1、大题二 无机综合12018山东省适应性练习 二氧化铈(CeO 2)是一种重要的稀土化合物，汽车尾气用稀土/钯三效催化剂处理，不仅可以降低催化剂的成本，还可以提高催化效能。以氟碳铈矿( 主要成分为 CeCO3F)为原料制备 CeO2 的一种工艺流程如下：已知.Ce 4 能与 F 结合成 CeF ，也能与 SO 结合成4 x 24(CeSO4)2 ；.在硫酸体系中 Ce4 能被萃取剂(HA) 2萃取： Ce4 n(HA) 2Ce(H2n4 A2n)4H ，而 Ce3 则不能。 回答下列问题：(1)CeCO3F 中铈元素的化合价为_， “氧化焙烧”过程中可以加快反应速率的方法是_( 答出两点即可)
2、。(2)“萃取 ”时，选用(HA) 2 作为萃取剂，(HA) 2 需满足的条件是_；“萃取”后的水层中含有的主要阴离子是_。(3)“反萃取”时加入 H2SO4 的作用是_；加入 H2O2 的作用是_(结合离子方程式说明) 。(4)浸渣经处理可得 Ce(BF4)3，在 KCl 溶液中加入 Ce(BF4)3，发生如下反应：Ce(BF 4)3(s)3K (aq) 3KBF4(s)Ce 3 (aq)一定温 度时，Ce(BF 4)3、KBF 4 的 Ksp 分别为 a、b，若上述反应体系中 K 的物质的量浓度为 c mol/L，则 Ce3 的物质的量浓度为_ mol/L。22018长沙市长郡中学模拟 碲
3、(Te) 位于元素周期表第A 族，该元素组成的物质可用作石油裂化的催化剂、电镀液的光亮剂、玻璃的着色材料及合金材料的添加剂等。精炼铜的阳极混含有Cu2Te、Au 、Ag 等，利用下列工艺流程可回收碲：已知：TeO 2 熔点 733 ，微溶于水，可溶于强酸和强碱。回答下列问题：(1)Te 与 S 的简单氢化物的稳定性强弱顺序为：_(用氢化物的化学式表示)。(2)“焙烧 ”的化学方程式_( 碲主要以 TeO2形式存在)。(3)“焙烧 ”后的固体用软化水“水浸” ，该过程的有效物质的浸出率及浸出速率对该工艺流程很重要，写出两条提高“水浸”速率的措施：_。 “滤液 1”的溶质有_。(4)“滤渣 1”进
4、行“碱浸”的目的是_。(5)“滤液 2”加入双氧水，能否改用氯水或氯气，说明原因：_。(6)“还原 ”制备碲粉的氧化产物是_。(7)从环境保护和资源合理开发的可持续发展意识和绿色化学观念来看，分析“滤渣 2”进行“酸浸”的意义：_。32018南京市第三次模拟 某实验小组采用刻蚀废液( 主要含CuCl2、FeCl 3、FeCl 2、 HCl)制取 Cu 和 Cu2Cl2，实验流程如下：已知：Cu 2Cl2 是白色固体，微溶于水，难溶于乙醇，受潮后在空气中易被迅速氧化。(1)“预处理”时，需用 Na2CO3 调节溶液至微酸性而不是碱性，其原因是_。(2)“还原 ” 需在 80 条件下进行，适宜的加
5、热方式为_。(3)“还原 ” 中，Cu 2 参与反应的离子方程式为_。(4)“搅拌 ”时加入 NaCl 粉末的作用是_。(5)“过滤 ” 得到的 Cu2Cl2 需用无水乙醇洗涤，并在真空干燥机内于 70 干燥 2 小时，冷却，密封包装。于 70 真空干燥的目的是_。(6)请设计从“过滤”所得滤渣中获取 Cu 的实验方案：_(实验中可供选择的试剂：稀硫酸、稀硝酸、蒸馏水) 。现欲测定途径 a、b 回收铜元素的回收率比，请补充实验方案：_，分别按途径 a、b 制取 Cu 和 Cu2Cl2，测得Cu 的质量为 m1 g，Cu 2Cl2 的质量为 m2 g，则途径 a、b 铜素的回收率比为_(铜元素回
