化為Fe3+,使轉化為Fe(OH)3沉淀 (2分) (4)mAlCl3+nH2O=Alm(OH)nCl3m-n+nHCl (寫“”得分)(1分) (5)①2H++2e-=H2↑ (2分) ②電解過程中反應室中的Cl-通過陰離子交換膜進入陽極室,陰極室中的OH-通過陰離子交換膜進入反應室,生成聚合氯化鋁。(2分) 【解析】 試題分析:(1)加入稀鹽酸后,CuO、SiO2不溶于稀鹽酸的雜質可過濾出,所以操作I是過濾;氧化鋁與稀鹽酸反應的離子方程式為Al2O3+6H+=2Al3++3H2O; (2)根據(jù)硫化物的性質可知該黑色物質為CuS,因為硫化亞鐵溶液稀鹽酸中; (3)加入次氯酸鈉目的是把亞鐵離子氧化成鐵離子,轉化為Fe(OH)3沉淀除去; (4)根據(jù)聚合氯化鋁的化學式和質量守恒定律,氯化鋁水解的化學方程式為 mAlCl3+nH2O=Alm(OH)nCl3m-n+nHCl; (5)①濾液3的主要成分是氯化鋁,根據(jù)離子放電順序,在陰極是陽離子放電,所以應為H+放電,電極反應為2H++2e-=H2↑; ②反應室兩側均為陰離子交換膜,電解過程中反應室中的Cl-通過陰離子交換膜進入陽極室,陰極室中OH-濃度增大,通過陰離子交換膜進入反應室,生成聚合氯化鋁。 考點:考查化學與化工生產的聯(lián)系,對題目信息的分析能力 17.(8分)某化學課外小組用海帶為原料制取少量碘水,已知:海帶中碘元素以I—形式存在。提取碘的原理是“在酸性條件下用H2O2將I—氧化為碘單質”。 反應后,再進行以下實驗步驟: ①把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中;②把50mL碘水和15mL CCl4加入分液漏斗中,蓋好玻璃塞,倒轉漏斗用力振蕩,并不時旋開活塞放氣,最后關閉活塞把分液漏斗放正;③檢驗分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液;④旋開分液漏斗活塞,用燒杯接收下層液體;⑤從分液漏斗上口倒出上層液體;⑥將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上凹槽對準漏斗口上的小孔;⑦靜置,分層。 就此實驗,完成下列填空: (1)寫出用海帶制取單質碘的離子方程式:______________ ______________________ 。 (2)正確的實驗操作步驟順序為: ⑥ ⑦④ ⑤。 ⑶第②步操作的名稱是_______ _____, ⑷第②步中,可以用來替代CCl4的溶劑有: A、汽油 B、酒精 C、苯 D.水 【答案】 【解析】 ⑴2I―+2H++2H2O=I2+2H2O,用H2O2在酸性條件下將I― 氧化成I2; ⑵分液漏斗應先查漏,再裝液,然后放在漏斗架上,操作順序為③②①; ⑶從碘水中提取碘,萃??; ⑷AC,BD能與水互溶,不分層,不符合萃取的條件。 18.氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應用廣泛。硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索。以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量FeCO3)為原料制備高純氧化鎂的實驗流程如下: (1)MgCO3與稀硫酸反應的離子方程式為 。 (2)加入H2O2氧化時,發(fā)生反應的化學方程式為 。 (3)濾渣2的成分是 (填化學式)。 (4)煅燒過程存在以下反應: 2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑ MgSO4+C MgO+SO2↑+CO↑ MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑ 利用下圖裝置對煅燒產生的氣體進行分步吸收或收集。 ①D中收集的氣體可以是 (填化學式)。 ②B中盛放的溶液可以是 (填字母)。 a、NaOH溶液 b、Na2CO3溶液 c、稀硝酸 d、KMnO4溶液 ③ A中得到的淡黃色固體與熱的NaOH溶液反應,產物中元素最高價態(tài)為+4,寫出該反應的離子方程式: 。 