1、1氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl 难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是 Cu 和少量 CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产 CuCl 的工艺过程如下:回答下列问题:(1)步骤中得到的氧化产物是_。溶解温度应控制在 6070 ,原因是_。(2)写出步骤中主要反应的离子方程式_。(3)步骤包括用 pH2 的酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是_(写名称)。(4)上述工艺中,步骤不能省略,理由是_。(5)步骤、都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有_(填字母)。A分馏塔 B离心机C反应釜 D框式压滤机(6)准
2、确称取所制备的氯化亚铜样品 m g,将其置于过量的 FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,用 a molL1 的 K2Cr2O7溶液滴定到终点,消耗 K2Cr2O7溶液 b mL,反应中 Cr2O 被还原为 Cr3 。样品中 CuCl 的质量分数为_。27答案 (1)CuSO 4(或 Cu2 )温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解(2)2Cu2 SO 2Cl H 2O=2CuClSO 2H 23 24(3)硫酸(4)醇洗有利加快去除 CuCl 表面水分,防止其水解氧化(5)BD(6) 100%0.597abm解析 (1)题中采用硝酸铵氧化分解技术生产 CuCl,所以步骤还原剂只能是
3、单质铜,氧化产物为 CuSO4。(2)步骤中的反应物为硫酸铜、亚硫酸铵、氯化铵,生成了 CuCl,铜元素化合价降低,所以 SO 作还原剂,生成 SO ,配平得:23 242Cu2 SO 2Cl H 2O=2CuClSO 2H 。23 24(3)由步骤中加入了硫酸,经过步骤回收到硫酸铵可知酸洗采用的酸是硫酸。(4)CuCl 难溶于乙醇,在潮湿的空气中易水解氧化,所以醇洗有利加快去除 CuCl 表面水分,防止其水解氧化。(5)工业上常用的固液分离设备有离心机和框式压滤机。(6)根据题中信息可得关系式:6CuCl6Fe 2 Cr 2O ,则 n(CuCl) ab103 6 27mol, m(CuCl
4、) ab103 699.5 g0.597 ab g,故样品中 CuCl 的质量分数为100%。0.597abm2以磷石膏(主要成分 CaSO4,杂质 SiO2、Al 2O3等)为原料可制备轻质 CaCO3。(1)匀速向浆料中通入 CO2,浆料清液的 pH 和 c(SO )随时间变化如图。清液 pH11 时24CaSO4转化的离子方程式为_;能提高其转化速率的措施有_(填序号)。A搅拌浆料 B加热浆料至 100 C增大氨水浓度 D减小 CO2通入速率(2)当清液 pH 接近 6.5 时,过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为_和_(填化学式);检验洗涤是否完全的方法是_。(3)在敞
5、口容器中,用 NH4Cl 溶液浸取高温煅烧的固体,随着浸取液温度上升,溶液中c(Ca2 )增大的原因是_。答案 (1)CaSO 42NH 3H2OCO 2=CaCO32NH SO H 2O(或 4 24CaSO4CO =CaCO3SO )AC23 24(2)SO HCO 取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的24 3BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,则表明已洗涤完全(3)浸取液温度上升,溶液中 c(H )增大,促进固体中 Ca2 浸出解析 (1)清液 pH11 时,通入 CO2,CO 2在碱性条件下转化为 CO ,CaSO 4与 CO 反23 23应转化为 CaCO3和 SO
6、 。搅拌浆料、增大氨水浓度能提高转化速率;加热浆料至 100 ,24氨水易挥发,CO 2会逸出,转化速率降低;减小 CO2通入速率会降低转化速率。(2)当清液的 pH 接近 6.5 时,清液呈弱酸性,滤液中浓度最大的阴离子为SO 、HCO 。根据沉淀转化反应知,沉淀中可能含有(NH 4)2SO4,可通过检验最后一次洗涤24 3液中是否含有 SO 来检验沉淀是否洗涤完全。24(3) NH 的水解反应为吸热反应,随着浸取液温度上升,NH 的水解程度增大,溶液 4 4中 c(H )增大,促进固体中 Ca2 浸出。3(1)下列有关叙述正确的是_。A碱性锌锰电池中,MnO 2是催化剂B银锌纽扣电池工作时
