内容正文:
专题03 金属及其化合物
3大高频考点概览
考点01 钠及其化合物
考点02 铁及其化合物
考点03 镁、铝、铜等金属资源的开发和利用
地 城
考点01
钠及其化合物
1.(22-23高三上·江苏无锡·期末)钠及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.金属钠与熔融的反应可制备金属钛
B.呼吸面具中的吸收人体呼出的和,同时释放出
C.侯氏制碱法的原理是将通入到含有的饱和食盐水中制得
D.泡沫灭火器的原理是利用溶液与溶液混合制取
【答案】C
【详解】A. 金属钠还原性强于钛,与熔融的反应可制备金属钛,故A正确;
B. 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,呼吸面具中的吸收人体呼出的和,同时释放出,故B正确;
C. 氨在水中溶解度大,侯氏制碱法的原理是将通入到含有的饱和食盐水中制得,故C错误;
D. 泡沫灭火器的原理是利用溶液与溶液混合发生反应生成氢氧化铝并制取,故D正确;
故选C。
2.(23-24高三上·江苏南京宁海中学·期末)用CO2传感器可检测溶液中CO2的含量,下图是用电磁搅拌加热器加热饱和NaHCO3溶液的实验中,得到的CO2含量随温度变化曲线。已知:该电磁搅拌加热器的温度最高可达65℃。下列有关叙述正确的是
A.NaHCO3的热稳定性小于碳酸钠
B.温度越高,CO2溶解度越大
C.加热饱和碳酸氢钠溶液过程中会析出沉淀
D.a~b阶段,主要反应是碳酸氢钠受热分解
【答案】A
【详解】A.48.2℃后,溶液中二氧化碳气体含量随温度升高逐渐升高,说明溶液中NaHCO3分解生成了二氧化碳和Na2CO3,则NaHCO3的热稳定性小于碳酸钠,故A正确;
B.二氧化碳气体的溶解度随温度升高而降低,则温度越高,CO2溶解度越小,故B错误;
C.饱和碳酸氢钠溶液受热分解生成了Na2CO3,相同温度下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,则不会有固体析出,故C错误;
D. a~b阶段,碳酸氢钠溶液中溶有二氧化碳气体,当加热时,二氧化碳气体逸出,使溶液中二氧化碳的含量降低,故D错误;
故选:A。
3.(23-24高三下·江苏扬州·期末),探究溶液的性质。下列实验方案能达到探究目的的是
选项
探究目的
实验方案
A
钾元素的焰色试验
用洁净的铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧,观察火焰的颜色
B
是否有还原性
向溶液中滴加氯水,再滴入溶液,观察是否有白色沉淀产生
C
是否水解
向溶液中滴加2~3滴酚酞试液,观察溶液颜色的变化
D
比较溶液中与的大小
用计测量溶液的
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.黄色光会掩盖紫色光,检验草酸氢钾溶液中的钾离子时,应用铂丝蘸取少量草酸氢钾溶液,在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃片观察火焰是否呈紫色,否则无法判断是否含有钾离子,故A错误;
B.因为氯气溶于水,与水反应生成HCl,滴入溶液,会产生AgCl沉淀,因此不能判断是否是将氯气还原为Cl-,故不能证明是否有还原性,故B错误;
C.离子在溶液中的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,则向草酸氢钾溶液中滴加2~3滴酚酞试液,溶液颜色不会发生改变,无法判断草酸氢根离子是否发生水解,故C错误;
D.用计测量溶液的,若溶液显酸性,说明的电离程度大于其水解程度,则比大;若溶液显碱性,说明的电离程度小于其水解程度,则比小,故D正确;
故选D。
4.(22-23高三上·江苏海安·期末)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.具有强氧化性,可用于制备硝酸铵
B.具有还原性,可用于纸浆漂白
C.具有两性,可用于电解冶炼铝
D.溶液显碱性,可用于制胃酸中和剂
【答案】D
【详解】A.制备硝酸铵与具有强氧化性无关,是硝酸与氨气反应生成硝酸,故A不符合题意;
B.用于纸浆漂白与具有还原性无关,与漂白性有关,故B不符合题意;
C.可用于电解冶炼铝与具有两性无关,是利用熔融状态下铝离子得到电子变为铝单质,故C不符合题意;
D.溶液显弱碱性,与胃酸反应,因此常用于制胃酸中和剂,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
5.(22-23高三上·江苏省南京外国语学校·期末)下列各溶液中加入试剂后,发生反应的离子方程式书写正确的是
A.向Mg(HCO3)2溶液中滴加足量NaOH溶液:Mg2+++OH-=MgCO3↓+H2O
B.水杨酸与过量碳酸钠溶液反应:+→ +CO2↑+H2O
C.Na2O2与H218O反应:2Na2O2+2H218O=4Na++4OH-+18O2↑
D.Na2S2O3溶液中通入足量氯气:+4Cl2+5H2O=2+8Cl-+10H+
【答案】D
【详解】A.向Mg(HCO3)2溶液中滴加足量NaOH溶液,镁离子和碳酸氢根以1:2完全反应,所以离子方程式为:Mg2++2+4OH-=Mg(OH)2↓+2+2H2O,A项错误;
B.根据酸性的强弱可知,羧酸>碳酸>苯酚>碳酸氢根,所以离子方程式为3+2 →2+CO2↑+H2O+2,B项错误;
C.Na2O2与H218O反应中Na2O2即体现了氧化性也体现了还原性,所以氧气中的氧元素来源于过氧化钠,所以正确的离子方程式为:2Na2O2+2H218O=4Na++418OH-+O2↑,C项错误;
D.Na2S2O3中的硫元素为+2价,具有还原性,氯气具有强氧化性,发生氧化还原反应,根据氧化还原反应配平可得离子方程式:+4Cl2+5H2O=2+8Cl-+10H+,D项正确;
故答案选D。
6.(22-23高三上·江苏省南京师范大学附属中学江宁分校·期末)一种利用有机胺(TBA)联合生产碳酸氢钠和二氯乙烷的工艺流程如图所示。
下列说法错误的是
A.“制碱过程”后通过加热蒸发结晶得到NaHCO3
B.该工艺原子利用率100%
C.“氯化过程”每生成lmolC2H4Cl2,总反应中消耗0.5molO2
D.“胺再生过程”反应为4CuCl+O2+4TBA·HCl=4CuCl2+4TBA+2H2O
【答案】A
【详解】A. NaHCO3热稳定性差,加热易分解,应通过降温结晶得到NaHCO3,故A错误;
B.从生成工艺流程图可以看出,反应物全部转化成产物,该工艺原子利用率100%,故B正确;
C. “氯化过程”的方程式为C2H4+2CuCl2=C2H4Cl2+2CuCl,再结合胺再生过程方程式4CuCl+O2+4TBA·HCl=4CuCl2+4TBA+2H2O,可得C2H4Cl2~2CuCl~0.5O2,所以每生成lmolC2H4Cl2,总反应中消耗0.5molO2,故C正确;
D.结合图示物质及转化关系,可得 “胺再生过程”反应为4CuCl+O2+4TBA·HCl=4CuCl2+4TBA+2H2O,故D正确;
故答案为:A
7.(22-23高三上·江苏泰州·期末)化学实验需坚持安全第一、预防为主。下列实验操作错误的是
A.先验纯再点燃H2 B.用乙醇制乙烯时加入碎瓷片防暴沸
C.制SO2时在通风橱中进行 D.金属Na着火时立即用冷水扑灭
【答案】D
【详解】A.若氢气中混有空气,点燃时易发生爆炸,所以点燃H2前需验纯,A正确;
B.用乙醇制乙烯时,应加热到170℃,为防止液体暴沸,需要加入碎瓷片,B正确;
C.SO2有毒,是大气污染物,制SO2时应在通风橱中进行,C正确;
D.金属Na能与冷水反应,且反应产生的氢气易发生燃烧,所以钠着火时不能用冷水扑灭,D错误;
故选D。
8.(22-23高三上·安徽皖南八校·)下列实验操作设计不能达到实验目的的是
A
B
C
D
演示喷泉实验
比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
观察纯碱的焰色试验
制备氨水
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.二氧化硫和氢氧化钠反应,装置中压强减小,能形成喷泉,A正确;
B.碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、碳酸钠,碳酸钠受热不分解,实验可以比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性,B正确;
C.焰色反应,也称作焰色测试及焰色试验,是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应;钠离子的颜色反应为黄色,C正确;
D.氨气极易溶于水,图中装置会导致水倒吸实验设计错误,D错误;
故选D。
地 城
考点02
铁及其化合物
1.(22-23高三上·江苏高邮第一中学·期末)某小组用硫铜矿煅烧后的废渣(主要含、、)为原料制取,流程如下:
下列说法正确的是
A.“酸浸”时使用98%的浓硫酸代替稀硫酸有利于提高原料利用率
B.“氧化”后溶液中存在的阳离子有:、、、
C.“调节”时可以选择或
D.“还原”过程中消耗的、的物质的量之比为
【答案】C
【分析】废渣(主要含、、)加入稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铜,加入双氧水氧化亚铁离子变为铁离子,调节溶液pH值沉淀铁离子,过滤,向滤液中加入还原硫酸铜生成氧化亚铜和氮气。
