試卷第=page1111頁，共=sectionpages1111頁試卷第=page1010頁，共=sectionpages1111頁高考化學一輪專題復習--工業流程題專題訓練1．鋁是應用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為，含和等雜質)為原料制備鋁的一種工藝流程如下：注：在“堿溶”時轉化為鋁硅酸鈉沉淀。(1)加快“堿溶”速率的措施有_______(至少列舉2種)(2)向“過濾I”所得濾液中加入溶液，溶液的_______(填“增大”、“不變”或“減小”)。(3)寫出“電解I”的化學方程_______。(4)“電解Ⅱ”是電解溶液，原理如圖所示。A的化學式為_______，交換膜是_______(填“陰”或“陽”)離子交換膜。(5)以甲醇為燃料的新型電池，可做電解熔融氧化鋁過程中的電源，使其成本降低，目前得到廣泛的研究，如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖。①B極上的電極反應式為_______。②若用該燃料電池做電源，用石墨做電極電解硫酸銅溶液，若陰極產物只有銅，要使溶液復原，可向電解后的溶液中加入的物質有_______。2．工業上以硫鐵礦燒渣(主要成分為、，含少量難溶性雜質)為主要原料制備的步驟如下。(1)酸浸：用足量硫酸溶液浸取燒渣中的鐵元素。能提高鐵元素的浸出率的措施有_______(寫出兩條措施)。(2)沉鐵：取10mL“酸浸”后的濾液并加入9g，改變氨水用量，測得鐵的沉淀率隨氨水用量的變化如圖所示。①為提高鐵的沉淀率，應控制氨水用量為_______(填標號)。A．4mL

