2025届高二年级联考
化学(创新班)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 Cl 35.5 K 39 Ca 40 Fe 56Cu 64 Zn 65 Br 80 Ag 108 I l27
一、 单项选择题
1. 党的二十大报告指出“推动绿色发展,促进人与自然和谐共生”。下列做法不合理的是
A. 研制可降解塑料,控制白色污染产生
B. 研发新能源汽车,降低汽油柴油消耗
C. 开发利用天然纤维,停止使用合成材料
D. 研究开发生物农药,减少作物农药残留
2. 2022年11月29日,神舟十五号载人飞船成功发射,我国6名航天员首次实现太空会师。下列说法错误的是
A. 活性炭可用于吸附航天舱中的异味
B. Na2O2可用作宇航乘组的供氧剂
C. 镁铝合金可用作飞船零部件材料
D. SiO2可用作航天器的太阳能电池板
3. 下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)
B. MnO2(s)Cl2(g)漂白粉
C. Cu(s)NO2(g)HNO3(aq)
D. CH3CH2BrCH3CH2OHC2H4
阅读下列资料,完成4~6题:
元素周期表中ⅤA族元素及其化合物作用广泛。氨是重要的化工原料,广泛用于生产铵盐、硝酸、纯碱、医药等;肼(N2H4)的燃烧热为624 kJ/mol,是常用的火箭燃料;氮和磷都是植物生长的营养元素,单质磷可由磷酸钙、石英砂和碳粉在电弧炉中熔烧制得;砷化镓是典型的二代半导体材料,在700~900 ℃条件下,AsH3与Ga(CH3)3通过化学气相沉积可制得砷化镓晶体;铅锑合金一般用作铅蓄电池的负极材料。
4. 氮及其化合物的转化具有重要应用,下列说法正确的是
A. 栽种豆科植物作“绿肥”属于人工固氮
B. 尿素[CO(NH2)2]属于含氮量较高的固态氮肥
C. NO和NO2的混合物一定可以被NaOH溶液完全吸收
D. 工业上利用反应2NaCl+2NH3+CO2+11H2O==Na2CO3·10H2O↓+2NH4Cl生产纯碱
5. 下列说法正确的是
A. N和NH3中的H—N—H键角相等
B. AsH3和Ga(CH3)3晶体类型均为共价晶体
C. NH3和N2H4都是由极性键构成的非极性分子
D. 基态砷原子(33As)核外价电子排布式为4s24p3
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 肼的燃烧:N2H4(l)+3O2(g)==2NO2(g)+2H2O(l) ΔH=-624 kJ/mol
B. 制单质磷:2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+P4↑+10CO↑
C. 制砷化镓晶体:AsH3+Ga(CH3)3==GaAs+C3H12
D. 铅蓄电池放电时的负极反应:Pb-2e-==Pb2+
阅读下列资料,完成7~8题:
废旧磷酸铁锂电池中电极片主要由LiFePO4、铝箔、少量铜及炭黑组成,回收Fe、Li的具体流程如下:
已知:LiFePO4溶于酸,不溶于碱;Li2SO4、Li2CO3在常温下的溶解度分别为34.2 g、1.3 g。
7. 上述流程中各步反应的离子方程式正确的是
A. 铝箔溶于过量碱液:2Al+2OH-===2AlO+H2↑
B. 酸浸液中PO水解:PO+3H2OH3PO4+3OH-
C. 滤渣1中加入H2SO4和H2O2可发生反应:Cu+2H++H2O2===Cu2++2H2O
D. 滤液中加入试剂X时发生的主要反应:2Li++ SO===Li2SO4↓
8.下列铁的化合物的性质与用途具有对应关系的是
A. Fe2O3能与酸反应,可用作红色颜料
B. K2FeO4具有强氧化性,可用于水体的消毒
C. FeSO4具有还原性,可用作补血剂
D. FeCl3溶液呈酸性,可用于蚀刻电路板上的铜
9. 下列指定反应的离子方程式错误的是
A. 硝酸铝溶液中加过量氨水:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
B. 小苏打溶液中加少量Ba(OH)2溶液:
2HCO+Ba2++2OH-===BaCO3↓+2H2O+CO
C. 酸性KMnO4中加入双氧水:2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O
D. 足量SO2气体通入次氯酸钠溶液中:ClO-+SO2+H2O=HClO+HSO3-
10.CuI是有机合成的一种催化剂,受热易氧化。实验室可通过向CuSO4与NaI的混合溶液中通入SO2制备CuI:2CuSO4+2NaI+SO2+2H2O2CuI↓+2H2SO4+Na2SO4。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是