6、收率产品中铜元素质量/废液中铜元素的质量100%) 。42018北京四中模拟 煤是我国重要的化石燃料，煤化工行业中产生的 H2S 也是一种重要的工业资源。(1)煤液化是_(填“物理”或“化学”) 变化过程。(2)煤液化过程中产生的 H2S 可生产硫酸，部分过程如图所示：SO 2 反应器中的化学方程式是_。生产过程中的尾气需要测定 SO2 的含量符合标准才能排放。已知有 V L(已换算成标准状况)尾气，通入足量 H2O2 吸收再加足量BaCl2 溶液充分反应后 (不考虑尾气中其他成分的反应 )，过滤、洗涤、干燥、称量得到 b g 沉淀。H 2O2 吸收 SO2 的化学方程式是_；尾气中 SO2
7、的含量 (体积分数)的计算式是_。(3)H2S 可用于回收单质硫。含有 H2S 和空气的尾气按一定流速通入酸性 FeCl3 溶液，可实现空气脱硫，得到单质硫。FeCl 3 溶液吸收H2S 过程中，溶液中的 n(Fe3 )、被吸收的 n(H2S)随时间 t 的变化如图。由图中信息可知，0t 1 时，一定发生的反应是_(用离子方程式表示 )。t 1 以后，溶液中 n(Fe3 )保持基本不变，原因是_。52018上海市静安区二模 晶须是由高纯度单晶生长而成的微纳米级的短纤维，工业应用的晶须主要是在人工控制条件下合成。碳酸镁晶须(MgCO 3nH2O，n15 的整数 )广泛应用于冶金、耐火材料及化工产
8、品等领域。制取碳酸镁晶须的步骤如图：完成下列填空：(1)步骤 1 必须将反应的温度控制在 50 ，较好的加热方法是_；氨水、硫酸镁、碳酸氢铵三者反应，除生成MgCO3nH2O 沉淀外，同时生成的产物还有_。(2)步骤 2 是 _、洗涤，检验沉淀 A 已洗涤干净的方法是_。为测定碳酸镁晶须产品中 n 的值，某兴趣小组设计了如下装置，并进行了三次实验。( 不考虑稀盐酸的挥发性)(3)装置 A 中盛放的溶液是 _。装置 D 中盛放的固体是_，其作用是_。(4)若三次实验测得每 1.000 g 碳酸镁晶须产生的 CO2 平均值为 a mol，则 n 值为_(用含 a 的代数式表达) 。(5)下列选项中
9、，会造成实验结果偏大的是_。(选填序号)实验开始，未先通空气，即称量装置 C B 中反应结束后，没有继续通空气 缺少装置 A 缺少装置 D 装置 B 中稀盐酸的滴加速率过快 装置 C 中的 NaOH 溶液浓度过大。62018武汉市模拟 以化工厂铬渣(含有 Na2SO4 及少量 Cr2O、Fe 3 )为原料提取硫酸钠的工艺流程如下：27已知：Fe 3 、Cr 3 完全沉淀(c1.010 5 molL1 )时 pH 分别为 3.6 和 5。回答下列问题：(1)根据下图信息，操作 B 的最佳方法是_。(2)“母液 ”中主要含有的离子为_。(3)酸化后的 Cr2O 可被 SO 还原，该反应的离子方程式
10、为27 23_。(4)酸化、还原操作时，酸 C 和 Na2SO3 溶液是_(填“先后加入”或“混合后加入”) ，理由是_。(5)若 pH4.0 时，溶液中 Cr3 尚未开始沉淀，则溶液中允许Cr3 浓度的最大值为_。(6)根据 2CrO 2H Cr2O H 2O 设计图示装置，以24 27惰性电极电解 Na2CrO4 溶液制取 Na2Cr2O7，图中右侧电极与电源的_极相连，其电极反应式为_。透过交换膜的离子为_，该离子移动的方向为_ (填“ab”或 “ba ”)。72018上海市杨浦区二模 实验小组按如下流程，进行海带中碘含量的测定和碘的制取等实验。.碘含量的测定干 海 带20.00 g 灼
