專題限時集訓(xùn)(九)突破點14建議用時：45分鐘1以海綿銅(主要成分為銅和氧化銅)為原料采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)氯化亞銅的工藝流程如圖所示：請回答下列問題：(1)溶解時硫酸濃度一般控制在0.25 mol·L1。配制1 000 mL此硫酸，需要質(zhì)量分數(shù)為98%、密度為1.84 g·cm1的濃硫酸_mL(小數(shù)點后保留1位數(shù)字)。(2)溶解時需要控制溫度在6070 ，原因是_。(3)操作X的名稱是_。(4)還原、氯化過程的化學(xué)方程式是_。亞硫酸銨要適當(dāng)過量，可能的原因是_(答出一條即可)。(5)隨著氯化銨用量的增加，CuCl沉淀率增大，但增大到一定程度后，沉淀率反而減小，可能的原因是_(用化學(xué)方程式表示)。解析(1)濃硫酸的濃度c mol·L118.4 mol·L1。由c(濃)·V(濃)c(稀)·V(稀)得：18.4 mol·L1×V(濃)0.25 mol·L1×1 000 mL，故V(濃)13.6 mL。(2)由流程可以看出，溫度過低，銅的溶解速率慢；溫度過高，銨鹽會發(fā)生分解。(3)操作X是將不溶雜質(zhì)除去，故為過濾。(4)本題的目的是制取CuCl，故還原、氯化過程是將Cu2還原為CuCl。亞硫酸銨適當(dāng)過量，溶液中的離子濃度較大，可以提高反應(yīng)速率，同時亞硫酸銨具有還原性，可以防止空氣中的氧氣將CuCl中1價的Cu氧化。(5)氯化銨用量增加到一定程度后，CuCl沉淀率反而減小，說明CuCl可能與氯化銨發(fā)生了反應(yīng)。答案(1)13.6(2)溫度低，銅的溶解速率慢；溫度高，銨鹽會發(fā)生分解(3)過濾(4)2CuSO4(NH4)2SO32NH4ClH2O=2CuCl2(NH4)2SO4H2SO4可以提高反應(yīng)速率；防止生成的CuCl被空氣氧化(答出一條即可)(5)CuClNH4Cl=NH4CuCl22(2016·南京鹽城二模)以硅孔雀石主要成分為CuCO3·Cu(OH)2、CuSiO3·2H2O，含SiO2、FeCO3、Fe2O3等雜質(zhì)為原料制備CuCl2的工藝流程如圖：已知：SOCl2H2OSO22HCl(1)“酸浸”時鹽酸與CuCO3·Cu(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。為提高“酸浸”時銅元素的浸出率，可以采取的措施有：適當(dāng)提高鹽酸濃度；適當(dāng)提高反應(yīng)溫度；_。(2)“氧化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(3)“濾渣2”的主要成分為_(填化學(xué)式)；“調(diào)pH”時，pH不能過高，其原因是_。(4)“加熱脫水”時，加入SOCl2的目的是_。解析(1)酸浸時，CuCO3·Cu(OH)2與鹽酸反應(yīng)生成CuCl2、H2O、CO2，提高浸出率可以通過延長反應(yīng)時間使反應(yīng)充分，還可以從加快反應(yīng)速率角度分析，如攪拌、粉碎等。(2)圖中氯氣主要與溶液中的Fe2反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化為Fe3然后通過調(diào)節(jié)pH除去Fe3。(3)調(diào)節(jié)pH使Fe3水解完全形成沉淀分離除去，所以濾渣2是氫氧化鐵沉淀；pH不能過高，否則會使Cu2也形成沉淀。(4)“加熱脫水”時，Cu2會水解變質(zhì)，加入SOCl2與水反應(yīng)生成HCl，會抑制Cu2的水解。