甲 乙 丙 丁
A. 用装置甲制备SO2
B. 用装置乙制备CuI并制备少量含SO2的溶液
C. 用装置丙将CuI与母液分离并用装置乙制得的含SO2的溶液洗涤沉淀
D. 用装置丁加热干燥湿的CuI固体
11.由含硒废料(主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等)制取硒的流程如下:
下列有关说法正确的是
A.“分离”的方法是蒸馏
B.“滤液”中主要存在的阴离子有:、
C.“酸化”时发生的离子反应方程式为
D.SiO2晶胞如题11图所示,1个SiO2晶胞中有16个O原子
12. 以氧化铁渣(主要含Fe3O4和Fe2O3)制取氧化铁红的流程如下:
已知:还原焙烧后氧化铁渣转化为FeO。下列说法不正确的是
A. 还原焙烧时Fe3O4发生反应的化学方程式为2Fe3O4+C6FeO+CO2
B. 酸浸时硫酸适当过量可以抑制金属离子的水解
C. 滤液中主要存在的离子是NH、H+、HCO、SO
D. 煅烧时每生成1 mol Fe2O3,反应转移的电子数是2 mol
13. 实验室用TiCl4水解法制备纳米TiO2的简易流程如下,下列说法错误的是
A. TiCl4 发生水解反应,可生成TiO2·xH2O
B. 氨水的作用可用勒夏特列原理解释
C. 可用AgNO3溶液检验沉淀是否洗涤干净
D. 制得的TiO2纳米颗粒能产生丁达尔现象
14.以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2/Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:
已知浸出时产生的废渣中有SO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是
A.浸出镁的反应为
B.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
15.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下:
下列说法错误的是
A.反应①阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2:1
B.若反应①通过原电池来实现,则ClO2是正极产物
C.反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D.反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2
非选择题
16. (12分)铁红(Fe2O3)常用于油漆、油墨及橡胶工业。工业上以一定质量的硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4,另含少量难溶杂质)为主要原料制备铁红的一种工艺流程如下:
已知:某些过渡元素(如Cu、Fe、Ag等)的离子能与NH3、H2O、OH-、SCN-等形成可溶性配合物。
(1) 工业常将硫铁矿烧渣经过粉碎后再进行“酸浸”,其目的是
。
(2) “酸浸”时加入的硫酸不宜过量太多的原因是 。
(3) “过滤1”所得滤液中含有的阳离子有 。
(4) “沉淀”过程中,控制NH4HCO3用量不变,铁的沉淀率随氨水用量变化如右图所示。当氨水用量超过一定体积时,铁的沉淀率下降。其可能的原因是
。
(5) “过滤2”所得滤渣的主要成分为FeOOH和FeCO3,所得滤液中的主要溶质是________(填化学式)。
(6) 写出FeCO3在空气中焙烧生成铁红的化学方程式:______ __。
17. (12分)Li2CO3是生产锂电池的重要原料,电解铝废渣(主要含AlF3、LiF、NaF、CaO等物质)可用于制备Li2CO3。
已知:① Li2CO3的溶解度:0 ℃ 1.54 g;20 ℃ 1.33 g;80 ℃ 0.85 g。
② 20 ℃,Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-33,Ksp(CaHPO4)=1×10-7。
(1) 在加热条件下酸浸,反应生成能腐蚀玻璃的气体,写出AlF3发生反应的化学方程式: 。
(2) 滤渣B的主要成分是 。
(3) “转化”后所得LiHCO3溶液中含有的Ca2+需要加入Li3PO4除去。除钙步骤中其他条件不变,反应相同时间,温度对除钙率和Li2CO3产率的影响如右图所示。
① 随着温度升高最终Li2CO3的产率逐渐减小的原因是
。
② 当温度高于50 ℃时,除钙率下降的原因可能是
。
(4) 热分解后,获得Li2CO3需趁热过滤的原因是
。