B．6mL

C．8mL

D．10mL②氨水用量小于4mL時，鐵的沉淀率變化幅度很小，其原因可能為(不考慮氨水與反應)_______。(3)過濾：“沉鐵”后過濾，濾渣中含有FeOOH和，濾液中濃度最大的陽離子是_______(填化學式)。(4)焙燒：FeOOH和在空氣中高溫熔燒后均可得到，反應的化學方程式分別為_______、_______。3．二氧化鍺(GeO2)可用于光譜分析和制備催化劑、半導體材料。對ISP煉鋅過程所得鍺渣(主要成分GeO、GeO2、ZnO·Fe2O3，含有SiO2、難溶物雜質)進行處理的流程如下：已知：Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38；溶液中離子濃度≤10-5mol·L-1時，認為該離子沉淀完全。回答下列問題：(1)二氧化鍺(GeO2)中鍺元素的化合價______________。(2)“調pH”時，首先生成沉淀的離子為____(填離子符號)，該離子恰好沉淀完全的pH為____________。(3)“還原焙燒”過程中，主要反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比為___________。(4)“氧化吸收”過程中，主要反應的離子方程式為_______________；在一定時間內GeO的氧化吸收率與溫度的關系如圖所示。T0℃時吸收率最高的原因為_____________________________。(5)實驗室進行“氯化蒸餾”時，蒸餾所用的主要玻璃儀器有酒精燈、錐形瓶、直形冷凝管、牛角管和____________。(6)“水解”時，需控制溫度為95℃的目的為______________。4．高純氧化鐵可作現代電子工業材料。以下是用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)為原料制備高純氧化鐵(Fe2O3)的生產流程示意圖。已知當溶液的pH大于6.5，Fe2+開始轉化成Fe(OH)2。(1)步驟Ⅰ中過濾所得濾渣的主要成分是________，工業上可以利用一種弱酸溶解該物質，該弱酸為________。(2)步驟Ⅱ中加入鐵粉的目的是_______。(3)在空氣中煅燒FeCO3可制備高純氧化鐵，煅燒所需的主要儀器為_____(寫一種儀器名稱)，FeCO3在煅燒前應充分洗滌干凈，寫出實驗室洗滌沉淀的方法____________。(4)寫出煅燒FeCO3可制備高純氧化鐵反應的化學方程式：___________。5．一種以NH4Cl酸性蝕銅廢液[含NH4Cl，Cu(NH3)4Cl2、CuCl、CuSO4及鹽酸等]為原料制備CuCl并回收Cu(OH)2的工藝流程如圖：已知：CuCl溶于濃鹽酸，難溶于水，不溶于乙醇。回答下列問題：（1）“反應1”中，NaCl、Cu與CuSO4反應的離子方程式為__；生產中常將“過濾1”的濾渣返回到“反應1”中，其目的是__。（2）“水解”步驟中，溶液中的CuCl43-在加入大量水稀釋即可析出CuCl，原因是__(結合離子方程式，從平衡角度分析)。（3）濕的CuCl在空氣中易被氧化為Cu2(OH)3Cl，該反應的化學方程式為__。（4）“反應2”需加入的試劑X是__；“吹脫”出來的NH3可用于生產碳銨化肥，主要反應的化學方程式為__。（5）測定產品中CuCl質量分數的步驟如下：稱取ag產品，加入稍過量的FeCl3溶液，待溶解后用鄰菲羅啉作指示劑，立刻用cmol·L-1的Ce(SO4)2標準溶液滴定到終點，消耗標準溶液VmL。則產品中CuCl的質量分數為__(已知滴定反應為Ce4＋＋Fe2＋=Ce3＋＋Fe3＋，列出計算式)。6．三氯化六氨合鈷(III)（[Co(NH3)6]Cl3是合成其他含鈷配合物的重要原料。在活性炭的催化作用下，通過氧化二氯化六氨合鈷(II)得到三氯化六氨合鈷(III)制備流程如下：資料：①鈷離子常見價態有+2(II)價，+3(III)價，Co(II)離子能在水溶液中穩定存在，但Co(III)離子不能穩定存在，只能以固態或絡合物形式（如[Co(NH3)6]3+）穩定存在溶液中。②Co2+在pH=9.4時完全沉淀為Co(OH)2（1）實驗中需要將CoCl2·6H2O晶體研細，其目的是：__________________。（2）在加入濃氨水前先加入大量NH4Cl溶液，請結合平衡原理解釋原因______________________。（3）在“氧化”過程中需水浴控溫在50～60℃，溫度不能過高，原因是______________________。（4）寫出“氧化”過程中反應的離子方程式_______________。（5）為測定產品中鈷的含量，進行下列實驗：①稱取樣品4.000g于燒瓶中，加水溶解，加入足量的NaOH溶液，加熱至沸15～20min，將[Co（NH3）6]Cl3完全轉化為Co（OH）3，冷卻后加入足量KI固體和HCl溶液，充分反應一段時間后，將燒瓶中的溶液全部轉移至250.00mL容量瓶中，加水定容，取其中25.00mL試樣加入到錐形瓶中；②用0.1000mol·L－1Na2S2O3標準溶液滴定，溶液變為淺黃色后，加入淀粉溶液作指示劑繼續滴定至終點，重復2次實驗，測得消耗Na2S2O3溶液的平均體積為15.00mL。（已知：2Co3＋＋2I－=2Co2＋＋I2，I2＋2S2O32－=2I－＋S4O62－）.通過計算確定該產品中鈷的含量___________________。7．氟化鉻可用作毛織品防蛀劑、鹵化催化劑、大理石硬化及著色劑。以鉻云母礦石(含4.5%Cr2O3，還含Fe2O3、FeO、MgO、SiO2)為原料制備氟化鉻的工藝流程如下。下表列出了相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH：氫氧化物Fe(OH)3Mg(OH)2Cr(OH)3Fe(OH)2開始沉淀的pH2.38.84.97.5沉淀完全的pH4.110.46.89.7請回答下列問題：(1)Fe2O3、MgO、FeO、SiO2中屬于堿性氧化物的有__________種。(2)Cr2O3與稀硫酸反應的化學方程式為_________________。(3)第一次滴加氨水調節pH范圍為__________。(4)第二次滴加氨水調節pH為6.8～8.8的目的是__________，Cr(OH)3與Al(OH)3一樣具有兩性，若第二次滴加的氨水改為NaOH溶液，生成的Cr(OH)3會部分溶解，寫出Cr(OH)3溶解的離子方程式：_________________。8．氯化鉻晶體是一種重要的工業原料，工業上常用鉻酸鈉來制備。實驗室中以紅礬鈉為原料制備的流程如下：已知：①；②不溶于乙醚，易溶于水、乙醇，易水解；③甲醇，無色液體，有毒，沸點64.7，易燃。請回答：(1)堿溶的目的是________________。(2)還原時先加入過量再加入10%HCl，生成，該反應的離子方程式為________________。(3)用蒸餾法從濾液中分離出循環使用。①下列有關蒸餾實驗說法正確的是_________(填序號)。A．蒸餾開始，應先加熱再通冷凝水B．通過蒸餾可除去液體中難揮發或不揮發的雜質C．若溫度計插入混合液中，則會收集到沸點偏高的雜質D．當蒸餾沸點過高的成分時，應用空氣冷凝②實驗設計用下圖裝置進行蒸餾，該裝置中存在的錯誤有_________。③在改正后的裝置中，在儀器A中加入沸石，再加入濾液，蒸餾，收集蒸餾出的。有的同學認為，該過程中需要加入CaO，防止水隨一起蒸出，你認為是否有必要并說明理由：_______。(4)請補充完整由過濾后得到的固體制備的實驗方案(可供選擇的試劑：鹽酸、硫酸、蒸餾水、乙醇、乙醚)：將過濾后所得固體__________，__________，冷卻結晶，過濾，__________，低溫干燥，得到。9．砷為VA族元素，金屬冶煉過程產生的含砷有毒廢棄物需處理與檢測。