高三化学一轮专题复习-工业流程题专题训练

试卷第=page1111页，共=sectionpages1111页试卷第=page1010页，共=sectionpages1111页高考化学一轮专题复习--工业流程题专题训练1．铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为，含和等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)加快“碱溶”速率的措施有_______(至少列举2种)(2)向“过滤I”所得滤液中加入溶液，溶液的_______(填“增大”、“不变”或“减小”)。(3)写出“电解I”的化学方程_______。(4)“电解Ⅱ”是电解溶液，原理如图所示。A的化学式为_______，交换膜是_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。(5)以甲醇为燃料的新型电池，可做电解熔融氧化铝过程中的电源，使其成本降低，目前得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。①B极上的电极反应式为_______。②若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解硫酸铜溶液，若阴极产物只有铜，要使溶液复原，可向电解后的溶液中加入的物质有_______。2．工业上以硫铁矿烧渣(主要成分为、，含少量难溶性杂质)为主要原料制备的步骤如下。(1)酸浸：用足量硫酸溶液浸取烧渣中的铁元素。能提高铁元素的浸出率的措施有_______(写出两条措施)。(2)沉铁：取10mL“酸浸”后的滤液并加入9g，改变氨水用量，测得铁的沉淀率随氨水用量的变化如图所示。①为提高铁的沉淀率，应控制氨水用量为_______(填标号)。A．4mL