11、 烧 海 带 灰 浸 泡 海 带 灰悬 浊 液 过 滤 含 I的 溶 液 转 移 定 容仪 器含 I 的 海 带浸 取 原 液500 mL(1)步骤 是将海带置于_中( 填仪器名称) 进行灼烧。(2)步骤 是将溶液转移至_( 填定容仪器的名称) 。(3)取 20.00 mL 上述海带浸取原液，加稀 H2SO4 和足量 KIO3，使 I 和 IO 完全反应 (5I IO 6H =3I23H 2O)。再以淀粉 3 3为指示剂，用 2.0103 mol/L 的 Na2S2O3 溶液滴定(I2 2S2O 2I S 4O )，当 I2 恰好完全反应时，用去 Na2S2O323 26溶液 20.00 mL
12、。判断用 Na2S2O3 溶液滴定恰好完全反应的现象是_。计算该干海带中碘的质量分数_。.碘的制取另制海带浸取原液，按如下方案制取碘：(4)补全步骤 a 的反应方程式，配平并标出电子转移的数目和方向。H2O2_I _I 2_(5)步骤 c 加入足量 NaOH 溶液、振荡、静置后，油层在_(填 “上”或“下”)层，呈_色。(6)步骤 e 的操作是 _。82018合肥市教学质量检测 近年科学家提出“绿色自由”构想。把含有大量 CO2 的空气吹入 K2CO3 溶液中，再把 CO2 从溶液中提取出来，并使之与 H2 反应生成可再生能源甲醇。其工艺流程如下图所示：回答下列问题：(1)进入分解池中主要物质
13、是_；在合成塔中，若有 4.4 kg CO2 与足量 H2 反应，生成气态的 H2O 和 CH3OH，可放出 5 370 kJ 的热量，写出该反应的热化学方程式：_。(2)该工艺在哪些方面体现了“绿色自由”构想中的“绿色”：_；_。(3)一定条件下，往 2 L 恒容密闭容器中充入 1.0 mol CO2 和 3.0 mol H2，在不同催化剂作用下，相同时间内 CO2 的转化率随温度变化如下图所示：催化剂效果最佳的是_(填“催化剂” 、 “催化剂” 、“催化剂”) 。b 点 v(正)_ v(逆)(填 “”“H2Te(2)Cu2Te2H 2SO42O 2 2CuSO4TeO 22H 2O= =
14、= = =焙 烧 (3)固体粉碎、适当提高水的温度 CuSO 4、 H2SO4(4)制备 TeO (或溶解 TeO2)23(5)不能， Na2TeO4 中含 NaCl 杂质，且氯水或氯气有毒(6)Na2SO4(7)“酸浸 ”的滤液中含 CuSO4，滤渣中的 Au、Ag 均能进行回收。符合绿色化学的观点解析：(1) 同主族元素从上到下氢化物稳定性逐渐减弱，Te 与 S的简单氢化物的稳定性强弱顺序为 H2SH2Te ；(2)Cu 2Te 氧化成CuSO4 和 TeO2， “焙烧”的化学方程式 Cu2Te2H 2SO42O 22CuSO4 TeO22H 2O；(3)“焙烧 ”后的固体用软化水= =
15、= = =焙 烧 “水浸” ，该过程的有效物质的浸出率及浸出速率对该工艺流程很重要，写出两条提高“水浸”速率的措施：固体粉碎、适当提高水的温度。 “滤液 1”的溶质有 CuSO4、H 2SO4； (4)TeO2 是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水， “滤渣 1”进行“碱浸”的目的是制备 TeO(或溶解 TeO2)；(5) “滤液 2”加入双氧水，不能改用氯水或氯气，23原因：Na 2TeO4 中含 NaCl 杂质，且氯水或氯气有毒；(6) 用Na2SO3“还原”制备碲粉的氧化产物是 Na2SO4；(7)从环境保护和资源合理开发的可持续发展意识和绿色化学观念来看， “滤渣 2”进行“酸浸”的意义：