冶煉廢水中砷元素主要以亞砷酸()形式存在，可用化學沉降法處理酸性高濃度含砷廢水，其工藝流程如圖：已知：Ⅰ.與過量的存在以下反應：；Ⅱ.亞砷酸鹽的溶解性大于相應砷酸鹽。(1)回答下列問題①亞砷酸中砷元素的化合價為_______；②砷酸的第二步電離方程式為_______；③“一級沉砷”中的作用是_______；④“二級沉砷”中與含砷物質反應的化學方程式為_______；⑤沉淀為_______(填化學式)。(2)冶煉廢渣中的砷元素主要以的形式存在，可用古氏試砷法半定量檢測。步驟1：取廢渣樣品，粉碎后與鋅粉混合，加入共熱，生成氣體。步驟2：將氣體通入溶液中，生成銀鏡和。步驟3：取廢渣樣品，重復上述實驗，未見銀鏡生成。①的電子式為_______；②步驟2的離子方程式為_______。10．孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，還含少量Fe、Si的化合物。某工廠以孔雀石為主要原料制備CuSO4·5H2O及納米材料G，主要步驟如圖：已知該條件下，通過調節溶液的酸堿性而使Fe3+、Fe2+、Cu2+生成沉淀的pH分別如表：物質開始沉淀時的pH完全沉淀時的pHFe(OH)32.23.0Fe(OH)27.69.6Cu(OH)24.76.4請回答下列問題：(1)寫出孔雀石主要成分Cu2(OH)2CO3與稀硫酸反應的化學方程式_______。(2)溶液A的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。要檢驗其中的Fe3+應選擇下列試劑中的_______。A．KMnO4 B．NaOH C．H2O2 D．KSCN(3)溶液A中的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。試劑①是一種氧化劑，把Fe2+氧化成Fe3+的；該工廠選用試劑①最好為下列中的_______(填代號)。寫出試劑①氧化Fe2+的離子方程式_______。a.H2O2b.空氣c.Cl2d.KSCN(4)向溶液B中加入試劑②的化學式為_______，操作I的名稱是_______。(5)若以離子濃度降至1×10-5mol?L-1為沉淀完全，根據表中數據推算出ksp[Fe(OH)3]=_______。11．鋁硅鐵合金(AlxFeySiz)是煉鋼過程中重要的脫氧劑。為測定其化學式，設計了如下流程，根據流程回答下列問題：(1)操作Ⅰ的名稱是_______。(2)固體A可用于生產半導體材料，固體A為_______。(3)通入氯氣的作用是_______，此時發生反應的離子方程式為_______。(4)向溶液B中滴加氫氧化鈉溶液的過程中產生沉淀的物質的量與加入氫氧化鈉溶液的體積關系正確的是_______。(填正確答案標號)。A． B． C． D．(5)生成固體C的同時還生成NaHCO3，該反應離子方程式為_______。(6)實驗測定固體A的質量為560g，鋁的質量為810g，鐵紅的質量為80g，則鋁硅鐵合金的化學式為_______，該流程中鋁硅鐵合金與過量鹽酸反應，在標準狀況下產生的氣體的體積V=_______L。12．工業硫酸錳中雜質(Fe、Ca、Mg等元素的離子)含量較高，利用下圖流程可制取鋰離子電池所需的純度較高的硫酸錳溶液。已知：步驟ii反應前后雜質含量檢測結果(以350g/L溶液計)如下：雜質反應前/g反應后/g去除率/%、0.0012750.001270______0.4900000.02151095.610.2520000.02510090.04(1)步驟i用90℃的水的目的是___________。(2)由步驟i可推理知：①濾渣b中含有的物質是___________；②該條件下，Mn、Ca、Mg元素氟化物溶度積常數由大到小順序為(寫化學式)：___________。(3)步驟iii反應離子方程式為___________；其中“酸性溶液”可替換為___________。(4)已知步驟iv條件下，生成氫氧化物沉淀的pH如下：開始沉淀時6.31.58.3完全沉淀時8.32.89.8根據表中數據解釋該步目的是___________。(5)若省略操作X，其他步驟不變，也可使鈣、鎂的去除率較高。①猜想可能的原因是(寫一種即可)___________；②設計實驗驗證你的假設是否成立：___________。13．三氯乙醛(CCl3CHO)是生產農藥、醫藥的重要中間體，實驗室制備三氯乙醛的反應裝置示意圖(加熱裝置未畫出)和有關數據如圖：①制備反應原理：C2H5OH＋4Cl2→CCl3CHO＋5HCl。②反應過程中C2H5OH和HCl可能會生成副產物C2H5Cl，同時CCl3CHO(三氯乙醛)也能被次氯酸繼續氧化生成CCl3COOH(三氯乙酸)③相關物質的相對分子質量及部分物理性質：相對分子質量熔點/C沸點/C溶解性C2H5OH46-114.178.3與水互溶CCl3CHO147.5-57.597.8可溶于水、乙醇CCl3COOH163.558198可溶于水、乙醇、三氯乙醛C2H5Cl64.5-138.712.3微溶于水，可溶于乙醇(1)A中所發生反應的離子方程式為___________。(2)儀器C的名稱為___________，儀器E的進水口為___________(填“a”或“b”)。(3)裝置D中的試劑應為___________。(4)反應結束后，有人提出先將C中的混合物冷卻到室溫，再用分液的方法分離出三氯乙酸雜質。你認為此方案是否可行___________(填“是”或“否”)，原因是___________。(5)該設計裝置中存在一處缺陷是___________，導致引起的后果是___________。(6)測定產品純度：稱取產品4.6g配成待測溶液100.00mL，取待測液10.00mL于滴定瓶中，加入0.1000mol/L碘標準溶液25.00mL，再加入適量Na2CO3溶液，反應完全后，加鹽酸調節溶液的pH，立即用0.02000mol/LNa2S2O3溶液滴定至終點。進行三次平行實驗，測得平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。則產品的純度為___________(計算結果保留四位有效數字)。滴定原理：CCl3CHO＋OH-=CHCl3＋HCOO-，HCOO-＋I2=H＋＋2I-＋CO2，I2＋2S2O=2I-＋S4O。14．氯化亞銅(CuCl)廣泛應用于化工、印染等行業，CuCl難溶于醇和水，在Cl-濃度較大體系中發生CuCl(s)+Cl-CuCl變化，在潮濕空氣中易水解氧化。用硫化銅礦生產CuCl工藝流程如圖。(1)“溶解”過程中溫度需控制在60~70℃的原因是___，“溶解”時轉化成的反應離子方程式為___。(2)“反應”中Cu+的沉淀率與NH4Cl投料關系如圖所示，圖中A、C兩點c(Cu+)的大小關系是：A點__C點(填“＞”“=”或“＜”)；B點到C點Cu+沉淀率下降的原因是___。(3)干燥CuCl固體需在真空中進行，原因是___。15．某工廠的工業廢水中含有大量的FeSO4、較多的CuSO4和少量Na2SO4，為了減少污染并變廢為寶，工廠計劃從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅。請根據下列流程圖，完成回收硫酸亞鐵和銅的實驗方案。(1)操作a的名稱為____，所需要的玻璃儀器為燒杯、____、____。(2)加入的試劑④為____。(3)鑒別溶液D中的金屬陽離子時，應加入的試劑依次是____溶液、____溶液，現象依次是____；請寫出鑒別過程中屬于氧化還原反應的離子方程式：____。(4)若取2mL溶液D加入試管中，然后滴加氫氧化鈉溶液，產生的現象是____；此現象涉及氧化還原反應的化學方程式是____。答案第=page2323頁，共=sectionpages1212頁答案第=page2222頁，共=sectionpages1212頁參考答案：1．