【详解】A.“酸浸”时使用98%的浓硫酸会氧化亚铁离子,产物污染性的气体,消耗的硫酸量会增多,不利于提高原料利用率,故A错误;
B.氧化的目的是将亚铁离子氧化为铁离子,因此“氧化”后溶液中存在的阳离子有:、、,故B错误;
C.“调节”时主要是沉淀铁离子,而 需要保留,因此选择或来消耗氢离子,促进铁离子水解,故C正确;
D.“还原”过程硫酸铜化合价降低1个价态,化合价升高变为氮气,升高4个价态,因此“还原”中消耗的、的物质的量之比为,故D错误。
综上所述,答案为C。
2.(23-24高三上·江苏盐城北京师范大学盐城附属学校·期末)下列实验方案设计、现象与结论都正确的是
选项
目的
实验方案设计
现象与结论
A
检验溶液X中是否含有
向溶液X中滴加少量稀硝酸,然后滴入几滴溶液,观察现象
有白色沉淀产生,说明溶液中含
B
检验食品脱氧剂中的还原铁粉是否变质
取少量样品溶于盐酸,滴加KSCN溶液
溶液变红,说明已变质
C
验证压强对化学平衡的影响
先将密闭注射器内充满气体,然后将活塞往里推压缩容积
观察到注射器内气体颜色加深,证明加压使平衡向生成气体的方向移动
D
检验1-溴丁烷的消去产物
向圆底烧瓶中加2.0gNaOH和15mL无水乙醇,搅拌,再加5mL 1-溴丁烷和几片碎瓷片,微热,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去,有1-丁烯生成
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【分析】本题考查实验方案设计、现象与结论的评价。
【详解】A.若溶液中含有,酸性条件下会被氧化为,和结合生成白色沉淀,故不能检验溶液X中是否含有,A错误;
B.还原铁粉变质生成,取少量样品溶于盐酸,滴加KSCN溶液,若溶液变红则说明存在,还原铁粉已变质,B正确;
C.将活塞往里推压缩容积,浓度增大,气体颜色加深,不能证明压强对平衡移动的影响,C错误;
D.检验1-溴丁烷消去产物,使用NaOH的乙醇溶液和1-溴丁烷共热反应,产生的1-丁烯中混有乙醇蒸气,这两种气体都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故不能说明有1-丁烯生成,D错误。
故答案为:B。
3.(22-23高三上·江苏省南京外国语学校·期末)下列说法正确的是
A.氯气有毒,所以可用作纸张的漂白剂
B.明矾有杀菌消毒的作用,所以可用来处理污水
C.石英坩埚耐高温,所以可用来加热熔化碱石灰等固体
D.常温下铁在浓硫酸中会钝化,所以可用铁罐来贮运浓硫酸
【答案】D
【详解】A.氯气与水反应生成具有强氧化性的次氯酸能使有机色质漂白褪色,常用作纸张的漂白剂,故A错误;
B.明矾不具有强氧化性,不具有杀菌消毒的作用,故B错误;
C.碱石灰中的氧化钙和氢氧化钠高温下能与二氧化硅反应,所以石英坩埚不能用来加热熔化碱石灰等固体,故C错误;
D.常温下铁在浓硫酸中会钝化,阻碍铁与浓硫酸继续反应,所以常用铁罐来贮运浓硫酸,故D正确;
故选D。
4.(22-23高三上·江苏盐城中学·期末)下列有关物质的性质与应用的对应关系正确的是
A.FeCl3水解显酸性,可用作铜制线路板的蚀刻剂
B.SO2具有漂白性,常用SO2的水溶液作Br2蒸气的吸收剂
C.H2O2具有氧化性,可用于与酸性KMnO4溶液反应制取O2
D.NaClO具有氧化性,可用于杀灭新型冠状病毒
【答案】D
【详解】A.由于FeCl3具有氧化性,能发生反应,故可用作铜制线路板的蚀刻剂,故A错误;
B.SO2的水溶液与Br2发生反应,其中SO2表现还原性,故B错误;
C.酸性KMnO4溶液与H2O2反应制取O2,该反应中体现H2O2的还原性,故C错误;
D.NaClO具有氧化性,可用于杀灭新型冠状病毒,故D正确;
故选D。
5.(22-23高三上·江苏无锡·期末)室温下,下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向溶液中加入几滴氯水,振荡,再加萃取,观察层颜色变化
的还原性强于
B
将缓慢通入滴有酚酞的溶液中,振荡,观察溶液颜色变化
具有漂白性
C
将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,振荡,观察现象
的非金属性强于
D
向某溶液中加入溶液,振荡,观察有无沉淀生成
该溶液中含有
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.氯水中含有Cl2,可以氧化Br-、Fe2+,向溶液中加入几滴氯水,CCl4无明显现象,说明无Br2生成,说明的还原性强于,选项A正确;
B.将缓慢通入滴有酚酞的溶液中, SO2与NaOH反应,使酚酞褪色,说明SO2是一种酸性氧化物,选项B错误;
C.将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,生成白色胶状物H2SiO3,说明盐酸的酸性大于硅酸的酸性,但由于HCl不是Cl元素的最高价含氧酸,所以不能说明的非金属性强于,选项C错误;
D.向某溶液中加入溶液,振荡,若有沉淀生成可能是BaCO3或BaSO3或BaSO4,不能证明溶液中就一定含有,选项D错误;
答案选A。
6.(22-23高三上·江苏盐城中学·期末)从含砷氧化锌废渣(还含有Cu、Ni、Ag的氧化物等)制取活性氧化锌的工艺流程如下:
(1)写出“氨浸”时,ZnO生成[Zn(NH3)4]CO3的离子方程式: ;该工序锌的浸出率与温度关系如图,当温度高于328K时,锌的浸出率反而下降的原因是 。
(2)“除砷”时,FeSO4需过量,一是生成Fe(OH)3[或Fe(OH)3-Fe(OH)2]胶体吸附含砷微粒,二是 ;写出砷酸铁的化学式: 。
(3)“除铁”时,Fe2+被KMnO4全部氧化为Fe3+,再掉pH将Fe3+、Mn2+转化为沉淀而除去。检验铁元素是否被完全除去的实验方案是 。
(4)写出“蒸氨”时,[Zn(NH3)4]CO3生成ZnCO3·2Zn(OH)2的化学方程式: 。
【答案】(1) 或 温度高,氨挥发量增加,生成锌氨配合物减少,不利于锌的浸出
(2) 使砷酸根沉淀完全
(3)取反应后的溶液少许于试管中,加入几滴KSCN溶液,如无血红色产生,说明铁元素已被完全除去
(4)
【分析】含砷氧化锌废渣氨浸溶解废渣,加锌粉除铜、银、镍,加FeSO4、O2、(NH4)2S2O8,除砷,加高锰酸钾除铁,蒸氨生成氨气和二氧化碳,得到碱式碳酸锌,加热分解得到氧化锌。
【详解】(1)“氨浸”时,ZnO与NH3和NH4HCO3反应生成[Zn(NH3)4]CO3,离子方程式为ZnO+++3NH3=[Zn(NH3)4]2+++H2O或ZnO+2+4NH3=[Zn(NH3)4]2++2+H2O;当温度高于328K时,锌的浸出率反而下降,主要是温度高,氨挥发量增加,生成锌氨配合物减少,不利于锌的浸出;
故答案为:ZnO+++3NH3=[Zn(NH3)4]2+++H2O或ZnO+2+4NH3=[Zn(NH3)4]2++2+H2O;温度高,氨挥发量增加,生成锌氨配合物减少,不利于锌的浸出。
(2)“除砷”时,FeSO4需过量,一是生成Fe(OH)3[或Fe(OH)3-Fe(OH)2]胶体吸附含砷微粒,二是尽量使砷酸根沉淀完全;砷元素是第VA族,最高化合价为+5价,砷酸铁中的铁为+3价,故砷酸铁化学式为FeAsO4;
故答案为:使砷酸根沉淀完全;FeAsO4。
(3)Fe3+遇KSCN变红,检验铁元素是否被完全除去的实验方案为:取反应后的溶液少许于试管中,加入几滴KSCN溶液,如无血红色产生,说明铁元素已被完全除去;
故答案为:取反应后的溶液少许于试管中,加入几滴KSCN溶液,如无血红色产生,说明铁元素已被完全除去。
(4)“蒸氨”时,[Zn(NH3)4]CO3水解反应生成ZnCO3·2Zn(OH)2和CO2,反应方程式为3[Zn(NH3)4]CO3+2H2O=ZnCO3⋅2Zn(OH)2+12NH3↑+2CO2↑;
故答案为:3[Zn(NH3)4]CO3+2H2O=ZnCO3⋅2Zn(OH)2+12NH3↑+2CO2↑。
7.(22-23高三上·江苏盐城北京师范大学盐城附属学校·期末)硫氰化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾,是一种用途广泛的化学药品。某实验小组模拟工业制备硫氰化钾的方法,设计实验如图:
已知:是一种不溶于水、密度大于水的非极性试剂。请回答下列问题:
Ⅰ.制备溶液
(1)装置A用于制备,圆底烧瓶内的固体a是 (填名称)。
(2)三颈烧瓶内盛放有、水和固体催化剂,发生反应。实验开始时,打开K2和K1,水浴加热装置B,反应发生。三颈烧瓶左侧导管口必须插入中,其目的是使反应更充分且 。
(3)一段时间后,当观察到三颈烧瓶内 时,停止通入气体,反应完成。
Ⅱ.制备KSCN溶液
(4)关闭K1,将三颈烧瓶继续加热至100℃,待完全分解后,再打开K3,继续保持水浴温度为100℃,缓缓滴入稍过量的KOH溶液,制得KSCN溶液。发生反应的化学方程式为 ;酸性溶液除可以吸收外,还能吸收的气体是 。
Ⅲ.制备KSCN晶体
先通过过滤除去三颈烧瓶中的固体催化剂,再通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到硫氰化钾晶体。
(5)测定晶体中KSCN的含量:称取10.0 g样品,配成1000 mL溶液。量取25.00 mL溶液于锥形瓶中,加入适量稀硝酸,再加入几滴铁盐溶液作指示剂,用0.1000 mol/L 标准溶液滴定,达到滴定终点,三次滴定平均消耗标准溶液20.00 mL。