B．6mL

C．8mL

D．10mL②氨水用量小于4mL时，铁的沉淀率变化幅度很小，其原因可能为(不考虑氨水与反应)_______。(3)过滤：“沉铁”后过滤，滤渣中含有FeOOH和，滤液中浓度最大的阳离子是_______(填化学式)。(4)焙烧：FeOOH和在空气中高温熔烧后均可得到，反应的化学方程式分别为_______、_______。3．二氧化锗(GeO2)可用于光谱分析和制备催化剂、半导体材料。对ISP炼锌过程所得锗渣(主要成分GeO、GeO2、ZnO·Fe2O3，含有SiO2、难溶物杂质)进行处理的流程如下：已知：Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38；溶液中离子浓度≤10-5mol·L-1时，认为该离子沉淀完全。回答下列问题：(1)二氧化锗(GeO2)中锗元素的化合价______________。(2)“调pH”时，首先生成沉淀的离子为____(填离子符号)，该离子恰好沉淀完全的pH为____________。(3)“还原焙烧”过程中，主要反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。(4)“氧化吸收”过程中，主要反应的离子方程式为_______________；在一定时间内GeO的氧化吸收率与温度的关系如图所示。T0℃时吸收率最高的原因为_____________________________。(5)实验室进行“氯化蒸馏”时，蒸馏所用的主要玻璃仪器有酒精灯、锥形瓶、直形冷凝管、牛角管和____________。(6)“水解”时，需控制温度为95℃的目的为______________。4．高纯氧化铁可作现代电子工业材料。以下是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁(Fe2O3)的生产流程示意图。已知当溶液的pH大于6.5，Fe2+开始转化成Fe(OH)2。(1)步骤Ⅰ中过滤所得滤渣的主要成分是________，工业上可以利用一种弱酸溶解该物质，该弱酸为________。(2)步骤Ⅱ中加入铁粉的目的是_______。(3)在空气中煅烧FeCO3可制备高纯氧化铁，煅烧所需的主要仪器为_____(写一种仪器名称)，FeCO3在煅烧前应充分洗涤干净，写出实验室洗涤沉淀的方法____________。(4)写出煅烧FeCO3可制备高纯氧化铁反应的化学方程式：___________。5．一种以NH4Cl酸性蚀铜废液[含NH4Cl，Cu(NH3)4Cl2、CuCl、CuSO4及盐酸等]为原料制备CuCl并回收Cu(OH)2的工艺流程如图：已知：CuCl溶于浓盐酸，难溶于水，不溶于乙醇。回答下列问题：（1）“反应1”中，NaCl、Cu与CuSO4反应的离子方程式为__；生产中常将“过滤1”的滤渣返回到“反应1”中，其目的是__。（2）“水解”步骤中，溶液中的CuCl43-在加入大量水稀释即可析出CuCl，原因是__(结合离子方程式，从平衡角度分析)。（3）湿的CuCl在空气中易被氧化为Cu2(OH)3Cl，该反应的化学方程式为__。（4）“反应2”需加入的试剂X是__；“吹脱”出来的NH3可用于生产碳铵化肥，主要反应的化学方程式为__。（5）测定产品中CuCl质量分数的步骤如下：称取ag产品，加入稍过量的FeCl3溶液，待溶解后用邻菲罗啉作指示剂，立刻用cmol·L-1的Ce(SO4)2标准溶液滴定到终点，消耗标准溶液VmL。则产品中CuCl的质量分数为__(已知滴定反应为Ce4＋＋Fe2＋=Ce3＋＋Fe3＋，列出计算式)。6．三氯化六氨合钴(III)（[Co(NH3)6]Cl3是合成其他含钴配合物的重要原料。在活性炭的催化作用下，通过氧化二氯化六氨合钴(II)得到三氯化六氨合钴(III)制备流程如下：资料：①钴离子常见价态有+2(II)价，+3(III)价，Co(II)离子能在水溶液中稳定存在，但Co(III)离子不能稳定存在，只能以固态或络合物形式（如[Co(NH3)6]3+）稳定存在溶液中。②Co2+在pH=9.4时完全沉淀为Co(OH)2（1）实验中需要将CoCl2·6H2O晶体研细，其目的是：__________________。（2）在加入浓氨水前先加入大量NH4Cl溶液，请结合平衡原理解释原因______________________。（3）在“氧化”过程中需水浴控温在50～60℃，温度不能过高，原因是______________________。（4）写出“氧化”过程中反应的离子方程式_______________。（5）为测定产品中钴的含量，进行下列实验：①称取样品4.000g于烧瓶中，加水溶解，加入足量的NaOH溶液，加热至沸15～20min，将[Co（NH3）6]Cl3完全转化为Co（OH）3，冷却后加入足量KI固体和HCl溶液，充分反应一段时间后，将烧瓶中的溶液全部转移至250.00mL容量瓶中，加水定容，取其中25.00mL试样加入到锥形瓶中；②用0.1000mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定，溶液变为浅黄色后，加入淀粉溶液作指示剂继续滴定至终点，重复2次实验，测得消耗Na2S2O3溶液的平均体积为15.00mL。（已知：2Co3＋＋2I－=2Co2＋＋I2，I2＋2S2O32－=2I－＋S4O62－）.通过计算确定该产品中钴的含量___________________。7．氟化铬可用作毛织品防蛀剂、卤化催化剂、大理石硬化及着色剂。以铬云母矿石(含4.5%Cr2O3，还含Fe2O3、FeO、MgO、SiO2)为原料制备氟化铬的工艺流程如下。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH：氢氧化物Fe(OH)3Mg(OH)2Cr(OH)3Fe(OH)2开始沉淀的pH2.38.84.97.5沉淀完全的pH4.110.46.89.7请回答下列问题：(1)Fe2O3、MgO、FeO、SiO2中属于碱性氧化物的有__________种。(2)Cr2O3与稀硫酸反应的化学方程式为_________________。(3)第一次滴加氨水调节pH范围为__________。(4)第二次滴加氨水调节pH为6.8～8.8的目的是__________，Cr(OH)3与Al(OH)3一样具有两性，若第二次滴加的氨水改为NaOH溶液，生成的Cr(OH)3会部分溶解，写出Cr(OH)3溶解的离子方程式：_________________。8．氯化铬晶体是一种重要的工业原料，工业上常用铬酸钠来制备。实验室中以红矾钠为原料制备的流程如下：已知：①；②不溶于乙醚，易溶于水、乙醇，易水解；③甲醇，无色液体，有毒，沸点64.7，易燃。请回答：(1)碱溶的目的是________________。(2)还原时先加入过量再加入10%HCl，生成，该反应的离子方程式为________________。(3)用蒸馏法从滤液中分离出循环使用。①下列有关蒸馏实验说法正确的是_________(填序号)。A．蒸馏开始，应先加热再通冷凝水B．通过蒸馏可除去液体中难挥发或不挥发的杂质C．若温度计插入混合液中，则会收集到沸点偏高的杂质D．当蒸馏沸点过高的成分时，应用空气冷凝②实验设计用下图装置进行蒸馏，该装置中存在的错误有_________。③在改正后的装置中，在仪器A中加入沸石，再加入滤液，蒸馏，收集蒸馏出的。有的同学认为，该过程中需要加入CaO，防止水随一起蒸出，你认为是否有必要并说明理由：_______。(4)请补充完整由过滤后得到的固体制备的实验方案(可供选择的试剂：盐酸、硫酸、蒸馏水、乙醇、乙醚)：将过滤后所得固体__________，__________，冷却结晶，过滤，__________，低温干燥，得到。9．砷为VA族元素，金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸()形式存在，可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，其工艺流程如图：已知：Ⅰ.