攪拌、增加堿的濃度、加熱、粉碎

減小

陽

或【分析】以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質)為原料制備鋁，由流程可知，加NaOH溶解時Fe2O3不反應，由信息可知SiO2在“堿溶”時轉化為鋁硅酸鈉沉淀，過濾得到的濾渣為Fe2O3、鋁硅酸鈉，碳酸氫鈉與偏鋁酸鈉反應生成Al(OH)3，過濾II得到Al(OH)3，灼燒生成氧化鋁，電解I為電解氧化鋁生成Al和氧氣，電解II為電解Na2CO3溶液；鋁粉與N2反應制備AlN時，在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，NH4Cl分解產生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜，以此解答該題。【詳解】(1)堿溶時采取攪拌、增加堿的濃度、加熱、粉碎等措施均能加快“堿溶”速率；(2)向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，與偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉，已知等物質的量濃度溶液pH：NaOH＞NaAlO2＞Na2CO3，則所得溶液的pH減小；(3)電解氧化鋁生成Al和氧氣，發生反應的化學方程為；(4)由圖可知，Na+透過交換膜從左側進入右側，說明交換膜是陽離子交換膜；陽極上發生氧化反應，有O2生成，則電極反應為4+2H2O-4e-═4+O2↑，所得A溶液溶質化學式為；(5)①由陰離子移動方向可知B為負極，負極發生氧化反應，甲醇被氧化生成二氧化碳和水，電極方程式為3O2-+CH3OH-6e-=CO2↑+2H2O；②在電解硫酸銅溶液的過程中，陰極析出銅，陽極析出氧氣，若要使溶液復原，根據原子守恒可知應向溶液中加入CuO或CuCO3。【點睛】用惰性電極電解電解質溶液，電解一段時間后可根據生成的電解產物判斷恢復原溶液時需要加入的物質，如電解含氧酸、強堿和活潑金屬含氧酸鹽的水溶液，實際是電解水，辦需要加入適量水即可，而電解NaCl溶液生成H2和Cl2，則需要通入適量HCl氣體即可。2．(1)將燒渣粉碎、升高溫度、攪拌、增大硫酸濃度等(2)

D

氨水與過量的硫酸發生中和反應(3)(4)

【分析】根據過程可知，加入碳酸氫銨和氨水中的銨根離子未轉化為沉淀而留在濾液中；FeOOH高溫焙燒生成鐵紅，FeOOH分解產生鐵紅和水，碳酸亞鐵高溫煅燒生成鐵紅和二氧化碳；（1）能提高鐵元素的浸出率的措施有升高溫度、攪拌、增大硫酸濃度等；（2）①由圖可知，為提高鐵的沉淀率，應控制氨水用量為10mL，故選D；②酸浸步驟中，硫酸過量。氨水用量小于4mL時，鐵的沉淀率變化幅度很小，其原因可能為氨水與過量的硫酸發生中和反應；（3）“沉鐵”后過濾，根據過程可知，加入碳酸氫銨和氨水中的銨根離子未轉化為沉淀而留在濾液中，所以濾液中密度最大的陽離子是。（4）FeOOH和在空氣中高溫焙燒后均可得到，無化合價發生改變，FeOOH分解產生鐵紅和水，反應的化學方程式分別為；碳酸亞鐵高溫煅燒生成鐵紅，鐵元素化合價從+2價升高到+3價，發生氧化還原反應，碳酸亞鐵和氧氣高溫焙燒反應生成鐵紅和二氧化碳，反應方程式為。3．(1)+4(2)

Fe3+

3(3)2：1(4)

