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1、大题训练题型训练1 (2017江苏化学，16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_。(2)向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_(填“增大”、“不变”或“减小”)。(3)“电解”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_。(4)“电解”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_，阴极产生的物质A的化学式为_。(5)铝粉在1 000 时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4C

2、l固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是_。解析(1)“碱溶”时，Al2O3与NaOH反应生成NaAlO2和H2O，注意离子方程式。(2)“过滤I”所得滤液为NaAlO2溶液，加入NaHCO3溶液，过滤后电解的是Na2CO3溶液，说明溶液的溶质由NaAlO2变为Na2CO3，发生反应AlOHCOH2O=Al(OH)3CO，说明AlO结合H能力强于CO，即其水解能力强，说明碱性NaAlO2Na2CO3，溶液的pH减小。(3)电解Al2O3，阳极O2放电生成O2，石墨(C)电极会被O2氧化。(4)阳极水中的OH放电生成O2(图示)及H(2H2O4e=O24H)，H与CO结合生成HCO (

3、COH=HCO，由图可知阳极区Na2CO3转化为NaHCO3)，写出总反应：4CO2H2O4e=4HCOO2。阴极，水中的H放电生成H2。(5)NH4Cl加热时分解生成HCl和NH3，HCl可以破坏铝表面的氧化膜，有利于反应进行。答案(1)Al2O32OH=2AlOH2O(2)减小(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化(4)4CO2H2O4e=4HCOO2H2(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜题型训练2 (2018江苏化学，16)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：

4、(1)焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为_。(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 硫去除率100%不添加CaO的矿粉在低于500 焙烧时，去除的硫元素主要来源于_。700 焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是_。(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由_(填化学式)转化为_(填化学式)。(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消

5、耗的n(FeS2)n(Fe2O3)_。解析(1)二氧化硫是酸性氧化物，少量二氧化硫与NaOH溶液反应生成正盐Na2SO3，过量二氧化硫与NaOH溶液反应生成NaHSO3。(2)根据高硫铝土矿的成分中含FeS2和金属硫酸盐，而已知多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ，如果不添加CaO在低于500 焙烧，则去除的硫元素主要来源于FeS2，具体的反应原理为4FeS211O22Fe2O38SO2。添加的CaO吸收SO2生成CaSO3，CaSO3易被空气中的氧气氧化为CaSO4。根据题目所给“多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ”，可知700 时，CaSO4可能未分解或未完全分解而留在矿粉中，从而导

6、致添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低。(3)高硫铝土矿中的氧化铝溶于NaOH生成NaAlO2：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O；向NaAlO2溶液中通入过量的二氧化碳，生成氢氧化铝：CO2(过量)2H2ONaAlO2=Al(OH)3NaHCO3。(4)根据得失电子守恒可知FeS2与Fe2O3的物质的量之比为116。答案(1)OHSO2=HSO(2)FeS2硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中(3)NaAlO2Al(OH)3(4)1162用金属钴板(含少量Fe、Ni)制备应用广泛的氯化钴的工艺流程如图所示：注：钴与盐酸反应极慢，需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产。

7、有关钴、镍和铁的化合物的性质如表：化学式沉淀完全时的pH相关反应Co(OH)29.4Co2HCl=CoCl2H2Co22NH3H2O=Co(OH)22NHCo22H2OCo(OH)22HNi2HCl=NiCl2H2Ni26NH3H2O=Ni(NH3)626H2OFe(OH)29.6Fe(OH)33.7(1)“除镍”步骤中，氨水用量对反应收率的影响如表：加氨水调pH收率/%Ni2含量/%998.10.089.5980.051097.60.00510.3940.005从表中数据可知，当pH调节至x_时，除镍效果最好。(2)“除镍”步骤必须控制在一定的时间内完成，否则沉淀中将有部分Co(OH)2转化