与过量的存在以下反应：；Ⅱ.亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。(1)回答下列问题①亚砷酸中砷元素的化合价为_______；②砷酸的第二步电离方程式为_______；③“一级沉砷”中的作用是_______；④“二级沉砷”中与含砷物质反应的化学方程式为_______；⑤沉淀为_______(填化学式)。(2)冶炼废渣中的砷元素主要以的形式存在，可用古氏试砷法半定量检测。步骤1：取废渣样品，粉碎后与锌粉混合，加入共热，生成气体。步骤2：将气体通入溶液中，生成银镜和。步骤3：取废渣样品，重复上述实验，未见银镜生成。①的电子式为_______；②步骤2的离子方程式为_______。10．孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。某工厂以孔雀石为主要原料制备CuSO4·5H2O及纳米材料G，主要步骤如图：已知该条件下，通过调节溶液的酸碱性而使Fe3+、Fe2+、Cu2+生成沉淀的pH分别如表：物质开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe(OH)32.23.0Fe(OH)27.69.6Cu(OH)24.76.4请回答下列问题：(1)写出孔雀石主要成分Cu2(OH)2CO3与稀硫酸反应的化学方程式_______。(2)溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。要检验其中的Fe3+应选择下列试剂中的_______。A．KMnO4 B．NaOH C．H2O2 D．KSCN(3)溶液A中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。试剂①是一种氧化剂，把Fe2+氧化成Fe3+的；该工厂选用试剂①最好为下列中的_______(填代号)。写出试剂①氧化Fe2+的离子方程式_______。a.H2O2b.空气c.Cl2d.KSCN(4)向溶液B中加入试剂②的化学式为_______，操作I的名称是_______。(5)若以离子浓度降至1×10-5mol•L-1为沉淀完全，根据表中数据推算出ksp[Fe(OH)3]=_______。11．铝硅铁合金(AlxFeySiz)是炼钢过程中重要的脱氧剂。为测定其化学式，设计了如下流程，根据流程回答下列问题：(1)操作Ⅰ的名称是_______。(2)固体A可用于生产半导体材料，固体A为_______。(3)通入氯气的作用是_______，此时发生反应的离子方程式为_______。(4)向溶液B中滴加氢氧化钠溶液的过程中产生沉淀的物质的量与加入氢氧化钠溶液的体积关系正确的是_______。(填正确答案标号)。A． B． C． D．(5)生成固体C的同时还生成NaHCO3，该反应离子方程式为_______。(6)实验测定固体A的质量为560g，铝的质量为810g，铁红的质量为80g，则铝硅铁合金的化学式为_______，该流程中铝硅铁合金与过量盐酸反应，在标准状况下产生的气体的体积V=_______L。12．工业硫酸锰中杂质(Fe、Ca、Mg等元素的离子)含量较高，利用下图流程可制取锂离子电池所需的纯度较高的硫酸锰溶液。已知：步骤ii反应前后杂质含量检测结果(以350g/L溶液计)如下：杂质反应前/g反应后/g去除率/%、0.0012750.001270______0.4900000.02151095.610.2520000.02510090.04(1)步骤i用90℃的水的目的是___________。(2)由步骤i可推理知：①滤渣b中含有的物质是___________；②该条件下，Mn、Ca、Mg元素氟化物溶度积常数由大到小顺序为(写化学式)：___________。(3)步骤iii反应离子方程式为___________；其中“酸性溶液”可替换为___________。(4)已知步骤iv条件下，生成氢氧化物沉淀的pH如下：开始沉淀时6.31.58.3完全沉淀时8.32.89.8根据表中数据解释该步目的是___________。(5)若省略操作X，其他步骤不变，也可使钙、镁的去除率较高。①猜想可能的原因是(写一种即可)___________；②设计实验验证你的假设是否成立：___________。13．三氯乙醛(CCl3CHO)是生产农药、医药的重要中间体，实验室制备三氯乙醛的反应装置示意图(加热装置未画出)和有关数据如图：①制备反应原理：C2H5OH＋4Cl2→CCl3CHO＋5HCl。②反应过程中C2H5OH和HCl可能会生成副产物C2H5Cl，同时CCl3CHO(三氯乙醛)也能被次氯酸继续氧化生成CCl3COOH(三氯乙酸)③相关物质的相对分子质量及部分物理性质：相对分子质量熔点/C沸点/C溶解性C2H5OH46-114.178.3与水互溶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中所发生反应的离子方程式为___________。(2)仪器C的名称为___________，仪器E的进水口为___________(填“a”或“b”)。(3)装置D中的试剂应为___________。(4)反应结束后，有人提出先将C中的混合物冷却到室温，再用分液的方法分离出三氯乙酸杂质。你认为此方案是否可行___________(填“是”或“否”)，原因是___________。(5)该设计装置中存在一处缺陷是___________，导致引起的后果是___________。(6)测定产品纯度：称取产品4.6g配成待测溶液100.00mL，取待测液10.00mL于滴定瓶中，加入0.1000mol/L碘标准溶液25.00mL，再加入适量Na2CO3溶液，反应完全后，加盐酸调节溶液的pH，立即用0.02000mol/LNa2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验，测得平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为___________(计算结果保留四位有效数字)。滴定原理：CCl3CHO＋OH-=CHCl3＋HCOO-，HCOO-＋I2=H＋＋2I-＋CO2，I2＋2S2O=2I-＋S4O。14．氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染等行业，CuCl难溶于醇和水，在Cl-浓度较大体系中发生CuCl(s)+Cl-CuCl变化，在潮湿空气中易水解氧化。用硫化铜矿生产CuCl工艺流程如图。(1)“溶解”过程中温度需控制在60~70℃的原因是___，“溶解”时转化成的反应离子方程式为___。(2)“反应”中Cu+的沉淀率与NH4Cl投料关系如图所示，图中A、C两点c(Cu+)的大小关系是：A点__C点(填“＞”“=”或“＜”)；B点到C点Cu+沉淀率下降的原因是___。(3)干燥CuCl固体需在真空中进行，原因是___。15．某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4、较多的CuSO4和少量Na2SO4，为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。请根据下列流程图，完成回收硫酸亚铁和铜的实验方案。(1)操作a的名称为____，所需要的玻璃仪器为烧杯、____、____。(2)加入的试剂④为____。(3)鉴别溶液D中的金属阳离子时，应加入的试剂依次是____溶液、____溶液，现象依次是____；请写出鉴别过程中属于氧化还原反应的离子方程式：____。(4)若取2mL溶液D加入试管中，然后滴加氢氧化钠溶液，产生的现象是____；此现象涉及氧化还原反应的化学方程式是____。答案第=page2323页，共=sectionpages1212页答案第=page2222页，共=sectionpages1212页参考答案：1．