GeO+2OH-+H2O2=GeO+2H2O

溫度低于T0℃時，隨溫度升高，反應速率加快時吸收率增大；溫度高于T0℃時，H2O2分解、GeO揮發使吸收率降低(5)溫度計、蒸餾燒瓶(6)促進GeCl4水解，并使H2GeO3分解為GeO2【分析】由流程可知，加入稀硫酸過濾，溶解的有ZnO·Fe2O3，不溶于稀硫酸的濾渣主要成分有GeO2、GeO、SiO2、難溶物雜質，濾液1中調節pH可使鐵離子先轉化為沉淀，濾液3含Zn2+。濾渣1還原焙燒時GeO2還原為GeO，氧化吸收時發生GeO+2OH-+H2O2=2H2O+GeO32-，加鹽酸蒸餾分離出GeCl4，水解生成GeO2，濾液2含鹽酸，以此來解答。【詳解】（1）二氧化鍺(GeO2)中鍺元素的化合價+4；（2）由信息中溶度積可知，“調pH”時，首先生成沉淀的離子為Fe3+，該離子恰好沉淀完全時，，pH為3；（3）“還原焙燒”過程中，P元素的化合價由+1升高為+5價，Ge元素的化合價由+4價降低為+2價，由電子守恒可知反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比為=2：1；（4）“氧化吸收”過程中，主要反應的離子方程式為GeO+2OH-+H2O2=2H2O+GeO32-；GeO的吸收率與溫度的關系如圖所示，T℃時吸收率最高的原因為隨溫度升高，反應速率加快時吸收率增大，溫度高于T℃時過氧化氫分解、GeO揮發使吸收率降低；（5）實驗室進行“氯化蒸餾”時，蒸餾所用的主要玻璃儀器有酒精燈、蒸餾燒瓶、錐形瓶、直形冷凝管和溫度計、牛角管；（6）“水解”時，需控制溫度為95℃的目的為控制溫度可促進GeCl4水解，并使H2GeO3分解生成GeO2。4．

SiO2

HF

將Fe3＋還原為Fe2＋

坩堝

將沉淀放置于漏斗的濾紙上，加蒸餾水浸沒沉淀，靜止讓水全部濾干，重復2-3次

4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2【分析】本題主要考查高純氧化鐵(Fe2O3)的工業生產過程，涉及方程式的書寫，實驗操作的判斷等知識點。在礦鐵中加入酸，SiO2不與酸反應，過濾后所得濾渣為SiO2，濾液A中加入過量鐵粉將Fe3+還原為Fe2+，可加入氨水調節溶液pH至5～6.5，過濾后在濾液中加入碳酸氫銨可生成FeCO3，應高溫煅燒可得Fe2O3，濾液C為銨鹽，可作為氮肥施用。【詳解】(1)SiO2不與鹽酸反應，所以步驟Ⅰ中過濾所得濾渣的主要成分是SiO2。HF可以和SiO2反應；(2)加入鐵粉是為了將Fe3＋還原為Fe2＋；(3)實驗室煅燒固體所用主要儀器是坩堝。沉淀洗滌的基本操作是：將沉淀放置于漏斗的濾紙上，加蒸餾水浸沒沉淀，靜止讓水全部濾干，重復2-3次；(4)煅燒FeCO3可制備高純氧化鐵，由碳酸亞鐵生成氧化鐵，需要氧氣做氧化劑，反應的化學方程式為4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2。5．

Cu+Cu2++8Cl-2CuCl43-

提高銅元素的利用率

CuCl43-CuCl+3Cl-，稀釋時，平衡向粒子數增多的方向移動，即平衡右移

4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl或12CuCl+3O2+6H2O=4Cu2(OH)3Cl+4CuCl2

NaOH溶液

NH3+H2O+CO2=NH4HCO3

×100%【分析】NH4Cl酸性蝕銅廢液[含NH4Cl，Cu(NH3)4Cl2、CuCl、CuSO4及鹽酸等]，加入銅單質和氯化鈉，生成CuCl43-，水解后生成CuCl，因CuCl溶于濃鹽酸，難溶于水，不溶于乙醇，故用乙醇除雜。【詳解】（1）“反應1”中，根據氧化還原反應原理，NaCl、Cu與CuSO4反應的離子方程式為Cu+Cu2++8Cl-2CuCl43-；濾渣含有銅元素，生產中常將“過濾1”的濾渣返回到“反應1”中，其目的是提高銅元素的利用率。（2）“水解”步驟中，溶液中的CuCl43-在加入大量水稀釋即可析出CuCl，原因是CuCl43-CuCl+3Cl-，稀釋時，平衡向粒子數增多的方向移動，即平衡右移。（3）濕的CuCl在空氣中易被氧化為Cu2(OH)3Cl，根據氧化還原反應原理，該反應的化學方程式為4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl或12CuCl+3O2+6H2O=4Cu2(OH)3Cl+4CuCl2。（4）過濾2的濾液中含有Cu2+，與堿反應生成氫氧化銅，因此，“反應2”需加入的試劑X是NaOH溶液；“吹脫”出來的NH3可用于生產碳銨化肥，即化肥中含有銨根和碳元素，碳元素多為碳酸根，主要反應的化學方程式為NH3+H2O+CO2=NH4HCO3。（5）已知滴定反應為Ce4＋＋Fe2＋=Ce3＋＋Fe3＋，用cmol·L-1的Ce(SO4)2標準溶液滴定到終點，消耗標準溶液VmL，即該反應消耗了0.01cVmol的亞鐵離子，產品中CuCl與氯化鐵的反應為CuCl+Fe3+=Cu2++Fe2++Cl-，即產品中CuCl的物質的量為0.01cVmol，產品中CuCl的質量分數為×100%。6．

