专题六第17讲课时达标自测

1．(2013·山东高考)废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：(1)电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为________________________________________________________________________。(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是________。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的________。(3)溶液Ⅰ的主要成分是________。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是____________________________________________。(4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为____________________。解析：本题考查电解原理、除杂、洗涤沉淀、氧化还原反应方程式的书写，意在考查考生对化工流程的分析能力和综合运用知识的能力。(1)阴极发生还原反应，应是H＋放电生成氢气。(2)将废旧刀具电解时阳极产生Co2＋和Fe2＋，加入双氧水后Fe2＋被氧化生成Fe3＋，通入氨气后生成Fe(OH)3沉淀，即滤饼的主要成分是Fe(OH)3。洗涤液中含有Co2＋，可循环使用。(3)加入的草酸铵与CoCl2反应，生成草酸钴和氯化铵，则溶液Ⅰ中主要含有NH4Cl。若草酸钴表面的NH4Cl未洗净，则焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl，造成环境污染。(4)方程式为Co2O3＋3H2=2Co＋3H2O。答案：(1)2H＋＋2e－=H2↑(2)Fe(OH)3Co2＋(或Co)(3)NH4Cl焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl(4)Co2O3＋3H2=2Co＋3H2O2．(2013·大连模拟)水处理技术在生产、生活中应用广泛。(1)工业上常用绿矾作混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体，为了达到更好的效果，要将待处理水的pH调到9左右，再加入绿矾。请解释这一做法的原因：_________________________________________________________________________________________。(用必要的离子方程式和文字做答)(2)根据水中Ca2＋、Mg2＋的多少，把天然水分为硬水和软水，硬水必须经过软化才能使用。①硬水软化的方法通常有________、________和离子交换法。离子交换树脂使用一段时间后，逐渐由NaR型变为CaR2(或MgR2)型，而失去交换能力。把CaR2(或MgR2)型树脂置于________中浸泡一段时间，便可再生。②当洗涤用水硬度较大时，洗衣粉与肥皂相比，________洗涤效果较好，原因是________________________________________________________________________。(3)我国某地苯胺大量泄漏于生活饮用水的河道中，当地采取的应急措施之一是向河水中撒入大量的活性炭，活性炭的作用是________________________________________。(4)若生活污水中含大量的氮化合物，通常用生物膜脱氮工艺进行处理。首先在硝化细菌作用下将NHeq\o\al(＋,4)氧化为NOeq\o\al(－,3)：________NHeq\o\al(＋,4)＋________O2=________NOeq\o\al(－,3)＋________H＋＋______H2O，然后，加入甲醇与NOeq\o\al(－,3)生成N2：______NOeq\o\al(－,3)＋______CH3OH=________N2↑＋________CO2↑＋________H2O＋________OH－。试配平以上两个离子方程式。解析：(1)在水中，绿矾(FeSO4·7H2O)中的Fe2＋会发生水解反应：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋，水解生成的Fe(OH)2会很快被氧化成Fe(OH)3,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，由于得到的Fe(OH)3胶体有较好的吸附作用，所以常用作混凝剂。碱性条件下效果更好。(2)②由于肥皂的主要成分为硬脂酸钠，其电离出的硬脂酸根离子易与Ca2＋、Mg2＋结合生成沉淀，而主要成分为表面活性剂的洗衣粉可以避免这种情况，所以洗涤用水硬度较大时，洗衣粉洗涤效果较好。(3)活性炭具有吸附作用。(4)根据得失电子守恒可以快速配平这两个方程式。答案：(1)4Fe2＋＋O2＋2H2O＋8OH－=4Fe(OH)3(胶体)，Fe2＋在碱性条件下，易被氧化成Fe3＋，进而水解生成Fe(OH)3(胶体)，起到较好的混凝作用(其他合理答案也可)(2)①加热法药剂法5%～8%的食盐水②洗衣粉肥皂易与Ca2＋、Mg2＋生成沉淀(3)吸附泄漏在河水中的有机物(4)121216535763．(2013·聊城模拟)化学在材料的发展过程中起着很重要的作用，2012年度国家最高科学技术奖授予郑哲敏院士、王小谟院士，两人均在材料方面作出了巨大贡献，为国家创造出较大的经济效益。(1)石灰石、生石灰和熟石灰均是重要的化工原料，下列工业生产中，不可能用到上述原料的是________(填序号)。①炼铁②炼钢③从海水中提取镁④铝的冶炼⑤制水泥⑥制玻璃⑦制漂白粉⑧烧制陶瓷(2)神州八号与天宫一号的成功对接与分离，标志着我国航天工业发展进入了新阶段。下列选项中的描述与化学研究领域无关的是________。A．燃料燃烧为神州八号升空提供动力B．与地面指挥中心联系的无线电通讯C．宇航服使用的合成纤维等新材料D．太空舱中利用NiFeO4处理呼出的废气(3)玻璃钢是将玻璃纤维和高分子材料复合而成的复合材料，它具有强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等优良性能，其中基体是__________，增强体是________。(4)橄榄石型LiFePO4是一种锂离子电池正极材料，其中Fe元素显＋2价。常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善LiFePO4的导电性能外，还能____________________。