①滴定时发生的反应:(白色),则指示剂的化学式为 (填序号)。则滴定终点的现象是 。
A. B. C. D.
②晶体中KSCN的质量分数为 (计算结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)碱石灰或生石灰或氧化钙或氢氧化钠
(2)防倒吸
(3)液体不出现分层现象或下层层消失
(4)
(5) B 滴入最后半滴溶液时,红色恰好褪去,且半分钟内颜色不恢复 77.6%
【分析】由实验装置图分析,装置A为制备氨气,装置B中先发生的反应为在催化剂作用下,氨气与二硫化碳在水浴加热条件下发生反应用于制备硫氰化铵,待除去反应生成的硫氢化铵后,再发生硫氰化铵与氢氧化钾溶液共热的反应用于制备硫氰化钾,装置C中盛有的酸性重铬酸钾溶液用于吸收氨气和硫化氢气体,防止污染环境,其中多孔球泡能起到防止倒吸的作用,据此分析解答。
【详解】(1)装置A为实验室固液不加热反应制备氨气,用浓氨水和生石灰(或碱石灰、或NaOH)制备氨气,因此圆底烧瓶内的固体a是碱石灰(或生石灰或氧化钙或氢氧化钠)。
(2)由相似相溶原理可知,氨气易溶于水、不易溶于二硫化碳,则制备硫氰化铵时,为了使反应物充分接触,防止发生倒吸,三颈烧瓶左侧导管口必须插入CS2中。
(3)发生的反应为CS2+3NH3NH4SCN+NH4HS,CS2不溶于水,因此当观察到液体不出现分层现象(或下层CS2层消失)时,可停止通入氨气,反应完成。
(4)由题意可知,缓缓滴入适量的氢氧化钾溶液发生的反应为氢氧化钾溶液与硫氰化铵共热反应生成硫氰化钾、氨气和水,反应的化学方程式为,根据分析,酸性重铬酸钾溶液用于吸收NH3和H2S气体,防止污染环境。
(5)①硫氰酸根离子与铁离子发生显示反应,使溶液呈红色,当溶液中硫氰酸根离子完全反应时,溶液红色会褪去,因此选用含Fe3+的溶液为指示剂,又Cl-、、SCN-均会反应Ag+,故选用Fe(NO3)3溶液为指示剂,故答案选B;滴定终点的现象是:滴入最后半滴溶液时,红色恰好褪去,且半分钟内颜色不恢复;
②由滴定消耗0.1000mol/L硝酸银溶液的体积为20.00mL可知,10.0g样品中硫氰化钾的质量分数为。
8.(24-25高三上·江苏部分高中·期末)碳酸亚铁晶体[FeCO3·2H2O为白色固体,不溶于水,干燥品在空气中稳定,湿品在空气中被缓慢氧化为Fe(OH)3,呈茶色]可用作阻燃剂、动物饲料铁添加剂、补血剂等。实验室利用Na2CO3溶液和FeSO4溶液制备FeCO3·2H2O,实验装置(夹持仪器已省略)如图所示:
(1)方框内为实验室制取CO2的装置,试剂a是 溶液。
(2)FeCO3的制备步骤如下:通入一段时间CO2后,向FeSO4溶液中加入过量Na2CO3溶液,搅拌,反应后过滤,将沉淀洗涤、干燥,得到FeCO3·2H2O。
①生成FeCO3·2H2O的离子方程式为 。
②装置丙的作用是 。
(3)某同学设计了由FeCO3·2H2O制备Fe2O3的方案。补充完整实验方案:
向FeCO3·2H2O中依次加入试剂:先加入 ,充分反应,再加入 , 最后加入 ; (填操作)、灼烧,即可得到Fe2O3[实验中必须使用的试剂:H2O2溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液]。
(4)草酸亚铁晶体与碳酸亚铁晶体一样,都能受热分解。称取3.60 g FeC2O4·2H2O,用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。
300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物,则其化学式为 (写出计算过程)。
【答案】(1)饱和碳酸氢钠溶液
(2) Fe2++C+2H2O=FeCO3·2H2O↓ 液封,防止O2(或空气)进入装置乙中
(3) 稀硫酸 H2O2溶液 氢氧化钠溶液 过滤、洗涤
(4)Fe2O3
【分析】(1)利用稀盐酸和CaCO3反应制备CO2,生成的CO2中含有HCl,甲中用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl。
(2)②FeCO3·2H2O湿品在空气中缓慢氧化为Fe(OH)3,则装置丙的作用是液封,防止O2(或空气)进入装置乙中。
(4)300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物,根据Fe原子守恒得n(Fe)=n(FeC2O4·2H2O)==0.02mol,m(Fe)=0.02mol×56g/mol=1.12g,n(O)==0.03mol,则Fe、O的原子个数之比为0.02mol:0.03mol=2:3,所以其化学式为Fe2O3,据此解答。
【详解】(1)利用稀盐酸和CaCO3反应制备CO2,生成的CO2中含有HCl,甲中用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl,故答案为:饱和碳酸氢钠;
(2)①向FeSO4溶液中加入过量Na2CO3溶液,搅拌,反应生成了FeCO3·2H2O沉淀,将沉淀洗涤、干燥,得到FeCO3·2H2O,所以生成FeCO3·2H2O的离子方程式为:Fe2+++2H2O=FeCO3·2H2O↓;
②FeCO3·2H2O湿品在空气中缓慢氧化为Fe(OH)3,则装置丙的作用是液封,防止O2(或空气)进入装置乙中,故答案为:液封,防止O2(或空气)进入装置乙中;
(3)向FeCO3·2H2O中先加入稀硫酸,稀硫酸溶解了FeCO3·2H2O,得到FeSO4,再加入H2O2溶液,将二价铁氧化为三价铁, 最后加入氢氧化钠溶液,得到氢氧化铁沉淀,过滤,洗涤,灼烧即可得到Fe2O3,故答案为:稀硫酸;H2O2溶液;氢氧化钠溶液;过滤、洗涤;
(4)300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物,根据Fe原子守恒得n(Fe)=n(FeC2O4·2H2O)==0.02mol,m(Fe)=0.02mol×56g/mol=1.12g,n(O)==0.03mol,则Fe、O的原子个数之比为0.02mol:0.03mol=2:3,所以其化学式为Fe2O3,故答案为:Fe2O3。
地 城
考点01
钠及其化合物
周期表中IIA族元素及其化合物应用广泛。铍是原子能、航空以及冶金工业中的宝贵材料;镁可以和铝制成优异性能的镁铝合金;生石灰可用于酸性废水处理及污泥调质,次氯酸钙可用于氧化剂、漂白剂、消毒剂等;放射性同位素锶89用来治疗骨癌,目前临床上运用最广泛的是氯化锶。
1.(22-23高三上·江苏南通通州区·期末)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.Al2O3熔点高,可用于电解冶炼铝
B.MgO是碱性氧化物,可用作耐高温材料
C.CaO具有吸水性,可用作燃煤中的脱硫剂
D.BaSO4不溶于盐酸,可用作胃肠道造影检查
2.(22-23高三上·江苏南通通州区·期末)下列说法正确的是
A.反应2Mg(s)+CO2(g)=2MgO(s)+C(s)能自发进行,说明该反应ΔH>0
B.向Ca(ClO)2溶液中滴加少量酚酞溶液,出现先变红后褪色的现象,说明Ca(ClO)2溶液中存在:ClO-+H2OHClO+OH-
C.某温度下,反应BaCO3(s)BaO(s)+CO2(g)达平衡,压缩体积后达新平衡时容器中的CO2浓度将增大
D.一种合金晶胞如图所示,则每个Al周围距离最近的Mg的数目为6
3.(22-23高三上·江苏南通通州区·期末)工业上常以天青石(主要成分为SrSO4,含少量BaSO4)为原料制取SrCl2•6H2O,生产流程如图:
已知:SrCl2•6H2O易溶于水,微溶于无水乙醇和丙酮。下列说法不正确的是
A.高温焙烧时,若0.2molSrSO4完全反应转移了1.6mol电子,该反应化学方程式为SrSO4+4CSrS+4CO↑
B.反应I中,应使用过量的H2SO4来提高锶元素的利用率
C.为除去SrCl2•6H2O晶体表面杂质,可使用无水乙醇洗涤
D.为得到无水SrCl2,可直接加热SrCl2•6H2O脱去结晶水制得
【答案】1.D 2.B 3.B
【分析】3.天青石(主要成分为SrSO4,含少量BaSO4 )隔绝空气高温焙烧生成氧化钡和氧化锶,与盐酸反应生成氯化钡沉淀和氯化锶,滴加硫酸生成硫酸钡沉淀,过滤除杂后,溶液加热蒸发、冷却结晶过滤,得到六水氯化锶晶体,以此解题。
1.A.Al2O3熔点高,常用作耐火材料,电解冶炼铝主要是Al2O3熔融状态下能导电,电解得到金属铝,故A不符合题意;
