版衡中金榜高三一轮化学课件对应作业衡衡中作业30文档格式.docx
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步骤⑤的反应类型是___________________________________________。
(5)某工厂用m1kg铬铁矿粉(含Cr2O340%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2kg,产率为________。
[解析]
(1)由题中反应可知,FeO·
Cr2O3是还原剂,Fe元素化合价由+2升高到+3,Cr元素化合价由+3升高到+6,1molFeO·
Cr2O3失去7mol电子;
NaNO3是氧化剂,N元素化合价由+5降低到+3,1molNaNO3得到2mol电子。
根据电子守恒可得,FeO·
Cr2O3和NaNO3的系数比为2∶7。
步骤①不能使用陶瓷容器的原因是陶瓷在高温下会与Na2CO3反应。
(2)熔块中Fe2O3不溶于水,过滤后进入滤渣1,则滤渣1中含量最多的金属元素是铁。
滤液1中含有AlO
、SiO
及CrO
,调节溶液pH=7,则SiO
转化为H2SiO3、AlO
转化为Al(OH)3,故滤渣2为Al(OH)3及含硅杂质。
(3)由流程图可知,滤液2通过调节pH使CrO
转化为Cr2O
,根据离子方程式2CrO
+2H+Cr2O
+H2O可知,增大H+浓度,即pH变小,可以使上述平衡右移,有利于提高溶液中的Cr2O
浓度。
(4)由图像可知,在10℃左右时得到的K2Cr2O7固体最多。
发生反应为2KCl+Na2Cr2O7===K2Cr2O7+2NaCl,该反应为复分解反应。
(5)根据铬元素守恒可得:
Cr2O3~K2Cr2O7,理论上m1kg铬铁矿粉可制得K2Cr2O7的质量:
×
294g·
mol-1,则K2Cr2O7的产率为
100%=
100%。
[答案]
(1)2∶7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应
(2)Fe Al(OH)3
(3)小 2CrO
+H2O
(4)d 复分解反应
(5)
100%
2.(2017·
成都二模)废旧无汞碱性锌锰电池可用于制造隐形战机的机身涂料MnxZn(1-x)Fe2O4,该电池工作反应原理为Zn+2MnO2+2H2O
2MnO(OH)+Zn(OH)2。
某化学小组利用废电池制涂料的工艺如下:
A.浸取:
将去除表面塑料的旧电池加入水中浸取并过滤,滤液经操作a得KOH固体;
B.溶渣:
滤渣中加入过量稀硫酸和足量双氧水,至不再出现气泡时,过滤;
C.测成分:
测步骤B中滤液成分,然后加入铁粉;
D.氧化:
加入双氧水氧化;
E.调pH:
滴加氨水调pH,经结晶处理得MnxZn(1-x)Fe2O4。
(1)浸取时的操作有________。
A.拆解、粉碎旧电池B.降低温度
C.搅拌D.加压
(2)操作a为________。
(3)溶渣时生成Mn2+的主要离子方程式为________________________。
(4)若步骤C测得滤液中金属离子组成为:
c(Mn2+)+c(Zn2+)=0.8mol/L,c(Fe2+)=0.1mol/L。
若滤液体积为1m3,要合成MnxZn(1-x)Fe2O4,需加入Fe粉质量为________kg(忽略体积变化)。
(5)氧化时,因为分解所需双氧水的量比理论值大得多。
其原因可能是①温度过高;
②________。
(6)最后一步结晶时,处理不当易生成MnFe2O4和ZnFe2O4。
要制得MnxZn(1-x)Fe2O4,最后一步结晶时需注意________________。
(7)某小组构想用ZnSO4、MnSO4溶液为原料,以Fe作电极用电解法经过一系列步骤制得MnxZn(1-x)Fe2O4,则开始电解时阳极反应式为_________。
[解析]
(1)浸取时,需要拆解、粉碎电池,为了加速溶解,需要进行搅拌,故选项A和C正确;
(2)KOH溶于水,从滤液中得到KOH,需要进行蒸发至有晶膜产生,停止加热;
(3)根据步骤B,滤渣中加入硫酸和足量的双氧水,加双氧水的目的是还原+3价Mn,本身被氧化成O2,因此离子反应式为2MnO(OH)+4H++H2O2===2Mn2++4H2O+O2↑;
(4)根据合成的物质,得出Zn2+和Mn2+物质的量总和与Fe原子物质的量之比为1∶2,因此有0.8×
103/[0.1×
103+n(Fe)]=1∶2,解得n(Fe)=1.5×
103mol,即质量为84kg;
(5)氧化时,把Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+作催化剂,使H2O2分解;
(6)均匀结晶或搅拌均匀;
(7)因为制备的物质中含有铁元素,因此需要铁电极放电,即铁电极作阳极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+。
[答案]
(1)AC
(2)蒸发至有晶膜产生停止加热 (3)2MnO(OH)+H2O2+4H+===2Mn2++O2↑+4H2O (4)84 (5)生成Fe3+起催化作用促使H2O2分解 (6)均匀结晶(或搅拌均匀) (7)Fe-2e-===Fe2+
3.(2017·
东北三省四市二模)炼锌厂的铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素,其含量依次减少。
对这些元素进行提取分离能减少环境污染,同时制得ZnSO4·
7H2O实现资源的再利用。
其流程图如下。
已知FeAsO4难溶于水;
ZnSO4·
7H2O易溶于水,难溶于酒精。
金属离子
Fe3+
Zn2+
Mn2+
Cu2+
Cd2+
开始沉淀pH