【答案】 (1)MgCO3+2H+═Mg2++CO2↑+H2O; (2)2FeSO4+H2O2+H2SO4═Fe2(SO4)3+2H2O; (3)Fe(OH)3; (4)①CO;②d;③3S+6OH-2S2-+SO32-+3H2O。 【解析】 試題分析:(1)MgCO3與稀硫酸反應生成硫酸鎂、二氧化碳和水,反應的離子方程式為MgCO3+2H+═Mg2++CO2↑+H2O,故答案為:MgCO3+2H+═Mg2++CO2↑+H2O; (2)加入H2O2 氧化時,在酸性溶液中氧化硫酸亞鐵為硫酸鐵,反應的化學方程式為:2FeSO4+H2O2+H2SO4═Fe2(SO4)3+2H2O,故答案為:2FeSO4+H2O2+H2SO4═Fe2(SO4)3+2H2O; (3)酸溶后過濾得到溶液中加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子,加入氨水調節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀,過濾后所以得到沉淀為氫氧化鐵,故答案為:Fe(OH)3; (4)煅燒得到的氣體主要有SO2、CO2、CO、S,產生的氣體進行分步吸收或收集,所以通過A使硫蒸氣冷凝下來,再通過B裝置高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫,通過C中的氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳,最后剩余一氧化碳氣體在D中收集; ①D中收集的氣體可以是CO,故答案為:CO; ②B中盛放的溶液可以KMnO4溶液吸收二氧化硫,故答案為:d; ③A中得到的淡黃色固體與熱的NaOH溶液反應,依據(jù)氧化還原反應原理,產物中元素最高價態(tài)為+4,最低價為-2價,反應的離子方程式為:3S+6OH-2S2-+SO32-+3H2O,故答案為:3S+6OH-2S2-+SO32-+3H2O。 考點:考查了鎂鋁及其化合物、二氧化硫性質應用,混合物分離方法和實驗操作方法的相關知識。 19.農業(yè)生產中使用最廣泛的磷肥是過磷酸鈣,其主要成分是 (填化學式);在實際使用中,其不能與草木灰混合施用的原因是(用離子方程式表示) 。目前常用的濕法磷肥生產工藝是用硫酸分解磷礦石(主要成分為Ca5(PO4)3F),這樣處理的主要目的是 。 該生產工藝的有關反應為: 2Ca5(PO4)3F+7H2SO4=Ca3(PO4)2+4H3PO4+7CaSO4+2HF Ca3(PO4)2+4H3PO4=3Ca(H2PO4)2 生成的氟化氫會和磷礦中帶入的二氧化硅反應生成SiF4,若直接排放到空氣中,將嚴重污染環(huán)境。某磷肥廠改進工藝,在吸收塔中將SiF4經(jīng)水吸收后轉化為氟硅酸(H2SiF6)溶液和硅膠(SiO2),實現(xiàn)氟的循環(huán)使用和硅膠的合理利用,以減小對環(huán)境的污染,同時創(chuàng)造經(jīng)濟效益。工藝流程如下: (1)寫出吸收塔中反應的化學方程式____ 。 (2)該工藝流程中,設計兩個吸收塔的目的是 。 (3)氟硅酸與磷酸鈣和水反應可生成磷酸二氫鈣,原理是: 2H2SiF6+Ca3(PO4)2+4H2O=2CaSiF62H20 +Ca(H2PO4)2 CaSiF62H2O+2H2O=CaF2SiO22H2O+4HF 4HF+Ca3(PO4)2=2CaF2+Ca(H2PO4)2 若利用氟硅酸與磷酸鈣和水反應代替硫酸與磷酸鈣反應生產Ca(H2PO4)2,理論上lkg氟硅酸可替代_____kg硫酸。 (4)分離得到的硅膠中因含有H2SiF6而稱含氟硅膠,含氟硅膠中SiO2易溶于沸騰的氟化銨溶液,得到(NH4)2SiF6溶液,此反應為可逆反應,加入氨水后,二氧化硅重新析出。寫出SiO2與氟化銨反應的化學方程式______ __。 