B.MgO可用作耐高温材料是因为MgO熔点高,故B不符合题意;
C.CaO可用作燃煤中的脱硫剂是因为CaO与二氧化硫反应生成亚硫酸钙,故C不符合题意;
D.人体中有胃酸,BaSO4不溶于盐酸,因此BaSO4可用作胃肠道造影检查,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
2.A.已知反应2Mg(s)+CO2(g)=2MgO(s)+C(s) <0,故反应2Mg(s)+CO2(g)=2MgO(s)+C(s)能自发进行,说明该反应ΔH<0,A错误;
B.向Ca(ClO)2溶液中滴加少量酚酞溶液,出现先变红后褪色的现象说明溶液显碱性,同时具有漂白性物质,即可说明Ca(ClO)2溶液中存在:ClO-+H2OHClO+OH-,B正确;
C.某温度下,反应BaCO3(s)BaO(s)+CO2(g)达平衡,该反应的平衡常数表达式为K=c(CO2),温度不变K不变,故压缩体积后达新平衡时容器中的CO2浓度将不变,C错误;
D.由题干合金晶胞图所示信息可知,每个Al周围距离最近的Mg的数目为8,如图所示 ,D错误;
故答案为:B。
3.A.高温焙烧时,若0.2molSrSO4完全反应转移了1.6mol电子,说明S元素化合价由+6价降低为-2价,该反应的化学方程式为:SrSO4+4CSrS+4CO↑,A正确;
B.反应I中,应使用过量的H2SO4目的是生成硫酸钡沉淀,从而出去溶液中的钡离子,B错误;
C.根据信息可知,SrCl2•6H2O易溶于水,微溶于无水乙醇和丙酮,故为除去SrCl2•6H2O晶体表面杂质,可使用无水乙醇洗涤,C正确;
D.SrCl2是强酸强碱盐,SrCl2不水解,可以直接加热SrCl2•6H2O脱去结晶水制得无水SrCl2,D正确;
故选B。
阅读下面的材料,完成下面小题。
铜是人类最早发现的金属,铜或铜的化合物在许多反应中作催化剂。CuCl是白色固体,难溶于水,CuCl可溶于Cl-浓度较大的体系,如能溶于盐酸,CuCl+2Cl-CuCl(棕色),能被硝酸氧化,在碱性条件下易水解转化为Cu2O,Cu2O在酸性条件下可歧化为Cu2+和Cu。
4.(24-25高三上·江苏省南京市宁海中学·期末)2022年诺贝尔化学奖授予在“点击化学和生物正交化学”领域做出贡献的三位科学家。下图为“点击化学”的一种代表反应,下列说法正确的是
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
A.Ⅰ中C、N、O元素的电负性最大的是N
B.基态Cu+的电子排布式为3d10
C.Cu+催化剂能降低反应焓变,增大反应速率
D.有机物Ⅱ分子中所有原子共平面,最多6个原子共直线
5.(24-25高三上·江苏省南京市宁海中学·期末)含Cu2+的废液经回收利用可生成附加值较高的氧化亚铜,下列流程可回收高品质氧化亚铜。
下列说法正确的是
A.通入SO2生成的沉淀是CuSO3
B.流程中加入的沉淀剂不能过量
C.沉淀转化为Cu2O的反应是氧化还原反应
D.用AgNO3溶液检验流程中的沉淀是否完全转化为Cu2O
6.(24-25高三上·江苏省南京市宁海中学·期末)向盛少量稀盐酸的试管中投入光亮的铜片,一段时间后再通入足量的SO2,铜片表面很快变暗,生成黑色固体,溶液逐渐变为棕色;将稀盐酸换成稀硫酸重复上述实验,均无明显变化。下列说法不正确的是
A.黑色固体是Cu2S
B.将棕色溶液加水稀释会产生白色沉淀
C.光亮的铜片投入盐酸中会生成CuCl
D.SO2在反应中表现氧化性
【答案】4.D 5.B 6.C
【解析】4.A.Ⅰ中C、N、O元素的电负性最大的是O,故A错误;
B.Cu是29号元素,Cu原子失去最外层1个电子得到Cu+,基态Cu+的价电子排布式为3d10,故B错误;
C.催化剂通过降低反应活化能,增大反应速率,催化剂不能改变反应焓变,故C错误;
D.苯环为平面结构、三键为直线结构,有机物Ⅱ分子中所有原子共平面,最多6个原子共直线,故D正确;
选D。
5.A.通入SO2,SO2把Cu2+还原为Cu+,Cu2+与Cl-生成CuCl沉淀,所以沉淀是CuCl,故A错误;
B.由于存在平衡CuCl+2Cl-CuCl,所以流程中加入的沉淀剂不能过量,故B正确;
C.CuCl沉淀在碱性条件下转化为Cu2O,反应离子方程式为2CuCl+2OH-=Cu2O+2Cl-+H2O,元素化合价不变,属于非氧化还原反应,故C错误;
D.CuCl难溶于水,与AgNO3溶液不反应,不能用AgNO3溶液检验流程中的沉淀是否完全转化为Cu2O,故D错误;
选B。
6.A.氧化铜溶于盐酸,通入二氧化硫生成得黑色固体不溶于盐酸,所以黑色固体是Cu2S,故A正确;
B.由资料CuCl+2Cl-CuCl(棕色),可知棕色溶液中存在CuCl+2Cl-CuCl平衡,将棕色溶液加水稀释,平衡逆向移动,所以会产生白色沉淀CuCl,故B正确;
C.向盛少量稀盐酸的试管中投入光亮的铜片,铜片无变化,光亮的铜片投入盐酸中不会生成CuCl,故C错误;
D.反应生成Cu2S,SO2中S元素化合价降低,反应中SO2表现氧化性,故D正确;
选C。
7.(24-25高三上·江苏南京师范大学附属中学江宁分校·期末)工业上制备下列物质的生产流程不合理的是
A.由黄铁矿制硫酸:
B.由重晶石制可溶性钡盐:重晶石
C.由石英砂制高纯硅:石英砂
D.由铝土矿冶炼铝:铝土矿
【答案】D
【详解】A.黄铁矿的主要成分是FeS2,煅烧生成二氧化硫,再将二氧化硫转化为三氧化硫,然后与水反应生成硫酸,流程合理,故A不选;
B.BaSO4在水中存在沉淀溶解平衡,加饱和碳酸钠溶液会生成碳酸钡沉淀,再和盐酸反应生成钡盐,流程合理,故B不选;
C.石英砂的主要成分是二氧化硅,高温下二氧化硅与C反应生成粗硅,硅与氯气生成四氯化硅,再用氢气还原得到Si,流程合理,故C不选;
D.铝土矿主要成分是三氧化二铝,应提纯后再电解氧化铝制铝,不能电解氯化铝溶液,流程不合理,故D选;
故选D。
二、解答题
8.(24-25高三上·江苏无锡江阴市·期末)工业上以铬铁矿主要成分为,还含有、等杂质为主要原料生产红矾钠晶体,其主要工艺流程如图:
已知:在碱性条件下能将氧化为。
固体A为 。
实验室中操作的名称为 。
固体C中含有的物质是 和,则的作用是 。
已知:,,当时开始沉淀.室温下,Ⅱ中需调节溶液pH范围为 杂质离子浓度小于视为沉淀完全。
写出Ⅲ中发生反应的离子方程式 。
Ⅳ中酸化是用硫酸而不用盐酸酸化,理由是 结合化学方程式回答;工业上也可设计如图示装置,用锂离子电池为难电离锂碳化合物为电源,电解溶液制取,该装置工作时E电极的名称是 极;电源的A极的电极反应式为 当电解过程中转移了电子时,理论上右侧溶液的质量减少 g。
【答案】 过滤 氧化,使铁元素完全转化成沉淀而除去 阳 。
【分析】铬铁矿主要成分为FeO和,含有、等杂质,加入过量稀硫酸,只有与稀硫酸不反应,则过滤得固体A为,溶液B中含有、、,在B中加入过氧化氢,可生成,调节溶液pH可除去、,生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,即固体C,溶液D含有,在溶液D中加入和NaOH,发生氧化还原反应,过滤得溶液E含有,酸化可得,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可得,以此解答该题。
【详解】根据以上分析,固体A为,故答案为:;
根据以上分析,实验室中操作的名称为过滤,故答案为:过滤;
固体C中含有的物质是和,则的作用是氧化,使铁元素完全转化成沉淀而除去;当时开始沉淀,室温下,除去溶液中的、,氢氧化铝完全变成沉淀时的pH:,,解得:,,同理完全变成沉淀时,pH约为,故pH范围是:,故答案为:氧化,使铁元素完全转化成沉淀而除去;;
在溶液D中加入和NaOH,发生氧化还原反应,生成和,所以Ⅲ中发生反应的离子方程式为,故答案为:;
Ⅳ中酸化是用硫酸而不用盐酸酸化,原因为会氧化盐酸中的氯离子,反应离子方程式为:;电解溶液制取,则E电极发生,说明E电极生成氢离子,电极反应为氢氧根失电子发生氧化反应,所以该装置工作时E电极的名称是阳极,B极为正极,A极为负极,电极反应式为;当电解过程中转移了电子时,则右侧反应消耗氢氧根离子,放出氧气,右侧移动到左侧的钠离子也为,所以理论上右侧溶液的质量减少,故答案为:;阳;;。
【点睛】本题考查了物质制备流程和方案的分析判断,物质性质的应用以及电解池的原理等,为高频考点,侧重于学生的分析能力、实验和计算能力的考查,注意把握题干信息的分析理解,操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键,题目难度较大。
