内蒙古2023年高考化学模拟题汇编-05化学实验基础、化学与STSE
一、单选题
1.(2023·内蒙古呼和浩特·统考一模)下列实验装置或操作能达到实验目的的是
A B C D
配制0.10mol·L-1NaCl溶液 制备并收集NH3 制备Fe(OH)3胶体 检查装置气密性
A.A B.B C.C D.D
2.(2023·内蒙古呼和浩特·统考模拟预测)“化学多米诺实验”即只需控制第一个反应,利用反应中气体产生的压力和虹吸作用原理,使若干化学实验依次发生。如图是一个“化学多来诺实验”,已知:(该反应产物可作为H2O2分解的催化剂)。下列有关分析不正确的是
A.实验中不涉及化合反应
B.若硫酸浓度及锌片大小表面积等均相同,则B中产生氢气速率大于D中速率
C.C中现象为试管内液面下降
D.H中出现浅黄色浑浊,证明O非金属性强于S
3.(2023·内蒙古呼和浩特·统考模拟预测)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(夹持和净化装置省略)。仅用以下实验装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的是
选项 a中的液体 b中的物质 c中收集的气体 d中的液体
A 浓氨水 碱石灰 NH3 H2O
B 浓硝酸 Cu NO2 H2O
C 稀硫酸 CaCO3 CO2 NaOH溶液
D 浓硫酸 Na2SO3 SO2 NaOH溶液
A.A B.B C.C D.D
4.(2023·内蒙古呼和浩特·统考模拟预测)铝氢化钠(NaAlH4)是有机合成中的一种重要还原剂。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝氢化钠的一种工艺流程如图:
下列说法中错误的是
A.为了提高“碱溶”效率,在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎
B.“反应I”的部分化学原理与泡沫灭火器的原理相同
C.“滤渣1”的主要成分为氧化铁
D.“反应III”的化学方程式为4NaH+AlCl3=NaAlH4+3NaCl
5.(2023·内蒙古呼和浩特·统考模拟预测)下列实验操作及现象可以达到实验目的的是
选项 实验目的 实验操作
A 验证SO2具有漂白性 SO2缓慢通入滴有酚酞的NaOH溶液中, 观察溶液颜色变化
B 探究浓度对反应速率的影响 向2支各盛有5mL不同浓度的NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,观察实验现象
C 证明FeCl 3与KI之间是可逆反应 向1mL 0.1mol·L-1FeCl3溶液中滴加2mL 0.1mol·L-1KI溶液, 充分反应, 滴加几滴KSCN溶液后变为红色
D 除去NaCl固体中混有的少量KNO3杂质 将混合物制成热的饱和溶液,冷却结晶,过滤
A.A B.B C.C D.D
6.(2023·内蒙古呼和浩特·统考一模)化学与生活密切相关,下列叙述正确的是
A.青铜和黄铜是不同结构的单质铜
B.单晶硅是一种半导体材料,可用于制造硅电池
C.食品袋中放置的CaO可直接防止食品氧化变质
D.14C可用于文物鉴定,14C与12C互为同素异形体
7.(2023·内蒙古呼和浩特·统考模拟预测)化学与生活密切相关,下列叙述不正确的是
A.“84消毒液”可喷洒于衣物上进行杀菌消毒
B.75%的乙醇溶液常用作医用消毒剂
C.碘酒可用于皮肤外用消毒
D.二氧化硫可用于食品杀菌、抗氧化
8.(2023·内蒙古呼和浩特·统考模拟预测)化学在社会进步中发挥着关键性作用。下列有关能源和材料的说法不正确的是
A.低磁合金钢常用于舰体材料,其强度高于纯铁
B.可燃冰资源丰富且可再生,是最有希望的未来能源
C.利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源有利于实现“低碳经济”
D.2022北京冬奥会开幕式专用演出服为石墨烯智能发热材料,属于新型无机非金属材料
二、实验题
