2019年高考化学考点92物质的制备必刷题.doc
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1、- 1 -考点九十二 物质的制备1钨( 74W)是熔点最高的金属,是重要的战略物资。自然界中钨矿石的主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO 4、MnWO 4),还含少量 Si、P、As 的化合物。由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如下:已知:滤渣 I 的主要成份是 Fe2O3、MnO 2。上述流程中,除最后一步外,其余步骤钨的化合价未变。常温下钨酸难溶于水。回答下列问题:(1)钨酸中钨元素的化合价为_,写出 MnWO4在熔融条件下发生碱分解反应生成MnO2的化学方程式_。(2)上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸调 pH=10 后,溶液中的杂质阴离子为 SiO32-、HAsO 32-、HAsO 42-、HPO
2、42-等,则“净化”过程中,加入 H2O2时发生反应的离子方程式为_。(3)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO 4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小。图为不同温度下 Ca(OH)2、CaWO 4的沉淀溶解平衡曲线。则 T1_T2(填“”或“Cl 2与 KOH 溶液在 20以下反应生成 KClO,在较高温度下则生成 KClO3;K2FeO4易溶于水,微溶于浓 KOH 溶液,在 05的强碱性溶液中较稳定。(1)仪器 a 的名称:_;装置 C 中三颈瓶置于冰水浴中的目的是_。(2)装置 B 吸收的气体是_,装置 D 的作用是_。(3)C 中得到足量 KClO 后,将三颈瓶上的导管取下,依次
3、加入 KOH 溶液、Fe(NO 3)3溶液,水浴控制反应温度为 25,搅拌 1.5 h,溶液变为紫红色(含 K2FeO4),该反应的离子方程式为_。再加入饱和 KOH 溶液,析出紫黑色晶体,过滤,得到 K2FeO4粗产品。- 8 -(4)K 2FeO4粗产品含有 Fe(OH)3、KCl 等杂质,其提纯步骤为:将一定量的 K2FeO4粗产品溶于冷的 3 mol/L KOH 溶液中。过滤。_。 (补充完整)搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤 23 次。在真空干燥箱中干燥。(5)称取提纯后的 K2FeO4样品 0.2200 g 于烧杯中,加入强碱性亚铬酸盐溶液,反应后再加稀硫酸调节溶液呈强酸性,配成 25
4、0 mL 溶液,取出 25.00 mL 放入锥形瓶,用 0.01000 mol/L 的(NH 4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,重复操作 2 次,平均消耗(NH 4)2Fe(SO4)2溶液30.00 mL。涉及主要反应为:Cr(OH) 4 FeO 42 Fe(OH)3CrO 42 OH ,2CrO 42 2H +Cr2O72 H 2O,Cr 2O72 6Fe 2+14H + 6Fe3+2Cr 3+7H 2O,则该 K2FeO4样品的纯度为_。【答案】分液漏斗防止 Cl2与 KOH 反应生成 KClO3HCl 吸收 Cl2,防止污染空气 3ClO-2Fe 3+10OH -=2FeO42 3C
5、l -5H 2O 将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和 KOH 溶液 90%5明矾KAl(SO 4)212H2O 在生产、生活中有广泛用途:饮用水的净化;造纸工业上作施- 9 -胶剂;食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料铝灰(含 Al、 Al2O3及少量 SiO2和 FeO xFe2O3)可制备明矾。工艺流程如下:回答下列问题:(1)明矾净水的原理是_(用离子方程式表示)。(2)操作是_,操作是蒸发浓缩、_、过滤、_、干燥。(3)检验滤液 A 中是否存在 Fe2 的试剂是_(只用一种试剂)。(4)将铝灰投入氢氧化钠溶液中生成气体的化学方程式是_,在滤液 A 中加入高锰酸钾发生反应的离子方程式为
