工艺流程图及电化学剖析.docx
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工艺流程图及电化学剖析
工艺流程图及电化学
1、（07年山东理综，19） 铁及铁的化合物应用广泛，如ＦｅＣｌ3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出ＦｅＣｌ3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。
（2）若将
（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应 ，负极反应 。
（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Ｃｕ2＋、Ｆｅ3＋和Ｆｅ2＋的浓度均为0.10mol·Ｌ－1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去ＣｕＣｌ2溶液中Ｆｅ3＋和Ｆｅ2＋的实验步骤：
。
氢氧化物开始沉淀时的ｐＨ
氢氧化物沉淀完全时的ｐＨ
Ｆｅ3＋
Ｆｅ2＋
Ｃｕ2＋
1.9
7.0
4.7
3.2
9.0
6.7
提供的药品：
Ｃｌ2 浓Ｈ2ＳＯ4 ＮａＯＨ溶液 ＣｕＯ Ｃｕ
（4）某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。
请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。
有关反应的化学方程式 、
劣质不锈钢腐蚀的实验现象：
。
2、（08年山东理综，28）黄铜矿（CuFeS2）是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫及铁的化合物。
（1）冶炼铜的反应为
8CuFeS2+
若CuFeS2中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是__________（填元素符号）。
（2）上述冶炼过程产生大量SO2。
下列处理方案中合理的是________（填代号）
a高空排放
b用于制备硫酸
c用纯碱溶液吸收制Na2S03，
d用浓硫酸吸收
（3）过二硫酸钾（K2S208）具有强氧化性．可将I-氧化为I2：
S2032-十2I-=2SO42-+I2：
通过改变反应途径，Fe3+、Fe2+均可催化上述反应。
试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程._______________________________（不必配平）
（3）利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含
）可制备
。
方法为①用稀盐酸浸取炉渣，过滤。
②滤液先氧化，在加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得
据以上信息回答下列问题：
a.除去Al3+的离子方程式是__________________。
’
b.选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。
所选试剂为_______________。
证明炉渣中含有FeO的实验现象为__________
（1）Cu、O
（2）b、c
（3）2Fe3++2I-=2Fe2++I2S2082-+Fe2+=2SO42-+2Fe3+
（离子方程式不配平不扣分）
（4）a.Al3++4OH-=AlO2-+2H2O[或Al3++40H-=Al（OH）-
b.稀硫酸、KMnO4溶液
稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMn04溶液褪色
3、（09年山东理综，29）Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
（1）该电池的负极材料是 。
电池工作时，电子流向 （填“正极”或“负极”）。
（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是 。
欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的 （填代号）。
a.NaOHb.Zn c.Fed.NH3·H2O
（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。
阴极的电极反应式是
。
若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为 。
【答案】
（1）Zn（或锌）正极
（2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀
b（3）2H++2e-→H2,87g
4、（10年山东理综，29）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是
（用离子方程式表示）。
为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向糟液中加入下列试剂中的。
a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为。
取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是。
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不有石墨作阳极
的原因是。
（3）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于处。
若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为。
29．（12分）
（1）①2Al+2OH－＋6H2O=2[Al（OH）4]－＋3H2↑
（或：
2Al+2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑）；b
②2Al＋3H2O=Al2O3＋6H＋＋6e－;
HCO3－与H＋反应使H＋浓度减小，产生Al（OH）3沉淀。
（合理即得分）
（2）补充溶液中消耗的Cu2＋,保持溶液中Cu2＋浓度恒定。
（3）N；牺牲阳极的阴极保护法（或：
牺牲阳极保护法）
5、（11年山东理综，29）科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。
（1）实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为。
要清洗附着在试管壁上的硫，可用的试剂是。
（2）右图为钠
高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320℃左右，电池反应为2Na+
