高考化學(xué)沖刺素養(yǎng)提升專項(xiàng)練（二）

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。素養(yǎng)提升專項(xiàng)練(二)(建議用時(shí)50分鐘)1.(2020·濟(jì)南模擬)由硫鐵礦(主要成分:FeS2和SiO2)為主要原料得到綠礬(FeSO4·7H2O)的流程如下:下列說法不正確的是 ()A.過程1廢氣中含SO2B.過程2試劑a為稀硫酸C.過程3離子方程式為2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42-D.過程4將溶液加熱到有較多固體析出,再用余熱將液體蒸干,可得純凈綠礬【解析】選D。硫鐵礦高溫煅燒后的燒渣中含F(xiàn)e2O3和SiO2,Fe2O3能溶于硫酸,溶液中含F(xiàn)e3+,過程2過濾除去二氧化硅,濾液中通入SO2,生成FeSO4,過程4為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶析出綠礬。過程1的廢氣中含SO2,A正確;因綠礬的酸根離子為硫酸根離子,則過程2用硫酸來溶解燒渣,B正確;過程3中二氧化硫?qū)㈣F離子還原生成硫酸亞鐵,離子方程式為2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42-+4H+,C正確;過程4,將溶液加熱到有較多固體析出,再用余熱將液體蒸干,蒸干時(shí)綠礬受熱失去結(jié)晶水,得不到純凈綠礬2.工業(yè)上用含有少量氧化鐵雜質(zhì)的廢銅粉為原料,制取硫酸銅的主要過程如圖所示:下列有關(guān)說法不正確的是()A.“過量酸”不適合用硝酸或濃硫酸,固體B可以用CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3B.通入的氣體A可以是O2或Cl2C.通入氣體A之前的混合溶液中存在的陽離子是Fe2+、Cu2+、H+D.將從溶液中得到的硫酸銅晶體在空氣中加熱,可制得無水硫酸銅【解析】選B。制取硫酸銅,“過量酸”應(yīng)為稀硫酸,若用硝酸,會引入硝酸銅雜質(zhì);若用濃硫酸,會產(chǎn)生SO2污染空氣,加入固體B的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+變?yōu)槌恋矶?為了不引入新的雜質(zhì),可選用CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3,A正確;向混合溶液中通入氣體A的作用是將溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子,氣體A為O2,若用Cl2會引入氯化銅雜質(zhì),B錯誤;廢銅粉與稀硫酸反應(yīng):Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O,2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,由于稀硫酸過量,因此通入氣體A之前混合溶液中存在的陽離子為Fe2+、Cu2+、H+,C正確;將從溶液中得到的硫酸銅晶體在空氣中加熱,晶體將失去結(jié)晶水,得到無水硫酸銅,D正確。3.以工業(yè)生產(chǎn)硼砂所得廢渣硼鎂泥為原料制取MgSO4·7H2O的過程如圖所示:硼鎂泥的主要成分如下表:MgOSiO2FeO、Fe2O3CaOAl2O3B2O330%～40%20%～25%5%～15%2%～3%1%～2%1%～2%回答下列問題:(1)“酸解”時(shí)應(yīng)該加入的酸是________,“濾渣1”中主要含有________(寫化學(xué)式)。(2)“除雜”時(shí)加入次氯酸鈣、氧化鎂的作用分別是____________________、___________________________。

