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10-16
4.0×
10-38
3.0×
10-17
2.2×
10-20
①调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。
根据上表中溶度积数据判断,含有等物质的量浓度Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液,随pH升高最先沉淀下来的离子是。
②一种方案是先加入过量的H2O2,再调节pH到4左右,加入H2O2的目的是
。
加入H2O2后发生反应的离子方程式为。
3.(16分)工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl—、和SO42—等杂质,提纯工艺线路如下:
Ⅰ、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:
Na2CO3·
10H2ONa2CO3·
7H2ONa2CO3·
H2O
3236t(℃)
Ⅱ、有关物质的溶度积如下:
物质
CaCO3
MgCO3
Ca(OH)2
Mg(OH)2
Fe(OH)3
4.96×
10—9
6.82×
10—6
4.68×
5.61×
10—12
2.64×
10—39
回答下列问题:
(1)加入NaOH溶液时发生的离子方程式为。
向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+):
c(Fe3+)=。
(2)“趁热过滤”时的温度应控制在。
(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。
请你分析实际工业生产中是否可行,并说明理由。
(4)已知:
Na2CO3·
10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)△H=+532.36kJ·
mol—1
Na2CO3·
10H2O(s)=Na2CO3·
H2O(s)+9H2O(g)△H=+473.63kJ·
写出Na2CO3·
H2O脱水反应的热化学方程式。
4.(16分)铁及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题:
(1)钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的正极反应式为:
(2)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。
X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,Y可溶于过量盐酸,形成黄绿色的溶液,写出Y与盐酸反应的化学方程式:
(3)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产
CuCl2·
2H2O的工艺流程如下:
已知:
Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全时的pH值分别为:
9.7、3.2、6.4。
试回答下列问题:
①试剂F应选用。
(填编号)
A.Cl2B.NaClO
C.HNO3D.浓硫酸
理由是。
②为了获得CuCl2·
2H2O晶体,对滤液B进行的操作是:
蒸发浓缩,趁热过滤,滤液经冷却结晶,过滤得到产品。
分析有关物质的溶解度曲线(如图),“趁热过滤”得到的固体是。
5.(16分)
高铁酸盐(K2FeO4、Na2FeO4)在能源、环保等方面有着广泛的用途。
干法、湿法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
干法
Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色K2FeO4和KNO2等产物
湿法
强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色Na2FeO4溶液
△
(1)干法制备K2FeO4的化学方程式为Fe2O3+3KNO3+4KOH=====2K2FeO4+3KNO2+2H2O,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(2)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如下图所示:
溶解
①反应I的离子方程式为 。
②反应II的化学方程式为 。
③加入饱和KOH溶液的目的是 。
(3)高铁酸钾在水中既能消毒杀菌,又能净水,是一种理想的水处理剂。
它能消毒杀菌是因为,它能净水的原因是
(4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池,右图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由图可得出高铁电池的优点有:
工作电压稳定,
。
6.(16分)某研究性学习小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na+、Mg2+、Cl-、Br-等)中模拟工业生产提取
镁,主要过程如下:
回答下列问题:
(1)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有饱和溶液的烧杯中,充分搅拌后经、(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。