答案(1)CuCO3·Cu(OH)24HCl=2CuCl2CO23H2O適當(dāng)加快攪拌速率(或適當(dāng)延長酸浸時間)(2)Cl22Fe2=2Fe32Cl(3)Fe(OH)3防止Cu2轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2沉淀(4)SOCl2與水反應(yīng)生成的HCl抑制CuCl2的水解3某礦石含碳酸鎂和石英，以此為原料制備高純硅和硅膠的工藝流程如下： 【導(dǎo)學(xué)號：14942058】(1)“硅膠”常用作_，也可以用作催化劑的載體。A的結(jié)構(gòu)式為_。(2)制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。(3)操作的名稱為_，操作的名稱為_，實驗室進行操作所用儀器有鐵架臺(帶鐵圈)、酒精燈、_等。(4)操作需要在氯化氫氣流中加熱脫水的原因是_。(5)溶液G用E酸化的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。解析(1)“硅膠”多孔，常用作實驗室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑，也可以用作催化劑的載體。二氧化碳的結(jié)構(gòu)式為O=C=O。(2)工業(yè)制取純硅的工藝流程為：SiO2粗硅SiCl4純硅，用焦炭還原SiO2，產(chǎn)物是CO而不是CO2。(3)操作的名稱為過濾，操作的名稱為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶所用儀器有鐵架臺(帶鐵圈)、蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒等。(4)MgCl2·6H2O加熱脫水制得MgCl2，要在氯化氫氣流中進行，氯化氫氛圍是為了抑制鎂離子水解。(5)Na2SiO3與HCl反應(yīng)，生成NaCl和H2SiO3膠體。答案(1)干燥劑O=C=O(2)SiO22CSi2CO(3)過濾蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶蒸發(fā)皿、玻璃棒(4)抑制鎂離子水解(5)Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3(膠體)4(2016·西城區(qū)高三期末)富鐵鋁土礦(主要含有Al2O3、Fe2O3、FeO和SiO2)可制備新型凈水劑液體聚合硫酸鋁鐵AlaFeb(OH)m(SO4)n。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ab時凈水效果最好。工藝流程如下(部分操作和產(chǎn)物略)：(1)Al2O3與H2SO4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_。(2)測得濾液中>1。加入FeSO4·7H2O和H2O2的作用是_(結(jié)合化學(xué)用語說明)。(3)將溶液A電解得到液體聚合硫酸鋁鐵。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)陰極室的電極反應(yīng)式是_。電解過程陽極室溶液pH的變化是_(填“增大”“減小”或“不變”)。簡述在反應(yīng)室中生成液體聚合硫酸鋁鐵的原理：_。解析(1)Al2O3屬于氧化物，不可拆寫成離子形式。(2)根據(jù)題意可知當(dāng)ab時凈水效果最好，由于H2O2可將Fe2氧化為Fe3，所以加入兩種物質(zhì)的目的是補充Fe3。(3)陰極室是陽離子(H)放電：2H2e=H2；陽極室是陰離子(OH)放電，所以隨著不斷放電，堿性逐漸減弱，即pH減??；電解質(zhì)溶液中通過離子的定向移動、選擇通過陰、陽離子交換膜最終形成聚合硫酸鋁鐵。