8、为Co(OH)3，此反应的化学方程式为_。(3)“除铁”步骤中加入双氧水发生反应的离子方程式是_。(4)“除铁”步骤中加入的纯碱的作用是_。(5)在“调pH”步骤中，加盐酸的作用是_。(6)已知25 时，KspFe(OH)34.01038，则该温度下反应Fe33H2OFe(OH)33H的平衡常数为_。解析(1)由题表可知，当pH10时，收率为97.6%，Ni2含量已经达到最低，继续增大pH时，Ni2含量不变，故x10。(2)Co(OH)2转化为Co(OH)3，类似Fe(OH)2转化为Fe(OH)3，发生反应的化学方程式为4Co(OH)2O22H2O=4Co(OH)3。(3)加入双氧水的目的是将

9、Fe2氧化成Fe3，发生反应的离子方程式为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(4)“除铁”步骤中加入Na2CO3的作用是促进Fe3水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。(5)由Co22H2OCo(OH)22H可知，加入盐酸可抑制Co2水解。(6)KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)4.01038，K(1014)3/4.010382.5105。答案(1)10(2)4Co(OH)2O22H2O=4Co(OH)3(3)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O(4)使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去或2Fe33CO3H2O=2Fe(OH)33CO2(5)防止Co2水解(6)2.51053用

10、某含镍电镀废渣(含Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)制取NiCO3的过程如图所示：回答下列问题：(1)加入适量Na2S时除获得沉淀外，还生成一种有臭鸡蛋气味的气体，产生该气体的离子方程式为_。(2)“氧化”时需保持滤液在40 左右，用6%的H2O2溶液氧化。控制温度不超过40 的原因是_；Fe2被氧化的离子方程式为_。Fe2也可以用NaClO3氧化，生成的Fe3在较小pH条件下水解，最终形成黄钠铁矾Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀而被除去，如图是pH温度关系图，图中阴影部分为黄钠铁矾稳定存在的区域，下列说法正确的是_(填字母)。aFeOOH中铁为2价bpH过低或过高均不利于生成黄钠铁矾，其

11、原因不同c氯酸钠在氧化Fe2时，1 mol NaClO3失去的电子数为5NAd工业生产中温度常保持在8595 ，加入Na2SO4后生成黄钠铁矾，此时溶液的pH约为1.21.8(3)加入Na2CO3溶液时，确认Ni2已经完全沉淀的实验方法是_。(4)某实验小组利用NiCO3制取镍氢电池的正极材料碱式氧化镍(NiOOH)，过程如图所示：已知KspNi(OH)221015，欲使NiSO4溶液中残留的c(Ni2)2105 molL1，调节pH的范围_。写出在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH的化学方程式_。解析(1)电镀废渣经过量酸处理后得到的溶液中含有大量H，加入Na2S后发生反应：S22H=H

12、2S，生成具有臭鸡蛋气味的H2S气体。(2)氧化阶段温度过高会造成过氧化氢的分解，导致过氧化氢损失；氧化阶段发生反应：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。FeOOH中铁为3价；pH过低会将生成的黄钠铁矾溶解，pH过高则不会生成黄钠铁矾；氯酸钠在氧化Fe2时，1 mol NaClO3得到的电子数为6NA；工业生产中温度常保持在8595 ，加入Na2SO4后生成黄钠铁矾，结合题图可知此时溶液的pH约为1.21.8，故本题选bd。(4)欲使NiSO4溶液中残留的c(Ni2)2105 molL1，根据KspNi(OH)2c(Ni2)c2(OH)21015，则需使c(OH)molL1105 molL

13、1，故调节pH的范围是pH9。在空气中加热Ni(OH)2生成NiOOH，发生反应的化学方程式为4Ni(OH)2O24NiOOH2H2O。答案(1)S22H=H2S(2)减少过氧化氢的分解2Fe2H2O22H=2Fe32H2Obd(3)静置，取少量上层清液继续滴加12滴Na2CO3溶液，无沉淀生成(4)pH94Ni(OH)2O24NiOOH2H2O4硫酸铁铵aFe2(SO4)3b(NH4)2SO4cH2O广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化等。某化工厂以硫酸亚铁(含少量硝酸钙)和硫酸铵为原料，设计如图工艺流程制取硫酸铁铵。请回答下列问题：(1)硫酸亚铁溶液加硫酸酸化的主要目的是_。(2)下列