6、(该条件下 MnO4 转化为 Mn2 ):_。(5)已知:在 pH3、加热条件下,MnO 可与 Mn2 反应生成 MnO2。加入 MnSO4发生反应的离子方程式为:_。滤渣 2 含有的物质是_。【答案】Al 3 3H 2O Al(OH)3(胶体)3H 过滤冷却结晶洗涤酸性高锰酸钾溶液(或铁氰化钾溶液)2Al2NaOH2H 2O= 2NaAlO23H 25Fe 2 MnO 4 8H =5Fe3 Mn 2 4H 2O3Mn2 2MnO 4 2H 2O=5MnO24H MnO2、Fe(OH) 3- 10 -离子方程式为:5Fe 2 MnO 4 8H =5Fe3 Mn 2 4H 2O,分析离子沉淀的
7、pH 范围,调节溶液 pH=3,可以使使 Fe3+转化成 Fe(OH)3沉淀,并防止 Al3+沉淀;故答案为:5Fe 2+MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O,使 Fe3+转化成 Fe(OH)3沉淀,并防止 Al3+沉淀;(5)在 pH=3、加热条件下,MnO 4-可与 Mn2+反应生成 MnO2。加入 MnSO4发生反应,反应的离子方程式为:3Mn 2+2MnO4-+2H2O=5MnO2+4H +;过滤得到反应中生成的难溶的二氧化锰沉淀和得到的氢氧化铁沉淀,答案为 MnO2、Fe(OH) 3。6Ni 为第 族元素,在许多工业生产中都有涉及。已知草酸镍晶体(NiC 2O42H2O)难
8、溶于水,工业上从废镍催化剂(成分主要为 Ni,含有一定量的 Al2O3、Fe、SiO 2、CaO 等)制备草酸镍晶体的流程如图所示:已知:相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH 如下表:金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Ni2+开始沉淀的 pH 1.1 5.8 3.0 6.8完全沉淀的 pH 3.2 8.8 5.0 9.5- 11 - Ksp(CaF2)=1.4610-10 当某物质浓度小于 1.010-5 mol/L 时,视为完全沉淀(1)请写出一种能提高酸浸速率的措施_。(2)试剂 a 是一种绿色氧化剂,写出“氧化”时反应的离子方程式_。(3)pH 的调控范围为 _,滤渣的成分为_。(
9、4)写出“沉镍”时反应的离子方程式_,证明 Ni2 已经沉淀完全的实验步骤及现象是_,当 Ca2+沉淀完全时,溶液中 c(F )_ mol/L(写出计算式即可) 。(5)操作 a 的内容是_。【答案】把废镍催化剂粉碎,或适当加热,适当增大酸的浓度或搅拌 2Fe2+2H+ +H2O2=2Fe3+2H2O5.0pH6.8Fe(OH) 3和 Al(OH)3Ni2+C2O42-+2H2O=NiC2O42H2O 取适量上层清液放入试管中,继续滴加(NH 4) 2C2O4溶液,无沉淀生成 过滤、洗涤、干燥7I高铁酸钾( K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中。- 12 -如图
10、是高铁电池的模拟实验装置:(1)该电池放电时正极的电极反应式为_;若维持电流强度为 1A,电池工作十分钟,理论消耗 Zn_g(已知 F=96500Cmol,小数点后保留 1 位) 。(2)盐桥中盛有饱和 KC1 溶液,此盐桥中氯离子向_移动(填“左”或“右” ) ;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向_移动(填“左”或“右” ) 。(3)下图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有_。工业上湿法制备 K2FeO4的工艺流程如图。(4)完成“氧化”过程中反应的化学方程式:_FeCl3+_NaOH+_NaClO=_Na2FeO4+_NaCl+_H2O,其中氧化剂是_(填