答案(1)Al2O36H=2Al33H2O(2)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O，補充Fe3(3)2H2e=H2減小電解過程中反應(yīng)室中的SO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(yīng)室，生成聚合硫酸鋁鐵5(2016·淄博市高三摸底)某銅礦石的主要成分是Cu2O，還含有少量的Al2O3、Fe2O3和SiO2。某工廠利用此礦石煉制精銅的工藝流程如圖所示(已知：Cu2O2H=CuCu2H2O)。(1)濾液A中鐵元素的存在形式為_(填離子符號)，生成該離子的離子方程式為_，檢驗濾液A中存在該離子的試劑為_(填試劑名稱)。(2)金屬E與固體F發(fā)生的某一反應(yīng)可用于焊接鋼軌，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，在實驗室中完成此實驗還需要的試劑是_。aKClO3bKClcMg dMnO2(3)為使固體混合物D在空氣中灼燒完全分解，應(yīng)_，直至連續(xù)兩次測定的實驗結(jié)果相同(或質(zhì)量相差小于0.1 g)時為止；灼燒時必須用到的實驗儀器是_。(4)溶液G與固體混合物B反應(yīng)的離子方程式為_。(5)將Na2CO3溶液滴入到一定量的CuCl2溶液中，得到氯化鈉、二氧化碳和一種綠色的不溶于水的鹽(不含結(jié)晶水)，該鹽受熱分解產(chǎn)生三種氧化物，則該鹽的化學(xué)式是_。解析(1)根據(jù)Fe2O36H=2Fe33H2O、Cu2O2H=CuCu2H2O、2Fe3Cu=2Fe2Cu2，且銅礦石的主要成分為Cu2O，而Fe2O3是少量的，可知濾液A中鐵元素的存在形式為Fe2。檢驗Fe2，可以用鐵氰化鉀溶液(或氯水和KSCN溶液、雙氧水和KSCN溶液)。(2)E為Al，F(xiàn)中含有Fe2O3，Al與Fe2O3可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)：2AlFe2O3Al2O32Fe，該反應(yīng)可用于焊接鋼軌。實驗室進行鋁熱反應(yīng)，還需要Mg和KClO3。(3)灼燒固體混合物D需要的儀器為坩堝，為使其完全分解，應(yīng)灼燒至質(zhì)量不變，因此應(yīng)灼燒、冷卻至室溫后稱重，重復(fù)多次。(4)固體混合物B的主要成分為SiO2和Cu，溶解SiO2可用NaOH溶液。(5)結(jié)合題中信息知綠色的不溶于水的鹽為Cu2(OH)2CO3或Cu(OH)2·CuCO3。答案(1)Fe22Fe3Cu=2Fe2Cu2鐵氰化鉀溶液(或氯水和KSCN溶液、雙氧水和KSCN溶液等，合理即可)(2)2AlFe2O3Al2O32Feac(3)灼燒，冷卻至室溫后稱重，重復(fù)多次坩堝(4)SiO22OH=SiOH2O(5)Cu2(OH)2CO3或Cu(OH)2·CuCO36(2016·合肥市第一次質(zhì)量檢測)高純活性氧化鋅可用于光催化、光電極、彩色顯影等領(lǐng)域。以工業(yè)級氧化鋅(含F(xiàn)e2、Mn2、Cu2、Ni2、Cd2等)為原料，用硫酸浸出法生產(chǎn)高純活性氧化鋅的工藝流程如下：已知KspFe(OH)34.0×1038。回答下列問題：(1)浸出時，為了提高浸出效率可采取的措施有(寫兩種)：_。(2)氧化時，加入KMnO4溶液是為了除去浸出液中的Fe2和Mn2(溶液中Mn元素全部轉(zhuǎn)化為MnO2)，請配平下列除去Fe2的離子方程式：MnOFe2_=MnO2Fe(OH)3H(3)加入鋅粉的目的是_。(4)已知H2SO4浸出液中，c(Fe2)5.04 mg·L1、c(Mn2)1.65 mg·L1。加入KMnO4溶液反應(yīng)一段時間后，溶液中c(Fe3)0.56 mg·L1，若溶液pH3，則此時Fe3_(填“能”或“不能”)生成沉淀。若要除盡1 m3上述浸出液中的Fe2和Mn2，需加入_g KMnO4。解析(1)為了提高浸出效率，可以適當(dāng)增大硫酸濃度、攪拌、將固體粉碎、提高浸出溫度等。(2)Mn元素由7價降低到4價，而鐵元素由2價升高到3價，根據(jù)得失電子守恒、元素守恒和電荷守恒配平方程式。