14、物质中最适合的氧化剂B是_。aNaClO bH2O2cKMnO4 dK2Cr2O7(3)操作甲的名称是_。(4)上述流程中，氧化之后和加热蒸发之前，需加入少量_(填化学式)，检验Fe2是否已全部被氧化的方法为_。(5)称取14.00 g所得产品，将其溶于水配制成100 mL溶液，分成两等份，向其中一份溶液中加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤得到2.14 g沉淀；向另一份溶液中加入含0.05 mol Ba(NO3)2的溶液，恰好完全反应，则该硫酸铁铵的化学式为_。解析(1)硫酸亚铁溶液加硫酸酸化，可增大溶液中SO的浓度，将Ca2转化为沉淀，同时可以抑制Fe2的水解。(2)氧化剂B的作用是将Fe2氧

15、化为Fe3，H2O2的还原产物是水，不会引入新的杂质，而题给其他试剂都会引入新的杂质，故氧化剂B选H2O2。(3)根据流程图可知，操作甲的名称为冷却结晶。(4)氧化之后和加热蒸发之前，为了抑制Fe3水解，需要加入少量硫酸。由于溶液中含有Fe3，故不能用KSCN溶液和氯水检验Fe2是否已全部被氧化，应用K3Fe(CN)6溶液。(5)得到的2.14 g沉淀为Fe(OH)3，则其中一份溶液中n(Fe3)2.14 g107 gmol10.02 mol，另一份溶液与0.05 mol Ba(NO3)2恰好完全反应，则该溶液中n(SO)0.05 mol，故7.00 g产品中nFe2(SO4)30.01 mo

16、l，n(NH4)2SO40.05 mol0.01 mol30.02 mol，n(H2O)(7.00 g400 gmol10.01 mol132 gmol10.02 mol)18 gmol10.02 mol，该硫酸铁铵中Fe2(SO4)3、(NH4)2SO4、H2O的物质的量之比为122，其化学式为Fe2(SO4)32(NH4)2SO42H2O。答案(1)增大溶液中SO的浓度，将Ca2转化为沉淀，同时抑制Fe2水解(2)b(3)冷却结晶(4)H2SO4加入K3Fe(CN)6溶液，若生成蓝色沉淀，则说明亚铁离子未全部被氧化(5)Fe2(SO4)32(NH4)2SO42H2O5石墨在材料领域有重要应

17、用。某初级石墨中含有SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。为了提纯和综合利用初级石墨，设计工艺流程如图所示：(注：SiCl4的沸点是57.6 ，题中金属氯化物的沸点均高于150 )(1)已知1 mol石墨完全转化为金刚石需要吸收1.9 kJ的能量。请写出石墨转化为金刚石的热化学方程式：_。(2)向反应器中通入Cl2前，需通一段时间的N2。高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。80 冷凝的目的是_。由活性炭得到气体的反应的化学方程式为_。(3)加入过量NaOH溶液得到溶液的反应的离子方程式为_。(4)用化学反应原理解释得到沉

18、淀V的过程中加入乙酸乙酯和加热的作用：_。1 kg初级石墨最多可获得沉淀V的质量为_ kg。解析(1)书写热化学方程式时，要注意热化学方程式中化学计量数的含义、物质的聚集状态、焓变的正负及单位。(2)通入Cl2进行高温反应后，石墨中的Al2O3、Fe2O3和MgO等金属氧化物均转变为相应的氯化物。活性炭与SiO2在高温下反应生成Si和CO，Si与Cl2在高温下反应生成SiCl4，SiCl4的沸点是57.6 ，题中金属氯化物的沸点均高于150 ，在80 冷凝可将MgCl2、FeCl3、AlCl3等金属氯化物冷凝为固体，从而与气态SiCl4分离。气体是SiCl4和CO的混合物。(3)固体中含MgC