(3)判斷“除雜”基本完成的檢驗(yàn)方法是

____________________________。

(4)分離濾渣3應(yīng)趁熱過濾的原因是

_____________________________。

【解析】(1)流程制備的是MgSO4·7H2O,為了不引入雜質(zhì),因此所用的酸是硫酸;根據(jù)硼鎂泥的成分,SiO2不與硫酸反應(yīng),因此濾渣1為SiO2;(2)硼鎂泥中含有FeO,與硫酸反應(yīng)后生成FeSO4,次氯酸鈣具有強(qiáng)氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,氧化鎂的作用是調(diào)節(jié)pH,使Al3+和Fe3+以氫氧化物形式沉淀出來,除去Fe3+和Al3+;(3)除雜是除去的Fe3+和Al3+,因此驗(yàn)證Fe3+就行,方法是取濾液將其酸化后滴加KSCN溶液,若溶液未變紅,則說明除雜完全;(4)防止MgSO4·7H2O結(jié)晶析出。答案:(1)H2SO4SiO2(2)將Fe2+氧化為Fe3+調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+、Al3+以氫氧化物沉淀的形式除去(3)取濾液將其酸化后滴加KSCN溶液,若溶液未變紅,則說明除雜完全(4)防止MgSO4·7H2O結(jié)晶析出4.硫酸廠燒渣(主要成分是Fe2O3,其次含少量的SiO2和FeS)經(jīng)回收處理可制得綠礬(FeSO4·7H2O)和一種重要的水處理劑聚鐵膠體[Fe(OH)SO4]n,上述生產(chǎn)工藝流程如下:請通過分析回答下列相關(guān)問題:(1)操作Ⅰ的名稱是________。

(2)灼燒產(chǎn)生的尾氣對大氣有污染,因此工業(yè)生產(chǎn)中必須進(jìn)行回收處理,下列方法可行的是________。

A.直接用水吸收B.用氨水吸收C.用濃硫酸吸收D.與空氣混合用石灰石粉末懸濁液吸收(3)操作Ⅲ經(jīng)蒸發(fā)濃縮、___________、過濾、___________、

干燥等。(4)在由溶液X制聚鐵膠體過程中①調(diào)節(jié)pH及②控制溫度的目的是__________________________。

(5)檢驗(yàn)溶液X中金屬陽離子所加試劑是_____________________________,

其現(xiàn)象是____________________________。

(6)溶液X轉(zhuǎn)化為溶液Y需加入一種常見物質(zhì)是________。

(7)在反應(yīng)釜中FeS、O2及稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵等物質(zhì),則反應(yīng)的離子方程式是

_______________________________________________。

【解析】(1)操作Ⅰ將固體和液體分離,是過濾;(2)燒渣中含有FeS,燃燒生成SO2,污染空氣,SO2用堿液吸收,直接用水吸收,效果差,A不可行;用氨水吸收,效果好,B可行;濃硫酸與SO2不反應(yīng),C不可行;與空氣混合用石灰石粉末懸濁液吸收可以轉(zhuǎn)化為石膏,D可行。(3)操作Ⅲ從溶液中得到綠礬晶體,經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等。(4)Fe3+易水解形成膠體,在由溶液X制聚鐵膠體過程中①調(diào)節(jié)pH及②控制溫度的目的是促使Fe3+充分水解并形成聚鐵膠體;(5)溶液X中金屬陽離子是鐵離子,檢驗(yàn)所加試劑是KSCN溶液,其現(xiàn)象是溶液變?yōu)榧t色;(6)溶液X轉(zhuǎn)化為溶液Y是將鐵離子還原為亞鐵離子,在不引入雜質(zhì)的情況下,最好加入鐵粉;(7)在反應(yīng)釜中FeS、O2及稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵、硫單質(zhì)和水,其反應(yīng)的離子方程式是4FeS+3O2+12H+4Fe3++4S↓+6H2O。答案:(1)過濾(2)BD(3)冷卻結(jié)晶洗滌(4)促使Fe3+充分水解并形成聚鐵膠體(5)KSCN溶液溶液變?yōu)榧t色(6)Fe(或鐵粉)(7)4FeS+3O2+12H+4Fe3++4S↓+6H2O5.金屬鈷是一種非常稀缺的戰(zhàn)略資源,工業(yè)上通過電解法從中回收鈷,廢舊硬質(zhì)合金刀具主要含碳化鎢(WC)、金屬鈷(Co)及少量雜質(zhì)鐵。工藝流程簡圖如下:已知:金屬離子開始沉淀pH沉淀完全pHCo2+Fe2+Fe3+請回答下列問題:(1)凈化過程加雙氧水的目的是_____________________________。