解析：(1)①炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石；②炼钢主要原料是生铁以及废钢(废钢用于降温及降低成本)属于金属料(及其他合金比如泥铁，添加较少，价格较高)，造渣料用大量的石灰、白云石、莫来石等；③从海水中提取镁的原料：海水、石灰乳；④铝的冶炼原料：氧化铝；⑤制水泥的原料：石灰石和黏土；⑥制玻璃的原料：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等；⑦制漂白粉的原料：用石灰石可以制得氧化钙进而得到消石灰，用氯气与消石灰反应得到漂白粉；⑧烧制陶瓷的原料：黏土。故答案为：④⑧。(2)燃料燃烧是化学变化，与化学研究领域有关。A错误；无线电通讯利用的是电磁波，与化学研究领域无关，B正确；合成纤维是用化学方法合成的，与化学研究领域有关，C错误；利用NiFeO4处理呼出的废气是化学变化，与化学研究领域有关，D错误。(3)玻璃钢的基体是高分子材料，增强体是玻璃纤维。(4)高温成型前，常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的LiFePO4的导电性能外，还能消耗空气中的氧气，保护Fe2＋，防止Fe2＋被氧化。答案：(1)④⑧(2)B(3)高分子材料玻璃纤维(4)与空气中的氧气反应，防止LiFePO4中的Fe2＋被氧化4．(2013·唐山模拟)某自来水厂利用河水处理成自来水的工艺流程示意图如下图所示：提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、NaOH溶液、生石灰、CCl4、BaCl2溶液、KOH溶液(1)为除去水中含有的Ca2＋、Mg2＋、HCOeq\o\al(－,3)、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)，试剂a代表两种化学物质，主要是除去水中SOeq\o\al(2－,4)、Mg2＋和HCOeq\o\al(－,3)，这两种试剂是________和________(只填化学式)。(2)凝聚剂A常用FeSO4·7H2O，最终生成红褐色胶体沉淀，该胶状沉淀的化学式为________，可以除去其中的悬浮固体颗粒，该过程是________(填序号)。A．只有物理变化，无化学变化B．只有化学变化，无物理变化C．既有化学变化，又有物理变化(3)通入CO2的目的是__________和__________。(4)传统的氧化剂是Cl2，现代工艺用ClO2取代Cl2，通入ClO2的作用是________________________；优点是________________________________。(5)离子交换柱X、Y中有一种是H＋型交换柱，另一种是OH－型离子交换柱，目的是除去水中残留的杂质离子，则X应是哪种交换柱？________(填“H＋型”或“OH－型”)；如果两个交换柱位置颠倒会产生什么后果？_______________________________________________________________________________________________________________。解析：该工艺流程是自来水的生产过程。(1)除去SOeq\o\al(2－,4)用Ba2＋，除去Mg2＋用OH－，除去HCOeq\o\al(－,3)用OH－和Ca2＋，综合所给试剂和要求选用两种试剂，只能选BaCl2和生石灰。(2)氢氧化铁胶体可以吸附水中的悬浮物，使之沉降下来，达到净水的目的，这是物理变化，氢氧化铁胶体是由FeSO4得到的，发生化学变化，选C。(3)由框图流程可知，通入CO2既可以除去Ca2＋，又可以降低溶液的pH。(4)Cl2和ClO2都起到杀菌、消毒的作用，ClO2具有高效、强力、无毒、无刺激性气味的优点。(5)应首先经过H＋型交换柱，如果先通过OH－型交换柱，产生的OH－会与水体中残留的Ca2＋、Mg2＋等作用生成难溶物而堵塞交换柱。答案：(1)BaCl2CaO(2)Fe(OH)3C(3)除去Ca2＋调节溶液的pH＝4.5(4)杀菌、消毒高效、强力、无毒、无刺激性气味(5)H＋型如果先通过OH－型离子交换柱，产生的OH－会与水体中残留的Ca2＋、Mg2＋等作用生成难溶物而堵塞交换柱5．(2013·福州模拟)工业上用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁)制取铝的流程如下：请回答下列问题。(1)操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ都用到的玻璃仪器有____________________________________________________。(2)写出由溶液B生成Al(OH)3的离子方程式：_______________________________________________________________________________________________________。(3)工艺流程中涉及氧化还原反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________。(4)生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有________(填化学式)。用此法制取铝的副产品是________(填化学式)。解析：(1)操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ都是过滤，过滤需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。(2)NaAlO2溶液中通入CO2生成Al(OH)3沉淀和Na2CO3，反应的离子方程式为2AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)。(3)只有电解熔融Al2O3的反应属于氧化还原反应。(4)得到的CaCO3受热分解得到CaO、CO2，可见CaO、CO2可循环使用。操作Ⅰ所得的Fe2O3和电解熔融Al2O3得到的O2为副产品。答案：(1)烧杯、漏斗、玻璃棒(2)2AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)(3)2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(冰晶石),\s\do5(通电))4Al＋3O2↑(4)CaO和CO2Fe2O3和O26．(2013·河北模拟)海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下：(1)请列举海水淡化的两种方法：________、________。(2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、________、________或H2、________。