搅拌、增加碱的浓度、加热、粉碎

减小

阳

或【分析】以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝，由流程可知，加NaOH溶解时Fe2O3不反应，由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤得到的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠，碳酸氢钠与偏铝酸钠反应生成Al(OH)3，过滤II得到Al(OH)3，灼烧生成氧化铝，电解I为电解氧化铝生成Al和氧气，电解II为电解Na2CO3溶液；铝粉与N2反应制备AlN时，在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜，以此解答该题。【详解】(1)碱溶时采取搅拌、增加碱的浓度、加热、粉碎等措施均能加快“碱溶”速率；(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，已知等物质的量浓度溶液pH：NaOH＞NaAlO2＞Na2CO3，则所得溶液的pH减小；(3)电解氧化铝生成Al和氧气，发生反应的化学方程为；(4)由图可知，Na+透过交换膜从左侧进入右侧，说明交换膜是阳离子交换膜；阳极上发生氧化反应，有O2生成，则电极反应为4+2H2O-4e-═4+O2↑，所得A溶液溶质化学式为；(5)①由阴离子移动方向可知B为负极，负极发生氧化反应，甲醇被氧化生成二氧化碳和水，电极方程式为3O2-+CH3OH-6e-=CO2↑+2H2O；②在电解硫酸铜溶液的过程中，阴极析出铜，阳极析出氧气，若要使溶液复原，根据原子守恒可知应向溶液中加入CuO或CuCO3。【点睛】用惰性电极电解电解质溶液，电解一段时间后可根据生成的电解产物判断恢复原溶液时需要加入的物质，如电解含氧酸、强碱和活泼金属含氧酸盐的水溶液，实际是电解水，办需要加入适量水即可，而电解NaCl溶液生成H2和Cl2，则需要通入适量HCl气体即可。2．(1)将烧渣粉碎、升高温度、搅拌、增大硫酸浓度等(2)

D

氨水与过量的硫酸发生中和反应(3)(4)

【分析】根据过程可知，加入碳酸氢铵和氨水中的铵根离子未转化为沉淀而留在滤液中；FeOOH高温焙烧生成铁红，FeOOH分解产生铁红和水，碳酸亚铁高温煅烧生成铁红和二氧化碳；（1）能提高铁元素的浸出率的措施有升高温度、搅拌、增大硫酸浓度等；（2）①由图可知，为提高铁的沉淀率，应控制氨水用量为10mL，故选D；②酸浸步骤中，硫酸过量。氨水用量小于4mL时，铁的沉淀率变化幅度很小，其原因可能为氨水与过量的硫酸发生中和反应；（3）“沉铁”后过滤，根据过程可知，加入碳酸氢铵和氨水中的铵根离子未转化为沉淀而留在滤液中，所以滤液中密度最大的阳离子是。（4）FeOOH和在空气中高温焙烧后均可得到，无化合价发生改变，FeOOH分解产生铁红和水，反应的化学方程式分别为；碳酸亚铁高温煅烧生成铁红，铁元素化合价从+2价升高到+3价，发生氧化还原反应，碳酸亚铁和氧气高温焙烧反应生成铁红和二氧化碳，反应方程式为。3．(1)+4(2)

Fe3+

3(3)2：1(4)