(2)通氨氣的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH,除去鐵元素。由表中的數(shù)據(jù)可知,理論上可選擇的pH最大范圍是________。

(3)加入NH4HCO3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

_________________________。

(4)實(shí)驗(yàn)室洗滌過濾得到CoCO3沉淀的操作是_________________________________________________________________________________________。

(5)CoCO3焙燒的化學(xué)方程式為____________________________________。

【解析】(1)凈化過程加雙氧水的目的是將Fe2+氧化成Fe3+,便于除去鐵元素。(2)根據(jù)題表中數(shù)據(jù)可知,控制pH范圍為3.7～5.6,可以使Fe3+沉淀完全,而Co2+不沉淀。(3)根據(jù)工藝流程簡圖可知,加入NH4HCO3溶液,Co2+轉(zhuǎn)化為CoCO3,離子方程式為2HCO3-+Co2+CoCO3↓+CO2↑+H2O。(4)實(shí)驗(yàn)室洗滌過濾得到CoCO3沉淀的操作為向過濾器中注入蒸餾水,沒過沉淀,待液體濾出,重復(fù)操作2～3次。(5)CoCO3焙燒時(shí)轉(zhuǎn)化為Co2O3,化學(xué)方程式為4CoCO3+O22Co2O3+4CO2。答案:(1)將Fe2+氧化成Fe3+(3)2HCO3-+Co2+CoCO3↓+CO2↑+H2(4)向過濾器中注入蒸餾水,沒過沉淀,待液體濾出后,重復(fù)操作2～3次(5)4CoCO3+O22Co2O3+4CO26.(2019·衛(wèi)輝模擬)硫酸鎳是一種重要的化工中間體,是鎳行業(yè)研究的熱點(diǎn)。一種以石油化工中廢鎳催化劑(主要成分為NiCO3和SiO2,含少量Fe2O3、Cr2O3)為原料制備硫酸鎳的工業(yè)流程如下: 已知:①NiS、Ni(OH)2、Cr(OH)3均難溶于水,Cr(OH)3是兩性氫氧化物,過量的氫氧化鈉與氫氧化鉻反應(yīng)生成偏鉻酸鈉。②Fe(OH)3不溶于NH4Cl氨水的混合液,Ni(OH)2溶于NH4Cl氨水的混合液生成[Ni(NH3)6]2+。③離子濃度≤105mol·L1時(shí),離子沉淀完全。請回答下列問題:(1)“酸溶”時(shí)應(yīng)先將廢鎳催化劑粉碎,再與20%硫酸在100℃下反應(yīng)2小時(shí),該操作的目的為____________________________________________________(2)“濾渣Ⅰ”主要成分在工業(yè)上的用途為________________(寫1種即可),NH4Cl的電子式為________。

(3)“一次堿析”時(shí),加入的NaOH溶液需過量,則含鉻微粒發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________________________。

(4)“氨解”的目的為____________________________________________,

“凈化”時(shí)加入的H2S的目的是將鎳元素轉(zhuǎn)化為NiS沉淀,對應(yīng)的離子方程式為____________________________________。

(5)“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

___________________________。

(6)“二次堿析”時(shí),若使溶液中的Ni2+沉淀完全,則需維持c(OH)不低于________。(已知Ni(OH)2的Ksp=2×1015,2≈1.4)。

(7)工業(yè)上利用電解法處理含氯化鎳的酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的原理如圖所示。下列說法不正確的是____________________________________________。