9.(24-25高三上·江苏常州市联盟校·期末)工业上采用硫铁矿熔烧去硫后烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制备透明铁黄(FeOOH)工艺流程如下:
(1)浸取前一般需粉碎烧渣,其目的是 。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分为 。
(3)加氢氧化钠调控pH的目的是 。
(4)转化操作是向滤液中加入一定浓度氨水,当滴加氨水至pH为6.0时,停止滴加氨水,开始通氧气,生成铁黄。通入氧气过程中,记录溶液pH变化如图1所示。
①t1~t2时段,离子方程式 。
②已知:25℃时,Fe(OH)2完全沉淀(离子浓度≤10-5 mol/L)的pH=8.5.滴加氨水产生沉淀,当pH为6.0时,溶液中残留Fe2+浓度为 mol/L。
(5)制得的透明铁黄中往往混有氧化铁,可用分光光度法测定透明铁黄的含量。已知Fe(SCN)3的吸光度A(对特定波长光的吸收程度)与Fe3+标准溶液浓度的关系如图2所示。称取3.47 g样品,用稀硫酸溶解并定容至1 L,准确移取该溶液10.00 mL,加入足量KSCN溶液,再用蒸馏水定容至100 mL。测得溶液吸光度A=0.8,计算样品中FeOOH的质量分数 (写出主要计算过程)。
【答案】(1)增大反应物接触面积,加快酸溶速率,提高浸取率
(2)SiO2
(3)除去H+,将Al3+转化为Al(OH)3除去
(4) 4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+ 1
(5)76.9%
【分析】烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3、不考虑其他杂质)中加入稀硫酸,氧化铁、氧化亚铁、氧化铝与稀硫酸反应,二氧化硅不反应,过滤,向滤液中加入试剂X将铁离子还原,再加入氢氧化钠溶液调节pH值沉淀铝离子,过滤后向滤液中加入氨水和通入氧气,经过一系列变化得到铁黄(FeOOH)。
【详解】(1)浸取前一般需粉碎烧渣,其目的是:增大反应物接触面积,加快酸溶速率,提高浸取率;
(2)二氧化硅与稀硫酸不反应,滤渣Ⅰ的主要成分为SiO2;
(3)加入氢氧化钠溶液调节pH值沉淀铝离子,加氢氧化钠调控pH的目的是除去H+,将Al3+转化为Al(OH)3除去;
(4)①t1~t2时段,pH减小说明氢离子浓度增大,该过程中亚铁离子和氧气反应生成FeOOH和氢离子,离子方程式为:4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+;
②Fe(OH)2完全沉淀(离子浓度≤10-5mol/L)的pH=8.5,则Fe(OH)2的溶度积常数Ksp=1×10-5×(1×10-5.5)2=1×10-16,当滴加氨水产生沉淀,当pH为6.0时,Ksp=1×10-16=c(Fe2+)×(1×10-8)2,解得c(Fe2+)=1mol/L,溶液中残留Fe2+浓度为:1mol/L;
(5)测得溶液吸光度A=0.8,根据图中信息得到溶液中c(Fe3+)=4.0×10−3mol•L−1,则样品中铁离子物质的量为n(Fe3+)=4.0×10−3mol•L−1×0.1L×100=4.0×10−2mol,设氧化铁物质的量为xmol,为FeOOH物质的量为ymol,则有160xg+89yg=3.47g,2xmol+ymol=0.04mol,解得x=0.05,y=0.03,则样品中FeOOH的质量分数:。
10.(23-24高三上·江苏苏州·期末)工业上利用高钛炉渣(主要成分为及等)制备。
已知:①在高温下与反应生成,弱碱性条件下水解会生成沉淀;
②难溶于稀酸或稀碱,可以溶解在浓酸或浓碱中;
③水解能力显著强于容易吸附沉淀。
Ⅰ.硫酸法制备
(1)焙烧、浸取
①“焙烧”时可将转化为,该反应的化学方程式为 。
②酸浸渣的主要成分为 。
(2)沸腾水解
①水解反应的平衡常数 。(已知:该温度下)
②其他条件不变,初始溶液对含的溶液水解率的影响如图所示,在范围内,随着增大,水解率下降的原因是 。
(3)产品中的纯度测定
准确称取样品,加入适量浓硫酸,加热至样品完全溶解,冷却后用水稀释,冷却至室温后再加入铝片将还原为,用溶液滴定至终点,平行滴定3次,平均消耗溶液。计算样品中的纯度为 (已知:可将还原为)。
Ⅱ.碱法制备
(4)高钛炉渣与固体混合灼烧,冷却后加水浸出后得到含大量的固体,请补充完整制取高纯的实验方案:将浸出后的固体置于容器中, ,将煅烧得(实验中须使用的试剂:稀、溶液、溶液、溶液)。
【答案】(1) CaTiO3+2H2SO4CaSO4+TiOSO4+2H2O CaSO4、SiO2
(2) 1×105 Fe3+水解产生的H+抑制了TiO2+的水解
(3)72.00%
(4)加入稀H2SO4,边加边搅拌至不再溶解,反应后,加入Ti2(SO4)3溶液,至取上层清液滴加KSCN溶液不显红色,过滤,洗涤至取最后一次洗涤滤液加入BaCl2溶液无浑浊
【分析】高钛炉渣(主要成分为TiO2、CaTiO3及SiO2、Fe2O3)中加入浓硫酸焙烧,CaTiO3转化为TiOSO4、CaSO4,然后加入稀硫酸“浸取”,经过滤得到的酸浸渣为SiO2、CaSO4,滤液中含TiOSO4、Fe2(SO4)3,滤液经沸腾水解,过滤得到TiO(OH)2,TiO(OH)2经系列处理得到TiO2。
【详解】(1)①“焙烧”时可将CaTiO3转化为TiOSO4,根据原子守恒,反应的化学方程式为CaTiO3+2H2SO4CaSO4+TiOSO4+2H2O。
②根据分析,酸浸渣的主要成分为CaSO4、SiO2。
(2)①水解反应TiO2++2H2O=TiO(OH)2↓+2H+的平衡常数K====1×105。
②由图可知,pH在1.7~1.8范围内,随着pH增大,Fe3+的水解率增大,Fe3+水解产生的H+抑制了TiO2+的水解,从而TiO2+水解率下降。
(3)根据原子守恒和得失电子守恒可得测定过程中的关系式为:TiO2~TiO2+~Ti3+~NH4Fe(SO4)2,则n(TiO2)=n[NH4Fe(SO4)2]=0.1000mol/L×0.018L=1.8×10-3mol,m(TiO2)= 1.8×10-3mol×80g/mol=0.144g,样品中TiO2的纯度为×100%=72.00%。
(4)根据已知①可知,高钛炉渣与NaOH固体混合灼烧,冷却后加水浸出后得到含大量Fe(OH)3的TiO(OH)2固体,为了除去Fe(OH)3,根据已知②和题给试剂,应将浸出后的固体置于容器中,加入稀H2SO4,边加边搅拌至不再溶解,此时Fe(OH)3完全转化为Fe2(SO4)3;根据已知③,结合Ti3+能将Fe3+还原为Fe2+,故上述反应后,加入Ti2(SO4)3溶液将Fe3+还原为Fe2+,为了检验Fe3+被完全还原,故需用KSCN溶液检验上层清液中没有Fe3+;然后过滤,洗涤,为证明TiO(OH)2洗涤干净,故需用BaCl2溶液检验洗涤液中不含;最后将TiO(OH)2煅烧得到TiO2;故补充的实验方案为:加入稀H2SO4,边加边搅拌至不再溶解,反应后,加入Ti2(SO4)3溶液,至取上层清液滴加KSCN溶液不显红色,过滤,洗涤至取最后一次洗涤滤液加入BaCl2溶液无浑浊。
11.(23-24高三上·江苏南京宁海中学·期末)磷石膏主要成分为CaSO4,含少量SiO2、Fe2O3等,以此为原料可制备轻质碳酸钙和铝铵矾[NH4Al(SO4)2·12H2O],流程如下图:
(1)转化步骤的主要目的是 。
(2)除杂时所得滤渣的成分为 。
(3)碳化过程在如图所示的装置中进行依次先后通入两种气体,直至不再有沉淀生成,则先后通入的气体分别为 、 。
(4)称取流程中轻质碳酸钙0.5000g,用盐酸充分溶解,过滤,将滤液和洗涤液转移至250mL容量瓶中,定容、摇匀,取出25.00mL,加入指示剂(铬黑T),调节pH>12,用0.02000mol·L-1Na2H2Y标准溶液滴定(滴定过程中Ca2+与按1:1反应),至终点时消耗Na2H2Y溶液23.60mL。计算产品中碳酸钙的质量分数 (写出计算过程)。
(5)制取铝铵矾的实验方案:在滤液中 ,蒸发浓缩至有大量晶体析出,过滤,用无水乙醇洗涤、干燥,得硫酸铵固体;在烧杯中加入100mL1mol·L-1Al2(SO4)3溶液,不断搅拌下加入 ,用无水乙醇洗涤、干燥,即得产品。(部分物质的溶解度随温度的变化如图所示)。
【答案】(1)将硫酸钙转化为碳酸钙和硫酸铝铵
(2)Fe(OH)3、SiO2
(3) NH3 CO2
(4)94.4%
