《2018届高考化学三轮冲刺 金属元素及其化合物与化学工艺流程考前特训》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018届高考化学三轮冲刺 金属元素及其化合物与化学工艺流程考前特训（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、金属元素及其化合物与化学工艺流程1高纯氧化铁是现代电子工业的重要材料。以下是用硫酸厂产生的烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图：(1)酸浸时，常需将烧渣粉碎、并加入过量H2SO4，其目的是 ；滤渣的主要成分为 (填化学式)。(2)加入FeS2时，发生反应的离子方程式为 。(3)加入NH4HCO3目的是 。“沉淀”时，pH不宜过高，否则制备的FeCO3中可能混有的杂质是 。检验FeCO3是否洗涤干净的方法是 。(4)煅烧时，发生反应的化学方程式为 。【答案】(1)提高铁元素的浸出率，同时抑制铁离子的水解 SiO2(2)FeS2+14Fe3
2、+8H2O=15Fe2+2+16H+ (3)中和溶液中的酸，调节溶液的pH，使Fe2+全部转化为FeCO3Fe(OH)2 取最后一次洗涤液少量放入试管，滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀生成，说明洗涤干净(4)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2【解析】(1)酸浸时，常需将烧渣粉碎、增大烧渣与酸的接触面积，并加入过量H2SO4，除了使烧渣中的部分氧化物溶解外，还能抑制铁离子的水解。酸性氧化物SiO2不与酸反应。(2)加入FeS2时，把铁离子还原为Fe2+：FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O=15Fe2+ + 2+16H+。 (3)加入NH4HCO3目的是中和溶液中的酸，调节溶液的pH
3、，使Fe2+全部转化为FeCO3；亚铁离子的水解能力较强，易发生水解，“沉淀”时，pH不宜过高，否则制备的FeCO3中可能混有的杂质是Fe(OH)2 ；检验FeCO3固体中附着有硫酸根离子，可以用盐酸和氯化钡溶液进行检验，取最后一次洗涤液少量放入试管，滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀生成，说明洗涤干净。(4)在空气中煅烧FeCO3，二价铁被氧化为三价铁，进一步得到Fe2O3。4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。2以粉煤灰(主要成分为Al2O3和SiO2，还含有少量的FeO、Fe2O3等)为原料制备Al2O3的流程如下： (1)“酸浸”时需加入过量的稀硫酸，目的是提高浸取率和 ；滤渣的主
4、要成分是 。(2)“氧化”过程中，加入H2O2发生反应的离子方程式为 。(3)“提纯”过程中，当加入NaOH溶液达到沉淀量最大时，溶液中c(SO42)c(Na+)= 。(4)已知Ksp=11039。“提纯”过程中，当c(Fe3+) mol L1。(5)“沉淀”过程中，通入过量CO2时发生反应的化学方程式为 。【答案】(1)抑制Al3+水解(或为后续反应提供H+) SiO2(2)2Fe2+ + H2O2 + 2H+=2Fe3+ + 2H2O(3)12(4)11011(5)NaAlO2+ CO2 + 2H2O=Al(OH)3+NaHCO3【解析】(1)根据含有成分，加入硫酸发生的反应是Al2O3+
5、6H+=2Al3+3H2O，FeO+2H+=Fe2+H2O，Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O，加入硫酸的目的可以提高浸取率和抑制Al3+的水解，SiO2是不溶于水，不溶于酸，因此滤渣是SiO2。(2)过氧化氢具有强氧化性，能把Fe2+氧化成Fe3+，离子反应方程式为H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O。(3)加入NaOH溶液，达到沉淀量最大，发生Al3+3OH=Al(OH)3，Fe3+3OH=Fe(OH)3，此时溶液中溶质为Na2SO4，即c()c(Na2+)=12。(4)根据Ksp=c(Fe3+)c3(OH)，因为c(Fe3+)1011molL1。(5)利用碳酸的酸性强于偏铝
6、酸，因此有：NaAlO2+ CO2 + 2H2O=Al(OH)3+NaHCO3。3氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。下图是工业上用印刷电路的蚀刻液的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl)生产CuCl的流程：按要求回答下列问题：(1)废液的主要含有的金属阳离子是_(填化学符号，下同)；废渣的成分是_，Y为_。(2)废液与Z反应的离子方程式为：_。(3)写出废渣生成二氧化硫的化学方程式_。(4)为得到纯净的CuCl晶体，可用下列_(填序号)进行洗涤。a纯净水 b乙醇 c稀硫酸 d氯化铜溶液(5)生产过程中调节溶液的pH不能过大的原
7、因是_。(6)写出产生CuCl的离子方程式_。(7)氯化亚铜的定量分析：称取样品0.25 g加入10 mL过量的FeCl3溶液250 mL锥形瓶中，不断摇动；待样品溶解后，加水50 mL和2滴指示剂；立即用0.10 molL1硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点；重复三次，消耗硫酸铈溶液平均体积为25.00 mL。已知：CuCl的分子式量为99；CuCl + FeCl3=CuCl2 + FeCl2；Fe2+ + Ce4+ =Fe3+ + Ce3+。则CuCl的纯度为_。【答案】(1)Fe2+ Fe、Cu HCl(2)2Fe2+ + Cl2 =2Fe3+ + 2Cl或2Fe2+ +2H+ + H2O
