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2019-2020年高考化學一輪復習 課時39 常見物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與制備能力摸底 1. 由冰銅(mCu2OnFeS)冶煉得到粗銅，再以粗銅為原料制純銅的流程如下: 請回答下列問題: (1)氣體X是　　　　。 (2)某研究性學習小組用熔渣Y與CO反應來制取Fe。 ①請按氣流由左到右的方向連接下列各裝置，順序為A→　　　　　　　　　　。 ②裝置C的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③在點燃D處的酒精燈前，應進行的操作是　　　　　　　　。 (3)熔渣Y中鐵元素的價態(tài)有+2價和+3價，根據(jù)限選試劑，設計實驗方案驗證熔渣Y中有+2價鐵元素存在，寫出有關實驗操作、預期現(xiàn)象與結(jié)論。 限選試劑:3 molL-1H2SO4、6 molL-1HNO3、3%H2O2、0.01 molL-1KMnO4、20%KSCN。 　。 (4)寫出泡銅冶煉粗銅反應的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)根據(jù)限選材料在下邊的方框中畫出用粗銅提煉純銅的裝置圖，并進行必要的標注。 限選材料:FeSO4(aq)、CuSO4(aq)、粗鐵、純鐵、粗銅、純銅、燒杯、直流電源、導線。 [答案]　(1)SO2 (2)E→B→C→D?、诔ノ矚庵械腃O2　③檢驗CO(尾氣)的純度 (3)①取少量熔渣Y于試管中，加入適量(經(jīng)加熱煮沸除氧)3 molL-1H2SO4溶液，加熱充分溶解，反應后得A溶液。②取少量A溶液，滴加12滴0.01 molL-1KMnO4溶液，振蕩，若溶液的紫紅色褪去，則說明熔渣Y中有+2價鐵元素存在 (4)3Cu2O+2Al6Cu+Al2O3 (5) [解析]:　(1)根據(jù)原子守恒規(guī)則，冰銅(mCu2OnFeS)在空氣中焙燒會產(chǎn)生二氧化硫。 (2)按照實驗原理進行組裝裝置，裝置C的作用是吸收實驗過程中的尾氣二氧化碳。在點燃可燃性氣體之前都要驗純。 (3)驗證熔渣Y中有+2價鐵元素存在，先用硫酸溶解后，再用KMnO4溶液檢驗，由于兩者發(fā)生氧化還原反應，使KMnO4溶液的紫紅色褪去。 (4)該反應為鋁熱反應，反應類型為置換反應。 (5)根據(jù)電鍍原理完成該電解池的設計，粗銅作陽極，精銅作陰極。 2. (1)下圖為實驗室制備、收集少量HCl的裝置。 ①制備HCl所用藥品為濃硫酸和濃鹽酸，則甲的最佳裝置應選用下圖中的　　　　(填字母)。 ②請解釋能用濃硫酸和濃鹽酸制備HCl氣體的原因:　 。 ③裝置丙用來吸收過量的HCl氣體，為防止倒吸，則燒杯中應該裝入水和　　　　(填試劑)。 (2)以下為苯的取代反應的探究實驗。 ①按上圖所示的裝置圖連接好各儀器。 ②檢驗裝置的氣密性。 ③在A中加入適量的苯和液溴的混合液體，在B中加入少量鐵粉，塞上橡皮塞，打開K1，開始進行反應，放入適量混合液后，關閉K1。寫出B中發(fā)生反應的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。裝置C的作用是　　　　　　　　　　　　　　。 ④反應結(jié)束后，用試管取少量D中的溶液，加入 (描述所加試劑和產(chǎn)生的現(xiàn)象)，則證明B中的取代反應已經(jīng)發(fā)生。 ⑤分離出B中的液態(tài)有機物，其中含有苯、溴和溴苯，欲按下圖方案精制溴苯。其中試劑為　　　　，操作名稱為　　　　。 [答案]　(1)①c?、跐饬蛩峋哂袕娢?，吸收了濃鹽酸中的水，同時放出大量的熱，促進了HCl氣體的揮發(fā)，所以可以用濃硫酸和濃鹽酸制備HCl氣體?、跜Cl4 (2)③　吸收溴和苯的蒸氣　④少量AgNO3溶液，如果有淡黃色沉淀生成?、軳aOH溶液(或NaSO3溶液)　分餾(或蒸餾) [解析]:　(1)制備HCl所用藥品采用濃硫酸和濃鹽酸，原理為濃硫酸滴入到濃鹽酸中，利用濃硫酸的吸水性使得濃鹽酸揮發(fā)出HCl，故選用的裝置為c;裝置丙用來吸收過量的HCl氣體，為防止倒吸，則燒杯中應該裝入水和四氯化碳。 (2)③苯與溴水發(fā)生取代反應生成溴苯和溴化氫，裝置C中裝有CCl4的作用是吸收溴和苯的蒸氣;④反應結(jié)束后，D中的溶液中含有HBr，檢驗的方法是加入少量AgNO3溶液，如果有淡黃色沉淀生成，則證明B中的取代反應已經(jīng)發(fā)生。⑤B中的液態(tài)有機物，其中含有苯、溴和溴苯，精制溴苯需要用NaOH溶液除去溴，然后采用分餾的方法分離溴苯、水溶液和苯。 3. 為探索工業(yè)含鋁、鐵、銅合金廢料的再利用，甲同學設計的實驗方案如下: 請回答: (1)綠礬的化學式為　　　　　　　　。 (2)寫出反應①的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　，反應②生成沉淀的離子方程式為　　　　　　　　　。 (3)為了檢測濾液D中含有的金屬離子，可設計實驗方案(試劑自選):　　　　　　　　　。 (4)在濾渣B中滴加稀硫酸時，發(fā)現(xiàn)反應速率比一般的鐵粉反應要快，其原因是　 。 (5)若考慮綠色化學工藝，在濾渣E中加入稀硫酸和試劑Y制膽礬晶體，試劑Y為無色液體，則反應④的總化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　;若不考慮綠色化學工藝，所選試劑Y為1 molL-1硝酸，欲使3 mol Cu全部溶解且溶液中含銅元素的溶質(zhì)僅為CuSO4，則需該硝酸的體積為　　　　L。 [答案]　(1)FeSO47H2O (2)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑ Al+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HC[或2Al+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+C] (3)用試管取少量濾液D，向濾液中滴加KSCN(或NaSCN或NH4SCN)溶液無明顯現(xiàn)象，再滴入氯水(或H2O2溶液或通入Cl2)，若變成血紅色，則溶液中存在Fe2+ (4)銅、鐵與稀硫酸形成了原電池 (5)Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O　2 [解析]:　(2)鋁與燒堿溶液發(fā)生化學反應，2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑，生成的NaAlO2溶于水中，鐵和銅不與氫氧化鈉溶液反應，在濾渣B中。 (3)濾液D中，主要是鐵與硫酸反應后的產(chǎn)物硫酸亞鐵和剩余的硫酸，檢驗亞鐵離子的方法是:用試管取少量濾液D，向濾液中滴加KSCN(或NaSCN或NH4SCN)溶液無明顯現(xiàn)象，再滴入氯水(或H2O2溶液或通入Cl2)，若變成血紅色，則溶液中存在Fe2+。 (4)濾渣中的銅、鐵、稀硫酸形成了原電池，加快了化學反應速率。 (5)根據(jù)氧化還原反應原理，反應物有銅、硫酸，產(chǎn)物有硫酸銅，可知該反應發(fā)生了氧化還原反應，銅化合價升高，作還原劑，還缺少氧化劑，若考慮綠色化學工藝，試劑Y為無色液體，可知應該為H2O2。 由電子守恒可以得出，CuCuSO4，3 mol銅參加反應，轉(zhuǎn)移了6 mol電子;HNO3NO，可知硝酸需要2 mol，或由反應方程式為3Cu+2HNO3+3H2SO43CuSO4+2NO↑+4H2O可計算出。 4. 某科研小組以難溶性鉀長石(K2OAl2O36SiO2)為原料，提取Al2O3、K2CO3等物質(zhì)，工藝流程如下: (1)煅燒過程中有如下反應發(fā)生: ①鉀長石中的硅元素在CaCO3作用下轉(zhuǎn)化為CaSiO3，寫出SiO2轉(zhuǎn)化為CaSiO3的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②鉀長石中的鉀元素和鋁元素在Na2CO3作用下轉(zhuǎn)化為可溶性的NaAlO2和KAlO2，寫出Al2O3轉(zhuǎn)化為NaAlO2的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)已知NaAlO2和KAlO2易發(fā)生如下水解反應:Al+2H2OAl(OH)3+OH- “浸取”時應保持溶液呈　　　　(填“酸”或“堿”)性?！敖　睍r不斷攪拌的目的是　 。 (3)“轉(zhuǎn)化”時加入NaOH的主要作用是　(用離子方程式表示)。 (4)上述工藝中可以循環(huán)利用的主要物質(zhì)是　　　　、　　　　和水。 [答案]　(1)①CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑?、贜a2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑ (2)堿　提高浸取速率 (3)HC+OH-H2O+C (4)Na2CO3　CO2 [解析]:　(1)①課本上玻璃窯中發(fā)生的反應之一就是SiO2轉(zhuǎn)化為CaSiO3的反應，化學方程式為CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑;②反應物是Na2CO3、Al2O3，生成物是NaAlO2，根據(jù)質(zhì)量守恒可以寫出:Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑。 (2)為了抑制NaAlO2和KAlO2的水解，“浸取”時應保持溶液呈堿性;“浸取”時不斷攪拌的目的是提高浸取速率。 (3)從流程圖可以看出通入過量二氧化碳沉淀時生成了NaHCO3，“轉(zhuǎn)化”時加入NaOH的主要作用是使碳酸氫根轉(zhuǎn)化成碳酸根。 (4)從流程圖可以看出煅燒時生成的CO2，最后生成的Na2CO3都是反應需要的物質(zhì)，所以可以循環(huán)利用的主要物質(zhì)是Na2CO3、CO2。