高考化学一轮复习高考必考大题专练

高考必考大题专练(一)A组化工流程分析题——金属类1．绿矾被广泛用于医药和工业领域，工业上两种制备绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如图所示，根据题意回答下列问题：方法一：利用黄铜矿粉(主要成分为CuFeS2)制取绿矾(1)试剂a和试剂b分别是____________，操作1的名称是________。(2)有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中，可以将CuFeS2氧化成硫酸盐，写出该反应的化学方程式：______________________。方法二：利用工业废铁屑制取绿矾(3)加入适量Na2CO3溶液的作用是________________________。(4)操作Ⅰ需要用到的玻璃仪器名称有________________________________。(5)通过检验COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))来判断操作Ⅰ是否洗涤干净，检验的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．硫酸锌是制造锌钡白和锌盐的主要原料，也可用作木材的防腐剂等。用氧化锌烟尘(主要成分为ZnO，还含有少量PbO、CuO、Fe2O3、FeO等)生产ZnSO4·7H2O的流程如下：有关金属离子[c(Mn＋)＝0.1mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Fe3＋Fe2＋Zn2＋Cu2＋开始沉淀的pH沉淀完全的pH(1)“酸浸”时用的稀酸是________；滤渣1的主要成分是________。(2)“氧化”时的离子方程式为________________________；加入ZnO除杂时溶液的pH控制范围是________～5.0。(3)滤渣3含有锌和________；由滤液得到ZnSO4·7H2O的操作是______________________、洗涤、干燥。(4)取14.35gZnSO4·7H2O加热至不同温度，剩余固体的质量如下表：温度/℃100250680930质量/g则680℃时剩余固体的化学式为________(填序号)。A．ZnOB．Zn3O(SO4)2C．ZnSO4D．ZnSO4·H2O3．以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：(1)过程Ⅰ中，在Fe2＋催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是________________________________________________________________________。(2)过程Ⅰ中，Fe2＋催化过程可表示为：ⅰ：2Fe2＋＋PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))=2Fe3＋＋PbSO4＋2H2Oⅱ：……①写出ⅱ的离子方程式：____________________________________________。②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。a．向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。b．________________________________________________________________________。(3)PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)＋NaOH(aq)⇌NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示。①过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是________(选填序号)。A．减少PbO的损失，提高产品的产率B．重复利用NaOH，提高原料的利用率C．增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率②过程Ⅲ的目的是提纯。结合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作：________________________________________________________________________。4．三氯化钌是一种重要的贵金属化合物，广泛应用于氯碱工业中金属阳极钌涂层及加氢催化剂。Ⅰ.三氯化钌的制备将金属钌粉与氯化钠混合后，加入微量还原性淀粉，将温度升高到800～1000℃，再往熔融的熔体中通入氯气，大部分钌粉转化为氯钌酸钠(Na2RuCl6)，再经过一系列化学工艺制备出三氯化钌。(1)生成氯钌酸钠的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)升温阶段加入还原性淀粉的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.三氯化钌的回收从废弃催化剂回收三氯化钌的一种工艺流程如下图所示：回答下列问题：(3)“氧化”时加H2SO4的目的________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)“吸收”过程中加入乙醇的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)可用氢还原重量法测定产品的纯度，其原理为2RuCl3＋3H2=2Ru＋6HCl。某同学对产品纯度进行测定，所得数据记录如下：实验序号产品质量/g固体Ru质量/g①1.25000.4900②1.25000.5100③1.25000.5000则产品的纯度为________(用百分数表示，保留两位有效数字)。(6)钌及其化合物在合成工业上有广泛用途，下图是用钌(Ru)基催化剂催化合成甲酸的过程。每生成92g液态HCOOH放出62.4kJ的热量。①根据图示写出该反应的热化学方程式________________________________________________________________________。②下列说法正确的是________。