2013届高三化学寒假作业(流程图类)

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名称 2013届高三化学寒假作业(流程图类)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2013-02-04 20:53:05

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文档简介

流程复习题
1.硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下:
将菱锌矿研磨成粉的目的是_____。(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:
□Fe(OH)2+□____+□_____==□Fe(OH)3 +□CI-
(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是_______。
(4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为______。
Mg(OH)2
Zn(OH)2
MgCO3
CaCO3
开始沉淀的pH
10.4
6.4


沉淀完全的pH
12.4
8.0


开始溶解的pH

10.5


Ksp
5.6×10-12

6.8×10-6
2.8×10-9
(5)“滤液4”之后的操作依次为______、_______、过滤,洗涤,干燥。
(6)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于________。
2.某厂废水中含5.00×10-3mol·L-1的Cr2O72-,其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3、+2),设计了如下实验流程:
(1)第①步反应的离子方程式是
(2)第②步中用PH试纸测定溶液PH的操作是:       
(3)第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外,还有
(4)欲使1L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。理论上需要加入 gFeSO4·7H2O。
3. 工业上通常以铝土矿(主要成分为Al2O3,含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备无水氯化铝:2Al2O3+6Cl24AlCl3+3O2 ↑
回答以下问题:
(1)画出Al的原子结构示意图 ;Cl元素在元素周期表第 周期 族。
(2)为促进反应的进行,实际生产中需加入焦炭,其原因是 。
(3)加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3+C+Cl2AlCl3+X↑,设计实验确定气体X的成分: 。
(4)在提纯AlCl3粗产品时,需加入少量铝粉,可使熔点较低的FeCl3转化为熔点较高的FeCl2,从而避免在AlCl3中混入铁的氯化物。该反应的化学方程式为 。
(5)以铝土矿为原料可以通过以下途径提纯氧化铝:

①写出滤液甲中溶质的化学式 。
②写出滤液乙中加入过量氨水得到Al(OH)3的离子方程式 。
4. 活性氧化锌在橡胶、化工、涂料、陶瓷、医药、电子等行业有着广泛的应用。但随着锌资源的不断开发和利用,锌矿资源越来越少,因此研究利用锌二次资源对缓解锌资源枯竭进程具有重要意义。下图是以含锌铜烟尘(火法炼铜的副产品,主要成分是ZnO、CuO和FeO)制备活性氧化锌的工艺流程:
含锌铜烟尘经过预处理后的主要成分为ZnO,还含有少量的CuO和Fe2O3。
(1)操作a名称是____ ,在实验室中,该过程用到的主要玻璃仪器有 。
(2)溶解池中待固体全部溶解后,加入锌粉的作用有:
①将Fe3+还原为Fe2+;② :③调节溶液的pH(控制其在5,0-5.4之间)。
(3)检验溶解池中Fe3+已全部被还原为Fe2+的最佳试剂是 ;
(4)右表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为
1.0 mol·L-l计算)。反应池中的温度控制在90-95℃,请写出反应池中所发生反应的离子方程式: 。
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.1
3.2
Fe2+
5.8
8.8
2n2+
5.9
8.9
(5)操作b的名称是________ ;
(6)沉淀池中得到的沉淀化学式可以表示为:aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O(a、b、c均为整数)。某校化学兴趣小组的同学为了确定其组成,进行如下实验:称取3.59g沉淀进行焙烧,将焙烧过程中产生的气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,它们分别增重0.72g和0.44g,则该沉淀的组成为 。
5.随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金的维生素”。为回收利用含钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达91.7%以上。
部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示:
物质
VOSO4
V2O5
NH4VO3
(VO2)2SO4
溶解性
可溶
难溶
难溶
易溶
该工艺的主要流程如下。
请回答下列问题:
(1)请写出加入Na2SO3溶液发生反应的离子方程式 。
(2)催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O5)能加快二氧化硫氧化速率,此过程中产生了一连串的中间体(如下左图)。其中a、c二步的化学方程式可表示为
, 。

