2019高考化學(xué)江蘇專用版優(yōu)編增分練：高考壓軸大題特訓(xùn)題型四

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精題型四綜合實驗探究1．(2018·鹽城市高三上學(xué)期期中)NH4Al（SO4)2·12H2O(銨明礬)可用作泡沫滅火器的內(nèi)留劑、石油脫色劑等。用氧化鐵和鋁粉等物質(zhì)做鋁熱反應(yīng)后的鋁灰及硫酸銨等為原料制備銨明礬的實驗步驟如下：(1）鋁灰用“水洗”的目的是________________________；堿溶時，需在約90℃條件下進(jìn)行，適宜的加熱方式為____________。（2）“過濾1"所得濾渣主要成分為________。（3）用下圖左邊裝置制備CO2時，適宜的藥品A為____________________、B為________________________________________________________________________;“沉鋁"時，通入過量CO2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4)請設(shè)計從“過濾2”所得濾渣制取銨明礬的實驗方案：稱取一定質(zhì)量“過濾2”的濾渣，放入燒杯中，______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，靜置,過濾、洗滌、晾干，得到NH4Al（SO4)2·12H2O［實驗中須使用到3mol·L－1硫酸、（NH4）2SO4、蒸餾水、氨水、pH試紙；已知：NH4Al（SO4)2飽和溶液的pH約為1。5，幾種物質(zhì)的溶解度曲線見右上圖]。答案（1）除去KCl等可溶性雜質(zhì)水浴加熱（2）Fe（3)塊狀石灰石(或大理石、CaCO3等）飽和NaHCO3溶液AlOeq\o\al（－，2)＋CO2＋2H2O=Al(OH）3↓＋HCOeq\o\al（－，3）（4)加入適量蒸餾水，加熱并在不斷攪拌下加入3mol·L－1硫酸至沉淀恰好完全溶解，再加入計算量的(NH4)2SO4,用3mol·L－1硫酸和氨水調(diào)節(jié)溶液的pH在1～2之間，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶解析鋁灰水洗的目的是洗去表面可溶性雜質(zhì)，在90℃水浴條件下，用NaOH溶液進(jìn)行溶解，Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O，過濾除去鐵等不溶性雜質(zhì),向濾液中通入CO2，AlOeq\o\al(－,2）＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3）,提純得到較純的Al(OH)3再制備NH4Al(SO4)2。（3)制備CO2時，適宜的藥品A為塊狀石灰石（或大理石、CaCO3等）、B為飽和NaHCO3溶液(除去揮發(fā)出來的HCl).2．(2018·南京三校高三第四次模擬)實驗室回收利用廢舊鋰離子電池正極材料錳酸鋰（LiMn2O4)的一種流程如下:（1)廢舊電池可能殘留有單質(zhì)鋰，拆解不當(dāng)易爆炸、著火,為了安全，對拆解環(huán)境的要求是________。(2）“酸浸”時采用HNO3和H2O2的混合液體,可將難溶的LiMn2O4轉(zhuǎn)化為Mn（NO3)2、LiNO3等產(chǎn)物.請寫出該反應(yīng)離子方程式：_________________________________________。如果采用鹽酸溶解，從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析，以鹽酸代替HNO3和H2O2混合物的缺點是________________.(3）“過濾2”時,洗滌Li2CO3沉淀的操作是_____________________________________________________________________________________________________________。（4）把分析純碳酸鋰與二氧化錳兩種粉末，按物質(zhì)的量1∶4混合均勻加熱可重新生成LiMn2O4，升溫到515℃時，開始有CO2產(chǎn)生，同時生成固體A，比預(yù)計碳酸鋰的分解溫度（723℃）低很多，可能的原因是____________________________________________。