(5) 将酸浸时产生的气体通入Al(OH)3和Na2SO4溶液的混合物中可产生难溶物冰晶石(Na3AlF6),该反应的离子方程式为 。
18. (16分)溴化锂是一种高效水汽吸收剂和空气湿度调节剂。工业上以碳酸锂为原料制备LiBr·H2O的流程如下:
已知:① Br2+H2OHBr+HBrO,Br2+3H2O5HBr+HBrO3;② NH3有还原性,HBrO、HBrO3均具有强氧化性。
(1) 合成时,除生成LiBr外,还产生了2种参与大气循环的气体,写出该化学方程式: 。
(2) 合成时,向碳酸锂中滴加溴和氨水的顺序是________(填字母),可能的理由是____
。
a. 先加氨水再滴溴
b. 先滴溴再加氨水
c. 边滴溴边加氨水
(3) 合成所得的溶液中存在过量的溴会导致溶液pH<3,可用试剂X将溶液pH调节至8~9以除去过量的溴,则X的化学式为______________。
(4) 加入硫脲[CS(NH2)2]的作用是除去BrO,反应中硫脲表现________(填“氧化性”或“还原性”)。
(5) 已知脱色后的混合液中还含有少量的CO。溴化锂溶液的溶解度随温度变化曲线如图所示,请补充完整脱色后得到的溶液制备LiBr·H2O的实验方案:加入活性炭脱色后,_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(实验中可供选择的试剂:盐酸、氢溴酸、乙醇、蒸馏水)。
19. (15分)以Fe(NO3)3作为铁源制备高铁酸钾(K2FeO4),可用于去除水体中的As(Ⅲ)。
已知:K2FeO4微溶于水。在酸性或中性溶液中迅速氧化H2O产生O2,在碱性溶液中较稳定。在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解。
(1) 制备高铁酸钾。向KOH和KClO混合溶液中加入Fe(NO3)3,过滤得到K2FeO4固体。
① 制备K2FeO4的化学方程式为____________________________________________。
② 制备过程中KOH和KClO需过量的原因是 ______________________________________
______________________________________________________________________________________________(至少写两点)。
③ 过滤所得的滤液中加入稀硫酸,产生Cl2,原因可能是:酸性条件下K2FeO4氧化了Cl-,还可能是 。
(2) 测定K2FeO4的纯度。准确称取0.528 0 g K2FeO4样品置于锥形瓶中,用KOH溶液溶解,加入过量KCr(OH)4溶液,再加入硫酸酸化配成待测液。用0.300 0 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗标准液20.00 mL。计算样品中K2FeO4的纯度(写出计算过程)。测定过程中涉及的离子反应有(未配平):
Cr(OH+FeFe(OH)3+Cr+OH-
Cr+H+Cr2+H2O
Cr2+Fe2++H+Cr3++Fe3++H2O
(3) K2FeO4的应用。某水样中As元素主要以As(Ⅲ)存在,As(Ⅲ)可被K2FeO4氧化为As(Ⅴ),再通过Fe(Ⅲ)吸附去除。
① K2FeO4对水中As元素的去除率随pH变化如图1所示。当pH大于7时,As去除率迅速下降的原因是 。
图1
图2
② FeCl3也能去除水中As。pH=6.5时,加入FeCl3或K2FeO4后水中铁浓度对As去除率的影响如图2所示,铁浓度相同,使用K2FeO4时As去除率比使用FeCl3时高的原因是 。2025届高二年级联考
化学(创新班)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 Cl 35.5 K 39 Ca 40 Fe 56Cu 64 Zn 65 Br 80 Ag 108 I l27
一、 单项选择题
1. 党的二十大报告指出“推动绿色发展,促进人与自然和谐共生”。下列做法不合理的是
A. 研制可降解塑料,控制白色污染产生
B. 研发新能源汽车,降低汽油柴油消耗
C. 开发利用天然纤维,停止使用合成材料
D. 研究开发生物农药,减少作物农药残留
2. 2022年11月29日,神舟十五号载人飞船成功发射,我国6名航天员首次实现太空会师。下列说法错误的是
A. 活性炭可用于吸附航天舱中的异味
B. Na2O2可用作宇航乘组的供氧剂
C. 镁铝合金可用作飞船零部件材料
D. SiO2可用作航天器的太阳能电池板
3. 下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)