(5) 加入3 mol∙L−1硫酸溶液至不再产生气泡为止 硫酸铵固体至完全溶解
【分析】磷石膏中加入碳酸氢铵-氨水,将硫酸钙转化为碳酸钙沉淀,得到硫酸铝铵溶液,过滤得到滤渣,滤渣主要有碳酸钙、二氧化硅、氧化铁,向滤渣中加入盐酸、再通入氨气,过滤得到滤渣,滤渣主要是氢氧化铁、二氧化硅,滤液主要是氯化钙、氯化铵,将滤液碳化,最终得到轻质碳酸钙。
【详解】(1)根据题中前后物质分析,转化步骤的主要目的是将硫酸钙转化为碳酸钙和硫酸铝铵;故答案为:将硫酸钙转化为碳酸钙和硫酸铝铵。
(2)氧化铁和盐酸反应生成氯化铁,二氧化硅不与盐酸反应,氯化铁溶液通入氨气生成氢氧化铁沉淀,因此反应除杂时所得滤渣的成分为Fe(OH)3、SiO2;故答案为:Fe(OH)3、SiO2。
(3)碳化过程在如图所示的装置中进行依次先后通入两种气体,直至不再有沉淀生成,由于氨气在水中溶解度大,二氧化碳在水中溶液度小,通入氨气形成饱和溶液后再与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀,则先后通入的气体分别为NH3、CO2;故答案为:NH3;CO2。
(4)根据题中信息得到产品中碳酸钙的质量分数;故答案为:94.4%。
(5)制取铝铵矾的实验方案:由于溶液中还存在碳酸氢根,因此在滤液中加入3 mol∙L−1硫酸溶液至不再产生气泡为止,蒸发浓缩至有大量晶体析出,过滤,用无水乙醇洗涤、干燥,得硫酸铵固体;在烧杯中加入100mL1mol·L-1Al2(SO4)3溶液,根据图中曲线,可能硫酸铝过量,因此在不断搅拌下加入硫酸铵固体至完全溶解,冷却,用无水乙醇洗涤、干燥,即得产品;故答案为:加入3 mol∙L−1硫酸溶液至不再产生气泡为止;硫酸铵固体至完全溶解。
12.(22-23高三上·江苏泰州·期末)MnCl2极易吸水潮解,易溶于水和醋酸,不溶于苯;金属活泼性Mn>Fe。某科研小组由粗锰粉(含Mn及少量Fe、Ni、Pb等单质)为原料制备MnCl2,部分实验过程如下:
(1)“酸溶”时,盐酸要缓慢滴加的原因是 。酸溶过程中溶液中Fe2+的浓度先增大后略有减少,减少的原因是 。
(2)“除铁”时,先加入H2O2,后加入MnCO3固体。加入MnCO3固体时有CO2生成,反应的离子方程式为 。
(3)MnCl2·4H2O经加热脱水可制得MnCl2,测得加热升温过程中固体的质量变化如图所示。
① 若要获得MnCl2·H2O,需控制的温度范围是 (写出计算推理过程)。
② MnCl2·H2O继续脱去结晶水时易发生副反应,产生MnO2和碱式氯化锰杂质,为减少副反应的发生,可采取的实验操作是 。
(4) MnCl2·4H2O经加热脱水制得的MnCl2纯度不高,实验室可由固体四水醋酸锰[(CH3COO)2Mn·4H2O]和液体乙酰氯(CH3COCl)经过室温除水、加热回流等步骤制得高纯MnCl2,涉及的主要反应有CH3COCl+H2O→CH3COOH+HCl、(CH3COO)2Mn+2CH3COClMnCl2↓+2(CH3CO)2O。为获得较高产率的高纯MnCl2,请补充实验方案:取四水醋酸锰24.5 g(0.1 mol)和50 mL苯置于烧瓶中,边搅拌边加入 ,充分反应后过滤, ,干燥,得到MnCl2.[供选择的试剂:CH3COCl(0.1 mol CH3COCl的体积约7 mL)、苯、水]
【答案】(1) 防止活泼金属Mn与盐酸剧烈反应;防止反应放出大量的热, 盐酸大量挥发;防止生成大量气体,使液体溢出(答对任一点即可) 一部分Fe2+被Mn置换出来,一部分Fe2+被O2氧化为Fe3+后再转化为Fe(OH)3沉淀出来
(2)3MnCO3+2Fe3++3H2O=3Mn2++2Fe(OH)3+3CO2↑
(3) 130~180 ℃(在温度范围内均可) 将晶体置于HCl氛围中加热或将晶体置于真空状态下加热并及时抽出水汽
(4) 28 mL的CH3COCl 将所得固体、50 mL苯和14 mL的CH3COCl置于装有蒸馏装置中;加热回流至沉淀不再增加,过滤,用苯洗涤2~3次
【详解】(1)该反应为放热反应,且盐酸是挥发性酸,则盐酸要缓慢滴加的原因是:防止活泼金属Mn与盐酸剧烈反应;防止反应放出大量的热, 盐酸大量挥发;防止生成大量气体,使液体溢出(答对任一点即可);
根据题给信息,金属活泼性Mn>Fe,则锰可以置换出溶液总的二价铁离子,另外溶液中溶解的氧气可以将二价铁氧化为三价铁,则溶液中Fe2+的浓度减少的原因是:一部分Fe2+被Mn置换出来,一部分Fe2+被O2氧化为Fe3+后再转化为Fe(OH)3沉淀出来;
(2)“除铁”时,先加入H2O2将二价铁氧化为三价铁,再加入MnCO3固体时有CO2生成,相关的反应有:3MnCO3+2Fe3++3H2O=3Mn2++2Fe(OH)3+3CO2↑;
(3)①根据锰元素守恒可知,,则,故要获得MnCl2·H2O,需要控制温度为:130~180 ℃之间;
②生成杂质是由于氯化锰的水解导致的,可以通过防止水解的发生而减少杂质的产生,故为减少副反应的发生,可采取的实验操作是:将晶体置于HCl氛围中加热或将晶体置于真空状态下加热并及时抽出水汽;
(4)根据题给信息可知,还需要加入CH3COCl,并且(CH3COO)2Mn·4H2O~4CH3COCl,则需要CH3COCl的物质的量为0.4mol,体积为28mL,根据题中信息,经过室温除水、加热回流等步骤制得高纯MnCl2,故答案为:28 mL的CH3COCl;将所得固体、50 mL苯和14 mL的CH3COCl置于装有蒸馏装置中;加热回流至沉淀不再增加,过滤,用苯洗涤2~3次。
试卷第1页,共3页
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专题03 金属及其化合物
3大高频考点概览
考点01 钠及其化合物
考点02 铁及其化合物
考点03 镁、铝、铜等金属资源的开发和利用
地 城
考点01
钠及其化合物
1.(22-23高三上·江苏无锡·期末)钠及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.金属钠与熔融的反应可制备金属钛
B.呼吸面具中的吸收人体呼出的和,同时释放出
C.侯氏制碱法的原理是将通入到含有的饱和食盐水中制得
D.泡沫灭火器的原理是利用溶液与溶液混合制取
2.(23-24高三上·江苏南京宁海中学·期末)用CO2传感器可检测溶液中CO2的含量,下图是用电磁搅拌加热器加热饱和NaHCO3溶液的实验中,得到的CO2含量随温度变化曲线。已知:该电磁搅拌加热器的温度最高可达65℃。下列有关叙述正确的是
A.NaHCO3的热稳定性小于碳酸钠
B.温度越高,CO2溶解度越大
C.加热饱和碳酸氢钠溶液过程中会析出沉淀
D.a~b阶段,主要反应是碳酸氢钠受热分解
3.(23-24高三下·江苏扬州·期末),探究溶液的性质。下列实验方案能达到探究目的的是
选项
探究目的
实验方案
A
钾元素的焰色试验
用洁净的铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧,观察火焰的颜色
B
是否有还原性
向溶液中滴加氯水,再滴入溶液,观察是否有白色沉淀产生
C
是否水解
向溶液中滴加2~3滴酚酞试液,观察溶液颜色的变化
D
比较溶液中与的大小
用计测量溶液的
A.A B.B C.C D.D
4.(22-23高三上·江苏海安·期末)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.具有强氧化性,可用于制备硝酸铵
B.具有还原性,可用于纸浆漂白
C.具有两性,可用于电解冶炼铝
D.溶液显碱性,可用于制胃酸中和剂
5.(22-23高三上·江苏省南京外国语学校·期末)下列各溶液中加入试剂后,发生反应的离子方程式书写正确的是
A.向Mg(HCO3)2溶液中滴加足量NaOH溶液:Mg2+++OH-=MgCO3↓+H2O
B.水杨酸与过量碳酸钠溶液反应:+→ +CO2↑+H2O
C.Na2O2与H218O反应:2Na2O2+2H218O=4Na++4OH-+18O2↑
D.Na2S2O3溶液中通入足量氯气:+4Cl2+5H2O=2+8Cl-+10H+
6.(22-23高三上·江苏省南京师范大学附属中学江宁分校·期末)一种利用有机胺(TBA)联合生产碳酸氢钠和二氯乙烷的工艺流程如图所示。
下列说法错误的是
A.“制碱过程”后通过加热蒸发结晶得到NaHCO3
B.该工艺原子利用率100%
C.“氯化过程”每生成lmolC2H4Cl2,总反应中消耗0.5molO2
D.“胺再生过程”反应为4CuCl+O2+4TBA·HCl=4CuCl2+4TBA+2H2O