（5)制備高純MnCO3固體：已知MnCO3難溶于水、乙醇，潮濕時易被空氣氧化,100℃開始分解；Mn(OH)2開始沉淀的pH＝7。7。請補(bǔ)充由上述過程中,制得的Mn(OH）2制備高純MnCO3的操作步驟［實驗中可選用的試劑：H2SO4、Na2CO3、C2H5OH]:向Mn（OH）2中邊攪拌邊加入________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案（1)隔絕空氣和水分（2)2LiMn2O4＋10H＋＋3H2O2=2Li＋＋4Mn2＋＋3O2↑＋8H2O反應(yīng)生成Cl2，污染環(huán)境(3)沿著玻璃棒向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流出，重復(fù)操作2～3次(4）MnO2作為催化劑，降低了碳酸鋰的分解溫度（5）H2SO4溶液，固體溶解,加入Na2CO3，并控制溶液pH＜7.7,過濾，用少量的乙醇洗滌,在低于100℃條件下真空干燥解析（1）廢舊電池可能殘留有單質(zhì)鋰，鋰化學(xué)性質(zhì)活潑，鋰可與空氣中的O2和H2O反應(yīng),對拆解環(huán)境的要求是：隔絕空氣和水分.（2）“酸浸”時采用HNO3和H2O2的混合液體,可將難溶的LiMn2O4轉(zhuǎn)化為Mn(NO3）2、LiNO3等產(chǎn)物，LiMn2O4被還原成Mn(NO3)2,則H2O2被氧化成O2,反應(yīng)中1molLiMn2O4參與反應(yīng)得到3mol電子，1molH2O2失去2mol電子，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2LiMn2O4＋10HNO3＋3H2O2=2LiNO3＋4Mn（NO3)2＋3O2↑＋8H2O，反應(yīng)的離子方程式為2LiMn2O4＋10H＋＋3H2O2=2Li＋＋4Mn2＋＋3O2↑＋8H2O。若采用鹽酸溶解，鹽酸作還原劑被氧化成Cl2,以鹽酸代替HNO3和H2O2混合物的缺點是：反應(yīng)生成Cl2，污染環(huán)境。(5）根據(jù)題目提供的試劑分析，制備MnCO3的原理為：Mn（OH）2＋H2SO4=MnSO4＋2H2O、MnSO4＋Na2CO3=MnCO3↓＋Na2SO4,pH＝7。7時開始形成Mn(OH）2沉淀，加入Na2CO3沉淀Mn2＋時控制pH<7。7；制備MnCO3的步驟為：向Mn(OH）2中加入H2SO4，固體溶解轉(zhuǎn)化為MnSO4溶液,向MnSO4溶液中加入Na2CO3并控制pH〈7。7獲得MnCO3沉淀；由于“MnCO3難溶于水、乙醇，潮濕時易被空氣氧化，100℃開始分解”,所以為了減少MnCO3的氧化變質(zhì)和分解以及溶解損失，過濾分離出MnCO3后，用乙醇洗滌,在低于100℃條件下真空干燥.

3．(2018·泰州中學(xué)高三第四次模擬）紅礬鈉（Na2Cr2O7·2H2O)廣泛用作強(qiáng)氧化劑、鞣革劑。以鉻礦石（主要成分為Cr2O3,還含有FeO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)）為原料制取紅礬鈉的流程如下:已知：①CrOeq\o\al(2－，4)與Cr2Oeq\o\al（2－,7)存在如下平衡:2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－，7)＋H2O，當(dāng)pH〈3時，以Cr2Oeq\o\al(2－，7）為主,當(dāng)pH〉9時，以CrOeq\o\al(2－,4)為主。②鈉鹽在不同溫度下的溶解度(g）：溫度（℃)1020304050607080Na2SO49.019.440。848。846.745。344。143.7Na2Cr2O7170。2180。1196.7220.5248.4283。1323。8385。4注:32。38℃以上，與飽和溶液平衡的固相為無水Na2SO4，以下則為Na2SO4·10H2O。③Cr3＋完全沉淀時pH為6.8，Cr(OH）3開始溶解時pH為12。請回答下列問題:（1)煅燒鉻礦石時，生成Na2CrO4的化學(xué)方程式為_______________________________________________________________________________________________________。（2）濾渣Ⅱ的成分是______________（填化學(xué)式)。