写出有关反应的离子方程式。
(2)右图是该研究性学习小组设计进行
过程③的实验装置图。
其中装置A的作用是
若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,
最简单的操作方法是
。
(3)写出过程④中发生反应的化学方程式
7.(16分)锌锰废电池可回收锌、锰元素生产硫酸锌及碳酸锰,其中生产工业级碳酸锰工艺如下:
(1)上述过程中的氢气,是回收硫酸锌的另一个工艺流程中产生的副产品。
已知硫酸锌水溶液显酸性,用离子方程式说明。
(2)原料锰粉粗品中主要成分为MnO2和碳,焙烧时反应的化学方程式为MnO2+C=MnO+CO↑,该反应的氧化产物是。
(3)50~55℃向MnSO4的母液中加入足量NH4HCO3,反应的化学方程式为:
MnSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4+MnCO3↓+_______+_______。
(4)已知三种离子沉淀的pH范围为Fe3+:
2.7~3.7,Mn2+:
8.6~10.1,Fe2+:
7.6~9.6。
下表是上述过程②中除去Fe2+的模拟操作方法,请完成下表内容:
实验步骤
离子方程式
步骤1:
取少量滤液于试管中,加入过量酸化的H2O2溶液,振荡。
_______________________________
步骤2:
将pH调到,使Fe3+沉淀完全
Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+
8.(16分)以下是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图:
(1)酸浸、过滤后滤液A中的金属阳离子是__________;
(2)煅烧FeCO3生成产品I的化学反应方程式为________;
(3)已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如右图所示,产品Ⅱ的化学式为____,为了获得产品Ⅱ,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后,还需要进行的操作是、趁热过滤、洗涤、干燥;
(4)检验产品II晶体中是否含有少量的氯化物杂质需用到的试剂是,进一步提纯产品II的方法是;
(5)步骤Ⅲ中可选用(填序号)试剂调节溶液的pH。
A.稀硝酸B.双氧水C.氨水D.高锰酸钾溶液
9.(16分)工业生产无铁硫酸铝,以硫酸浸取铝土矿(主要成分是Al2O3,还有少量的Fe2O3、SiO2)得含铁(Fe3+)的硫酸铝溶液,加热到一定温度,搅拌,加入一定量高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液,在溶液中生成活性二氧化锰,调节溶液的pH,反应一段时间,二氧化锰和Fe(OH)3发生吸附共沉作用,最终得到无铁硫酸铝产品。
(1)硫酸浸取铝土矿时主要反应的离子方程式为;
(2)完成高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液反应的化学方程式:
2KMnO4+3MnSO4+2H2O=
;
(3)调节pH的作用是;
(4)操作1的名称为,实验室进行操作2用到的陶瓷质仪器有;
(5)下列有关工艺的说法正确的是(双选,填字母)。
A.可以向溶液中再加入铝土矿粉等调节pH
B.溶液的碱性越强,则除铁效果越好,而且不会影响硫酸铝的产率
C.活性二氧化锰生成量应适宜,不足时铁的去除率较低,过量时会增加成本
D.可以直接向溶液中加入二氧化锰粉末以除去Fe(OH)3
11.(16分)高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。
其生产工艺如下:
(1)反应①应在温度较低的情况下进行。
因在温度较高时KOH与Cl2反应生成的是KClO3。
写出在温度较高时KOH与Cl2反应的化学方程式,该反应的氧化产物是。
(2)在溶液I中加入KOH固体的目的是(填编号)。
A.与溶液I中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO
B.KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率
C.为下一步反应提供碱性的环境
D.使KClO3转化为KClO
(3)从溶液II中分离出K2FeO4后,还会有副产品KNO3、KCl,则反应③中发生的离子反应方程式为。
(4)如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净。
(5)高铁酸钾(K2FeO4)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质,配平该反应的离子方程式:
FeO
+H2O=Fe(OH)3(胶体)+O2↑+OH-。
12.抗氧剂亚硫酸钠可利用硫酸工业的炉气和尾气与纯碱反应来制取,生产流程如下图:
已知:
①炉气、尾气中含有SO2;
②混合反应中还溶解有少量Fe2O3、MgO等矿尘。
(1)煅烧1molFeS2放出热量为853kJ,则FeS2燃烧的热化学方程式为。
(2)“混合反应”中纯碱(Na2CO3)参与反应的化学方程式为(任写一个)。
(3)用NaOH“除杂”时,主要的离子方程式为(任写一个)。
(4)通过“操作Ⅰ”可以得到亚硫酸钠晶体,写出主要操作步骤的名称:
(5)硫酸生产中炉气转化反应为:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
研究发现,SO3的体积分数(SO3%)随温度(T)的变化如曲线Ⅰ所示。
下列判断正确的是
A.该反应的正反应为放热反应
B.曲线Ⅰ上A、C两点反应速率的关系是:
vA>vC
C.反应达到B点时,2v正(O2)=v逆(SO3)
D.已知V2O5的催化效果比Fe2O3好,
若Ⅰ表示用V2O5催化剂的曲线,则Ⅱ是Fe2O3作催化剂的曲线
13.(16分)有关钴和铁化合物的性质见下表
分子式
溶度积Ksp
沉淀完全时的pH
氯化钴晶体的性质
Co(OH)2
5.9×
10-15
9.4
CoCl2·
6H2O呈红色,常温下稳定。
110—120℃时脱水变成蓝色无水氯化钴。
1.6×
10-14
9.6
1.1×
10-36
3.7
用含钴废料(含少量铁)可制备氯化钴:
Co+2HCl=CoCl2+H2↑。
工艺流程如下:
试回答:
(1)“净化除铁”中,写出加入H2O2时反应的离子方程式。
(2)②步中用Na2CO3调pH≈4的原因是。
(3)“滤液”中所含主要溶质的化学式是。
(4)为防止CoCl2·
6H2O脱水,“干燥”时可采用的方法或操作是。
14.(16分).某学习小组通过查阅资料,设计如下方案制备KMnO4:
①3MnO2+KClO3+6KOH
3K2MnO4+KCl+3H2O
②几种物质的溶解度:
温度
溶解度/g
K2CO3
KOH
KMnO4
20℃
111
112
6.38
60℃
127
154
22.1
⑴第一步固体熔融时除三脚架、泥三角、细铁棒、坩埚钳外,还需的仪器是。
A.酒精灯B.铁坩埚C.瓷坩埚D.烧杯
⑵反应Ⅰ的化学方程式;
⑶反应Ⅱ的条件为电解,其化学方程式为。
⑷两个途径中操作a、b相同,均包括、、过滤等3步;
在整个方案中可以循环利用的产物有。
⑸最后可以用1.5mol·
L—1的草酸(H2C2O4)溶液滴定KMnO4溶液来测定KMnO4粗品的纯度(质量分数),则还需要采集的数据为。
15.(16分)某学习小组在研究水处理问题时,将一定量NaClO溶液与FeSO4溶液相混合,得到含有大量悬浮物的混合液。
请完成对反应物剩余情况的探究。
(1)提出合理假设:
假设1:
FeSO4有剩余;
假设2:
NaClO有剩余;
假设3:
______________________________________。
(2)样品初步处理:
取少量混合液于试管中,滴加足量稀硫酸得到澄清溶液。
此澄清溶液中肯定含有的金属阳离子是________________________。
(3)设计后续实验方案验证假设,在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂:
3mol·
L-1H2SO4、0.01mol·
L-1KMnO4、20%KSCN、3%H2O2、淀粉-KI溶液、紫色石蕊溶液。
预期现象和结论
将上述澄清溶液分置于A、B试管中。
步骤3:
16.(16分)已知FeSO4在不同条件下分解得到的产物不同,可能是FeO和SO3,也可能是Fe2O3、SO3和SO2。
某研究小组探究在酒精喷灯加热条件下FeSO4分解的气体产物。
已知SO3的熔点是16.8℃,沸点是44.8℃。
(1)装置Ⅱ的试管中不装任何试剂,其作用是_______________________,试管浸泡在50℃的水浴中,目的是________________________________。
(2)装置Ⅲ和装置Ⅳ的作用是探究本实验气体产物成分。
请完成实验设计,填写检验试剂、预期现象与结论。
限选试剂:
L-1H2SO4、6mol·
L-1NaOH、0.5mol·
L-1BaCl2、0.5mol·
L-1Ba(NO3)2、0.01mol·
L-1酸性KMnO4溶液、0.01mol·
L-1溴水。
检验试剂
装置Ⅲ的试管中加入________________。
产生大量白色沉淀,证明气体产物中含有SO3。
装置Ⅳ的试管中加入________________。
______________________________
(3)装置Ⅴ的作用是防止尾气污染环境,烧杯中应加入的试剂是。
17(16分)纯碱、烧碱等是重要的化工原料。
(1)利用如图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱
溶液发生了反应:
将A与B连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,此时的实验现象是,反应的离子方程式是________;
若其它操作不变,将A与C连接,可观察到的现象是。
(2)向100mL2mol/L的NaOH溶液中通入一定量CO2,充分反应后将溶液蒸发结晶,得到一定量的白色固体。
试设计实验确认该白色固体的成分。
①提出合理假设。
NaOH和Na2CO3;
假设2:
只有Na2CO3;
只有NaHCO3;
假设4:
____________。
②基于假设1,设计实验方案进行实验证明固体的成分是NaOH和Na2CO3。
请在答题卡上写出实验步骤及预期现象和结论。
限选实验试剂及仪器:
1moL·
L-1HCl溶液、1mol·
L-1MgCl2溶液、0.5moL·
L-1BaCl2溶液、1mol·
L-1Ba(OH)2溶液、甲基橙试液、酚酞试液、试管、过滤装置。
(步骤可不填满也可增加)
18.(16分)用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一:
用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸溜水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。
这样操作的理由是_______。
方法二:
在如图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀NaSO4等试剂制备。
(1)在试管I里加入的试剂是________。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是________。
(3)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是_____________________。
19.(16分)某同学为了验证Fe3+是否能氧化H2SO3生成了SO42–,他用50mL0.1mol/LFeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气后,进行以下实验:
(1)检验吸收液中的SO42–:
,证明Fe3+能够把H2SO3氧化成SO42–。
(2)请配平并完成上述反应中的化学方程式:
2FeCl3+SO2+==+H2SO4+,反应中的氧化产物是(写化学式)。
(3)吸收液中除了含有H+、Cl–、SO42–以外,对其它成份(Fe3+、Fe2+、H2SO3)的可能组合进行探究:
①提出假设。
假设1:
溶液中存在Fe3+、Fe2+;
溶液中存在
②设计方案、进行实验,验证假设。
请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。
限选实验试剂和仪器:
试管、滴管、0.1moL
L-1KMnO4、0.1moL
L-1KSCN溶液、品红稀溶液。
用试管取样品溶液2~3mL,再用滴管取
若出现血红色,则假设1成立;
若未出现血红色,则假设1不成立(或假设2成立)
20.(16分)下面是某同学检验海水中溴离子的实验,请你参与他的探究:
(1)由于溴离子在海水中浓度很低(0.067g/L),要先取海水样品(设取70mL)进行浓缩,浓缩时下面的仪器是不需要的(填编号):
A.玻璃棒B.三脚架C.酒精灯D.蒸发皿E.100mL烧杯
(2)取浓缩后的海水(假设剩余10mL左右)进行氧化和萃取。
①下列试剂都可以氧化浓缩后海水中的溴离子,实验中最好选(填编号):
A.氯水B.双氧水C.酸性高锰酸钾溶液
②加入一定量氧化剂后,对氧化后的溶液进行假设和实验:
溶液中全部为Br-;
溶液全部为Br2
溶液中。
③设计方案、进行实验,验证假设:
请在表中写出实验步骤以及预期现象和结论(可以不填满)。
10mL量筒、小烧杯、试管、胶头滴管、分液漏斗;
无水乙醇、裂化汽油、苯、0.10mol/LAgNO3、0.10mol/LHNO3
用量筒取样品溶液6mL于试管中,再取
若上层有机层出现橙色或橙红色,则假设2或假设3成立;
将上述液体倒入
21.(16分)某同学利用铁与水蒸气反应后的固体物质进行了如下实验:
(1)固体溶于稀盐酸的化学方程式为;
(2)试剂1的化学式是;
加入试剂1后呈红色的原因是(用离子方程式表示):
(3)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是(用离子方程式表示);
(4)某一同学在实验中由于加入了过量新制氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,为了探究溶液褪色的原因,另有四位同学进行了下表的猜想,你认为丁同学的猜想会是什么?
编号
猜想
甲
溶液中的+3价Fe又被还原为+2价Fe
乙
溶液中的SCN-被过量的氯水氧化
丙
新制的氯水具有漂白性,将该溶液漂白
丁
?
为验证乙同学的猜想是合理的,请你根据结论完成下表的实验设计方案。
(可选用试剂:
浓硫酸、1.0mol·
L-1HNO3、1.0mol·
L-1盐酸、1.0mol·
L-1NaOH、0.1mol·
L-1FeCl3、0.1mol·
L-1CuSO4、20%KSCN、蒸馏水)
实验操作
预期现象
结论
说明乙同学的猜想是合理的
22.(16分)某校研究性学习小组同学在实验时把SO2通入装有BaCl2溶液的试管中,出现了白色浑浊物。
(1)实验小组的同学查阅了工具书上的相关数据,经过计算推导得出:
即使把SO2通入BaCl2溶液中至饱和,也不可能生成BaSO3,故白色浑浊物只能是BaSO4。
你认为所查阅的数据为:
SO2饱和溶液中各离子的浓度、SO2的溶解度以及。
(2)小组同学对白色浑浊物成分及产生原因进行了各种合理的假设,并分别设计实验验证假设如下:
假设
实验验证方法及现象
假设1
白色浑浊物是BaSO3。
假设2
白色浑浊物是BaSO4,造成原因是
把BaCl2溶液煮沸,冷却后滴加苯液封,再通入SO2。
出现轻微浑浊。
假设3
。
反应开始前,先向制取SO2的装置中通入纯净的CO2,再把产生的SO2通入BaCl2溶液中。
不出现浑浊。
请把上表填充完全。
(3)写出在验证假设2的实验时,溶液中发生的反应的化学方程式:
、;
(4)请你再提供一种假设。
白色浑浊物是BaSO4,造成原因是。
23.(16分)今年1月12日,广东91市县挂寒冷预警,京珠北路段要撒融雪剂,预防路面结冰。
某融雪剂可能是由氯化钠、氯化钙、硫酸铜、醋酸钾中的两种物质组成。
某研究小组为探究其组成,取少量的
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