增大晶體的表面積，加快反應的速度

NH4Cl溶于水電離出的NH4＋，增大溶液中c(NH4+)，使NH3·H2O?NH4++OH－電離平衡逆移降低c(OH－)，防止加氨水時溶液中c(OH－)過大使鈷(II)離子沉淀

溫度過高會導致H2O2大量分解，降低產率

2Co(NH3)62++H2O2=2Co(NH3)63++2OH－

22.125%【分析】由于Co2+在pH=9.4時完全沉淀為Co(OH)2，將CoCl2·6H2O晶體研細先加入氯化銨溶液，再加入濃氨水反應生成[Co(NH3)6]Cl2，[Co(NH3)6]Cl2和H2O2發生氧化反應生成[Co(NH3)6]Cl3。【詳解】（1）實驗中需要將CoCl2·6H2O晶體研細，其目的是增大晶體的表面積，加快反應的速度；故答案為：增大晶體的表面積，加快反應的速度。（2）根據題中信息Co2+在pH=9.4時完全沉淀為Co(OH)2，因此在加入濃氨水前先加入大量NH4Cl溶液，主要是NH3·H2O?NH4++OH－，能電離出OH－，易和Co2+反應生成Co(OH)2，NH4Cl溶于水電離出的NH4＋，增大溶液中c(NH4+)，使電離平衡逆向移動，降低c(OH－)濃度，防止加氨水時溶液中c(OH－)過大使鈷(II)離子沉淀；故答案為：NH4Cl溶于水電離出的NH4＋，增大溶液中c(NH4+)，使NH3·H2O?NH4++OH－電離平衡逆移降低c(OH－)，防止加氨水時溶液中c(OH－)過大使鈷(II)離子沉淀。（3）H2O2在較高溫度下會導致大量分解，氧化效果降低，從而降低產率，因此在“氧化”過程中需水浴控溫在50～60℃，溫度不能過高；故答案為：溫度過高會導致H2O2大量分解，降低產率。（4）“氧化”過程中Co(NH3)62+與H2O2反應生成Co(NH3)63+和OH－，其離子方程式2Co(NH3)62++H2O2=2Co(NH3)63++2OH－；故答案為：2Co(NH3)62++H2O2=2Co(NH3)63++2OH－。（5）根據方程式可得關系式Co3＋～S2O32?，n(Co3＋)=n(S2O32?)=0.1000mol?L?1×0.015mL×10=0.015mol，；故答案為：22.125%。7．

3

Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O

4.1≤pH＜4.9

使鉻離子完全沉淀，鎂離子不沉淀

Cr(OH)3+OH－=CrO+2H2O【分析】鉻云母礦石(含4.5%Cr2O3，還含Fe2O3、FeO、MgO、SiO2)加入稀硫酸，Cr2O3、Fe2O3、FeO、MgO都與硫酸反應，SiO2不與硫酸反應，過濾，向濾液中加入雙氧水氧化亞鐵離子，在加氨水調節溶液pH值沉淀鐵離子，但不能沉淀Cr3+，過濾，向濾液中加入氨水調節pH為6.8～8.8，使鉻離子完全沉淀，鎂離子不沉淀，過濾后向沉淀中加入氫氟酸反應，再經過一系列操作得到氟化鉻。【詳解】(1)Fe2O3、MgO、FeO、SiO2中屬于堿性氧化物的是Fe2O3、MgO、FeO，SiO2是酸性氧化物，因此共有3種；故答案為：3。(2)Cr2O3與稀硫酸反應生成Cr2(SO4)3和H2O，其反應的化學方程式為Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O；故答案為：Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O。(3)第一次滴加氨水主要是沉淀鐵離子，但不能沉淀Cr3+，因此根據表中信息應該將鐵離子全部沉淀即pH為4.1，而不能沉淀Cr3+即pH小于4.9，pH范圍為4.1≤pH＜4.9；故答案為：4.1≤pH＜4.9。(4)根據表格中pH值范圍得出第二次滴加氨水調節pH為6.8～8.8的目的是使鉻離子完全沉淀，鎂離子不沉淀，Cr(OH)3與Al(OH)3一樣具有兩性，若第二次改為NaOH溶液，生成的Cr(OH)3會部分溶解，生成CrO，因此Cr(OH)3溶解的離子方程式：Cr(OH)3+OH－=CrO+2H2O；故答案為：使鉻離子完全沉淀，鎂離子不沉淀；Cr(OH)3+OH－=CrO+2H2O。8．

將紅礬鈉(或Cr2O72-)轉化為鉻酸鈉(或CrO42-)