（3）有人認(rèn)為工藝流程中“用稀硫酸調(diào)pH"改為“通入過量CO2”,不需調(diào)節(jié)pH同樣可以達(dá)到實驗效果，理由是________________________________________________________________________。（4)向紅礬鈉溶液中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶,過濾得到K2Cr2O7固體.冷卻到______________(填字母)得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。A．80℃B．60℃C．40℃D．10℃（5)該工藝所得副產(chǎn)品主要為無水硫酸鈉并混有少量重鉻酸鈉，請設(shè)計從副產(chǎn)品中獲得芒硝(Na2SO4·10H2O）的實驗方案：將該副產(chǎn)品按固液質(zhì)量比100∶230溶于熱水，加入稍過量的Na2SO3溶液,攪拌，_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，過濾，洗滌，低溫干燥（實驗中須使用的試劑：稀H2SO4、NaOH溶液)。答案(1）2Cr2O3＋4Na2CO3＋3O2eq\o(=，\s\up7（煅燒))4Na2CrO4＋4CO2（2）H2SiO3、Al（OH)3(3）過量的CO2不會使Al（OH)3溶解,生成的NaHCO3在后續(xù)步驟中加入稀硫酸可以除去（4）D（5)緩緩加入稀H2SO4,靜置，冷卻自然結(jié)晶，過濾,將晶體用熱水溶解，加入適量NaOH溶液至溶液pH約為6.8～12，趁熱過濾,將濾液冷卻自然結(jié)晶解析（2)濾液Ⅰ中加入稀硫酸調(diào)節(jié)pH可生成H2SiO3和Al(OH)3沉淀，因此濾渣Ⅱ的成分是H2SiO3、Al（OH）3。(3)通入過量CO2，可以生成Al（OH)3和H2SiO3沉淀，過量的CO2不會溶解Al（OH）3，生成的NaHCO3加入稀硫酸可以除去。(4)向紅礬鈉溶液中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶，過濾得到K2Cr2O7固體,由溶解度圖示可知，冷卻到10℃時得到的K2Cr2O7固體最多。（5）要從副產(chǎn)品中獲得芒硝，可以設(shè)計如下的實驗方案：將該副產(chǎn)品按固液質(zhì)量比100∶230溶于熱水，加入稍過量的Na2SO3溶液，攪拌，向所得的溶液中加入稀硫酸，然后靜置,讓溶液冷卻自然結(jié)晶。對靜置后的溶液進(jìn)行過濾，將得到的晶體溶于熱水中，然后加入適量的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH約為6。8~12，趁熱過濾，將得到的濾液冷卻自然結(jié)晶，得到芒硝。4．(2018·江蘇省海安高級中學(xué)高三1月月考）謝弗勒爾鹽(Cu2SO3·CuSO3·2H2O）是一種深紅色固體，不溶于水和乙醇，100℃時發(fā)生分解。可由CuSO4·5H2O和SO2等為原料制備，實驗裝置如下圖所示：（1）裝置A在常溫下制取SO2時，用較濃的硫酸而不用稀硫酸,其原因是____________________。(2)裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________________________________________________________.（3)裝置C的作用是____________。(4)從B中獲得的固體需先用蒸餾水充分洗滌，再真空干燥。①檢驗洗滌已完全的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.②不用烘干的方式得到產(chǎn)品,其原因是_______________________________________________________________________________________________________________。（5)請補(bǔ)充完整由工業(yè)級氧化銅（含少量FeO）制備實驗原料(純凈CuSO4·5H2O)的實驗方案：向工業(yè)級氧化銅中邊攪拌邊加入稍過量的硫酸溶液,微熱使其完全溶解,________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________,過濾，用95%酒精洗滌晶體2～3次，晾干，得到CuSO4·5H2O.已知:①該溶液中氫氧化物開始沉淀與沉淀完全時的pH范圍分別為:Fe(OH）2(5.8，8.8）；Cu（OH）2(4.2，6.7）;Fe（OH）3(1.1,3。