S＝Na2
正极的电极反应式为。
M（由Na2O和Al2O3制得）的两个作用是。
与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的倍。
（3）
溶液中离子浓度由大到小的顺序为，向该溶液中加入少量固体
，溶液Ph（填“增大”“减小”或“不变”），
溶液长期放置有硫析出，原因为（用离子方程式表示）。
29
（1）2CH3CH2OH+2Na
2CH3CH2ONa+H2↑二硫化碳或热的NaOH溶液
（2）xS+2e-==Sx2-离子导电（导电或电解质）和隔离钠与硫4.5
（3）c（Na＋）＞c（S2－）＞c（OH－）＞c（HS－）＞c（H＋）减小2S2-+2H2O+O2==2S+4OH-
6、（12年山东理综，29）偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：
（CH3）2NNH2（l）+2N2O4（l）==2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（g）（I）
（1）反应（I）中氧化剂是。
（2）火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：
（II）
当温度升高时，气体颜色变深，则反应（II）为（填“吸热”或“放热”）反应。
（3）一定温度下，反应（II）的焓变为△H。
现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是。
若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数（填“增大”“不变”或“减小”），反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则0~3s内的平均反应速率v（N2O4）=
mol·L-1·s-1。
（4）NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。
25℃时，将amolNH4NO3溶于水，溶液显酸性、原因是
（用离子方程式表示）。
向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将（填“正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为mol·L-1。
（NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5mol·L-1）
29．答案：
（1）N2O4
（2）吸热
（3）ad 不变 0.1
（4）
＋H2O
NH3·H2O＋H＋ 逆向
7、（13年山东理综，29）化学反应原理在科研和生产中有广泛应用
（1）利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应
TaS2（s）+2I2（g）
TaI4（g）+S2（g）△H﹥0（
）
反应（
）的平衡常数表达式K=，若K=1，向某恒容密闭容器中加入1molI2（g）和足量TaS2（s），I2（g）的平衡转化率为
（2）如图所示，反应（
）在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2（g），一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体，则温度T1T2（填“﹥”“﹤”或“=”）。
上述反应体系中循环使用的物质是。
（3）利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。
做法是将钢铁中的硫转化为H2SO3，然后用一定浓度的I2溶液进行滴定，所用指示剂为，滴定反应的离子方程式为
（4）25℃时，H2SO3
HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L，则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=mol/L，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中
将（填“增大”“减小”或“不变”）。
29．
答案：
（1）
或
，66.7%
（2）＜，I2
（3）淀粉溶液，H2SO3＋I2+H2O＝4H+＋SO42-＋2I-
（4）1.0×10-12，增大
8、（14年山东理综，30）离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl7—和AlCl4—组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。
（1）钢制品应接电源的极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为。
若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为。
（2）为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6mol电子时，所得还原产物的物质的量为mol。
（3）用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有。
a．KClb.KClO3c.MnO2d.Mg
取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，（填“能”或“不能”）说明固体混合物中无Fe2O3，理由是（用离子方程式说明）。
答案：
（1）负4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4—H2
（2）3
（3）b,d不能2Fe3++Fe=3Fe2+
十二、实验题：
1、（07年山东理综，30） 下图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置（加热设备及夹持固定装置均略去），请根据要求完成下列各题（仪器装置可任意选用，必要时可重复选择，ａ、ｂ为活塞）。
（1）若气体入口通入ＣＯ和ＣＯ2的混合气体，Ｅ内放置ＣｕＯ，选择装置获得纯净干燥的ＣＯ，并验证其还原性及氧化产物，所选装置的连接顺序为 （填代号）。
能验证ＣＯ氧化产物的现象是 。
（2）停止ＣＯ和ＣＯ2混合气体的通入，Ｅ内放置Ｎａ2Ｏ2，按Ａ→Ｅ→Ｄ→Ｂ→Ｈ装置顺序制取纯净干燥的Ｏ2，并用Ｏ2氧化乙醇。
此时，活塞ａ应 ，活塞ｂ应 ，需要加热的仪器装置有 （填代号），ｍ中反应的化学方程式为：
。
（3）若气体入口改通空气，分液漏斗内改加浓氨水，圆底烧瓶内改加ＮａＯＨ固体，Ｅ内放置铂铑合金网，按Ａ→Ｇ→Ｅ→Ｄ装置顺序制取干燥的氨气，并验证氨的某些性质。
①装置Ａ中能产生氨气的原因有 。
②实验中观察到Ｅ内有红棕色气体出现，证明氨气具有 性。
【标准答案】30.
