2020届高考化学查漏补缺之无机工艺流程题型专练(二) Word版含答案

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6、二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物,平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)。某课题组以此粉末为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,得到纯净的CeO2和硫酸铁铵晶体。

已知:CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液。

(1)稀酸A的分子式是 。 (2)滤液1中加入H2O2溶液的目的

是 。 (3)设计实验证明滤液1中含有

Fe2+ 。

(4)在酸性溶液中,已知Fe2+溶液可以和难溶于水的FeO?OH?反应生成Fe3O4,书写该反应的离子方程

式 。

(5)由滤液2生成Ce?OH?4的离子方程

式 。 (6)硫酸铁铵晶体??Fe2?SO4?3?2?NH4?2SO4?3H2O??广泛用于水的净化处理,但其在去除酸性废水中的悬浮物时效率降低,其原因

是 。 (7)取上述流程中得到的Ce?OH?4产品0.832g,加硫酸溶解后,用浓度为0.1000mol?L-1的

3+FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce ),消耗20.00mL标准溶液。该产品中

Ce?OH?4的质量分数

为 。(Ce的相对原子质量140)

答案以及解析

1答案及解析:

答案:(1)SiO2 提高硫酸的浓度或提高反应的温度或搅拌 (2)分液漏斗、烧杯

(3)2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O (4)5?pH<9

(5)CO2++C2O2-=CoC2O4?2H2O 4+2H2O滴入盐酸酸化的氯化钡溶液,若无沉淀生成则证明已洗涤干净 (6)溶解NiR2,使之与水层分离 偏高

解析:用含钴废料(主要成分为Co,含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等)制备草酸钴晶体(CoC2O4?2H2O):粉碎后用硫酸溶解,SiO2不与硫酸反应,过滤得到滤液中含有

CoSO4、NiSO4、FeSO4、Al2?SO4?3及过量的硫酸,滤渣I为SiO,滤液中加入过氧化氢

2和CoO,将Fe2+氧化为Fe3+,同时调节pH,使铁离子、铝离子转化为沉淀除去,所以滤渣Ⅱ为氢氧化铁、氢氧化铝,向滤液中加入RH,Ni2+,溶于有机层,为分液,向水层加入

?NH4?2C2O4,得到草酸钴晶体。

(1)用含钴废料,粉碎后用硫酸溶解,SiO2不与硫酸反应,滤渣I为SiO2,提高硫酸的浓度、提高反应的温度、搅拌能提高酸浸速率;

(2)通过操作①得到水层和有机层,则操作①为分液,分液需要的仪器有:分液漏斗、烧杯;

(3)H2O2氧化亚铁离子生成铁离子,离子方程式:2Fe2++2H++H2O2 =2Fe3++2H2O; (4)加入氧化钴的目的是调节溶液的pH,使铁离子沉淀,根据沉淀溶度积可知,铁离子所

-需的氢氧根离子浓度c1(OH)?3Ksp[Fe(OH)3]1?10?5mol/L?1?10?11mol/L,溶液1×10-5mol/L

的c1(H?)?+Kw1?10?14?3pH??lgcH=3;同理可得,铁,则??1?10mol/L11-?11c1(OH)1?10mol/L3??离子所需的氢氧根离子浓度c2(OH?)?Ksp?Al(OH)3?1?10mol/L?5=1?10-9mol/L,溶液的

1?10?14+c2?H??==1?10?5mol/L,则pH2??lgc(=5;而氢氧化镍开始?92H)-c2?OH?1?10mol/L+Kw-沉淀时所需的氢氧根离子浓度 c3(OH)?2Ksp[Ni(OH)2]1?10mol/L?5?1?10?5mol/L,溶液的

Kw1?10?14c1?H???=1?10mol/L,则pH3<-lgc3-?5c3(OH)1?10mol/L+?H?=9,综上所述,最佳pH

+的范围为5≤pH<9;

(5)加入?NH4?2C2O4后生成CoC2O4?2H2O?,离子方程式为:

2?Co2++C2O4+2H2O=CoC2O4?2H2O?,检验晶体是否洗涤干净,只要检验是否有残留的

硫酸根离子在晶体表面即可,即滴入盐酸酸化的氯化钡溶液,若无沉淀生成则证明已洗涤干净;

(6)根据相似相溶原理可知,加入有机萃取剂可溶解NiR2,从而使之与水层分离;若用盐酸酸化,高锰酸钾会氧化盐酸中的氯离子,消耗高锰酸钾偏多,测定结果偏高。

2答案及解析: 答案:

解析:(1)2NaHSO3=Na2S2O5+H2O (2)①NaHSO3

②得到NaHSO3过饱和溶液 (3)2H2O-4e-=4H++O2?;a

2-2-(4)S2O5+2I2+3H2O=2SO4+4I-+6H;0.128

解析:(1)NaHSO3与Na2S2O5中硫元素化合价均为+4价,根据观察法配平反应方程式:

2NaHSO3=Na2S2O5+H2O。

-(2)①I中所得溶液的pH=4.1,硫元素的存在形式应为HSO3,故I中为NaHSO3溶液。

②过程II是利用Na2CO3与NaHSO3反应转化为Na2SO3,过程III利用SO2与Na2SO3反应生成NaHSO3:制得高浓度的NaHSO3,更有利于Na2S2O5Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3,的制备。

(3)根据装置图可知左侧为阳极,溶质为H2SO4,实际放电的水电离出的OH-,电极反应式为

2--电解过程中,阳离子(H)向右侧移动,则a室中SO3,2H2O-4e-=O2?+4H+。+H+=HSO3+NaHSO3浓度增大。

(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂,则Na2S2O5具有强还原性,与I2反应时,Na2S2O5中+4价硫被单质I2氧化为+6价,碘被还原为I-,先根据得失电子守恒写出:

2-2-S2O5+2I2?2SO4+4I-,再根据电荷守恒和质量守恒在左边补充H2O、右边补充H并配平:

+2-2-S2O5+2I2+3H2O=2SO4+4I-+6H+。根据上述离子方程式,

n?S2O2-5??n?I2?20.01000mol?L?1?10.00mL?10?3L??5?10?5mol,

22-根据硫元素守恒,n(SO2)?2n(S2O5)?2?5?10?5mol?1.0?10?4mol,以SO2计算得到

1.0?10?4mol?64g?mol?1?0.128g?L?1。 Na2S2O5的残留量为

0.05000L

3答案及解析:

答案:1.锰酸钾,>,4.7?pH<8.3;

2-2. MnO2+SO2=Mn2++SO4,3MnO2+KC1O3+6KOH3K2MnO4+KC1+3H2O;

3.将温度控制在38 °C左右进行蒸发,析出晶体后立即过滤; 4. MnO2-e-=MnO-4,阳。

4答案及解析: 答案:(1)漏斗

2?2??2Cl??H2O?2CuCl??SO4?2H?;Cu2??2Cl??Fe?2CuCl??Fe2? (2)2Cu2??SO3(3)防止CuCl在潮湿的空气中水解氧化 (4) D

(5)温度过高,促进了CuCl的水解(或温度过高,促进了CuCl与空气中氧气反应) (6) Cu2++e-+Cl-=CuCl↓

5答案及解析:


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