B. MnO2(s)Cl2(g)漂白粉
C. Cu(s)NO2(g)HNO3(aq)
D. CH3CH2BrCH3CH2OHC2H4
阅读下列资料,完成4~6题:
元素周期表中ⅤA族元素及其化合物作用广泛。氨是重要的化工原料,广泛用于生产铵盐、硝酸、纯碱、医药等;肼(N2H4)的燃烧热为624 kJ/mol,是常用的火箭燃料;氮和磷都是植物生长的营养元素,单质磷可由磷酸钙、石英砂和碳粉在电弧炉中熔烧制得;砷化镓是典型的二代半导体材料,在700~900 ℃条件下,AsH3与Ga(CH3)3通过化学气相沉积可制得砷化镓晶体;铅锑合金一般用作铅蓄电池的负极材料。
4. 氮及其化合物的转化具有重要应用,下列说法正确的是
A. 栽种豆科植物作“绿肥”属于人工固氮
B. 尿素[CO(NH2)2]属于含氮量较高的固态氮肥
C. NO和NO2的混合物一定可以被NaOH溶液完全吸收
D. 工业上利用反应2NaCl+2NH3+CO2+11H2O==Na2CO3·10H2O↓+2NH4Cl生产纯碱
5. 下列说法正确的是
A. N和NH3中的H—N—H键角相等
B. AsH3和Ga(CH3)3晶体类型均为共价晶体
C. NH3和N2H4都是由极性键构成的非极性分子
D. 基态砷原子(33As)核外价电子排布式为4s24p3
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 肼的燃烧:N2H4(l)+3O2(g)==2NO2(g)+2H2O(l) ΔH=-624 kJ/mol
B. 制单质磷:2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+P4↑+10CO↑
C. 制砷化镓晶体:AsH3+Ga(CH3)3==GaAs+C3H12
D. 铅蓄电池放电时的负极反应:Pb-2e-==Pb2+
阅读下列资料,完成7~8题:
废旧磷酸铁锂电池中电极片主要由LiFePO4、铝箔、少量铜及炭黑组成,回收Fe、Li的具体流程如下:
已知:LiFePO4溶于酸,不溶于碱;Li2SO4、Li2CO3在常温下的溶解度分别为34.2 g、1.3 g。
7. 上述流程中各步反应的离子方程式正确的是
A. 铝箔溶于过量碱液:2Al+2OH-===2AlO+H2↑
B. 酸浸液中PO水解:PO+3H2OH3PO4+3OH-
C. 滤渣1中加入H2SO4和H2O2可发生反应:Cu+2H++H2O2===Cu2++2H2O
D. 滤液中加入试剂X时发生的主要反应:2Li++ SO===Li2SO4↓
8.下列铁的化合物的性质与用途具有对应关系的是
A. Fe2O3能与酸反应,可用作红色颜料
B. K2FeO4具有强氧化性,可用于水体的消毒
C. FeSO4具有还原性,可用作补血剂
D. FeCl3溶液呈酸性,可用于蚀刻电路板上的铜
9. 下列指定反应的离子方程式错误的是
A. 硝酸铝溶液中加过量氨水:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
B. 小苏打溶液中加少量Ba(OH)2溶液:
2HCO+Ba2++2OH-===BaCO3↓+2H2O+CO
C. 酸性KMnO4中加入双氧水:2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O
D. 足量SO2气体通入次氯酸钠溶液中:ClO-+SO2+H2O=HClO+HSO3-
10.CuI是有机合成的一种催化剂,受热易氧化。实验室可通过向CuSO4与NaI的混合溶液中通入SO2制备CuI:2CuSO4+2NaI+SO2+2H2O2CuI↓+2H2SO4+Na2SO4。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是
甲 乙 丙 丁
A. 用装置甲制备SO2
B. 用装置乙制备CuI并制备少量含SO2的溶液
C. 用装置丙将CuI与母液分离并用装置乙制得的含SO2的溶液洗涤沉淀
D. 用装置丁加热干燥湿的CuI固体
11.由含硒废料(主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等)制取硒的流程如下:
下列有关说法正确的是
A.“分离”的方法是蒸馏
B.“滤液”中主要存在的阴离子有:、
C.“酸化”时发生的离子反应方程式为
D.SiO2晶胞如题11图所示,1个SiO2晶胞中有16个O原子
12. 以氧化铁渣(主要含Fe3O4和Fe2O3)制取氧化铁红的流程如下:
已知:还原焙烧后氧化铁渣转化为FeO。下列说法不正确的是
A. 还原焙烧时Fe3O4发生反应的化学方程式为2Fe3O4+C6FeO+CO2
B. 酸浸时硫酸适当过量可以抑制金属离子的水解
C. 滤液中主要存在的离子是NH、H+、HCO、SO