9.(2023·内蒙古呼和浩特·统考一模)过氧乙酸(CH3COOOH)在卫生医疗、食品消毒及漂白剂领域等有广泛应用。实验室利用醋酸(CH3COOH)与双氧水(H2O2)共热,在难溶固体酸的催化下制备过氧乙酸(CH3COOOH)。同时利用乙酸丁酯与水形成共沸物(沸点90.7°C)及时分离出水,以提高产率。实验装置如图所示,请回答下列问题:
已知:i.过氧乙酸为无色液体,易溶于水;极不稳定,遇高热会引起爆炸;氧化性与高锰酸钾相当。
ii.相关物质性质
相关物质 CH3COOH CH3COOOH 乙酸丁酯
沸点(°C) 118 105 126
实验步骤:
①向油水分离器中加入适量蒸馏水液面低于分水器支管口;
②仪器2中加入冰醋酸、固体酸催化剂和适量乙酸丁酯,仪器6中通冷却水,开通仪器1和8,缓慢关闭仪器7处放空阀,温度维持为55°C;
③待真空度达到反应要求时,打开仪器3的活塞,缓慢逐滴滴入浓度为35%的双氧水;
④当油水分离器中水层液面升高到支管口时,经过操作a后,打开活塞逐滴放出适量水……;
⑤待反应结束,冷却后放出油水分离器中下层水,将上层液体从油水分离器上口倒入仪器2,分离仪器2中的混合物,初步得到粗产品。
(1)仪器2的名称是_______,仪器2中制备过氧乙酸(CH3COOOH)的化学反应方程式为_______;
(2)实验中反应温度控制在55°C,且缓慢逐滴滴入浓度为35%的双氧水,以上操作的原因是_______;
(3)步骤④的“操作a”指_______;定期从油水分离器放出水的原因是_______;
(4)待观察到_______(填现象)时,说明反应已经结束;
(5)反应结束,分离仪器2中的混合物初步得到粗产品的方法是_______;
(6)粗产品中过氧乙酸(CH3COOOH)含量的测定:取一定体积的样品VmL,分成2等份。其中一份用过量KI溶液与过氧化物作用,以0.10mol·L-1的硫代硫酸钠溶液滴定碘(I2+2=2I-+)消耗量为V1mL;另一份用0.02mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液滴定,消耗量为V2mL。则样品中的过氧乙酸的浓度为_______mol·L-1。
10.(2023·内蒙古呼和浩特·统考模拟预测)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物。卤素互化物具有强氧化性稀溶液,可与金属直接反应,也可用作有机合成中的碘化剂,一般可由卤素单质直接化合制得。有关一氯化碘制备及性质验证,请回答下列问题:
I.海藻提碘可得到I2的CCl4溶液,从其中回收I2的流程如下:
(1)步骤I的分离溶液操作中,主要用到的玻璃仪器有烧杯和_______,步骤Ⅱ的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
(2)回收获得的粗碘可采用如图所示的简易装置分离提纯。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热,碘晶体在扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法的名称是_______。
Ⅱ.某学习小组在实验室中拟用下图装置制取纯净、干燥的氯气,并利用氯气与碘反应制备一氯化碘。
查阅资料了解到以下内容:
①碘与氯气的反应为放热反应
②ICl是一种红棕色液体,沸点97.4℃,不溶于水
③ICl能与KI反应生成I2
请回答下列问题:
(3)各装置连接顺序为A→_______→_______→_______→_______;_______
(4)B装置烧瓶需放在冷水中,其目的是:_______,B装置得到的液态产物进一步提纯可得到较纯净的ICl,采取的方法是_______。
(5)ICl与稀NaOH溶液可发生非氧化还原反应,请写出该反应的离子方程式_______。
(6)请设计简单的实验证明ICl的氧化性比I2强:_______。
11.(2023·内蒙古呼和浩特·统考模拟预测)Kx[Cu(C2O4)x]·3H2O(水合草酸铜(Ⅱ)酸钾)是一种化工原料,实验室制备少量水合草酸铜酸钾并测定样品的组成,实验步骤如下:
Ⅰ.制备CuO
用图1所示装置将溶液混合后,小火加热至蓝色沉淀转变为黑色,煮沸5~10分钟。稍冷却后全部转移至图2装置过滤,并用蒸馏水洗涤沉淀2~3次。