已知:①Ni2+在弱酸性溶液中發(fā)生水解;②氧化性:Ni2+(高濃度)>H+>Ni2+(低濃度)。A.碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng):4OH4eO2↑+2H2OB.電解過程中,B中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減小C.為了提高Ni的產(chǎn)率,電解過程中需要控制廢水pHD.若將圖中陽離子膜去掉,將A、B兩室合并,則電解反應(yīng)總方程式發(fā)生改變【解析】(1)“酸溶”時(shí)應(yīng)先將廢鎳催化劑粉碎,再與20%硫酸在100℃下反應(yīng)2小時(shí),是為了增大接觸面積,加快反應(yīng)速率(2)二氧化硅不溶于稀硫酸,則“濾渣Ⅰ”主要成分是二氧化硅,二氧化硅主要應(yīng)用于制玻璃或制光導(dǎo)纖維;NH4Cl中既含離子鍵又含共價(jià)鍵,是離子化合物,電子式為[H··N··(3)根據(jù)信息可知,Cr(OH)3是兩性氫氧化物,性質(zhì)類似于氫氧化鋁,鉻離子與少量氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鉻,若氫氧化鈉過量,則過量的氫氧化鈉與氫氧化鉻繼續(xù)反應(yīng)生成偏鉻酸鈉,Cr3++4OHCrO2-+2H2(4)廢鎳催化劑中的鐵元素在“一次堿析”時(shí)轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵,由于Fe(OH)3不溶于NH4Cl氨水的混合液,Ni(OH)2溶于NH4Cl氨水的混合液生成[Ni(NH3)6]2+,則“氨解”的目的是實(shí)現(xiàn)鎳元素和鐵元素的分離;“凈化”時(shí)加入H2S,H2S與[Ni(NH3)6]2+發(fā)生反應(yīng)生成NiS沉淀,離子方程式為[Ni(NH3)6]2++H2SNiS↓+2NH4++4NH3↑(5)“氧化”時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是稀硝酸和NiS的反應(yīng),根據(jù)流程圖反應(yīng)生成S,則稀硝酸中的氮元素由+5價(jià)降低到+2價(jià)生成NO,NiS中的硫元素由2價(jià)升高到0價(jià)生成硫單質(zhì),根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒,反應(yīng)的離子方程式為3NiS+8H++2NO3-3Ni2++2NO↑+3S↓+4H2(6)氫氧化鎳中存在溶解平衡,Ksp=c(Ni2+)c2(OH)。根據(jù)信息離子濃度≤105mol·L1時(shí),離子沉淀完全,則2×1015=105×c2(OH),c(OH×105mol·L1。(7)由圖知,碳棒與電源正極相連是電解池的陽極,電極反應(yīng)為4OH4e2H2O+O2↑,A正確;鍍鎳鐵棒與電源負(fù)極相連是電解池的陰極,電極反應(yīng)為Ni2++2eNi,電解過程中為平衡A、C中的電荷,A中的Na+和C中的Cl分別通過陽離子膜和陰離子膜移向B中,這使B中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度不斷增大,B錯誤;因Ni2+在弱酸性溶液中易發(fā)生水解;氧化性Ni2+(高濃度)>H+>Ni2+(低濃度),為了提高Ni的產(chǎn)率,電解過程中需要控制廢水pH,C正確;若將圖中陽離子膜去掉,由于放電順序Cl>OH,則Cl移向陽極放電:2Cl2eCl2↑,電解反應(yīng)總方程式會發(fā)生改變,D正確。答案:(1)加快反應(yīng)速率,提高鎳元素的浸出率(2)制玻璃或制光導(dǎo)纖維[H··N··(3)Cr3++4OHCrO2-+2H2(4)實(shí)現(xiàn)鎳元素和鐵元素的分離[Ni(NH3)6]2++H2SNiS↓+2NH4++4NH3(5)3NiS+8H++2NO3-3Ni2++2NO↑+3S↓+4H2×105mol·L1(7)B7.(2020·廣州模擬)As2O3在醫(yī)藥、電子等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某含砷元素(As)的工業(yè)廢水經(jīng)如下流程轉(zhuǎn)化為粗As2O3。圖1(1)“堿浸”的離子方程式______________________。(任寫一個)

(2)通入氧氣的作用_________________________________________。

(3)“沉砷”是將砷元素轉(zhuǎn)化為Ca5(AsO4)3OH沉淀,發(fā)生的主要反應(yīng):a.Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)ΔH<02++OH+3AsO43-Ca5(AsO4)3OH研究表明:“沉砷”的最佳溫度是85℃。高于85℃后,隨溫度升高,沉淀率下降,其原因是(4)“還原”過程反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________。