D. 煅烧时每生成1 mol Fe2O3,反应转移的电子数是2 mol
13. 实验室用TiCl4水解法制备纳米TiO2的简易流程如下,下列说法错误的是
A. TiCl4 发生水解反应,可生成TiO2·xH2O
B. 氨水的作用可用勒夏特列原理解释
C. 可用AgNO3溶液检验沉淀是否洗涤干净
D. 制得的TiO2纳米颗粒能产生丁达尔现象
14.以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2/Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:
已知浸出时产生的废渣中有SO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是
A.浸出镁的反应为
B.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
15.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下:
下列说法错误的是
A.反应①阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2:1
B.若反应①通过原电池来实现,则ClO2是正极产物
C.反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D.反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2
非选择题
16. (12分)铁红(Fe2O3)常用于油漆、油墨及橡胶工业。工业上以一定质量的硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4,另含少量难溶杂质)为主要原料制备铁红的一种工艺流程如下:
已知:某些过渡元素(如Cu、Fe、Ag等)的离子能与NH3、H2O、OH-、SCN-等形成可溶性配合物。
(1) 工业常将硫铁矿烧渣经过粉碎后再进行“酸浸”,其目的是
。
(2) “酸浸”时加入的硫酸不宜过量太多的原因是 。
(3) “过滤1”所得滤液中含有的阳离子有 。
(4) “沉淀”过程中,控制NH4HCO3用量不变,铁的沉淀率随氨水用量变化如右图所示。当氨水用量超过一定体积时,铁的沉淀率下降。其可能的原因是
。
(5) “过滤2”所得滤渣的主要成分为FeOOH和FeCO3,所得滤液中的主要溶质是________(填化学式)。
(6) 写出FeCO3在空气中焙烧生成铁红的化学方程式:______ __。
16. (12分)
(1) 增大反应物接触面积,加快反应速率,提高烧渣浸出率(2分)
(2) 过量太多会增加沉淀过程氨水的用量(2分)
(3) Fe2+、Fe3+、H+(2分)
(4) 氨水与铁的氢氧化物反应生成可溶性配合物(2分)
(5) (NH4)2SO4(2分)
(6) 4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2(2分)
17. (12分)Li2CO3是生产锂电池的重要原料,电解铝废渣(主要含AlF3、LiF、NaF、CaO等物质)可用于制备Li2CO3。
已知:① Li2CO3的溶解度:0 ℃ 1.54 g;20 ℃ 1.33 g;80 ℃ 0.85 g。
② 20 ℃,Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-33,Ksp(CaHPO4)=1×10-7。
(1) 在加热条件下酸浸,反应生成能腐蚀玻璃的气体,写出AlF3发生反应的化学方程式: 。
(2) 滤渣B的主要成分是 。
(3) “转化”后所得LiHCO3溶液中含有的Ca2+需要加入Li3PO4除去。除钙步骤中其他条件不变,反应相同时间,温度对除钙率和Li2CO3产率的影响如右图所示。
① 随着温度升高最终Li2CO3的产率逐渐减小的原因是
。
② 当温度高于50 ℃时,除钙率下降的原因可能是
。
(4) 热分解后,获得Li2CO3需趁热过滤的原因是
。
(5) 将酸浸时产生的气体通入Al(OH)3和Na2SO4溶液的混合物中可产生难溶物冰晶石(Na3AlF6),该反应的离子方程式为 。
17. (12分)
(1) 2AlF3+ 3H2SO4(浓)Al2(SO4)3+6HF↑(2分)
(2) Al(OH)3(2分)
(3) ① 温度过高LiHCO3分解产生Li2CO3沉淀,与Ca3(PO4)2一同被过滤(2分)
② 温度过高,PO水解,使PO离子浓度减小(2分)
(4) Li2CO3的溶解度随温度升高而降低,趁热过滤可减少Li2CO3溶解损失(2分)