10H++2CrO42-+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑

BD

用明火加熱、錐形瓶體系封閉

沒有必要，CH3OH參與反應的體系中有水

完全溶解于過量的鹽酸中

蒸發濃縮

用乙醚洗滌固體2～3次【分析】用40%NaOH將紅礬鈉(Na2Cr2O7)轉化為鉻酸鈉(Na2CrO4)，再用CH3OH將鉻酸鈉(Na2CrO4)還原為CrCl3溶液，加20%NaOH使Cr3+沉淀為Cr(OH)3，過濾，將過濾后所得固體用鹽酸溶解，最后將CrCl3的HCl溶液進行蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾并用乙醚洗滌2～3次，低溫干燥，即得CrCl3?6H2O晶體。【詳解】(1)堿溶使Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+的平衡正向移動，將紅礬鈉(或Cr2O72-)轉化為鉻酸鈉(或CrO42-)，但所加40%NaOH不宜過量太多，因后需加更多的鹽酸還原，故答案為：將紅礬鈉(或Cr2O72-)轉化為鉻酸鈉(或CrO42-)；(2)CH3OH將鉻酸鈉(Na2CrO4)還原為CrCl3溶液，反應為10H++2CrO42-+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑，故答案為：10H++2CrO42-+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑；(3)①A．實驗開始時，為防止冷凝管破裂，應先接通冷凝水，再點燃酒精燈加熱蒸餾燒瓶，故A錯誤；B．CH3OH中難揮發或不揮發的雜質沸點高，CH3OH的沸點低，則利用蒸餾可以除去CH3OH等液體中難揮發或不揮發的雜質，故B正確；C．分餾時測定餾分的溫度，溫度計插入蒸餾燒瓶的支管口處，故C錯誤；D．水冷凝管溫度較低，溫差過大，冷凝管會炸裂，當蒸餾沸點過高的成分時，應用空氣冷凝，故D正確；故答案為：BD；②甲醇沸點為64.7℃，易燃，需用水浴加熱，不能用明火，錐形瓶體系封閉，不便于餾分收集，故答案為：用明火加熱、錐形瓶體系封閉；③CH3OH參與反應的體系是水溶液，因此沒有必要加入CaO；故答案為：沒有必要，CH3OH參與反應的體系中有水；(4)已知：CrCl3?6H2O不溶于乙醚，過濾后所得Cr(OH)3用過量的鹽酸溶解，最后將CrCl3的HCl溶液進行蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾并用乙醚洗滌2～3次，即得CrCl3?6H2O晶體；故答案為：完全溶解于過量的鹽酸中；蒸發濃縮；用乙醚洗滌固體2～3次。9．(1)

+3

沉淀S2-，使A2S3(s)+3S2-(aq)2AsS(aq)平衡逆向移動，提高沉砷效果

+H2O2=+H2O

CaSO4(2)

12Ag++2H3As+3H2O=12Ag+As2O3+12H+【解析】(1)①中H元素為+1價，O元素為-2價，根據化合物各元素化合價代數和為0，則As元素的化合價為+3價；②為三元弱酸，能發生三步電離，第一步電離方程式為：；③“一級沉砷”中加入的Na2S過量，加入FeSO4，發生反應Fe2++S2-=FeS，將過量的S2-除去，同時S2-濃度降低，使A2S3(s)+3S2-(aq)2AsS(aq)平衡逆向移動，提高沉砷效果；④“二級沉砷”是與H2O2反應生成生成砷酸和水，反應的化學方程式為+H2O2=+H2O；⑤未完全沉淀的S2-可被H2O2氧化為SO，CaO溶于水后生成Ca(OH)2，SO與Ca2+反應生成CaSO4沉淀。(2)①共價化合物H3As中，As原子最外電子層有5個電子，H原子最外電子層有1個電子，因此As原子與3個H原子結合分別達到8電子和2電子穩定結構，其電子式為。②將H3As氣體通入AgNO3溶液中，生成銀鏡和As2O3，反應的離子方程式為。12Ag++2H3As+3H2O=12Ag+As2O3+12H+。10．(1)Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑(2)D(3)

a

2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O(4)

CuO

過濾(5)1.0×10-38【分析】孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，還含少量Fe、Si的化合物，向孔雀石中加入足量稀硫酸，發生的反應有Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，SiO2和稀硫酸不反應，溶液A的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+，氣體E為CO2，由得到銨態化肥H可知通入氣體F為氨氣，反應方程式為2NH3+CO2+CaCl2+H2O═CaCO3↓+2NH4Cl，H為氯化銨，納米材料G為CaCO3；向溶液A中加入試劑①得到溶液B，試劑①是一種氧化劑，將Fe2+轉化為Fe3+且不能引進雜質，可選取雙氧水，向溶液B中加入試劑②經過操作Ⅰ得到溶液C和紅褐色沉淀D，則操作Ⅰ為過濾，D為Fe(OH)3，以及過量的試劑，溶液C為硫酸銅溶液，所以為試劑②為CuO或Cu(OH)2或CaCO3或Cu2(OH)2CO3；（1）堿式碳酸銅為堿式鹽能與稀硫酸反應生成硫酸銅、水和二氧化碳，反應方程式為：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑；（2）Fe3+與KSCN反應溶液變紅，可用來檢驗鐵離子，故選：D；（3）“試劑1”的目的是將溶液中的Fe2+轉化為Fe3+，且不能引進雜質，加入雙氧水，雙氧水是一種綠色試劑，將Fe2+氧化為Fe3+，不會引入雜質，故選a，反應的離子方程式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（4）向溶液B中加入試劑②經過操作Ⅰ得到溶液C和紅褐色沉淀D，則操作Ⅰ為過濾，D為Fe(OH)3，以及過量的試劑，溶液C為硫酸銅溶液，所以為試劑②為CuO，操作I的名稱是過濾；（5）若以Fe3+離子濃度降至1×10-5mol?L-1為沉淀完全，此時pH=3.0，c(OH-)=1.0×10-11mol/L，則ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)?c3(OH-)=1×10-5×(1.0×10-11)3=1.0×10-38。11．(1)過濾(2)Si(3)

將Fe2+氧化為Fe3+

Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+(4)D(5)AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO(6)