(5)“還原”后加熱溶液,H3AsO3分解為As2O3,同時(shí)結(jié)晶得到粗As2O3。As2O3在不同溫度和不同濃度硫酸中的溶解度(S)曲線如圖所示。為了提高粗As2O3的沉淀率,“結(jié)晶”過程進(jìn)行的操作是________。

(6)下列說法中,正確的是________(填字母)。

a.粗As2O3中含有CaSO4b.工業(yè)生產(chǎn)中,濾液2可循環(huán)使用,提高砷的回收率c.通過先“沉砷”后“酸化”的順序,可以達(dá)到富集砷元素的目的【解析】由流程圖可知,向工業(yè)廢水中加入氫氧化鈉堿浸,H3AsO4、H3AsO3與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成Na3AsO4、Na3AsO3,向Na3AsO4和Na3AsO3的混合溶液中通入氧氣,氧氣將Na3AsO3氧化為Na3AsO4,再加入石灰乳沉砷得到Ca5(AsO4)3OH沉淀,用稀硫酸溶解沉淀,生成H3AsO4溶液和硫酸鈣沉淀,過濾,向H3AsO4溶液中通入二氧化硫,二氧化硫?qū)3AsO4還原為H3AsO3,加熱H3AsO3溶液,H3AsO3分解為As2O3,加入濃度約為7mol·L1的硫酸,冷卻至25℃,過濾,得粗As2O(1)H3AsO4與氫氧化鈉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Na3AsO4反應(yīng)的化學(xué)方程式H3AsO4+3NaOHNa3AsO4+3H2O;(2)向Na3AsO4和Na3AsO3的混合溶液中通入氧氣,氧氣將Na3AsO3氧化為Na3AsO4;(3)反應(yīng)a為放熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)a平衡逆向移動,c(Ca2+)下降,反應(yīng)b平衡逆向移動,Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降;(4)“還原”過程中二氧化硫?qū)3AsO4還原為H3AsO3,自身被氧化生成硫酸,反應(yīng)為H3AsO4+H2O+SO2H3AsO3+H2SO4;(5)由圖2可知,硫酸濃度約為7mol·L1,25℃時(shí)As2O3的沉淀率最大,易于分離,故為了提高粗As2O3的沉淀率,調(diào)硫酸濃度約為7mol·L1,冷卻至25(6)a、鈣離子未充分除去,粗As2O3中含有CaSO4,正確;b、濾液2為硫酸,可循環(huán)使用,提高砷的回收率,正確;c、通過先“沉砷”后“酸化”的順序,可以達(dá)到富集砷元素的目的,正確。答案:(1)H3AsO4+3OHAsO43-+3H(2)將AsO33(3)溫度升高,反應(yīng)a平衡逆向移動,c(Ca2+)下降,反應(yīng)b平衡逆向移動,Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降(4)H3AsO4+H2O+SO2H3AsO3+H2SO4(5)調(diào)硫酸濃度約為7mol·L1,冷卻至25℃(6)abc8.工業(yè)利用精煉鎂渣(含有MgO、KCl、MgCl2、BaCl2、CaCl2、FeCl3等雜質(zhì))回收MgCl2的工業(yè)流程如下,根據(jù)流程圖回答問題: 已知:25℃物質(zhì)CaCO3MgCO3BaCO3Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.96×1096.82×1065.1×1095.61×10122.64×1038(1)寫出溶解時(shí)的離子方程式

____________________________________;

(2)溶解時(shí)溫度不能太高,也不宜太低,要求控制在35℃左右,其理由是________________________________________________________________;

(3)操作Ⅰ中,需要在HCl氣流中加熱蒸發(fā),冷卻結(jié)晶,其原因?yàn)開_________________________________________________________________________,

最后過濾,洗滌,烘干。烘干時(shí)需要減壓烘