【答案】(15分) Ca(H2PO4)2H2O和CaSO4 (2分); CO32-+H2PO4-+Ca2+=CaHPO4+HCO3-(2分); 使之變?yōu)橹参锟梢晕湛扇苄缘牧姿猁},便于植物吸收(2分) (1)3SiF4+2H2O=2H2SiF6+SiO2(2分) (2)提高SiF4R的吸收率(2分) (3)2.04(2分) (4)6NH4F(沸騰)+SiO2=(NH4)2SiF6+4NH3+2H2O(3分) 【解析】 試題分析:K2 CO3和Ca(H2PO4)2反應符合強酸制弱酸原理。Ca5(PO4)3F和 Ca3(PO4)2 不溶,Ca(H2PO4)2可溶。 (3)①2H2SiF6+Ca3(PO4)2+4H2O=2CaSiF62H20 +Ca(H2PO4)2 ②CaSiF62H2O+2H2O=CaF2SiO22H2O+4HF ③4HF+Ca3(PO4)2=2CaF2+Ca(H2PO4)2 ①+②*2+ ③*2 可得關系 2H2SiF6→3Ca(H2PO4)2 ④2H2SO4+Ca3(PO4)2=2 CaSO4+ Ca(H2PO4)2 可得關系: 2H2SO4→Ca(H2PO4)2 綜合以上兩種關系:2H2SiF6→3Ca(H2PO4)2→6H2SO4 設lkg氟硅酸可替代硫酸質量為x。 2*144 6*98 1 x x=2.04 考點:本題以工藝流程為基礎,考元素及化合物、化學實驗基本操作、化學計算等相關知識。 20.鍶(Sr)為第五周期第II A族元素。高純六水氯化鍶晶體(SrCl26H2O)具有很高的經(jīng)濟價值,用工業(yè)碳酸鍶粉末(含少量鋇、鐵的化合物等雜質)制備高純六水氯化鍶晶體的過程如下圖所示。 工業(yè) 碳酸鍶 漿液 水 鹽酸 ① 適量 1mol/L H2SO4 ② 溶液 少量 30%H2O2 調pH至8-10 ③過濾 濾液 濾渣 加熱蒸發(fā) 冷卻結晶 ④過濾 氯 化 鍶 晶 體 ⑤干燥 洗滌 高純六水氯化鍶晶體 已知:SrCl26H2O 晶體在61℃時開始失去結晶水,100℃時失去全部結晶水。請回答: (1)操作①加快反應速率的措施有 (任寫一種方法)。碳酸鍶與鹽酸反應的離子方程式為 。 (2)加入少量30% H2O2溶液的發(fā)生反應的離子方程式為 。 (3)步驟③中調節(jié)溶液pH至8—10,宜選用的試劑為_______(填序號): A.氨水 B.氫氧化鈉 C. 氫氧化鍶粉末 D.碳酸鈉晶體 所得濾渣的主要成分是Fe(OH)3和 (填化學式)。 (4)工業(yè)上用熱風吹干六水氯化鍶,選擇的適宜溫度范圍是 。 A.50~60℃ B.70~80℃ C.80~100℃ D.100℃以上 (5)若濾液中Ba2+濃度為110-5mol/L,依下表數(shù)據(jù)推算出濾液中Sr2+物質的量濃度不大于 mol/L。 SrSO4 BaSO4 Sr(OH)2 Ksp 3.310—7 1.110—10 3.210—4 【答案】(16分) (1)(共5分)升高溫度、或增大鹽酸濃度、或充分攪拌等(合理均可,2分) SrCO3+2H+=Sr2++CO2↑+H2O (3分) (2)(共3分)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (3)(共4分)C(2分) BaSO4(2分) (4)(共2分) A (5)(共2分)0.03(或310-2) [計算過程:c(SO42-)=1.110-1010-5 mol?L-1=1.110-5 mol?L-1,c(Sr2+)=3.310-71.110-5 mol?L-1=310-2 mol?L-1] 【解析】 試題分析:(1)根據(jù)影響化學反應速率的因素,升高溫度、或增大鹽酸濃度、或充分攪拌等都能加快反應速率;鹽酸的酸性比碳酸強,因此碳酸鍶與鹽酸能發(fā)生復分解反應,同主族元素具有相似性,鎂、鈣、鍶、鋇都是第IIA族,碳酸鎂微溶、碳酸鈣難溶、碳酸鋇難溶,由此推斷碳酸鍶難溶于水,應保留化學式,則該反應為SrCO3+2H+=Sr2++CO2↑+H2O; (2)鐵的化合物溶于鹽酸時可能生成亞鐵離子和鐵離子,雙氧水具有強氧化性,是綠色氧化劑,可以將亞鐵離子氧化為鐵離子,即2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++H2O,便于除鐵; (3)氨水與氫離子容易結合成銨根離子,雖然能消耗氫離子,升高溶液的pH,但是引入的銨根離子是新的雜質,故A選項錯誤;氫氧化鈉也能消耗氫離子,達到調節(jié)溶液pH的目的,但是引入的鈉離子是新的雜質,故B選項錯誤;氫氧化鍶能消耗氫離子,將溶液pH調至8~10,且引入的鍶離子是目標產物需要的離子,故C選項正確;碳酸鈉能消耗氫離子,但是會引入鈉離子,故D選項錯誤;由于鋇的化合物溶于鹽酸產生鋇離子,加入過量硫酸時,硫酸根離子與鋇離子結合生成硫酸鋇沉淀,則濾渣的主要成分是氫氧化鐵和硫酸鋇; (4)由于SrCl26H2O 