2.7
6.5
7.7
5.2
6.9
沉淀完全pH
3.2
8.0
9.8
6.4
9.4
请回答下列问题:
(1)提高浸出率可以采用的方法是(写出其中一点即可)________。
(2)滤液I中有少量的AsO
,若不除去,则AsO
与Cd反应会产生一种有毒氢化物气体,该气体的分子式为________。
向滤液I中逐滴滴入酸性KMnO4溶液可与AsO
发生反应生成FeAsO4,完成该反应的离子方程式:
判断该滴定终点的现象是________。
(3)流程中②调节pH时可以选用的试剂为________,滤渣Ⅱ的主要成份为________。
(4)常温下Zn(OH)2的溶度积Ksp=________。
(5)制得的ZnSO4·
7H2O需洗涤,洗涤晶体时应选用试剂为________。
[解析]
(1)可以通过适当增大硫酸浓度、升高溶液温度、搅拌、将铜镉渣磨碎成小颗粒等措施提高浸出率;
(2)AsO
与Cd反应,Cd被氧化,则AsO
被还原为一种有毒氢化物气体,此气体的分子式为AsH3;
发生反应生成FeAsO4,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒得此反应的离子方程式为5Fe2++5AsO
+3MnO
+14H+===3Mn2++5FeAsO4+7H2O,当滴加最后一滴高锰酸钾,溶液变为粉红色且半分钟内不恢复为原色,则反应到终点;
(3)流程中②调节pH时,选用的试剂要能与H+反应,同时不引入新的杂质,则可选用的试剂为ZnO、ZnCO3或Zn(OH)2;
由图示可知,当溶液pH=4时,溶液中的Fe3+完全水解转化为Fe(OH)3,则滤渣Ⅱ的主要成份为Fe(OH)3;
(4)沉淀完全时溶液pH=8,即c(OH-)=1×
10-6mol/L,此时溶液中c(Zn2+)浓度为1×
10-5mol/L,常温下Zn(OH)2的溶度积Ksp=c(Zn2+)×
c2(OH-)=1×
10-17;
(5)因ZnSO4·
7H2O易溶于水,难溶于酒精,制得的ZnSO4·
7H2O晶体可选择酒精或饱和硫酸锌溶液洗涤。
[答案]
(1)适当增大硫酸浓度、升高溶液温度、搅拌、将铜镉渣磨碎成小颗粒等合理答案均可以
(2)AsH3 5Fe2++5AsO
+14H+===3Mn2++5FeAsO4↓+7H2O 滴最后一滴高锰酸钾,溶液变为粉红色且半分钟内不恢复为原色,则反应到终点 (3)ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2等合理答案均可 FeAsO4、Fe(OH)3 (4)10-17 (5)乙醇或饱和硫酸锌溶液
4.(2017·
北京卷)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下:
钛精矿
粗TiCl4
纯TiCl4
资料:
TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物
SiCl4
TiCl4
AlCl3
FeCl3
MgCl2
沸点/℃
58
136
181(升华)
316
1412
熔点/℃
-69
-25
193
304
714
在TiCl4中
的溶解性
互溶
——
微溶
难溶
(1)氯化过程:
TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知:
TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=+175.4kJ·
mol-1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2=-220.9kJ·
①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式:
_________。
②氯化过程中CO和CO2可以相互转化,根据如图判断:
CO2生成CO反应的ΔH________0(填“>”“<”或“=”),判断依据:
________________。
③氯化反应的尾气须处理后排放,尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液,则尾气的吸收液依次是________________________。
④氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗TiCl4混合液,则滤渣中含有________。
(2)精制过程:
粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。
示意图如下:
物质a是________,T2应控制在________。
[解析]
(1)①生成TiCl4和CO的反应方程式为TiO2+2Cl2+2C===TiCl4+2CO,根据盖斯定律,两式相加,得到TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(g)+2CO(g) ΔH=ΔH1+ΔH2=(-220.9kJ·
mol-1)+(+175.4kJ·
mol-1)=-45.5kJ·
mol-1;
②根据图像,随着温度的升高,CO的浓度增加,CO2浓度降低,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,即ΔH>
0。
③除去氯气中混有的HCl一般采用将气体通过饱和食盐水,结合操作目的,因此先通过饱和食盐水,然后再通入FeCl2溶液中,最后用氢氧化钠溶液吸收剩余的Cl2。
④资料中已经给出“TiCl4及所含杂质氯化物的性质”一览表,因此氯化过程中生成的MgCl2、AlCl3、FeCl3只有少量溶解在液态TiCl4