19、l2、FeCl3、AlCl3，加入过量NaOH溶液后，Mg2、Fe3转化为氢氧化物沉淀，Al3转化为AlO进入溶液中。(4)溶液中含有AlO，沉淀是Al(OH)3。溶液中的NaAlO2水解使溶液显碱性，乙酸乙酯在碱性条件下能彻底水解，可消耗NaAlO2水解生成的NaOH，促进NaAlO2水解生成Al(OH)3；水解过程吸热，加热可促进水解，同时也可加快反应速率。初级石墨中含5.1%的Al2O3，1 kg初级石墨中，n(Al2O3)1 000 g5.1%102 gmol10.5 mol，不考虑转化过程中Al元素的损失，则最多可生成1 mol Al(OH)3沉淀，其质量为0.078 kg。答案(1

20、)C(石墨，s)=C(金刚石，s)H1.9 kJmol1(2)将MgCl2、FeCl3、AlCl3等金属氯化物冷凝为固体，从而与SiCl4分离2CSiO22Cl2SiCl42CO(或2CSiO2Si2CO、Si2Cl2SiCl4)(3)Al34OH=AlO2H2O(4)溶液中NaAlO2水解显碱性，乙酸乙酯消耗NaAlO2水解生成的NaOH，促进NaAlO2水解生成Al(OH)3；加热促进水解，加快反应速率0.0786黄铜矿(CuFeS2)可用来冶炼铜及制备铁氧化物，常含有微量金、银等。以黄铜矿为主要原料生产铁红(氧化铁)颜料、胆矾的工艺流程如图所示：(1)反应的离子方程式为_，该反应的还原产

21、物是_。(2)CuCl可与Cl反应生成可溶于水的CuCl2，在反应中，属于非氧化还原反应的是反应_。(3)已知反应中1价的Cu元素发生歧化反应，由此可推知溶液A中的溶质为_(填化学式)。(4)在酸性、有氧条件下，一种叫做Thibacillus ferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐，该过程中发生反应的离子方程式为_。(5)用滴定法测定所得产品中CuSO45H2O的含量，称取a g样品配成100 mL溶液，取出20.00 mL，用c molL1 EDTA(Na2H2Y2H2O)标准溶液滴定至终点(EDTA不与杂质反应)，消耗EDTA标准溶液的体积为b mL。滴定反应为Cu2H2Y2=

22、CuY22H。则CuSO45H2O的质量分数为_。滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入标准溶液，则会导致测定结果偏_(填“大”或“小”)。解析(1)FeCl3溶液中的Fe3具有氧化性，能氧化CuFeS2中2价的S元素，自身被还原为Fe2，根据反应的产物可知反应的离子方程式为CuFeS23Fe3Cl=4Fe2CuCl2S，该反应中Cu元素由2价降低到1价，Fe3被还原为Fe2，则还原产物是FeCl2和CuCl。(2)反应过滤得到的滤液中含有Fe2，向滤液中加入Na2CO3发生反应Fe2CO=FeCO3；在空气中灼烧FeCO3得到Fe2O3，4FeCO3O22Fe2O34CO2向CuCl、S的混合物中加

23、入NaCl溶液，发生反应ClCuCl=CuCl2，过滤得到NaCuCl2溶液，向其中加入水，发生反应V，1价的Cu元素发生自身氧化还原反应，歧化为Cu2和Cu，则反应和为非氧化还原反应。(3)溶液A中的溶质为CuCl2和NaCl。(4)氧气为氧化剂，CuFeS2为还原剂，2价Fe元素被氧化为3价Fe元素，反应的离子方程式为4CuFeS24H17O24Cu24Fe38SO2H2O。(5)根据滴定反应可知20.00 mL溶液中n(Cu2)n(H2Y2)c molL1b103 Lbc103 mol，则a g样品中CuSO45H2O的物质的量为5bc103 mol，样品中CuSO45H2O的质量为5bc103 mol250 gmol11.25bc g，所以w100%，滴定管要用所盛装溶液润洗，否则会稀释标准液，导致标准液使用偏多，结果偏大。答案(1)CuFeS23Fe3Cl=4Fe2CuCl2SFe2和CuCl(2)和(3)CuCl2和NaCl(4)4CuFeS24H17O24Cu24Fe38SO2H2O(5) %大