(5) 6HF+Al(OH)3+3Na+===Na3AlF6+3H++3H2O(2分)
18. (16分)溴化锂是一种高效水汽吸收剂和空气湿度调节剂。工业上以碳酸锂为原料制备LiBr·H2O的流程如下:
已知:① Br2+H2OHBr+HBrO,Br2+3H2O5HBr+HBrO3;② NH3有还原性,HBrO、HBrO3均具有强氧化性。
(1) 合成时,除生成LiBr外,还产生了2种参与大气循环的气体,写出该化学方程式: 。
(2) 合成时,向碳酸锂中滴加溴和氨水的顺序是________(填字母),可能的理由是____
。
a. 先加氨水再滴溴
b. 先滴溴再加氨水
c. 边滴溴边加氨水
(3) 合成所得的溶液中存在过量的溴会导致溶液pH<3,可用试剂X将溶液pH调节至8~9以除去过量的溴,则X的化学式为______________。
(4) 加入硫脲[CS(NH2)2]的作用是除去BrO,反应中硫脲表现________(填“氧化性”或“还原性”)。
(5) 已知脱色后的混合液中还含有少量的CO。溴化锂溶液的溶解度随温度变化曲线如图所示,请补充完整脱色后得到的溶液制备LiBr·H2O的实验方案:加入活性炭脱色后,_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(实验中可供选择的试剂:盐酸、氢溴酸、乙醇、蒸馏水)。
18. (16分)
(1) 3Br2+3Li2CO3+2NH3·H2O===6LiBr+N2 ↑+3CO2↑+5H2O(3分)
(2) a(2分) NH3有还原性,在氨水存在的条件下可减少Br2转化为BrO-、BrO(2分)
(3) LiOH(或Li2CO3、Li2O)(2分)
(4) 还原性(2分)
(5) 过滤,向滤液中边搅拌边加入氢溴酸,蒸发浓缩至有少量晶体薄膜、冷却至44 ℃结晶,保温44 ℃过滤,用乙醇洗涤2-3次,干燥(5分)
19. (15分)以Fe(NO3)3作为铁源制备高铁酸钾(K2FeO4),可用于去除水体中的As(Ⅲ)。
已知:K2FeO4微溶于水。在酸性或中性溶液中迅速氧化H2O产生O2,在碱性溶液中较稳定。在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解。
(1) 制备高铁酸钾。向KOH和KClO混合溶液中加入Fe(NO3)3,过滤得到K2FeO4固体。
① 制备K2FeO4的化学方程式为____________________________________________。
② 制备过程中KOH和KClO需过量的原因是 ______________________________________
______________________________________________________________________________________________(至少写两点)。
③ 过滤所得的滤液中加入稀硫酸,产生Cl2,原因可能是:酸性条件下K2FeO4氧化了Cl-,还可能是 。
(2) 测定K2FeO4的纯度。准确称取0.528 0 g K2FeO4样品置于锥形瓶中,用KOH溶液溶解,加入过量KCr(OH)4溶液,再加入硫酸酸化配成待测液。用0.300 0 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗标准液20.00 mL。计算样品中K2FeO4的纯度(写出计算过程)。测定过程中涉及的离子反应有(未配平):
Cr(OH+FeFe(OH)3+Cr+OH-
Cr+H+Cr2+H2O
Cr2+Fe2++H+Cr3++Fe3++H2O
(3) K2FeO4的应用。某水样中As元素主要以As(Ⅲ)存在,As(Ⅲ)可被K2FeO4氧化为As(Ⅴ),再通过Fe(Ⅲ)吸附去除。
① K2FeO4对水中As元素的去除率随pH变化如图1所示。当pH大于7时,As去除率迅速下降的原因是 。
图1
图2
② FeCl3也能去除水中As。pH=6.5时,加入FeCl3或K2FeO4后水中铁浓度对As去除率的影响如图2所示,铁浓度相同,使用K2FeO4时As去除率比使用FeCl3时高的原因是 。
19. (15分)(1) ① 3KClO+10KOH+2Fe(NO3)32K2FeO4↓+3KCl+6KNO3+5H2O(3分) ② 使Fe3+充分转化为K2FeO4;防止残留的Fe3+和产生的Fe(OH)3催化K2FeO4分解;保持溶液呈碱性,使K2FeO4稳定存在(3分) ③ 过量的ClO-在酸性条件下和Cl-反应生成Cl2(2分)
(2) 75.00%(计算过程见解析)(5分)
(3) 碱性条件下,K2FeO4氧化As(Ⅲ)的速率减慢;溶液中生成的用于吸附As(Ⅴ)的Fe(Ⅲ)的量减少,两者共同作用,As去除率迅速下降(3分)