(3)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的为____________________________________________________________________________________。(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为________________________________________________________________________。由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是______________________________________________________________________________________。(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：Br2的沸点为59℃请你参与分析讨论：①图中仪器B的名称________。②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是________________________________________________________________________________________。③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件________________________________________________________________________。解析：(2)由反应2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电),\s\do5())2NaOH＋H2↑＋Cl2↑可判断出产物，但其中的Cl2有可能与NaOH溶液反应生成NaClO。(3)步骤Ⅰ溶液中Br2的浓度很小，若把其中的Br2蒸馏出来，耗能太大，所以要先把Br2富集。(5)③蒸馏的目的，就是通过沸点不同而提纯Br2，所以要把温度控制在Br2的沸点，尽可能只蒸馏出Br2。答案：(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法(任写两种)(2)Cl2NaOHNaClO(3)富集溴元素(4)Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Br－强酸对设备的严重腐蚀(5)①冷凝管②Br2腐蚀橡胶③控制温度计b7．(2013·黄冈模拟)如图是传统的工业生产金属铝的基本流程图。请回答：(1)金属铝常用来制造容器，但铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性等食物，写出铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_____________________________________。石油炼制和煤的干馏产品________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。(2)在冶炼过程中，阳极材料需要定期进行更换，原因是该极材料不断被消耗，产生这种现象的原因是____________________________________(用化学方程式表示)。(3)工业上通过电解熔融的MgCl2制取金属镁，电解反应方程式为________________。镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，一个用氯化物，一个用氧化物，请说明理由。________________________________________________。解析：(1)Al与强碱溶液作用得到偏铝酸盐与氢气，故反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(2)电解过程中阳极产生氧气，在高温下氧气与电极材料(石墨)反应生成CO。答案：(1)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑石墨(或碳)(2)2C＋O2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())2CO(3)MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电),\s\do5())Mg＋Cl2↑MgO的溶点太高，而MgCl2的熔点较低，熔化时MgCl2能发生电离而导电；AlCl3是共价化合物，熔化时不能发生电离8．(2013·南昌模拟)电镀厂镀铜废水中含有CN－和Cr2Oeq\o\al(2－,7)，需要处理达标后才能排放。该厂拟定下列流程进行废水处理：回答下列问题：(1)上述处理废水流程中主要使用的方法是________。(2)②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为________________________________________________________________。(3)步骤③中，每处理0.4molCr2Oeq\o\al(2－,7)时转移电子2.4mol，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(4)取少量待测水样于试管中，加入NaOH溶液，观察到有蓝色沉淀生成，再加Na2S溶液，蓝色沉淀转化成黑色沉淀，请使用化学用语和文字解释产生该现象的原因：________________________________________________________________________。(5)目前处理酸性Cr2Oeq\o\al(2－,7)废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO4·7H2O，将Cr2Oeq\o\al(2－,7)还原成Cr3＋，调节pH，Fe、Cr转化成相当于FeⅡ[Feeq\o\al(Ⅲ,x)Creq\o\al(Ⅲ,2－x)]O4(铁氧磁体，罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1molCr2Oeq\o\al(2－,7)，需加入amolFeSO4·7H2O，下列结论正确的是________。A．x＝0.5，a＝8B．x＝0.5，a＝10C．x＝1.5，a＝8D．x＝1.5，a＝10解析：(1)废水的处理方法有沉淀法、吸咐法、中和法、混凝