（1）ACBECFAB之间的C装置中溶液保持澄清，EF之间的C装置中溶液变浑浊。
（2）关闭打开k和m2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O
（3）氢氧化钠溶于水放出大量热，温度升高，使氨的溶解度降低而放出；氢氧化钠吸水，促使氨气放出；氢氧化钠电离出的OH-增大了氨水中的OH-浓度，使氨的电离平衡左移，促使氨气放出。
还原
2、（08年山东理综，30） 食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。
（1）粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子，实验室提纯NaCL的流程如下：
提供的试剂：
饱和Na2CO3溶液饱和K2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液Ba（NO3）2溶液75％乙醇四氯化碳
①欲除去溶液I中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42-离子，选出a所代表的试剂．按滴加顺序依次为_________________（只填化学式）。
②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为_____________
2）用提纯的NaCl配制500mL4.00mol.L-1。
NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还有__________________（填仪器名称）。
3）电解饱和食盐水的装置如图所示，若收集的H2为2L，则同样条件下收集的Cl2___________（填“>”、“=”或“<’）2L，原因是________。
装置改进后，可用于制备NaoH溶液，若测定溶液中NaOH的浓度，常用的方法为_________。
4）实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：
Zn+H2SO4
ZnS04+H2↑
Mn02+4HCl（浓）
MnCl2+C12↑+2H20
据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置_______________（填代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置______________（填代号）。
可选用制备气体的装置：
（1）①BaCl2、Na0H
（1）①BaCl2、NaOH、Na2C03（错选或多选本小题不得分。
NaOH溶液的加入顺序及是否答Na0H不影响得分）
②75％乙醇
（2）天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管
（3）<电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应
酸碱中和滴定
（4）cd
3、（09年山东理综，30）孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。
实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3，步骤如下：
请回答下列问题：
（1）溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。
从下列所给试剂中选择：
实验步骤中试剂①为 （填代号），检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为 （填代号）。
a.KMnO4 b.（NH4）2Sc.H2O2d.KSCN
（2）由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发、 、过滤等操作。
除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是 。
（3）制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中选通入（或先加入） （填化学式）。
若实验过程中有氨气逸出，应选用下列 装置回收（填代号）。
（4）欲测定溶液A中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应 ，直到 。
用KMnO4标准溶液滴定时应选用 滴定管（填“酸式”或“碱式”）。
【答案】
（1）cd
（2）冷却结晶引流（3）NH3（或NH3·H2O）bd（4）注视凹页面的最低处与刻度线，凹页面的最低处与刻度线相平酸式
4、（10年山东理综，30）
聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为[Fe2（OH）n（SO4）3-0.5n]m，广泛用于污水处理。
实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备聚铁和绿矾（FeSO4·7H2O），过程如下：
（1）验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是。
（2）实验室制备、收集干燥的SO2，所需仪器如下。
装置A产生SO2，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→→→→→f。
装置D的作用是，装置E中NaOH溶液的作用是。
（3）制备绿矾时，向溶液X中加入过量，充分反应后，经操作得到溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。
（4）溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为
。
若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏。
30．（16分）
（1）将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热恢复原色。
（合理即得分）
（2）d→e→c→b；防止倒吸；吸收多余的SO2。
（3）铁屑；过滤
（4）将小片pH试纸放在点滴板（或表面皿）上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，与标准比色卡对照；低（小）。
5、（11年山东理综，30）实验室以含有
等离子的卤水为主要原料制备无水
，流程如下：
（1）操作1使用的试剂是，所用主要仪器的名称是。
（2）加入溶液W的目的是。
用CaO调节溶液Y的pH，可以除去
。
由表中数据可知，理论上可选择pH最大范围是。
酸化溶液Z时，使用的试剂为。
（3）实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集
气体，下列装置中合理的是。
（4）常温下，
的电离常数
，
，
的电离常数
，
。
某同学设计实验验证
酸性强于
：
将
和
气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的