晶體在61℃時開始失去結晶水,100℃時失去全部結晶水,為了減少目標產物的損失,不能使溫度達到61℃或61℃以上,故只有A選項正確; (5)由于BaSO4(s) Ba2++SO42—,Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)?c(SO42—),則濾液中c(SO42—)= 1.110—10110-5 mol/L =1.110—5mol/L,由于SrSO4(s) Ba2++SO42—,為了防止鍶離子沉淀,則Qc(SrSO4)=c(Sr2+)?c(SO42—)≤Ksp(SrSO4),則濾液中c(Sr2+)≤3.310—71.110-5 mol/L =3.010—2mol/L。 考點:考查物質制備化學工藝流程,涉及加快酸浸反應速率的措施、鹽酸與碳酸鍶反應的離子方程式、加入過氧化氫時反應的離子方程式、選擇合理的試劑調節(jié)溶液pH除雜、濾渣的成分、選擇合適的烘干溫度、硫酸鋇和硫酸鍶溶度積的計算等。 21.【化學與技術】 鈦冶煉廠與氯堿廠、甲醇廠組成一個產業(yè)鏈(如圖所示),將大大提高資源的利用率,減少環(huán)境污染。 請回答下列問題: (1)Fe的原子序數(shù)為26,其最外層電子數(shù)為2,請寫出鐵原子結構示意圖____。 (2)寫出鈦鐵礦在高溫下與焦炭經(jīng)氯化得到四氯化鈦的化學方程式。 (3)氯堿廠獲得Cl2的離子方程式為 。 (4)由TiCl4→Ti反應后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti,依據(jù)下表信息,需加熱的溫度略高于℃即可。 (5)為了減少產業(yè)鏈生產時產生的工業(yè)三廢對環(huán)境的威脅,當NaCl與FeTiO3的物質的量之比為 時,理論上Cl2的利用率最大。 【答案】(1) (2)2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO (3)2Cl- + 2H2O H2↑ + Cl2↑ + 2OH- (4)1412 (5)7:1 【解析】(1)鐵位于元素周期表的第4周期第Ⅷ族,是過渡金屬元素的代表,原子序數(shù)為26,電子層結構為 (2)從圖示可知氯化時的反應物為FeTiO3、C、Cl2,生成物為FeCl3、TiCl4、CO,再根據(jù)得失電子和原子守恒即可得出該反應的方程式為FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO; (3)工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2,并以它們?yōu)樵仙a一系列化工產品,稱為氯堿工業(yè)。陽極反應:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反應);陰極反應:2H++2e-=H2↑(還原反應);因此,電解飽和食鹽水的總反應可以表示為:2Cl-+2H2OH2↑ + Cl2↑ + 2OH-; (4)Ar氣中進行防止鈦、鎂被氧化;控制溫度使TiCl4、Mg、MgCl2轉化為蒸氣,Ti不熔化,故溫度略高于1412℃; (5)根據(jù)2Cl-+ 2H2OH2↑ + Cl2↑ + 2OH-;再根據(jù)圖示可知氯化時的反應物為FeTiO3、C、Cl2,生成物為FeCl3、TiCl4、CO,再根據(jù)得失電子和原子守恒即可得出該反應的方程式為2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO,得出關系式2FeTiO3~7Cl2~ 14NaCl,所以為了減少產業(yè)鏈生產時產生的工業(yè)三廢對環(huán)境的威脅,當NaCl與FeTiO3的物質的量之比為7:1時,理論上Cl2的利用率最大。 