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

温度低于T0℃时，随温度升高，反应速率加快时吸收率增大；温度高于T0℃时，H2O2分解、GeO挥发使吸收率降低(5)温度计、蒸馏烧瓶(6)促进GeCl4水解，并使H2GeO3分解为GeO2【分析】由流程可知，加入稀硫酸过滤，溶解的有ZnO·Fe2O3，不溶于稀硫酸的滤渣主要成分有GeO2、GeO、SiO2、难溶物杂质，滤液1中调节pH可使铁离子先转化为沉淀，滤液3含Zn2+。滤渣1还原焙烧时GeO2还原为GeO，氧化吸收时发生GeO+2OH-+H2O2=2H2O+GeO32-，加盐酸蒸馏分离出GeCl4，水解生成GeO2，滤液2含盐酸，以此来解答。【详解】（1）二氧化锗(GeO2)中锗元素的化合价+4；（2）由信息中溶度积可知，“调pH”时，首先生成沉淀的离子为Fe3+，该离子恰好沉淀完全时，，pH为3；（3）“还原焙烧”过程中，P元素的化合价由+1升高为+5价，Ge元素的化合价由+4价降低为+2价，由电子守恒可知反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为=2：1；（4）“氧化吸收”过程中，主要反应的离子方程式为GeO+2OH-+H2O2=2H2O+GeO32-；GeO的吸收率与温度的关系如图所示，T℃时吸收率最高的原因为随温度升高，反应速率加快时吸收率增大，温度高于T℃时过氧化氢分解、GeO挥发使吸收率降低；（5）实验室进行“氯化蒸馏”时，蒸馏所用的主要玻璃仪器有酒精灯、蒸馏烧瓶、锥形瓶、直形冷凝管和温度计、牛角管；（6）“水解”时，需控制温度为95℃的目的为控制温度可促进GeCl4水解，并使H2GeO3分解生成GeO2。4．

SiO2

HF

将Fe3＋还原为Fe2＋

坩埚

将沉淀放置于漏斗的滤纸上，加蒸馏水浸没沉淀，静止让水全部滤干，重复2-3次

4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2【分析】本题主要考查高纯氧化铁(Fe2O3)的工业生产过程，涉及方程式的书写，实验操作的判断等知识点。在矿铁中加入酸，SiO2不与酸反应，过滤后所得滤渣为SiO2，滤液A中加入过量铁粉将Fe3+还原为Fe2+，可加入氨水调节溶液pH至5～6.5，过滤后在滤液中加入碳酸氢铵可生成FeCO3，应高温煅烧可得Fe2O3，滤液C为铵盐，可作为氮肥施用。【详解】(1)SiO2不与盐酸反应，所以步骤Ⅰ中过滤所得滤渣的主要成分是SiO2。HF可以和SiO2反应；(2)加入铁粉是为了将Fe3＋还原为Fe2＋；(3)实验室煅烧固体所用主要仪器是坩埚。沉淀洗涤的基本操作是：将沉淀放置于漏斗的滤纸上，加蒸馏水浸没沉淀，静止让水全部滤干，重复2-3次；(4)煅烧FeCO3可制备高纯氧化铁，由碳酸亚铁生成氧化铁，需要氧气做氧化剂，反应的化学方程式为4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2。5．

Cu+Cu2++8Cl-2CuCl43-

提高铜元素的利用率

CuCl43-CuCl+3Cl-，稀释时，平衡向粒子数增多的方向移动，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酸性蚀铜废液[含NH4Cl，Cu(NH3)4Cl2、CuCl、CuSO4及盐酸等]，加入铜单质和氯化钠，生成CuCl43-，水解后生成CuCl，因CuCl溶于浓盐酸，难溶于水，不溶于乙醇，故用乙醇除杂。【详解】（1）“反应1”中，根据氧化还原反应原理，NaCl、Cu与CuSO4反应的离子方程式为Cu+Cu2++8Cl-2CuCl43-；滤渣含有铜元素，生产中常将“过滤1”的滤渣返回到“反应1”中，其目的是提高铜元素的利用率。（2）“水解”步骤中，溶液中的CuCl43-在加入大量水稀释即可析出CuCl，原因是CuCl43-CuCl+3Cl-，稀释时，平衡向粒子数增多的方向移动，即平衡右移。（3）湿的CuCl在空气中易被氧化为Cu2(OH)3Cl，根据氧化还原反应原理，该反应的化学方程式为4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl或12CuCl+3O2+6H2O=4Cu2(OH)3Cl+4CuCl2。（4）过滤2的滤液中含有Cu2+，与碱反应生成氢氧化铜，因此，“反应2”需加入的试剂X是NaOH溶液；“吹脱”出来的NH3可用于生产碳铵化肥，即化肥中含有铵根和碳元素，碳元素多为碳酸根，主要反应的化学方程式为NH3+H2O+CO2=NH4HCO3。（5）已知滴定反应为Ce4＋＋Fe2＋=Ce3＋＋Fe3＋，用cmol·L-1的Ce(SO4)2标准溶液滴定到终点，消耗标准溶液VmL，即该反应消耗了0.01cVmol的亚铁离子，产品中CuCl与氯化铁的反应为CuCl+Fe3+=Cu2++Fe2++Cl-，即产品中CuCl的物质的量为0.01cVmol，产品中CuCl的质量分数为×100%。6．

增大晶体的表面积，加快反应的速度

NH4Cl溶于水电离出的NH4＋，增大溶液中c(NH4+)，使NH3·H2O⇌NH4++OH－电离平衡逆移降低c(OH－)，防止加氨水时溶液中c(OH－)过大使钴(II)离子沉淀