16、“酸浸”的滤液中含 CuSO4，滤渣中的 Au、Ag均能进行回收。符合绿色化学的观点。3答案：(1)防止 Cu2 形成沉淀 (2) 水浴加热(3)2Cu2 SO 2Cl H 2O=Cu2Cl2 SO 2H 23 24(4)Cu2Cl2 微溶于水，增大 Cl 浓度，有利于 Cu2Cl2 析出( 沉淀)(5)加快乙醇和水的挥发，防止 Cu2Cl2 被空气氧化(6)稀硫酸加到滤渣中，搅拌，充分反应至无气体产生为止，过滤并用蒸馏水洗涤 23 次，低温烘干 取两份相同体积的预处理后的水样 199m 1/128m2解析：(1) 如果调节溶液至弱碱性，就有可能形成氢氧化铜沉淀，造成铜元素的损失。(2) 反应
17、的适宜条件是 80 ，低于水的沸点，所以合理的加热方式是水浴加热。(3)“还原”中，加入亚硫酸钠的目的是为了将铜离子还原为 Cu2Cl2，从溶液中析出，亚硫酸根应该被氧化为硫酸根离子，反应为：2Cu2 SO 2Cl H 2O=Cu2Cl2 SO 2H 。(4)题目已23 24知 Cu2Cl2 微溶于水，加入氯化钠固体可以增大溶液中的 Cl 浓度，进一步降低 Cu2Cl2 的溶解度，有利于其析出。(5)加热到 70 是为了使乙醇和水快速气化，加快干燥的速率，同时已知：Cu 2Cl2 受潮后在空气中易被迅速氧化，干燥是为了避免其被空气氧化，选择了真空干燥。(6)过滤得到的固体是 Fe 和 Cu，C
18、u 不与稀硫酸反应，而 Fe 会与硫酸反应转化为硫酸亚铁溶于水，所以实验方案为：稀硫酸加到滤渣中，搅拌，充分反应至无气体产生为止，过滤并用蒸馏水洗涤 23 次，低温烘干(避免 Cu 被氧化)。欲测定途径 a、b 回收铜元素的回收率比，应该取用相同的起始原料，进行不同途径的处理，所以实验方案为：取两份相同体积的预处理后的水样。设废液中含有的铜元素的质量为 m g，则途径 a 的回收率为 m1/m；途径2 的回收率为 128m2/199m；所以途径 a、b 的回收率之比为：(m 1/m)：(128 m2/199m)199m 1：128m 2。4答案：(1)化学(2)2SO 2O 2 2SO3 SO
19、 2H 2O2=H2SO4 = = = = =催 化 剂 (22.4b/233V)100%(3)H 2S2Fe 3 =2Fe2 S2H t 1 时刻后，溶液中的Fe2 被 O2 氧化为 Fe3 ，Fe 3 再与 H2S 发生氧化还原反应，所以n(Fe3 )基本不变 (或 2H2SO 2=2S2H 2O)解析：(1) 煤液化生成新的物质，是化学变化。(2)煤液化过程中产生的 H2S 生产硫酸的流程为：煤液化过程中产生的 H2S 被空气中的氧气氧化为二氧化硫，二氧化硫进一步氧化为三氧化硫，在吸收塔中冷循环酸吸收三氧化硫生成硫酸，据此答题，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡 b g，所以 SO2 的体积为1
20、00% 100%。(3) 含有 H2S 和空气的尾气按一b23322.4V 22.4b233V定流速通入酸性 FeCl3 溶液，硫化氢被铁离子氧化成单质硫，随着时间推移，溶液中的 Fe2 被 O2 氧化为 Fe3 ，Fe 3 再与 H2S 发生氧化还原反应，生成硫，所以 n(Fe3 )基本不变，硫化氢不断被氧化成硫单质。由图中信息可知，0t 1 时，铁离子浓度在下降，一定发生的反应为 H2S2Fe 3 2Fe 2 S 2H 。t 1 以后，溶液中n(Fe3 )保持基本不变，原因是 t1 时刻后，溶液中的 Fe2 被 O2 氧化为 Fe3 ，Fe 3 再与 H2S 发生氧化还原反应，所以 n(F