8、2 =2Fe3+ + 2H2O(3)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+ SO2+2H2O(4)b(5)防止生成氢氧化铜沉淀或防止CuCl水解(6)SO2 + 2Cu2+ + 2Cl + 2H2O =2CuCl+ 4H+(7)99%【解析】向工业上以制作印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl)加入过量的铁粉，三价铁离子与铁粉反应转化为二价铁离子，铜离子与铁反应生成铜，然后过滤，滤渣为过量的铁和生成的铜，依据铜与铁活泼性，将滤渣溶于盐酸，铜与盐酸不反应，过滤得到滤渣即为铜，废液中加入Z为氯水或双氧水，氧化亚铁离子为铁离子，得到蚀刻液，然后铜与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，铜与氯
9、气反应生成氯化铜，硫酸铜、二氧化硫、氯化铜反应生成氯化亚铜。(1)印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl)加入铁，三价铁离子能够原铁反应生成二价铁离子，铜离子能够与铁反应生成铜，过滤后滤渣中含有铜和铁，加入盐酸，铁与盐酸反应生成氯化亚铁，铜与盐酸不反应，将铜分离出来。(2)根据以上分析可知废液与Z反应的离子方程式为2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl或2Fe2+2H+ + H2O2=2Fe3+ + 2H2O。(3)废渣生成二氧化硫的反应是铜和浓硫酸在加热条件下反应生成，反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+ SO2+2H2O。(4)为减少CuCl的损失，析出的Cu
10、Cl晶体不用水而用无水乙醇洗涤，答案选b。(5)生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是防止生成氢氧化铜沉淀或防止CuCl水解。(6)依据图示可知：CuCl2、CuSO4、SO2、H2O反应生成H2SO4、CuCl，产生CuCl的化学方程式依据得失电子守恒得到：CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl+2H2SO4，反应的离子方程式为：SO2 +2Cu2+2Cl+2H2O =2CuCl+4H+。(7)滴定0.25 g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积是25.00 mL，结合方程式可知：CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2，CuCl的纯度为(25.00103 L0.1 mol/
11、L99 g/mol)/0.25 g100%=99%。4、钼酸钠(Na2MoO4)具有广泛的用途可做新型水处理荆、优良的金属缓蚀剂及可用于局部过热的循环水系统；Al(OH)3工业和医药上都具有重要用途，现从某废钼催化剂(主要成分MoO3、Al2O3、Fe2O3等)中回收Na2MoO4和Al(OH)3，其工艺如图：回答下列问题：(1)已知MoO3、Al2O3与SiO2相似，均能在高温下跟Na2CO3发生类似反应，试写出MoO3与Na2CO3反应的化学方程式：_。(2)第步操作所后的滤液中，溶质有Na2MoO4、_和过量的Na2CO3；检验第步操作所得滤渣中含有三价铁的方法是_。(3)第步操作H2S
12、O4需要适量，通常是通过_来调控H2SO4的用量；与Na2SO4相比，Na2MoO4的溶解度受温度的影响变化_(填“较大”或“较小”)。(4)利用铝热反应可回收金属钼。将所得钼酸钠溶液用酸处理得到沉淀，再加热可得MoO3。写出MoO3发生铝热反应的化学方程式：_。(5)取废钼催化剂5.00 g，加入5.30 g Na2CO3(足量)，经上述实验操作后，最终得到2.34 g Al(OH)3和6.39 g Na2SO4晶体，则废钼催化剂中Al2O3、MoO3的物质的量的比值为_。【答案】(1)MoO3+Na2CO3Na2MoO4+CO2(2)NaAlO2 取少量滤渣洗涤液于试管中滴加几滴KSCN溶
13、液，若溶液变红，则证明含+3价铁(3)测溶液的pH值 较小(4)4Al+2MoO32Mo+2Al2O3(5)31【解析】(1)MoO3、Al2O3与Na2CO3的反应和SiO2与Na2CO3的反应相似，加入碳酸钠焙烧时可生成Na2MoO4和NaAlO2，MoO3与Na2CO3反应的化学方程式为MoO3+Na2CO3Na2MoO4+CO2。(2)高温条件下，氧化铝和碳酸钠反应生成Na2AlO2，滤液中含有焙烧后生成Na2MoO4、Na2AlO2以及过量的Na2CO3，检验第步操作所得滤渣中含有三价铁，取少量滤渣洗涤液于试管中滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红，则证明含三价铁。(3)第步操作H2SO
14、4需要适量，避免氢氧化铝溶解，通常是通过测溶液的pH来调控H2SO4的用量，转化关系中蒸发结晶溶液得到硫酸钠晶体和Na2MoO4溶液，与Na2SO4相比，Na2MoO4的溶解度受温度的影响变化较小，硫酸钠溶解度收温度影响大，先析出晶体。(4)MoO3发生铝热铝反应，高温下和铝反应生成钼和氧化铝，反应的化学方程式为：4Al+2MoO32Mo+2Al2O3。(5)加入稀硫酸后，滤渣为Al(OH)3，滤液中含有Na2SO4和Na2MoO4，已知：n(Na2CO3)=0.05 mol，n(Na2SO4)=0.045 mol，则由Na守恒可知n(Na2MoO4)=0.005 mol，2.34 g Al(OH)3的物质的量为=0.03 mol，根据Al元素守恒，Al2O3的物质的量为0.015 mol