(3)该工艺中沉矾率是回收钒的关键之一,沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据上右图试建议控制氯化铵系数和温度: 、 。
(4)经过热重分析测得:NH4VO3在焙烧过程中,固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如右图所示。则NH4VO3在分解过程中 ▲ 。
A.先分解失去H2O,再分解失去NH3
B.先分解失去NH3,再分解失去H2O
C.同时分解失去H2O和NH3
D.同时分解失去H2、N2和H2O
6.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下:
已知:反应Ⅱ包含2NaHSO3Na2S2O5+H2O等多步反应。
(1)反应I的化学方程式为 __________________,反应Ⅰ进行时应先通入___________气体。
(2)硫磺燃烧前先加热成液态并通过喷嘴喷入焚硫炉中,目的是 。在上述工艺流程中可循环使用的物质是__________________。
(3)反应Ⅱ中需控制参加反应的气体与固体的物质的量之比接近 ,若气体量不足,则会导致________________________。
(4)Na2S2O5与稀硫酸反应放出SO2,其离子方程式为________________________。
7. 镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害。某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究,设计实验流程如下:
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
②已知实验温度时的溶解度:NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的理论pH如下表所示:
M(OH)n
Ksp
开始沉淀pH
沉淀完全pH
Al(OH)3
1.9×10-23
3.4
4.2
Fe(OH)3
3.8×10-38
2.5
2.9
Ni(OH)2
1.6×10-14
7.6
9.8
回答下列问题:
(1) 用NiO调节溶液的pH,依次析出沉淀Ⅰ________和沉淀Ⅱ__________(填化学式)。
(2) 写出加入Na2C2O4溶液的反应的化学方程式:_________________________________。
(3) 检验电解滤液时阳极产生的气体的方法:___________________________________。
(4) 写出“氧化”反应的离子方程式:___________________________________。
(5) 如何检验Ni(OH)3已洗涤干净?_____________________________________。
8.饮用水中含有一定浓度的NO3一将对人类健康产生危害,NO3一能氧化人体血红蛋白中的Fe(II),使其失去携氧功能。为了降低饮用水中NO3一的浓度,某兴趣小组提出如下方案:
请回答下列问题:
⑴已知过滤后得到的滤渣是一种混合物,则在溶液中铝粉和NO3一反应的离子方程式为
_____________________ _____________________。
⑵该方案中选用熟石灰调节pH,理由是__________ ______、______ _______,在调节pH时,若pH过大或过小都会造成 的利用率降低。
⑶用H2催化还原法也可降低饮用水中NO3-的浓度,已知反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环,则催化还原法的离子方程式为_____________ ___________。
⑷饮用水中的NO3- 主要来自于NH4+。已知在微生物作用的条件下,NH4+ 经过两步反应被氧化成NO3- 。两步反应的能量变化示意图如下:

试写出1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3- (aq)的热化学方程式是 。
9.三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O)有很重要的用途。可用如下流程来制备。根据题意完成下列各题:
(1)若用铁和稀硫酸制备绿矾(FeSO4·7H2O)过程中,其中 (填物质名称)往往要过量,理由是 。
(2)要从溶液中得到绿矾,必须进行的实验操作是 。(按前后顺序填)
a.过滤洗涤 b.蒸发浓缩 c.冷却结晶 d.灼烧 e.干燥
某兴趣小组为测定三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O)中铁元素含量,做了如下实验:
步骤1:称量5.000g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250ml溶液。
步骤2:取所配溶液25.00ml于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳,同时,MnO4— 被还原成Mn2+。向反应后的溶液中加入一定量锌粉,加热至黄色刚好消失,过滤,洗涤,将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中,此时,溶液仍里酸性。
步骤3:在酸性条件下,用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点,共做三次实验,平均消耗KMnO4溶液20.00ml,滴定中MnO4—,被还原成Mn2+。
(3)步骤1中,配制三草酸合铁酸钾溶液需要使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有
;主要操作步骤依次是:称量、溶解、转移、 、定容、摇匀。
(4)步骤2中,加入锌粉的目的是 。
(5)步骤3中,发生反应的离子方程式为: 。
(6)步骤2中,若加入的KMnO4的溶液的量不够,则测得的铁含量 。(选填“偏低”、“偏高”、“不变”)
(7)某同学将8.74 g无水三草酸合铁酸钾(K3[Fe(C2O4)3])在一定条件下加热分解,所得固体的质量为5.42g,同时得到密度为1.647 g/L(已折合成标准状况下)气体。研究固体产物得知,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3。写出该分解反应的化学方程式
_ _________________ _ ___________ 。
10.某化工厂以软锰矿、闪锌矿(除主要成分为MnO2、ZnS外还含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物质)为原料制取Zn和MnO2。
(1)在一定条件下,将这两种矿粉在硫酸溶液中相互作用,配平如下的化学方程式:
MnO2 + FeS + H2SO4= MnSO4+ Fe2(SO4)3+ S+ H2O
(2)将所得含有Mn2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Zn2+的酸性溶液按以下的工业流程进行操作处理得溶液(IV),电解溶液(IV)即得MnO2和Zn。
a、操作①中加Zn粉后发生反应的离子方程式为_______ _____________
b、操作②中加入适量X的作用是什么_ __;X的首选物的化学式是:____ _
c、操作③中所加碳酸盐的化学式是__________ _____
(3)为了从上述流程中产生的Fe(OH)3 、Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3,工厂设计了如下的有关流程图。
a、AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成AI(OH)3的离子方程式为________ _______。
若总共得到n molAl(OH)3,则消耗的NaOH和HCl的理论量(mol)分别为___ __、_ __
b、若使用下列流程回收处理,请比较两个流程消耗酸碱的用量?__ _______
3. (14分)
(1) 三 ⅦA (2)碳与O2反应,有利于反应正向进行
(3)气体X可能为CO、CO2或两者的混合物。将生成气体依次通过澄清石灰水、灼热的CuO粉末,如溶液变浑浊,则X中存在CO2,如黑色CuO粉末变成红色粉末,则X中存在CO。
(4)Al + 3FeCl3 AlCl3 + 3FeCl2
(5)①NaAlO2、Na2SiO3、NaOH (写出NaAlO2、Na2SiO3即给分)
②Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4+
4.
5. (1)V2O5+ SO32—+4H+=2VO2++SO42—+2H2O
(2)SO2+V2O5SO3+ V2O4 4VOSO4+O22V2O5+4SO3
(3)4和80℃ (4) B
6. (1)CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl NH3
(2)增大硫与空气的接触面积,使硫磺充分燃烧,加快反应速率 CO2、H2O
(3)2:1 Na2S2O5产品中Na2SO3、Na2CO3等杂质含量增加,Na2S2O5产率降低
(4)S2O52-+2H+=2SO2↑+H2O
7. (1) Fe(OH)3 Al(OH)3 (2) NiCl2+Na2C2O4+2H2O===NiC2O4?2H2O↓+2NaCl (3) 用湿润 的淀粉碘化钾试纸 (4) 2Ni(OH)2+2OH-+Cl2===2Ni(OH)3+2Cl- (5) 取最后一次洗涤液,加入AgNO3溶液,如无白色沉淀生成,证明沉淀已洗涤干净(2分)
8. ⑴10Al+6NO3-+18H2O10Al(OH)3+3N2↑+6OH-(3分)
⑵引入的Ca2+对人体无害(1分) 来源丰富、价格便宜(1分) 铝(1分)
⑶5H2+2NO3-N2+4H2O+2OH-(3分)
⑷NH4+ (aq)+2O2(g)2H+(aq)+NO3- (aq)+H2O(l) △H =-346 kJ·mol-1(3分)
19.(15分)
铁,防止Fe2+被氧化
bcae
250ml容量瓶 洗涤
还原Fe3+为Fe2+
MnO4—+5Fe2++8H+== Mn2++ 5Fe3++4H2O
偏高
2K3[Fe(C2O4)3]==3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2
10.1
(1) 3 MnO2 + 2 FeS + 6 H2SO4= 3 MnSO4 1 Fe2(SO4)3+ 2 S+ 6 H2O
(2)a. Zn+Cu2+=Zn2++Cu; Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+
b.将Fe2+氧化成Fe3+ ; 是MnO2
c.MnCO3或ZnCO3 或MnCO3和ZnCO3
(3)a. Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3 ; 3n/4 、 3n/4
b.如按下流程,则得到同样n molAl(OH)3,消耗的NaOH、HCl的理论量分别为n mol,大于前流程的消耗量,相对而言,前流程更符合节约的原则