7.(22-23高三上·江苏泰州·期末)化学实验需坚持安全第一、预防为主。下列实验操作错误的是
A.先验纯再点燃H2 B.用乙醇制乙烯时加入碎瓷片防暴沸
C.制SO2时在通风橱中进行 D.金属Na着火时立即用冷水扑灭
8.(22-23高三上·安徽皖南八校·)下列实验操作设计不能达到实验目的的是
A
B
C
D
演示喷泉实验
比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
观察纯碱的焰色试验
制备氨水
A.A B.B C.C D.D
地 城
考点02
铁及其化合物
1.(22-23高三上·江苏高邮第一中学·期末)某小组用硫铜矿煅烧后的废渣(主要含、、)为原料制取,流程如下:
下列说法正确的是
A.“酸浸”时使用98%的浓硫酸代替稀硫酸有利于提高原料利用率
B.“氧化”后溶液中存在的阳离子有:、、、
C.“调节”时可以选择或
D.“还原”过程中消耗的、的物质的量之比为
2.(23-24高三上·江苏盐城北京师范大学盐城附属学校·期末)下列实验方案设计、现象与结论都正确的是
选项
目的
实验方案设计
现象与结论
A
检验溶液X中是否含有
向溶液X中滴加少量稀硝酸,然后滴入几滴溶液,观察现象
有白色沉淀产生,说明溶液中含
B
检验食品脱氧剂中的还原铁粉是否变质
取少量样品溶于盐酸,滴加KSCN溶液
溶液变红,说明已变质
C
验证压强对化学平衡的影响
先将密闭注射器内充满气体,然后将活塞往里推压缩容积
观察到注射器内气体颜色加深,证明加压使平衡向生成气体的方向移动
D
检验1-溴丁烷的消去产物
向圆底烧瓶中加2.0gNaOH和15mL无水乙醇,搅拌,再加5mL 1-溴丁烷和几片碎瓷片,微热,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去,有1-丁烯生成
A.A B.B C.C D.D
3.(22-23高三上·江苏省南京外国语学校·期末)下列说法正确的是
A.氯气有毒,所以可用作纸张的漂白剂
B.明矾有杀菌消毒的作用,所以可用来处理污水
C.石英坩埚耐高温,所以可用来加热熔化碱石灰等固体
D.常温下铁在浓硫酸中会钝化,所以可用铁罐来贮运浓硫酸
4.(22-23高三上·江苏盐城中学·期末)下列有关物质的性质与应用的对应关系正确的是
A.FeCl3水解显酸性,可用作铜制线路板的蚀刻剂
B.SO2具有漂白性,常用SO2的水溶液作Br2蒸气的吸收剂
C.H2O2具有氧化性,可用于与酸性KMnO4溶液反应制取O2
D.NaClO具有氧化性,可用于杀灭新型冠状病毒
5.(22-23高三上·江苏无锡·期末)室温下,下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向溶液中加入几滴氯水,振荡,再加萃取,观察层颜色变化
的还原性强于
B
将缓慢通入滴有酚酞的溶液中,振荡,观察溶液颜色变化
具有漂白性
C
将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,振荡,观察现象
的非金属性强于
D
向某溶液中加入溶液,振荡,观察有无沉淀生成
该溶液中含有
A.A B.B C.C D.D
6.(22-23高三上·江苏盐城中学·期末)从含砷氧化锌废渣(还含有Cu、Ni、Ag的氧化物等)制取活性氧化锌的工艺流程如下:
(1)写出“氨浸”时,ZnO生成[Zn(NH3)4]CO3的离子方程式: ;该工序锌的浸出率与温度关系如图,当温度高于328K时,锌的浸出率反而下降的原因是 。
(2)“除砷”时,FeSO4需过量,一是生成Fe(OH)3[或Fe(OH)3-Fe(OH)2]胶体吸附含砷微粒,二是 ;写出砷酸铁的化学式: 。
(3)“除铁”时,Fe2+被KMnO4全部氧化为Fe3+,再掉pH将Fe3+、Mn2+转化为沉淀而除去。检验铁元素是否被完全除去的实验方案是 。
(4)写出“蒸氨”时,[Zn(NH3)4]CO3生成ZnCO3·2Zn(OH)2的化学方程式: 。
7.(22-23高三上·江苏盐城北京师范大学盐城附属学校·期末)硫氰化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾,是一种用途广泛的化学药品。某实验小组模拟工业制备硫氰化钾的方法,设计实验如图:
已知:是一种不溶于水、密度大于水的非极性试剂。请回答下列问题:
Ⅰ.制备溶液
(1)装置A用于制备,圆底烧瓶内的固体a是 (填名称)。
(2)三颈烧瓶内盛放有、水和固体催化剂,发生反应。实验开始时,打开K2和K1,水浴加热装置B,反应发生。三颈烧瓶左侧导管口必须插入中,其目的是使反应更充分且 。
(3)一段时间后,当观察到三颈烧瓶内 时,停止通入气体,反应完成。
Ⅱ.制备KSCN溶液
(4)关闭K1,将三颈烧瓶继续加热至100℃,待完全分解后,再打开K3,继续保持水浴温度为100℃,缓缓滴入稍过量的KOH溶液,制得KSCN溶液。发生反应的化学方程式为 ;酸性溶液除可以吸收外,还能吸收的气体是 。
Ⅲ.制备KSCN晶体
先通过过滤除去三颈烧瓶中的固体催化剂,再通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到硫氰化钾晶体。
(5)测定晶体中KSCN的含量:称取10.0 g样品,配成1000 mL溶液。量取25.00 mL溶液于锥形瓶中,加入适量稀硝酸,再加入几滴铁盐溶液作指示剂,用0.1000 mol/L 标准溶液滴定,达到滴定终点,三次滴定平均消耗标准溶液20.00 mL。
①滴定时发生的反应:(白色),则指示剂的化学式为 (填序号)。则滴定终点的现象是 。
A. B. C. D.
②晶体中KSCN的质量分数为 (计算结果保留三位有效数字)。
8.(24-25高三上·江苏部分高中·期末)碳酸亚铁晶体[FeCO3·2H2O为白色固体,不溶于水,干燥品在空气中稳定,湿品在空气中被缓慢氧化为Fe(OH)3,呈茶色]可用作阻燃剂、动物饲料铁添加剂、补血剂等。实验室利用Na2CO3溶液和FeSO4溶液制备FeCO3·2H2O,实验装置(夹持仪器已省略)如图所示:
(1)方框内为实验室制取CO2的装置,试剂a是 溶液。
(2)FeCO3的制备步骤如下:通入一段时间CO2后,向FeSO4溶液中加入过量Na2CO3溶液,搅拌,反应后过滤,将沉淀洗涤、干燥,得到FeCO3·2H2O。
①生成FeCO3·2H2O的离子方程式为 。
②装置丙的作用是 。
(3)某同学设计了由FeCO3·2H2O制备Fe2O3的方案。补充完整实验方案:
向FeCO3·2H2O中依次加入试剂:先加入 ,充分反应,再加入 , 最后加入 ; (填操作)、灼烧,即可得到Fe2O3[实验中必须使用的试剂:H2O2溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液]。
(4)草酸亚铁晶体与碳酸亚铁晶体一样,都能受热分解。称取3.60 g FeC2O4·2H2O,用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。
300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物,则其化学式为 (写出计算过程)。
地 城
考点01
钠及其化合物
周期表中IIA族元素及其化合物应用广泛。铍是原子能、航空以及冶金工业中的宝贵材料;镁可以和铝制成优异性能的镁铝合金;生石灰可用于酸性废水处理及污泥调质,次氯酸钙可用于氧化剂、漂白剂、消毒剂等;放射性同位素锶89用来治疗骨癌,目前临床上运用最广泛的是氯化锶。
1.(22-23高三上·江苏南通通州区·期末)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.Al2O3熔点高,可用于电解冶炼铝
B.MgO是碱性氧化物,可用作耐高温材料
C.CaO具有吸水性,可用作燃煤中的脱硫剂
D.BaSO4不溶于盐酸,可用作胃肠道造影检查
2.(22-23高三上·江苏南通通州区·期末)下列说法正确的是
A.反应2Mg(s)+CO2(g)=2MgO(s)+C(s)能自发进行,说明该反应ΔH>0
B.向Ca(ClO)2溶液中滴加少量酚酞溶液,出现先变红后褪色的现象,说明Ca(ClO)2溶液中存在:ClO-+H2OHClO+OH-
C.某温度下,反应BaCO3(s)BaO(s)+CO2(g)达平衡,压缩体积后达新平衡时容器中的CO2浓度将增大
D.一种合金晶胞如图所示,则每个Al周围距离最近的Mg的数目为6