a．图示中物质Ⅰ为该反应的催化剂b．图示中参与循环的物质只有CO2和H2c．反应的活化能为62.4kJ·mol－15．从含铬废水(主要成分为Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(7)))中回收铬渣并冶炼铬的部分工艺流程如下：已知：Na2S2O5＋H2O=2NaHSO3(1)①“还原”过程中Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(7))转化为Cr3＋，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。②“还原”时，也可用Na2S2O3做还原剂，反应中S2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))转变为SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))，则与等量的Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(7))反应消耗的n(Na2S2O5)∶n(Na2S2O3)＝____________________。(2)Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(7))在不同酸碱性溶液中与CrOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))存在如下平衡：Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(7))＋H2O⇌2CrOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))＋2H＋，该反应的平衡常数表达式为________________________________________________________________________。(3)用焦亚硫酸钠(Na2S2O5)处理废水后，可能会使废水的COD增大。在焦亚硫酸钠与废水铬元素不同质量比的情况下，加H2SO4与未加H2SO4处理含铬废水后其COD对比变化如图所示。已知：“COD”是指化学需氧量，反映了水样中较强还原性物质含量的多少。水样中还原性物质越少，则COD越低，表明水质污染程度越小。①未加H2SO4时，随着Na2S2O5质量增大，废水COD增大的原因是________________________________________________________________________。②在焦亚硫酸钠与废水中铬元素质量比相同的情况下，加H2SO4时，与未加H2SO4相比，废水COD均有所下降，原因可能是________________________________________________________________________。(4)已知“铬渣”的主要成分为Cr(OH)3，“沉淀”反应的化学方程式为________________________________________________________________________。高考必考大题专练（一）化工流程分析题（A组——金属类）1．解析：（1）由流程图可知滤渣2为Fe（OH）3，而目标产物为绿矾（FeSO4·7H2O），所以试剂a为稀H2SO4，起溶解作用，b为铁粉，起还原作用；由流程图可知操作1为过滤，其作用为除去过量的铁粉。（2）由题意可知，在细菌的作用下，氧气氧化黄铜矿的反应方程式为4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4eq\o(=,\s\up7(细菌))4CuSO4＋2Fe2（SO4）3＋2H2O。（3）COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))水解时使溶液呈碱性，可以除去油污。（4）因为操作Ⅰ为过滤与洗涤，所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。答案：（1）稀H2SO4、铁粉过滤（2）4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4eq\o(=,\s\up7(细菌))4CuSO4＋2Fe2（SO4）3＋2H2O（3）除去油污（4）烧杯、玻璃棒、漏斗（5）取少量最后一次的洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗涤干净；若有白色沉淀生成，则未洗涤干净2．解析：流程分析如下：（1）因制备的是ZnSO4·7H2O，“酸浸”时为不引入杂质，应用稀硫酸；由于PbSO4不溶于稀硫酸，故滤渣1的主要成分是PbSO4。（2）加入NaClO可将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，故“氧化”时的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=2Fe3＋＋Cl－＋H2O；由表中数据可知，Fe3＋完全转化为Fe（OH）3沉淀时的pH为2.8，故加入ZnO除杂时pH最小为2.8。（3）由于Cu2＋完全转化为Cu（OH）2沉淀时的pH为6.7，故加入ZnO调pH除杂后溶液中还有Cu2＋，当加入过量锌粉时发生置换反应：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，则滤渣3含有过量的锌和生成的铜；从滤液中得到ZnSO4·7H2O的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。（4）根据Zn原子守恒计算14.35gZnSO4·7H2O的物质的量为0.05mol，若加热得到ZnSO4·H2O，则剩余固体质量为8.95g，此时温度为100℃；若加热得到ZnSO4，则剩余固体质量为8.05g，此时温度为250℃；若加热得到ZnO，则剩余固体质量为4.05g，此时温度为930℃，若加热得到Zn3O（SO4）2，则剩余固体质量为6.72g，此时温度为680℃，故680℃时剩余固体的化学式为Zn3O（SO4）2。答案：（1）稀硫酸（或H2SO4）PbSO4（2）2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=2Fe3＋＋Cl－＋H2（3）铜（或Cu）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（4）B3．