11、化学式) 。(5)加入饱和 KOH 溶液的目的是_。(6)已知 25时 KspFe(OH)3=4.010-38,此温度下若在实验室中配制 5mol/L l00mL FeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入_mL 2 mol/L 的盐酸(忽略加入盐酸体积) 。- 13 -【答案】FeO 42 +4H2O+3e =Fe(OH) 3+5OH 0.2 右左使用时间长、工作电压稳定2103295NaClO 减小高铁酸钾的溶解,促进高铁酸钾晶体析出 2.58四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体。某校化学课外活动小组准备利用下图装置制备四氯化钛(部分夹持仪器已略去)。- 14 -资
12、料表明:室温下,四氯化钛为无色液体,熔点:25 ,沸点:136.4 。在空气中发烟生成二氧化钛固体。在 650850 下,将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到四氯化钛和一种有毒气体。回答下列问题:(1)检查该装置气密性的方法是_。(2)实验中 B 装置的作用是_。(3)写出 D 装置中物质制备的化学方程式_;写出四氯化钛在空气中发烟的化学方程式_。(4)E 处球形冷凝管的冷却水应从_(填“c”或“d”)口通入。(5)F 装置中盛装的物质是_。(6)该实验设计略有缺陷,请指出其不足之处:_。【答案】在 B 装置中加入蒸馏水至浸没玻璃导管 a 的下端,关闭活塞 b,微热 A 装置中的烧瓶,若导管
13、 a 中的液面上升一定的高度,则气密性良好(或在 B 装置中加入蒸馏水至浸没玻璃导管 a 的下端,F 装置处连接导气管并将尾端放到水槽中,微热 A 装置中的烧瓶,水槽中导气管的尾端有气泡冒出,停止加热,倒吸形成一段稳定的水柱,则气密性良好等合理即可)洗去 Cl2中的 HCl 气体、用作安全瓶(或用作平衡气压的安全装置,或用作防堵塞的安全装置)TiO22Cl 22C 650850 TiCl42COTiCl 42H 2O=TiO24HClc 碱石灰没有对 CO 进行尾气处理- 15 -9四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体。某校化学课外活动小组准备利用下图装置制备四氯化钛(部分夹持仪器已略去
14、)。资料表明:室温下,四氯化钛为无色液体,熔点:25 ,沸点:136.4 。在空气中发烟生成二氧化钛固体。在 650850 下,将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到四氯- 16 -化钛和一种有毒气体。回答下列问题:(1)检查该装置气密性的方法是_。(2)实验中 B 装置的作用是_。(3)写出 D 装置中物质制备的化学方程式_;写出四氯化钛在空气中发烟的化学方程式_。(4)E 处球形冷凝管的冷却水应从_(填“c”或“d”)口通入。(5)F 装置中盛装的物质是_。(6)该实验设计略有缺陷,请指出其不足之处:_。【答案】在 B 装置中加入蒸馏水至浸没玻璃导管 a 的下端,关闭活塞 b,微热 A 装
15、置中的烧瓶,若导管 a 中的液面上升一定的高度,则气密性良好(或在 B 装置中加入蒸馏水至浸没玻璃导管 a 的下端,F 装置处连接导气管并将尾端放到水槽中,微热 A 装置中的烧瓶,水槽中导气管的尾端有气泡冒出,停止加热,倒吸形成一段稳定的水柱,则气密性良好等合理即可)洗去 Cl2中的 HCl 气体、用作安全瓶(或用作平衡气压的安全装置,或用作防堵塞的安全装置)TiO22Cl 22C 650850 TiCl42COTiCl 42H 2O=TiO24HClc 碱石灰没有对 CO 进行尾气处理- 17 -10铬是重要的战略物质之一,由于具有质硬,耐磨,耐高温,抗腐蚀性等特性,所以在工业上应用比较广泛
16、,在冶金工业上主要用铬铁矿(Cr 2O3 、FeO、SiO 2 、Al 2O3 等,其它杂质不参加反应)生产铬和铁等金属。流程如下:已知:2Cr 2O33O 24Na 2CO3 4Na2CrO44CO 2;部分物质的溶解度(单位 g)0 10 20 30 40 50 60Na2CO3 7.0 13 29 40 49 46 44NaHCO3 6.9 8.5 9.6 11.1 12.7 14.4 16.9- 18 -Na2Cr2O7 161 170 183 198 218 240 265(1)粉碎的目的_;(2)写出焙烧时含铝物质发生的化学反应方程式_;(3)操作 4 是_,沉淀 3 含有的物质有
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