3.(22-23高三上·江苏南通通州区·期末)工业上常以天青石(主要成分为SrSO4,含少量BaSO4)为原料制取SrCl2•6H2O,生产流程如图:
已知:SrCl2•6H2O易溶于水,微溶于无水乙醇和丙酮。下列说法不正确的是
A.高温焙烧时,若0.2molSrSO4完全反应转移了1.6mol电子,该反应化学方程式为SrSO4+4CSrS+4CO↑
B.反应I中,应使用过量的H2SO4来提高锶元素的利用率
C.为除去SrCl2•6H2O晶体表面杂质,可使用无水乙醇洗涤
D.为得到无水SrCl2,可直接加热SrCl2•6H2O脱去结晶水制得
阅读下面的材料,完成下面小题。
铜是人类最早发现的金属,铜或铜的化合物在许多反应中作催化剂。CuCl是白色固体,难溶于水,CuCl可溶于Cl-浓度较大的体系,如能溶于盐酸,CuCl+2Cl-CuCl(棕色),能被硝酸氧化,在碱性条件下易水解转化为Cu2O,Cu2O在酸性条件下可歧化为Cu2+和Cu。
4.(24-25高三上·江苏省南京市宁海中学·期末)2022年诺贝尔化学奖授予在“点击化学和生物正交化学”领域做出贡献的三位科学家。下图为“点击化学”的一种代表反应,下列说法正确的是
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
A.Ⅰ中C、N、O元素的电负性最大的是N
B.基态Cu+的电子排布式为3d10
C.Cu+催化剂能降低反应焓变,增大反应速率
D.有机物Ⅱ分子中所有原子共平面,最多6个原子共直线
5.(24-25高三上·江苏省南京市宁海中学·期末)含Cu2+的废液经回收利用可生成附加值较高的氧化亚铜,下列流程可回收高品质氧化亚铜。
下列说法正确的是
A.通入SO2生成的沉淀是CuSO3
B.流程中加入的沉淀剂不能过量
C.沉淀转化为Cu2O的反应是氧化还原反应
D.用AgNO3溶液检验流程中的沉淀是否完全转化为Cu2O
6.(24-25高三上·江苏省南京市宁海中学·期末)向盛少量稀盐酸的试管中投入光亮的铜片,一段时间后再通入足量的SO2,铜片表面很快变暗,生成黑色固体,溶液逐渐变为棕色;将稀盐酸换成稀硫酸重复上述实验,均无明显变化。下列说法不正确的是
A.黑色固体是Cu2S
B.将棕色溶液加水稀释会产生白色沉淀
C.光亮的铜片投入盐酸中会生成CuCl
D.SO2在反应中表现氧化性
7.(24-25高三上·江苏南京师范大学附属中学江宁分校·期末)工业上制备下列物质的生产流程不合理的是
A.由黄铁矿制硫酸:
B.由重晶石制可溶性钡盐:重晶石
C.由石英砂制高纯硅:石英砂
D.由铝土矿冶炼铝:铝土矿
二、解答题
8.(24-25高三上·江苏无锡江阴市·期末)工业上以铬铁矿主要成分为,还含有、等杂质为主要原料生产红矾钠晶体,其主要工艺流程如图:
已知:在碱性条件下能将氧化为。
固体A为 。
实验室中操作的名称为 。
固体C中含有的物质是 和,则的作用是 。
已知:,,当时开始沉淀.室温下,Ⅱ中需调节溶液pH范围为 杂质离子浓度小于视为沉淀完全。
写出Ⅲ中发生反应的离子方程式 。
Ⅳ中酸化是用硫酸而不用盐酸酸化,理由是 结合化学方程式回答;工业上也可设计如图示装置,用锂离子电池为难电离锂碳化合物为电源,电解溶液制取,该装置工作时E电极的名称是 极;电源的A极的电极反应式为 当电解过程中转移了电子时,理论上右侧溶液的质量减少 g。
9.(24-25高三上·江苏常州市联盟校·期末)工业上采用硫铁矿熔烧去硫后烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制备透明铁黄(FeOOH)工艺流程如下:
(1)浸取前一般需粉碎烧渣,其目的是 。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分为 。
(3)加氢氧化钠调控pH的目的是 。
(4)转化操作是向滤液中加入一定浓度氨水,当滴加氨水至pH为6.0时,停止滴加氨水,开始通氧气,生成铁黄。通入氧气过程中,记录溶液pH变化如图1所示。
①t1~t2时段,离子方程式 。
②已知:25℃时,Fe(OH)2完全沉淀(离子浓度≤10-5 mol/L)的pH=8.5.滴加氨水产生沉淀,当pH为6.0时,溶液中残留Fe2+浓度为 mol/L。
(5)制得的透明铁黄中往往混有氧化铁,可用分光光度法测定透明铁黄的含量。已知Fe(SCN)3的吸光度A(对特定波长光的吸收程度)与Fe3+标准溶液浓度的关系如图2所示。称取3.47 g样品,用稀硫酸溶解并定容至1 L,准确移取该溶液10.00 mL,加入足量KSCN溶液,再用蒸馏水定容至100 mL。测得溶液吸光度A=0.8,计算样品中FeOOH的质量分数 (写出主要计算过程)。
10.(23-24高三上·江苏苏州·期末)工业上利用高钛炉渣(主要成分为及等)制备。
已知:①在高温下与反应生成,弱碱性条件下水解会生成沉淀;
②难溶于稀酸或稀碱,可以溶解在浓酸或浓碱中;
③水解能力显著强于容易吸附沉淀。
Ⅰ.硫酸法制备
(1)焙烧、浸取
①“焙烧”时可将转化为,该反应的化学方程式为 。
②酸浸渣的主要成分为 。
(2)沸腾水解
①水解反应的平衡常数 。(已知:该温度下)
②其他条件不变,初始溶液对含的溶液水解率的影响如图所示,在范围内,随着增大,水解率下降的原因是 。
(3)产品中的纯度测定
准确称取样品,加入适量浓硫酸,加热至样品完全溶解,冷却后用水稀释,冷却至室温后再加入铝片将还原为,用溶液滴定至终点,平行滴定3次,平均消耗溶液。计算样品中的纯度为 (已知:可将还原为)。
Ⅱ.碱法制备
(4)高钛炉渣与固体混合灼烧,冷却后加水浸出后得到含大量的固体,请补充完整制取高纯的实验方案:将浸出后的固体置于容器中, ,将煅烧得(实验中须使用的试剂:稀、溶液、溶液、溶液)。
11.(23-24高三上·江苏南京宁海中学·期末)磷石膏主要成分为CaSO4,含少量SiO2、Fe2O3等,以此为原料可制备轻质碳酸钙和铝铵矾[NH4Al(SO4)2·12H2O],流程如下图:
(1)转化步骤的主要目的是 。
(2)除杂时所得滤渣的成分为 。
(3)碳化过程在如图所示的装置中进行依次先后通入两种气体,直至不再有沉淀生成,则先后通入的气体分别为 、 。
(4)称取流程中轻质碳酸钙0.5000g,用盐酸充分溶解,过滤,将滤液和洗涤液转移至250mL容量瓶中,定容、摇匀,取出25.00mL,加入指示剂(铬黑T),调节pH>12,用0.02000mol·L-1Na2H2Y标准溶液滴定(滴定过程中Ca2+与按1:1反应),至终点时消耗Na2H2Y溶液23.60mL。计算产品中碳酸钙的质量分数 (写出计算过程)。
(5)制取铝铵矾的实验方案:在滤液中 ,蒸发浓缩至有大量晶体析出,过滤,用无水乙醇洗涤、干燥,得硫酸铵固体;在烧杯中加入100mL1mol·L-1Al2(SO4)3溶液,不断搅拌下加入 ,用无水乙醇洗涤、干燥,即得产品。(部分物质的溶解度随温度的变化如图所示)。
12.(22-23高三上·江苏泰州·期末)MnCl2极易吸水潮解,易溶于水和醋酸,不溶于苯;金属活泼性Mn>Fe。某科研小组由粗锰粉(含Mn及少量Fe、Ni、Pb等单质)为原料制备MnCl2,部分实验过程如下:
(1)“酸溶”时,盐酸要缓慢滴加的原因是 。酸溶过程中溶液中Fe2+的浓度先增大后略有减少,减少的原因是 。
(2)“除铁”时,先加入H2O2,后加入MnCO3固体。加入MnCO3固体时有CO2生成,反应的离子方程式为 。
(3)MnCl2·4H2O经加热脱水可制得MnCl2,测得加热升温过程中固体的质量变化如图所示。
① 若要获得MnCl2·H2O,需控制的温度范围是 (写出计算推理过程)。
② MnCl2·H2O继续脱去结晶水时易发生副反应,产生MnO2和碱式氯化锰杂质,为减少副反应的发生,可采取的实验操作是 。
(4) MnCl2·4H2O经加热脱水制得的MnCl2纯度不高,实验室可由固体四水醋酸锰[(CH3COO)2Mn·4H2O]和液体乙酰氯(CH3COCl)经过室温除水、加热回流等步骤制得高纯MnCl2,涉及的主要反应有CH3COCl+H2O→CH3COOH+HCl、(CH3COO)2Mn+2CH3COClMnCl2↓+2(CH3CO)2O。为获得较高产率的高纯MnCl2,请补充实验方案:取四水醋酸锰24.5 g(0.1 mol)和50 mL苯置于烧瓶中,边搅拌边加入 ,充分反应后过滤, ,干燥,得到MnCl2.[供选择的试剂:CH3COCl(0.1 mol CH3COCl的体积约7 mL)、苯、水]
试卷第1页,共3页
学科网(北京)股份有限公司
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