21、e3 )基本不变。5答案：(1)水浴加热 (NH 4)2SO4(2)过滤 取最后一次洗涤的滤出液少许，滴入盐酸酸化的BaCl2 溶液，若无沉淀说明已洗涤干净，若有沉淀则说明未洗涤干净(3)NaOH 溶液 碱石灰 防止空气中的 CO2 进入装置 C(4)n (184a)/18a (5)解析：(1) 将反应温度控制在 50，较好的加热方法是水浴加热，氨水、硫酸镁、碳酸氢铵三者反应，除生成 MgCO3nH2O 同时生成的产物还有(NH 4)2SO4。(2)步骤 2 是过滤洗涤，检验沉淀 A 已经洗涤干净的方法是取最后一次洗涤的滤出液少许，滴入盐酸酸化的BaCl2 溶液，若无沉淀说明已洗涤干净，若有沉
22、淀，则未洗涤干净。(3)A 中盛放的溶液是 NaOH(浓)溶液，用来吸收鼓入空气中的二氧化碳，可以减少误差；装置 D 中盛放的为碱石灰，防止空气中 CO2进入 C 装置，造成误差。(4) MgCO3nH2O CO28418n 441 g a44根据上式可得 n 。1 84a18a(5)由于 n ，可知 a 越大，测得 n(4444a 84) 118 (1a 84) 118越小，即测得 CO2 偏小会导致实验结果偏大。6答案：(1)蒸发结晶、趁热过滤 (2)Na 、SO 、Cr 2O24 27(3)3SO Cr 2O 8H =2Cr3 3SO 4H 2O23 27 24(4)先后加入 避免 Na
23、2SO3 与 H2SO4 直接反应而降低还原效率(5)0.01 mol/L(6)正 4OH 4e =O22H 2O(或2H2O 4e =O24H ) Na ba解析：(1) 本实验的目的要制备硫酸钠晶体，根据图示信息可知，硫酸钠在温度高时，溶解度降低，因此可以采用蒸发结晶、趁热过滤操作方法得到晶体。(2)根据流程看出，调节溶液的 pH 约为 3.6 时，铁离子已经沉淀，过滤后滤液中剩余的主要离子有Na 、 SO 、Cr 2O 。(3)酸化后的 Cr2O 可被 SO 还原为24 27 27 23Cr3 ，SO 被氧化为 SO ，该反应的离子方程式为23 243SO Cr 2O 8H =2Cr3
24、3SO 4H 2O。(4)Na 2SO3 能23 27 24够与硫酸反应生成二氧化硫，导致亚硫酸酸根浓度减小，还原效率降低；所以还原操作时，酸 C 和 Na2SO3 溶液是先后加入，避免Na2SO3 与 H2SO4 直接反应。(5)Cr 3 完全沉淀 (c1.010 5 molL1 )时，pH5，所以 Kspc 3(OH )c(Cr3 ) (109 )31.0105 10 32 ；若 pH4.0 时，c(H )10 4 mol/L，c (OH )10 10 mol/L，根据 Kspc 3(OH )c(Cr3 )(10 10 )3c(Cr3 )10 32 ，c(Cr 3 ) 0.01 mol/L
25、，因此溶液中 Cr3 尚未开始沉淀，则溶液中允许 Cr3 浓度的最大值为 0.01 mol/L。(6) 根据2CrO 2H Cr2O H 2O 反应可知：右侧 b 内溶液中氢离24 27子浓度增大，平衡右移，说明溶液中氢氧根离子失电子变为氧气，发生氧化反应，该极为阳极，与电源的正极相连接，因此图中右侧电极与电源的正极相连；其电极反应式为4OH 4e =O22H 2O；根据图示可知透过交换膜的离子为Na ；钠离子向阴极移动，即向电解池的左侧 a 方向移动，即ba。7答案：(1)坩埚 (2) 500 mL 容量瓶(3)滴入最后一滴 Na2S2O3 溶液，振荡，溶液蓝色褪去且半分钟内无明显变化 0.