Al30FeSi20

1030.4【分析】鋁硅鐵合金加過量的鹽酸，過濾得固體A為硅，溶液A為氯化鋁、氯化亞鐵，通入氯氣將亞鐵離子氧化，得溶液B，加入過量的氫氧化鈉，得到固體B為氫氧化鐵，灼燒后得到鐵紅，溶液C為偏鋁酸鈉溶液，通入過量的二氧化碳得氫氧化鋁，經一系列變化得到鋁。(1)分離固體和溶液用過濾，操作Ⅰ的名稱是過濾。(2)固體A在工業生產中的一種用途是作半導體材料或制作芯片或制作光電池，固體A為單質硅。(3)通入氯氣的作用是將Fe2+氧化為Fe3+，此時發生反應的離子方程式為Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+。(4)溶液B是鹽酸、氯化鋁和氯化鐵的混合溶液，滴加氫氧化鈉溶液的過程中，首先鹽酸和氫氧化鈉反應，緊接著鋁離子和鐵離子發生沉淀反應，最后氫氧化鋁溶解，選擇D。(5)溶液C含有偏鋁酸鈉、氫氧化鈉和氯化鈉，通入二氧化碳時只有偏鋁酸鈉和二氧化碳反應產生沉淀，生成固體C的離子方程式為AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO。(6)Si的質量為560克，n(Si)==20mol，鋁的質量為810克。n(Al)==30mol，鐵紅(Fe2O3)的質量為80g，n(Fe2O3)==0.5mol，故n(Fe)=1mol，n(Al):n(Fe):n(Si)=30:1:20，故合金的化學式為Al30FeSi20；鐵和鋁失電子總數等于氫離子變成氫氣得電子數，即1mol×2+30mol×3=n(H2)×2，n(H2)=46mol，V(H2)=46mol×22.4L/mol=1030.4L。12．

增大硫酸錳及其雜質離子的溶解度、加快溶解速率

、

、、

過氧化氫酸性溶液

將轉化為，達到將鐵元素雜質分離出去的目的

水解生成膠體，吸附了鈣、鎂沉淀物

取與上述流程同樣的步驟ii所得樣品(未過濾)，加入適量新制的膠體，檢測、的去除率較高，則猜想成立【分析】由題給流程可知，將工業硫酸錳溶于90°C水，攪拌配成溶液，向溶液中加入氟化錳，溶液中的鈣離子和鎂離子與氟化錳反應生成氟化鈣和氟化鎂沉淀，過濾得到含有錳離子、亞鐵離子和鐵離子的濾液a和含有氟化鈣和氟化鎂的濾渣b；向濾液a中加入高錳酸鉀溶液，將溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子后，調節溶液pH在3—4范圍內，使鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，過濾得到含有氫氧化鐵的濾渣c和純度高的硫酸錳溶液。【詳解】(1)步驟i用90℃的水可以升高溶液的溫度，增大工業硫酸錳中各物質的溶解度，加快溶解速率，故答案為：增大硫酸錳及其雜質離子的溶解度、加快溶解速率；(2)①由分析可知，濾渣b中含有氟化鈣和氟化鎂，故答案為：、；②由加入氟化錳后，能生成氟化鈣和氟化鎂沉淀可知，氟化錳的溶度積大于氟化鈣和氟化鎂，由表格數據可知，鈣離子的去除率大于鎂離子，氟化鈣的溶度積小于氟化鎂，則Mn、Ca、Mg元素氟化物溶度積常數由大到小順序為氟化錳、氟化鎂、氟化鈣，故答案為：、、；(3)步驟iii發生的反應為酸性條件下，高錳酸根離子與亞鐵離子發生氧化還原反應生成錳離子、鐵離子和水，反應離子方程式為；過氧化氫溶液也具有氧化性，也能將亞鐵離子在酸性條件下氧化為鐵離子，則可以用過氧化氫酸性溶液替換高錳酸鉀酸性溶液，故答案為：；過氧化氫酸性溶液；(4)由表格數據可知，步驟iv的目的是調節溶液pH，使鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，達到將鐵元素雜質分離出去的目的，故答案為：將轉化為，達到將鐵元素雜質分離出去的目的；(5)①鐵離子在溶液中易水解生成氫氧化鐵膠體，氫氧化鐵膠體具有很強的吸附性，則若省略操作X，其他步驟不變，氫氧化鐵膠體可能吸附氟化鈣和氟化鎂沉淀，使鈣、鎂離子的去除率較高，故答案為：水解生成膠體，吸附了鈣、鎂沉淀物；②向加入氟化錳后的少許溶液中直接加入氫氧化鐵膠體，若猜想成立，加入氫氧化鐵膠體后測得的鈣、鎂離子的去除率也會較高，則驗證實驗為取與上述流程同樣的步驟ii所得樣品(未過濾)，加入適量新制的膠體，檢測、的去除率較高，則猜想成立。13．

2MnO＋16H＋＋10Cl-=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O

三頸燒瓶(三口瓶)

a

NaOH溶液

否

CCl3COOH溶于乙醇與CCl3CHO，無法分液

無干燥裝置

氯氣和水反應生成HCl和HClO，會進一步生成副產物

73.75%【分析】由實驗裝置圖可知，裝置A中高錳酸鉀與濃鹽酸反應制備氯氣，其中恒壓漏斗起平衡壓強的作用，便于濃鹽酸順利流下，