解析：（1）由题意可知，过程Ⅰ中，在Fe2＋催化下，Pb、PbO2和H2SO4反应生成PbSO4和H2O，Pb与PbO2在酸性条件下发生氧化还原反应，Pb为还原剂，PbO2为氧化剂，PbSO4既是氧化产物又是还原产物，化学方程式为Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(=,\s\up7(Fe2＋))2PbSO4＋2H2O。（2）①催化剂在反应前后本身的质量和化学性质保持不变，但参加反应，反应特点是先消耗再生成，且消耗与生成的量相等。Fe2＋为该反应的催化剂，又知反应ⅰ中Fe2＋被PbO2氧化为Fe3＋，则在反应ⅱ中Fe3＋与Pb反应生成Fe2＋，离子方程式为2Fe3＋＋Pb＋SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))=PbSO4＋2Fe2＋；②a实验证明发生反应ⅰ生成Fe3＋，则b实验需证明发生反应ⅱ，Fe3＋转化为Fe2＋，实验方案为取a中红色溶液，向其中加入铅粉后，充分反应，红色褪去。（3）①过程Ⅱ的目的是脱硫。化学方程式为PbSO4＋2NaOH=PbO＋Na2SO4＋H2O；滤液1中含有未反应的NaOH和少量溶解的PbO，经处理后可重复利用减少PbO的损失，同时能提高NaOH的利用率。②利用PbO不同温度下在不同氢氧化钠溶液中的溶解度曲线，可向PbO粗品中加入35%的NaOH溶液，加热至高温（110℃），充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤可得PbO固体。答案：（1）Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(=,\s\up7(Fe2＋))2PbSO4＋2H2O（2）①2Fe3＋＋Pb＋SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))=2Fe2＋＋PbSO4②取a中红色溶液，向其中加入铅粉后，红色褪去（3）①AB②向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液，加热至高温（110℃），充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤得到PbO固体4．解析：Ⅰ.（1）根据题意反应物有Ru、NaCl以及氯气，产物有Na2RuCl6，该过程中Ru元素被氧化成＋4价，Cl元素被还原成－1价，根据电子守恒和原子守恒可得化学方程式为Ru＋2Cl2＋2NaCleq\o(=,\s\up7(高温))Na2RuCl6；（2）空气中的氧气具有氧化性，升温阶段加入还原性淀粉可以保持还原性反应环境，防止金属钌被空气中氧气氧化；Ⅱ.（3）酸性环境下可以增强NaClO的氧化性；（4）加入乙醇可以增大RuO4在溶液中的溶解度；（5）根据三组实验数据得到的Ru单质的平均质量为eq\f(0.4900g＋0.5100g＋0.5000g,3)＝0.500g，根据方程式可知样品中RuCl3的质量为eq\f(0.500g,101g·mol－1)×207.5g·mol－1＝1.0272g，则样品的纯度为eq\f(1.0272g,1.2500g)×100%＝82%；（6）①根据整个流程可知，CO2和H2为反应物，产物为HCOOH，92gHCOOH的物质的量为eq\f(92g,46g·mol－1)＝2mol，所以生成1mol液体HCOOH放出31.2kJ能量，热化学方程式为H2（g）＋CO2（g）=HCOOH（l）ΔH＝－31.2kJ·mol－1；②据图可知物质Ⅰ虽然参与整个过程，但整个反应前后没有变化，且反应从物质Ⅰ和氢气的反应开始，所以为该反应的催化剂，故a正确；据图可知催化剂虽然整个过程前后质量和化学性质没有变化，但也参与了整个循环，故b错误；每生成2molHCOOH放出62.4kJ的能量，据此可知反应物和生成物的能量之差，不能确定反应的活化能，故c错误；综上所述选a。答案：Ⅰ.（1）Ru＋2Cl2＋2NaCleq\o(=,\s\up7(高温))Na2RuCl6（2）保持还原性反应环境，防止金属钌被空气中氧气氧化Ⅱ.（3）NaClO在酸性环境下氧化性增强（4）增加RuO4在溶液中的溶解性（5）82%（6）①H2（g）＋CO2（g）=HCOOH（l）ΔH＝－31.2kJ·mol－1②a5．解析：（1）①利用S2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(5))将Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(7))还原为Cr3＋，自身被氧化为SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))，注意酸性环境。②Na2S2O5中S的平均价态为＋4价，被氧化到SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))，转移4e－，Na2S2O3中S的平均价态为＋2价，被氧化到SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))，转移8e－。（2）注意水溶液中水不写入平衡常数。（3）①COD越低，说明还原性物质越多，还原性物质可能HSOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))或S2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(5))增多（从物质的性质入手）。②加硫酸，酸性增强，COD下降，说明还原性物质减少，即H＋促进反应或将HSOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))转化为SO2逸出。（4）反应物有：Na2CO3、Cr2（SO4）3，生成物有Cr（OH）3、3CO2，配平，判断Cr3＋以Cr2（SO4）3存在是关键。答案：（1）①3S2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(5))＋2Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do