7、,Ag 2O 被还原为 AgC放电时,铅酸蓄电池中硫酸浓度不断增大D电镀时,待镀的金属制品表面发生还原反应(2)锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。某含锌矿的主要成分为 ZnS(还含少量 FeS 等其他成分),以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:回答下列问题:硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行,所产生焙砂的主要成分的化学式为_。焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸,该酸可用于后续的_操作。浸出液“净化”过程中加入的主要物质为_,其作用是_。电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用 PbAg 合金惰性电极,阳极逸出的气体是_。改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿
8、法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质。 “氧压酸浸”中发生主要反应的离子方程式为_。我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。明代宋应星著的天工开物中有关于“升炼倭铅”的记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,冷淀,毁罐取出,即倭铅也。 ”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为_。(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,倭铅是指金属锌)答案 (1)BD(2)ZnO浸出锌粉 置换出 Fe 等O 22ZnS4H O 2=2Zn2 2S2H 2OZnCO 32C Zn3CO= = = = =高 温 解析 (1)碱性锌锰电池中,MnO 2在正
9、极发生反应,不是催化剂,A 项错误;银锌纽扣电池工作时,Ag 2O 在正极得电子生成单质 Ag,B 项正确;铅酸蓄电池放电时,正、负极反应都消耗 H2SO4,硫酸浓度减小,C 项错误;电镀时,待镀的金属制品表面金属阳离子得电子生成金属单质,D 项正确。(2)在氧气气氛的沸腾炉中,焙烧 ZnS 得到 ZnO 和 SO2,焙砂的主要成分为 ZnO。含尘烟气净化后可制得硫酸,该酸可用于后续的浸出操作。由题给条件可知,浸出液中混有杂质金属离子,需加入锌粉将活泼性比锌弱的金属离子置换出来,以达到净化的目的。阳极是阴离子放电,即 4OH 4e =O22H 2O,放出氧气。由题给信息可知,参加反应的是 Zn
10、S、O 2和酸,生成的非金属单质只能是 S,即发生反应2ZnS4H O 2=2Zn2 2S 2H 2O。该炼锌工艺过程是用碳还原 ZnCO3,化学方程式为ZnCO32C Zn3CO。= = = = =高 温 4三氧化二镍(Ni 2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC 2O42H2O),再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。根据下列工艺流程示意图回答问题。(1)操作 1 为_。(2)生产过程中多次进行过滤,实验室进行过滤操作中需用到玻璃棒,下列实验操作中玻璃棒的作用完全相同的是_(填字母)。配制 0
11、.1 mol/L 的 H2SO4溶液 测定 Na2CO3溶液的 pH 用淀粉KI 试纸检验溶液中氧化性离子 加热食盐溶液制备 NaCl 晶体 配制 20%的 KNO3溶液A BC D(3)加入 H2O2发生的主要反应的离子方程式为_;加入 Na2CO3溶液调 pH 至4.04.5,其目的为_;加入 NH4F 后除掉的杂质是_。(4)草酸镍(NiC 2O42H2O)在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧三小时,制得 Ni2O3,同时获得混合气体。草酸镍受热分解的化学方程式为_。(5)工业上还可用电解法制取 Ni2O3。用 NaOH 溶液调 NiCl2溶液的 pH 至 7.5,加入适量Na2SO4后采用