(3)加入鋅粉的目的是消耗溶液中的H，調(diào)節(jié)溶液pH，促進溶液中的Cu2 、Ni2、Cd2等生成沉淀而除去。(4)c(Fe3)1.0×105 mol·L1，此時溶液中c(OH)1.0×1011 mol·L1，c(Fe3)·c3(OH)1.0×1038<KspFe(OH)3，故不能生成Fe(OH)3沉淀。加入KMnO4將Fe2和Mn2分別氧化為Fe3和MnO2，而KMnO4被還原為MnO2，根據(jù)得失電子守恒可知，加入KMnO4的質(zhì)量為：×158 g·mol17.9 g。答案(1)將工業(yè)級氧化鋅粉碎、攪拌(其他合理答案均可)(2)137H2O135(3)調(diào)節(jié)溶液pH，除去溶液中的Cu2、Ni2、Cd2等(4)不能7.97(2016·福建調(diào)研)某鉻鹽廠凈化含Cr()廢水并提取Cr2O3的一種工藝流程如圖所示。已知：KspCr(OH)36.3×1031KspFe(OH)32.6×1039KspFe(OH)24.9×1017(1)步驟中，發(fā)生的反應(yīng)為：2H2CrOCr2OH2O，B中含鉻元素的離子有_(填離子符號)。(2)步驟中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(3)當(dāng)清液中Cr3的濃度1.5 mg·L1時，可認為已達鉻的排放標(biāo)準(zhǔn)。若測得清液的pH5，則清液尚不符合鉻的排放標(biāo)準(zhǔn)，因為此時Cr3的濃度_mg·L1。(4)所得產(chǎn)品中除Cr2O3外，還含有的主要雜質(zhì)是_。(5)步驟還可用其他物質(zhì)代替NaHSO3作還原劑。若用FeSO4·7H2O作還原劑，步驟中參加反應(yīng)的陽離子一定有_(填離子符號)。若用鐵屑作還原劑，當(dāng)鐵的投放量相同時，經(jīng)計算，C溶液的pH與c(Cr2O)的對應(yīng)關(guān)系如下表所示。pH3456c(Cr2O)/mol·L17.02×10217.02×1071.25×1032.12×1034有人認為pH6時，c(Cr2O)變小的原因是Cr2O基本上都已轉(zhuǎn)化為Cr3。這種說法是否正確，為什么？答：_。用鐵屑作還原劑時，為使所得產(chǎn)品中含鐵元素雜質(zhì)的含量盡可能低，需要控制的條件有_。解析(1)步驟的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故B中含有CrO、Cr2O。(2)步驟中Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平離子方程式。(3)清液的pH5，則c(OH)109 mol·L1，c(Cr3)6.3×104 mol·L1，Cr3的濃度為6.3×104 mol·L1×52×103 mg·mol132.76 mg·L1。(4)Cr2(SO4)3與石灰乳反應(yīng)生成Cr(OH)3和CaSO4，因此產(chǎn)品中還含有雜質(zhì)CaSO4。(5)若用FeSO4·7H2O作還原劑，則C中的陽離子有Fe3、Cr3、H，步驟中參加反應(yīng)的陽離子為Fe3、Cr3、H。該說法不正確，c(H)減小，化學(xué)平衡2H2CrOCr2OH2O向逆反應(yīng)方向移動，溶液中Cr()主要以CrO形式存在。需要控制的條件有：鐵屑過量；將溶液的pH控制在使Cr3完全沉淀而Fe2不沉淀的范圍內(nèi)。答案(1)CrO、Cr2O(2)5HCr2O3HSO=2Cr33SO4H2O(3)32.76(4)CaSO4(5)Cr3、Fe3、H不正確，c(H)減小，化學(xué)平衡2H2CrOCr2OH2O向逆反應(yīng)方向移動，溶液中Cr()主要以CrO形式存在鐵屑過量；將溶液的pH控制在使Cr3完全沉淀而Fe2不沉淀的范圍內(nèi)