26、053(4) ，电子转移方向和数目略(5)上 无 (6)过滤解析：(1) 步骤 将海带进行灼烧，因此将海带置于坩埚上。(2)由题干可知，步骤是将溶液转移至定容仪器，因此仪器名称为容量瓶。(3) 以淀粉为指示剂，用 Na2S2O3 滴定 I2，判断 Na2S2O3 恰好完全反应的现象是滴入最后一滴 Na2S2O3 溶液，振荡，溶液蓝色褪去且半分钟内无明显变化。根据题干信息可得5I 3I2 6NaS2O3，n(Na 2S2O3)210 3 mol/L0.02 L4 10 5mol n(I ) 5 mol，由 500 mL 浸取原液410 36中取出 25 mL，则 20 g 干海带中含有 n(I
27、) 5410 36，则海带中碘的质量分数为500 mL20 mL100%0.053% 。(4) 根据电410 56 525127 g/mol20 g子守恒和质量守恒有： 。(5)步骤 c加入足量 NaOH 溶液，振荡、静置后，油层在上层，呈无色。 (6)步骤 e 操作是过滤。8答案：(1)KHCO 3(或碳酸氢钾)CO2(g)3H 2(g) H2O(g)= = = = = = = = = = = = = = =2105 Pa，300 铬 锌 触 媒CH 3OH(g) H53.7 kJ/mol(2)减少大气中 CO2；产生清洁能源甲醇K 2CO3 可循环使用；能量可以循环利用，低碳经济等(3)催
28、化剂 该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动 2.1(4)2CO2 2COO 2 (5)2.310 8= = = = =紫 外 光 解析：(1) 饱和碳酸钾溶液吸收空气中的二氧化碳后生成碳酸氢钾，所以进入分解池中主要物质是 KHCO3(或碳酸氢钾) ；在合成塔中，若有 4.4 kg CO2 与足量 H2 反应，生成气态的 H2O 和 CH3OH，可放出 5 370 kJ 的热量，由此可以求出合成 1 mol CH3OH(g)放出53.7 kJ 的热量，所以该反应的热化学方程式为 CO2(g)3H 2(g)H2O(g)CH 3OH(g) = = = = = = = = = = = = = =
29、=2105 Pa，300 铬 锌 触 媒H 53.7 kJ/mol。(2)该工艺中可以体现 “绿色自由”构想中的“绿色”的有：减少大气中 CO2；产生清洁能源甲醇；K 2CO3可循环使用；能量可以循环利用，低碳经济等。(3)由图可知，相同时间内，催化剂在较低的温度下(T 3)即可使 CO 的转化率达到图中最高水平，说明在此温度下该反应在催化剂的作用下化学反应速率最快，所以催化剂效果最佳的是催化剂。b 点对应的 CO 的转化率还没有达到该温度下的最高水平，所以反应正在向正反应方向进行，v( 正 )v(逆) 。 此反应在 a 点时已达平衡状态，a 点的转化率比 c 点高的原因是该反应为放热反应，温
30、度升高，平衡逆向移动。c点时，该反应处于平衡状态，CO 2 的转化率为60%， CO2、H 2、H 2O、CH 3OH 的变化量分别为 0.6 mol、1.8 mol、0.6 mol、0.6 mol，CO 2、H 2、H 2O、 CH3OH 的平衡量分别为0.4 mol、1.2 mol、0.6 mol、0.6 mol，则 CO2、H 2、H 2O、CH 3OH 的平衡浓度分别为 0.2 mol/L、0.6 mol/L、0.3 mol/L、0.3 mol/L，该反应的平衡常数 K 2.1。(4)由图可知，该装置为原电池，0.30.30.20.63负极发生 2H2O4e =O24H ，正极发生2CO2 4e 4H =CO2H 2O，所以该装置工作时的总反应方程式为 2CO2 紫外光,2COO 2。(5)已知 25 时 H2CO3 的电离平衡常数为：K al4.410 7 、 Ka24.710 11 ，则反应：HCO H 2O H2CO3OH 的平衡常数 3 K 2.310 8 。KWKa1 10 144.410 7