12、惰性电极电解。电解过程中产生的 Cl2有 80%在弱碱性条件下生成 ClO ,再把二价镍氧化为三价镍。ClO 氧化 Ni(OH)2生成 Ni2O3的离子方程式为_。 a mol 二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过电子的物质的量为_。(6)电解法制取 Ni2O3的实际过程中,有时获得一种结晶水合物,已知含 1 mol 该物质中含有 0.5 mol 结晶水。取该化合物 20.2 g 进行充分加热,获得 Ni2O3固体和 0.2 mol 水,则该结晶水合物的化学式为_。答案 (1)加酸溶解,过滤 (2)BC (3)2Fe 2 H 2O22H =2Fe3 2H 2O 促进铁离子水解沉淀完全 Ca
13、2 、Mg 2 (4)2NiC 2O4 Ni2O33COCO 2= = = = =高 温 (5)ClO 2Ni(OH) 2=Cl Ni 2O32H 2O 1.25 a mol (6)NiOOH H2O(或 2NiOOHH2O)12解析 (1)分析实验流程:先加酸溶解样品,过滤提纯。(2)作用相同,用于蘸取溶液;作用相同,用于搅拌。(3)加入 H2O2主要为了氧化亚铁离子,发生的主要反应的离子方程式为2Fe2 H 2O22H =2Fe3 2H2O;加入 Na2CO3溶液调 pH 至 4.04.5,其目的是为了促进铁离子水解沉淀完全;加入 NH4F,除掉的杂质是 Ca2 、Mg 2 ,故最后加入草
14、酸生成草酸镍沉淀。(5)ClO 2Ni(OH) 2=Cl Ni 2O32H 2O1 mol 2n(ClO) a mol则 n(ClO)0.5 a molCl22OH ClO Cl H 2O08 n(Cl2) 0.5 a mol 则 n(Cl2)0.625 a mol进行电解时:2Cl2e =Cl22 mol 1 moln(e ) 0.625 a mol 则 n(e )1.25 a mol(6)0.2 mol 水的质量为 3.6 g,则 m(Ni2O3)20.2 g3.6 g16.6 g, n(Ni2O3)0.1 mol即: n(Ni2O3) n(H2O)0.1 mol0.2 mol12,再利用
15、原子守恒即可写出结晶水合物的形式。尿素不但可用作氮肥,也是一种重要的化工资源。(1)尿素溶液可吸收硝酸工业尾气中的 NO、NO 2,将其转化为对大气无污染的物质,若三者的物质的量相等时,发生反应的化学方程式为_;该反应中的氧化剂是_(填化学式)。(2)利用尿素可生产三聚氰胺和纯碱,其流程如图:反应的化学方程式为_;副产品 b 的化学式为_。某同学根据本流程图,模拟侯氏制碱法时,应先通入_(“副产品 a”或“副产品 b”);若实验所用饱和氯化钠溶液中含溶质 58.5 g(室温),通入气体足量,最后得到无水纯碱 26.0 g,则该实验的产率为_;针对该实验结果,该同学进行认真分析,发现其操作步骤并
16、没有错误,则造成损失的主要原因是_。(3)含尿素的废水超标排放会造成水体富营养化,可加适当 NaClO 处理,则处理过程的离子方程式为_。错因分析 不能有效提取题干所给重要信息。基础知识不扎实,产物不能准确进行判断,同时对配平化学方程式经常使用的得失电子守恒,原子守恒以及电荷守恒运用不熟练导致方程式书写受阻。解析 本题考查尿素的综合应用、化学方程式的书写等,意在考查考生综合分析、解决具体问题的能力。(1)转化为对大气无污染的物质,即 N2、CO 2,再根据物质的量相等配平方程式;化合价降低、得到电子的是 NO2、NO。(2)分析流程图,a、b 应为 NH3、CO 2中的一种,根据 C、N 元素
17、比例关系及元素守恒可确定 a 为 NH3,进而写出反应的化学方程式。模拟侯氏制碱法时,先通入溶解能力强的NH3,再通入 CO2;依 2NaClNa 2CO3,产率26.0 g(0.5 mol106 gmol1 )100%49.06%。(3)处理含尿素的废水时,尿素作还原剂,得到 N2,NaClO 作氧化剂生成 Cl 。答案 (1)CO(NH 2)2NONO 2=CO22N 22H 2ONO、NO 2(2)CO(NH 2)2 HCNONH 3 CO 2= = = = =380 催 化 剂副产品 a 49.06% NaHCO3在水中有较大的溶解度,未能全部析出(3)3ClO CO(NH 2)2=CO22H 2O3Cl N 2心得体会