温度过高会导致H2O2大量分解，降低产率

2Co(NH3)62++H2O2=2Co(NH3)63++2OH－

22.125%【分析】由于Co2+在pH=9.4时完全沉淀为Co(OH)2，将CoCl2·6H2O晶体研细先加入氯化铵溶液，再加入浓氨水反应生成[Co(NH3)6]Cl2，[Co(NH3)6]Cl2和H2O2发生氧化反应生成[Co(NH3)6]Cl3。【详解】（1）实验中需要将CoCl2·6H2O晶体研细，其目的是增大晶体的表面积，加快反应的速度；故答案为：增大晶体的表面积，加快反应的速度。（2）根据题中信息Co2+在pH=9.4时完全沉淀为Co(OH)2，因此在加入浓氨水前先加入大量NH4Cl溶液，主要是NH3·H2O⇌NH4++OH－，能电离出OH－，易和Co2+反应生成Co(OH)2，NH4Cl溶于水电离出的NH4＋，增大溶液中c(NH4+)，使电离平衡逆向移动，降低c(OH－)浓度，防止加氨水时溶液中c(OH－)过大使钴(II)离子沉淀；故答案为：NH4Cl溶于水电离出的NH4＋，增大溶液中c(NH4+)，使NH3·H2O⇌NH4++OH－电离平衡逆移降低c(OH－)，防止加氨水时溶液中c(OH－)过大使钴(II)离子沉淀。（3）H2O2在较高温度下会导致大量分解，氧化效果降低，从而降低产率，因此在“氧化”过程中需水浴控温在50～60℃，温度不能过高；故答案为：温度过高会导致H2O2大量分解，降低产率。（4）“氧化”过程中Co(NH3)62+与H2O2反应生成Co(NH3)63+和OH－，其离子方程式2Co(NH3)62++H2O2=2Co(NH3)63++2OH－；故答案为：2Co(NH3)62++H2O2=2Co(NH3)63++2OH－。（5）根据方程式可得关系式Co3＋～S2O32−，n(Co3＋)=n(S2O32−)=0.1000mol∙L−1×0.015mL×10=0.015mol，；故答案为：22.125%。7．

3

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

4.1≤pH＜4.9

使铬离子完全沉淀，镁离子不沉淀

Cr(OH)3+OH－=CrO+2H2O【分析】铬云母矿石(含4.5%Cr2O3，还含Fe2O3、FeO、MgO、SiO2)加入稀硫酸，Cr2O3、Fe2O3、FeO、MgO都与硫酸反应，SiO2不与硫酸反应，过滤，向滤液中加入双氧水氧化亚铁离子，在加氨水调节溶液pH值沉淀铁离子，但不能沉淀Cr3+，过滤，向滤液中加入氨水调节pH为6.8～8.8，使铬离子完全沉淀，镁离子不沉淀，过滤后向沉淀中加入氢氟酸反应，再经过一系列操作得到氟化铬。【详解】(1)Fe2O3、MgO、FeO、SiO2中属于碱性氧化物的是Fe2O3、MgO、FeO，SiO2是酸性氧化物，因此共有3种；故答案为：3。(2)Cr2O3与稀硫酸反应生成Cr2(SO4)3和H2O，其反应的化学方程式为Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O；故答案为：Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O。(3)第一次滴加氨水主要是沉淀铁离子，但不能沉淀Cr3+，因此根据表中信息应该将铁离子全部沉淀即pH为4.1，而不能沉淀Cr3+即pH小于4.9，pH范围为4.1≤pH＜4.9；故答案为：4.1≤pH＜4.9。(4)根据表格中pH值范围得出第二次滴加氨水调节pH为6.8～8.8的目的是使铬离子完全沉淀，镁离子不沉淀，Cr(OH)3与Al(OH)3一样具有两性，若第二次改为NaOH溶液，生成的Cr(OH)3会部分溶解，生成CrO，因此Cr(OH)3溶解的离子方程式：Cr(OH)3+OH－=CrO+2H2O；故答案为：使铬离子完全沉淀，镁离子不沉淀；Cr(OH)3+OH－=CrO+2H2O。8．

将红矾钠(或Cr2O72-)转化为铬酸钠(或CrO42-)