22.(16分)以黃鐵礦為原料制硫酸產生的硫酸渣中含F(xiàn)e2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,用硫酸渣制備鐵紅(Fe2O3)的過程如下: (1)酸溶過程中Fe2O3與稀硫酸反應的化學方程式為 ; “濾渣A”主要成份的化學式為 。 (2)還原過程中加入FeS2的目的是將溶液中的Fe3 +還原為Fe2 +,而本身被氧化為H2SO4,請完成該反應的離子方程式:FeS2 + 14Fe3 + + H2O== 15Fe2 + + SO42- + 。 (3)氧化過程中,O2、NaOH與Fe2+反應的離子方程式為 。 (4)為了確保鐵紅的質量,氧化過程需要調節(jié)溶液的pH的范圍是 (幾種離子沉淀的pH見下表);濾液B可以回收的物質有(寫化學式) 。 沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 開始沉淀pH 2.7 3.8 7.6 9.4 完全沉淀pH 3.2 5.2 9.7 12.4 【答案】(16分) (1)(5分)Fe2O3 + 3H2SO4 == Fe2(SO4) 3 + 3H2O(2分?;瘜W式1分、配平1分) SiO2(2分。多寫FeS2不扣分,多寫其它化學式0分) (2)(3分)8 2 16H+(第空1分) (3)(4分)4Fe2 + + O2 + 2H2O + 8OH-= 4Fe(OH)3↓ (化學式對2分、配平2分?;? Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓(2分),4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(2分) (分兩個方程寫:第個方程式化學式對1分、配平1分) (4)(5分)3.2~3.8(或之間的數(shù)據(jù)值,2分) Na2SO4、Al2(SO4)3、MgSO4(3分,多寫H2SO4不扣分,多寫其它0分) 【解析】 試題分析:(1)氧化鐵與稀硫酸反應生成硫酸鐵和水,化學方程式為Fe2O3 + 3H2SO4 == Fe2(SO4) 3 + 3H2O;硫酸渣中只有二氧化硅不與稀硫酸反應,所以“濾渣A”主要成份的化學式為SiO2; (2)FeS2 中的S元素的化合價是-1價,生成物中Fe的化合價是+2價,S的化合價是+6價,整體升高14價,而Fe3+的化合價降低1價,根據(jù)升降化合價總數(shù)相等,所以Fe3+的系數(shù)是14,則SO42-的系數(shù)是2,再根據(jù)元素守恒和電荷守恒判斷生成物中還有氫離子,其系數(shù)為16,則水的系數(shù)是8; (3)O2、NaOH與Fe2+反應生成氫氧化鐵沉淀,離子方程式為4Fe2 + + O2 + 2H2O + 8OH-= 4Fe(OH)3↓; (4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)使鐵離子完全沉淀,而其他離子不能沉淀,所以溶液的pH的范圍是)3.2~3.8;濾液B中則含有其他離子的硫酸鹽,如Na2SO4、Al2(SO4)3、MgSO4。 考點:考查對工藝流程的分析,物質的判斷,化學方程式的配平 23.鐵及其化合物有重要用途,如聚合硫酸鐵[Fe2(0H)n(S04)3-n/2]m是一種新型高效的水處理混凝劑,而高鐵酸鉀(其中鐵的化合價為+6)是一種重要的殺菌消毒劑,某課題小組設計如下方案制備上述兩種產品: 請回答下列問題: (1)若A為H20(g),可以得到Fe304,寫出其轉化的化學方程式: 。 (2)若C為KNO3和KOH的混合物,寫出其與Fe2O3加熱共融制得高鐵酸鉀的化學方程式 并配平: (3)為測定溶液Ⅰ中鐵元素的總含量,實驗操作:準確量取20.00mL溶液Ⅰ于帶塞錐形瓶中,加入足量H202 ,調節(jié)pH<3,加熱除去過量H202 ;加入過量KI充分反應后,再用 O.1OOOmol.L-1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點,消耗標準溶液20.00mL。 