，若前者的
小于后者，则
酸性强于
。
该实验设计不正确，错误在于。
设计合理实验验证
酸性强于
（简要说明实验步骤、现象和结论）。
。
议器自选。
供选的试剂：
、
、
、
、
、
、蒸馏水、饱和石灰水、酸性溶液、品红溶液、
试纸。
30
（1）四氯化碳分液漏斗
（2）除去溶液中的SO42-11.0≤pH＜12.2盐酸
（3）b、d
（4）用于比较pH的两种酸的物质的量浓度不相等；
三种参考方案如下：
方案一：
配制相同物质的量浓度的NaHCO3和NaHSO3溶液，用酸度计（或pH试纸）测两种溶液的pH。
前者的pH小于后者，证明H2SO3的酸性比H2CO3强。
方案二：
将SO2气体依次通过NaHCO3（或Na2CO3）溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水。
品红溶液不褪色、且澄清石灰水变浑浊，证明H2SO3的酸性比H2CO3强。
方案三：
将CO2气体依次通过NaHSO3（或Na2SO3）溶液、品红溶液。
品红溶液不褪色，证明H2SO3的酸性比H2CO3强。
6、（12年山东理综，30）实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4，主要流程如下：
（1）为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入（填“A”或“B”），再滴加另一反应物。
（2）如右图所示，过滤操作中的一处错误是。
（3）判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是。
高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是。
（4）无水AlCl3（183℃升华）遇潮湿空气即产生大量白雾，
实验室可用下列装置制备。
装置B盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是。
F中试剂的作用是。
30．答案：
（1）B
（2）漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁（3）AgNO3溶液（或硝酸酸化的AgNO3溶液） 坩埚
（4）除去HCl 吸收水蒸气 碱石灰（或NaOH与CaO混合物）
7、（13年山东理综，30）TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。
（1）实验室利用反应TiO2（s）+2CCl4（g）==TiCl4（g）+CO2（g），在无水无氧条件下，制取TiCl4实验装置示意图如下：
有关性质如下表
物质
熔点/℃
沸点/℃
其他
CCl4
-23
76
与TiCl4互溶
TiCl4
-25
136
遇潮湿空气产生白雾
仪器A的名称是，装置E中的试剂是。
反应开始前依次进行如下操作：
停止通氮气
熄灭酒精灯
冷却至室温。
正确的顺序为（填序号）。
欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是。
（2）工业上由钛铁矿（FeTiO3）（含Fe2O3、SiO2等杂质）制备TiO2的有关反应包括：
90℃
酸溶FeTiO3（s）+2H2SO4（aq）==FeSO4（aq）+TiOSO4（aq）+2H2O（l）
水解TiOSO4（aq）+2H2O（l）==H2TiO3（s）+H2SO4（aq）
简要工艺流程如下：
试剂A为。
钛液Ⅰ需冷却至70℃左右，若温度过高会导致产品收率降低，原因是
取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是。
这种H2TiO3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2也会发黄，发黄的杂质是（填化学式）。
30．
答案：
（1）干燥管；浓硫酸；检查气密性；②③①，蒸馏
（2）①铁粉，由于TiOSO4容易水解，若温度过高，则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进入FeSO4·7H2O中导致TiO2产率降低。
②Fe2+，Fe2O3
8、（14年山东理综，31）工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程。
烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq）（I）
2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l）（II）
S（s）+Na2SO3（aq）
Na2S2O3（aq）（III）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若，则整个装置气密性良好。
装置D的作用是。
装置E中为溶液。
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为。
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择。
a．蒸馏水b．饱和Na2SO3溶液
c．饱和NaHSO3溶液d．饱和NaHCO3溶液
实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是。
已知反应（III）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是。
反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器含有。
a．烧杯b．蒸发皿c．试管d．锥形瓶
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。
利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作，现象和结论：
。
已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解：
S2O32‾+2H+=S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂：
稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
【答案】
（1）液注高度保持不变；防止倒吸；NaOH（合理即得分）
（2）2:
1
（3）c；控制滴加硫酸的速度（合理即得分）；溶液变澄清（或浑浊消失）；a、d
（4）取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液（或过滤，取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质。
（合理即得分）
四、有机化学基础
1、（07年山东理综，33）
乙基香草醛（）是食品添加剂的增香原料，其香味比香草醛更加浓郁。
⑴写出乙基香草醛分子中两种含氧官能团的名称。
⑵乙基香草醛的同分异构体A是一种有机酸，A可发生以下变化：
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