10H++2CrO42-+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑

BD

用明火加热、锥形瓶体系封闭

没有必要，CH3OH参与反应的体系中有水

完全溶解于过量的盐酸中

蒸发浓缩

用乙醚洗涤固体2～3次【分析】用40%NaOH将红矾钠(Na2Cr2O7)转化为铬酸钠(Na2CrO4)，再用CH3OH将铬酸钠(Na2CrO4)还原为CrCl3溶液，加20%NaOH使Cr3+沉淀为Cr(OH)3，过滤，将过滤后所得固体用盐酸溶解，最后将CrCl3的HCl溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤并用乙醚洗涤2～3次，低温干燥，即得CrCl3•6H2O晶体。【详解】(1)碱溶使Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+的平衡正向移动，将红矾钠(或Cr2O72-)转化为铬酸钠(或CrO42-)，但所加40%NaOH不宜过量太多，因后需加更多的盐酸还原，故答案为：将红矾钠(或Cr2O72-)转化为铬酸钠(或CrO42-)；(2)CH3OH将铬酸钠(Na2CrO4)还原为CrCl3溶液，反应为10H++2CrO42-+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑，故答案为：10H++2CrO42-+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑；(3)①A．实验开始时，为防止冷凝管破裂，应先接通冷凝水，再点燃酒精灯加热蒸馏烧瓶，故A错误；B．CH3OH中难挥发或不挥发的杂质沸点高，CH3OH的沸点低，则利用蒸馏可以除去CH3OH等液体中难挥发或不挥发的杂质，故B正确；C．分馏时测定馏分的温度，温度计插入蒸馏烧瓶的支管口处，故C错误；D．水冷凝管温度较低，温差过大，冷凝管会炸裂，当蒸馏沸点过高的成分时，应用空气冷凝，故D正确；故答案为：BD；②甲醇沸点为64.7℃，易燃，需用水浴加热，不能用明火，锥形瓶体系封闭，不便于馏分收集，故答案为：用明火加热、锥形瓶体系封闭；③CH3OH参与反应的体系是水溶液，因此没有必要加入CaO；故答案为：没有必要，CH3OH参与反应的体系中有水；(4)已知：CrCl3•6H2O不溶于乙醚，过滤后所得Cr(OH)3用过量的盐酸溶解，最后将CrCl3的HCl溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤并用乙醚洗涤2～3次，即得CrCl3•6H2O晶体；故答案为：完全溶解于过量的盐酸中；蒸发浓缩；用乙醚洗涤固体2～3次。9．(1)

+3

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

+H2O2=+H2O

CaSO4(2)

12Ag++2H3As+3H2O=12Ag+As2O3+12H+【解析】(1)①中H元素为+1价，O元素为-2价，根据化合物各元素化合价代数和为0，则As元素的化合价为+3价；②为三元弱酸，能发生三步电离，第一步电离方程式为：；③“一级沉砷”中加入的Na2S过量，加入FeSO4，发生反应Fe2++S2-=FeS，将过量的S2-除去，同时S2-浓度降低，使A2S3(s)+3S2-(aq)2AsS(aq)平衡逆向移动，提高沉砷效果；④“二级沉砷”是与H2O2反应生成生成砷酸和水，反应的化学方程式为+H2O2=+H2O；⑤未完全沉淀的S2-可被H2O2氧化为SO，CaO溶于水后生成Ca(OH)2，SO与Ca2+反应生成CaSO4沉淀。(2)①共价化合物H3As中，As原子最外电子层有5个电子，H原子最外电子层有1个电子，因此As原子与3个H原子结合分别达到8电子和2电子稳定结构，其电子式为。②将H3As气体通入AgNO3溶液中，生成银镜和As2O3，反应的离子方程式为。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

过滤(5)1.0×10-38【分析】孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物，向孔雀石中加入足量稀硫酸，发生的反应有Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，SiO2和稀硫酸不反应，溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+，气体E为CO2，由得到铵态化肥H可知通入气体F为氨气，反应方程式为2NH3+CO2+CaCl2+H2O═CaCO3↓+2NH4Cl，H为氯化铵，纳米材料G为CaCO3；向溶液A中加入试剂①得到溶液B，试剂①是一种氧化剂，将Fe2+转化为Fe3+且不能引进杂质，可选取双氧水，向溶液B中加入试剂②经过操作Ⅰ得到溶液C和红褐色沉淀D，则操作Ⅰ为过滤，D为Fe(OH)3，以及过量的试剂，溶液C为硫酸铜溶液，所以为试剂②为CuO或Cu(OH)2或CaCO3或Cu2(OH)2CO3；（1）碱式碳酸铜为碱式盐能与稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，反应方程式为：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑；（2）Fe3+与KSCN反应溶液变红，可用来检验铁离子，故选：D；（3）“试剂1”的目的是将溶液中的Fe2+转化为Fe3+，且不能引进杂质，加入双氧水，双氧水是一种绿色试剂，将Fe2+氧化为Fe3+，不会引入杂质，故选a，反应的离子方程式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（4）向溶液B中加入试剂②经过操作Ⅰ得到溶液C和红褐色沉淀D，则操作Ⅰ为过滤，D为Fe(OH)3，以及过量的试剂，溶液C为硫酸铜溶液，所以为试剂②为CuO，操作I的名称是过滤；（5）若以Fe3+离子浓度降至1×10-5mol•L-1为沉淀完全，此时pH=3.0，c(OH-)=1.0×10-11mol/L，则ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)•c3(OH-)=1×10-5×(1.0×10-11)3=1.0×10-38。11．(1)过滤(2)Si(3)