已知:2Fe3++2I-=2Fe2++I2 I2+2S2O32-=2I-+S4O62- ①寫出滴定選用的指示劑 ,滴定終點觀察到的現(xiàn)象 。 ②溶液Ⅰ中鐵元素的總含量為 g.L-1。若滴定前溶液中H202沒有除盡,所測定的鐵元素的含量將會 (填“偏高” “偏低” “不變”)。 (4)將3.48gFe3O4完全溶解在100mL 1 molL-1H2SO4溶液中,然后加入K2Cr2O7溶液25mL,恰好使溶液中的Fe2+全部反應,Cr2O72-轉化為Cr3+。則K2Cr2O7溶液的物質的量濃度為 【答案】(1)3Fe+4H20(g)Fe3O4+ 4H2 (2)Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O (3)①淀粉溶液(1分) 溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘不變色(1分) ②5.6 ,偏高 (4)0.1molL-1 【解析】 試題分析:(1)Fe與水蒸氣在高溫下反應生成Fe3O4和氫氣,化學方程式為3Fe+4H20(g)Fe3O4+ 4H2; (2)KNO3和KOH的混合物與Fe2O3加熱共融制得K2FeO4,則缺項中有一種為K2FeO4,K2FeO4中鐵元素化合價為+6,亞鐵離子從+3價變?yōu)?6價,化合價升高3價;KNO3中N元素從+5降為KNO2中的+3價,化合價降低2價,根據(jù)化合價升降相等,氧化鐵的系數(shù)為1,KNO3的系數(shù)為3,然后根據(jù)質量守恒定律配平,配平后的方程式為Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O。 (3)①Fe3+氧化I-生成I2,淀粉遇碘變藍,選擇淀粉溶液作指示劑;當加入最后一滴硫代硫酸鈉溶液時,溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘不變色,說明到達滴定終點。 ②由2Fe3++2I-═2Fe2++I2、I2+2S2O32-═2I-+S4O62-可得:Fe3+~S2O32-,則n(Fe3+)=n(S2O32-)=0.1000mol/L0.02L=0.002mol,鐵元素總含量為(56g/mol0.002mol)0.02L=5.6g/L;H2O2也能氧化I-生成I2,所以若過氧化氫沒有除盡,則消耗硫代硫酸鈉溶液體積偏大,所測結果偏高。 (4)3.48g Fe3O4的物質的量為3.48232=0.015mol,發(fā)生的反應為 Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O, 6FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO4 =3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2O,根據(jù)化學反應可知,反應生成0.015molFeSO4,0.015molFeSO4消耗0.0025mol K2Cr2O7,則K2Cr2O7的濃度為0.0025mol0.025L=0.1molL-1。 【考點定位】考查物質制備方案的設計,涉及鐵的及其化合物的性質,氧化還原反應配平,化學計算。 【名師點睛】本題考查了物質制備方案的設計、鐵及其化合物的性質、氧化還原反應配平、化學計算、滴定等知識,題目難度中等,試題知識點較多、綜合性較強,充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力。鐵元素是過渡元素的代表,而鐵及鐵合金材料又在工農業(yè)生產中有著重要應用,因此鐵及其化合物的有關知識是高考的熱點內容之一,命題多以生活、生產、實際應用為背景,突出鐵及其化合物的性質,學生在平時的學習中應注意掌握。- 配套講稿:
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