2）。②在水溶液中超過100℃，硫酸銅晶體易失去結(jié)晶水.③硫酸銅晶體溶解度曲線如圖所示：答案(1）二氧化硫易溶于水(2）3Cu2＋＋3SO2＋6H2O=Cu2SO3·CuSO3·2H2O↓＋8H＋＋SOeq\o\al（2－,4）(3)防止倒吸(4)①取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全②防止謝弗勒爾鹽發(fā)生分解（5)邊攪拌邊向其中滴入H2O2溶液,加入適量純凈的CuO[或Cu(OH)2］，調(diào)節(jié)3。2<pH<4。2，靜置，過濾，將濾液水浴加熱蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶解析裝置A由濃硫酸和亞硫酸鈉制備二氧化硫，與硫酸銅溶液在60~80℃條件下于裝置B中反應(yīng)生成謝弗勒爾鹽（Cu2SO3·CuSO3·2H2O）,D裝置用來吸收未反應(yīng)完的二氧化硫有毒氣體。(1）二氧化硫易溶于水，用濃硫酸含水量少,且能吸水,有利于二氧化硫的逸出。（2)裝置B中硫酸銅與二氧化硫生成產(chǎn)物Cu2SO3·CuSO3·2H2O,銅元素化合價降低到＋1價，則二氧化硫中硫元素升高到＋6價，則該離子方程式為：3Cu2＋＋3SO2＋6H2O=Cu2SO3·CuSO3·2H2O↓＋8H＋＋SOeq\o\al(2－,4）。（4)①產(chǎn)物若未洗滌干凈,則表面含有硫酸根離子，檢驗硫酸根離子即可，方法為：取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全.②由題可知，謝弗勒爾鹽受熱易分解,不能烘干.(5)由工業(yè)級氧化銅(含少量FeO）制備實驗原料（純凈CuSO4·5H2O),向工業(yè)級氧化銅中邊攪拌邊加入稍過量的硫酸溶液，微熱使其完全溶解，得到硫酸銅和硫酸亞鐵的混合溶液，需將亞鐵離子除去，根據(jù)題目中信息，亞鐵離子以沉淀形式除去時銅離子有損失，而鐵離子完全沉淀時對銅離子無損失,則應(yīng)先將亞鐵離子氧化為鐵離子，考慮不引入新雜質(zhì),應(yīng)選擇雙氧水，再調(diào)節(jié)pH將鐵離子沉淀，故操作為:向工業(yè)級氧化銅中邊攪拌邊加入稍過量的硫酸溶液，微熱使其完全溶解,邊攪拌邊向其中滴入H2O2溶液，加入適量純凈的CuO[或Cu（OH)2］調(diào)節(jié)3.2＜pH＜4。2，靜置,過濾，將濾液水浴加熱蒸發(fā)，濃縮至表面出現(xiàn)晶膜,冷卻結(jié)晶,過濾，用95％酒精洗滌晶體2～3次，晾干,得到CuSO4·5H2O.5．（2017·淮陰中學(xué)高三下學(xué)期期初考試)以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4為原料,制備高純PbO,實現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下:(1)過程Ⅰ中，在Fe2＋催化下，Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.（2）過程Ⅰ中，F(xiàn)e2＋催化過程可表示為i：2Fe2＋＋PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－，4)=2Fe3＋＋PbSO4＋2H2Oii：……①寫出ii的離子方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________.②下列實驗方案可驗證上述催化過程。將實驗方案補(bǔ)充完整。A．向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液幾乎無色，再加入少量PbO2，溶液變紅。B．________________________________________________________________________。(3）PbO溶解在NaOH溶液中，其溶解度曲線如圖所示。①過程Ⅱ的目的是脫硫。濾液Ⅰ經(jīng)處理后可在過程Ⅱ中重復(fù)使用，其目的是________(填字母）。A．減小PbO的損失，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率B．重復(fù)利用NaOH，提高原料的利用率C．增加Na2SO4濃度，提高脫硫效率②過程Ⅲ的目的是提純,結(jié)合上述溶解度曲線,簡述過程Ⅲ的操作：_______________