将Fe2+氧化为Fe3+

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

Al30FeSi20

1030.4【分析】铝硅铁合金加过量的盐酸，过滤得固体A为硅，溶液A为氯化铝、氯化亚铁，通入氯气将亚铁离子氧化，得溶液B，加入过量的氢氧化钠，得到固体B为氢氧化铁，灼烧后得到铁红，溶液C为偏铝酸钠溶液，通入过量的二氧化碳得氢氧化铝，经一系列变化得到铝。(1)分离固体和溶液用过滤，操作Ⅰ的名称是过滤。(2)固体A在工业生产中的一种用途是作半导体材料或制作芯片或制作光电池，固体A为单质硅。(3)通入氯气的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，此时发生反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+。(4)溶液B是盐酸、氯化铝和氯化铁的混合溶液，滴加氢氧化钠溶液的过程中，首先盐酸和氢氧化钠反应，紧接着铝离子和铁离子发生沉淀反应，最后氢氧化铝溶解，选择D。(5)溶液C含有偏铝酸钠、氢氧化钠和氯化钠，通入二氧化碳时只有偏铝酸钠和二氧化碳反应产生沉淀，生成固体C的离子方程式为AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO。(6)Si的质量为560克，n(Si)==20mol，铝的质量为810克。n(Al)==30mol，铁红(Fe2O3)的质量为80g，n(Fe2O3)==0.5mol，故n(Fe)=1mol，n(Al):n(Fe):n(Si)=30:1:20，故合金的化学式为Al30FeSi20；铁和铝失电子总数等于氢离子变成氢气得电子数，即1mol×2+30mol×3=n(H2)×2，n(H2)=46mol，V(H2)=46mol×22.4L/mol=1030.4L。12．

增大硫酸锰及其杂质离子的溶解度、加快溶解速率

、

、、

过氧化氢酸性溶液

将转化为，达到将铁元素杂质分离出去的目的

水解生成胶体，吸附了钙、镁沉淀物

取与上述流程同样的步骤ii所得样品(未过滤)，加入适量新制的胶体，检测、的去除率较高，则猜想成立【分析】由题给流程可知，将工业硫酸锰溶于90°C水，搅拌配成溶液，向溶液中加入氟化锰，溶液中的钙离子和镁离子与氟化锰反应生成氟化钙和氟化镁沉淀，过滤得到含有锰离子、亚铁离子和铁离子的滤液a和含有氟化钙和氟化镁的滤渣b；向滤液a中加入高锰酸钾溶液，将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子后，调节溶液pH在3—4范围内，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣c和纯度高的硫酸锰溶液。【详解】(1)步骤i用90℃的水可以升高溶液的温度，增大工业硫酸锰中各物质的溶解度，加快溶解速率，故答案为：增大硫酸锰及其杂质离子的溶解度、加快溶解速率；(2)①由分析可知，滤渣b中含有氟化钙和氟化镁，故答案为：、；②由加入氟化锰后，能生成氟化钙和氟化镁沉淀可知，氟化锰的溶度积大于氟化钙和氟化镁，由表格数据可知，钙离子的去除率大于镁离子，氟化钙的溶度积小于氟化镁，则Mn、Ca、Mg元素氟化物溶度积常数由大到小顺序为氟化锰、氟化镁、氟化钙，故答案为：、、；(3)步骤iii发生的反应为酸性条件下，高锰酸根离子与亚铁离子发生氧化还原反应生成锰离子、铁离子和水，反应离子方程式为；过氧化氢溶液也具有氧化性，也能将亚铁离子在酸性条件下氧化为铁离子，则可以用过氧化氢酸性溶液替换高锰酸钾酸性溶液，故答案为：；过氧化氢酸性溶液；(4)由表格数据可知，步骤iv的目的是调节溶液pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，达到将铁元素杂质分离出去的目的，故答案为：将转化为，达到将铁元素杂质分离出去的目的；(5)①铁离子在溶液中易水解生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体具有很强的吸附性，则若省略操作X，其他步骤不变，氢氧化铁胶体可能吸附氟化钙和氟化镁沉淀，使钙、镁离子的去除率较高，故答案为：水解生成胶体，吸附了钙、镁沉淀物；②向加入氟化锰后的少许溶液中直接加入氢氧化铁胶体，若猜想成立，加入氢氧化铁胶体后测得的钙、镁离子的去除率也会较高，则验证实验为取与上述流程同样的步骤ii所得样品(未过滤)，加入适量新制的胶体，检测、的去除率较高，则猜想成立。13．

2MnO＋16H＋＋10Cl-=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O

三颈烧瓶(三口瓶)

a

NaOH溶液

否

CCl3COOH溶于乙醇与CCl3CHO，无法分液

无干燥装置

氯气和水反应生成HCl和HClO，会进一步生成副产物

73.75%【分析】由实验装置图可知，装置A中高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气，其中恒压漏斗起平衡压强的作用，便于浓盐酸顺利流下，