(1)由CuSO4·5H2O配制实验所需的CuSO4溶液,下列仪器中不需要的是_______(填仪器名称)。
(2)检验沉淀洗涤干净的方法为:_______,滴入氯化钡溶液,_______。
Ⅱ.制备KHC2O4和K2C2O4混合溶液
称取一定质量H2C2O4·2H2O放入250mL烧杯中,加入40mL蒸馏水,微热(温度低于80℃)溶解。稍冷后加入一定量无水K2CO3,充分反应后生成含KHC2O4和K2C2O4的混合物。
(3)该步骤中原料配比为3∶2,则所得混合物中n(KHC2O4):n(K2C2O4)=_______。
(4)为防止反应过于剧烈而引起喷溅,加入K2CO3应采取_______的方法。
Ⅲ.制备水合草酸铜酸钾晶体
将KHC2O4和K2C2O4混合溶液加热至80-85℃,再将CuO连同滤纸一起加入到该溶液中,充分反应至CuO沉淀全部溶解,取出滤纸后,加热浓缩、冷却结晶、过滤,用乙醇淋洗,自然晾干,称量。
(5)溶解CuO沉淀时,连同滤纸一起加入到溶液中的目的是_______
Ⅳ.测定水合草酸铜酸钾晶体的成分
取少量制得的样品配成溶液。用标准酸性高锰酸钾溶液滴定、用标准EDTA溶液滴定Cu2+,经计算样品中n(Cu2+):n()=1∶2,假设制备的过程中Cu2+无损耗。
(6)标准酸性高锰酸钾与C2O反应的离子方程式为_______。
(7)水合草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体的化学式为_______。
三、工业流程题
12.(2023·内蒙古呼和浩特·统考一模)我国锂云母矿石储量丰富,现有产自内蒙古的锂云母矿石(主要成分为SiO2·Al2O3·2(Li,K)(F,OH)],内含少量镁、钙、铁的氧化物),工业上欲采用硫酸法用其制备Li2CO3具体流程如下:
查阅资料可知:
I.“焙烧”温度对锂提取率的影响如下图所示
II.“焙烧”过程中铁的氧化物未参与反应
III.3SiO2·Al2O3·2(Li,K)(F,OH)]+H2SO4(浓)Li2SO4+Al2(SO4)3+K2SO4+SiO2+SiF4↑+H2O
IV.Li2SO4+Na2CO3→Li2CO3↓+Na2SO4
回答下列问题:
(1)“焙烧”温度理论上选择_______为宜,同时为提高“焙烧”效率,还可采取的措施有_______;
(2)“焙烧”产生的气体可用NaOH溶液吸收,且元素化合价均不发生变化,该反应的化学方程式为_______;
(3)在“中和”过程中,为使Fe3+和Al3+完全沉淀,pH值至少调整为_______;部分金属氢氧化物的pKsp(pKsp=-lgKsp)如图所示:
(4)“中和”所得“滤渣1”中除氢氧化物沉淀外还含有_______;
(5)“氧化”过程中发生氧化还原反应的离子方程式为_______;
(6)“滤渣2”的主要成分是_______;
(7)工业上还可以通过“苛化反应”,利用Li2CO3(s)+Ca2+(aq)CaCO3(s)+2Li+(aq)反应原理得到氢氧化锂溶液,进而生产出纯度更高的工业碳酸锂,请通过计算过程证实该方案的可行性_______。[已知Ksp(Li2CO3)=8.64×10-4;KspCaCO3)=2.5×10-9]
13.(2023·内蒙古呼和浩特·统考模拟预测)铋(Bi)的化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含FeS、CuO、SiO2等杂质)制备NaBiO3的工艺流程如下图:
已知:i.Bi3+易水解;NaBiO3难溶于冷水
ii.“氧化浸取”时,铋元素转化为Bi3+,硫元素转化为硫单质
iii.
iv.该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:
金属离子 Fe2+ Fe3+ Cu2+ Bi3+
开始沉淀的pH 7.6 2.7 4.8 4.5
沉淀完全的pH 9.6 3.7 6.4 5.5
回答下列问题:
(1)为了提高辉铋矿的浸取率,可采取的措施为_______。(写一条)
(2)“滤渣1”的主要成分是_______。(填化学式)
(3)用硝酸替代“盐酸,H2O2”也可以实现“氧化浸取”,从环保角度考虑,存在的缺点是_______。
(4)检验“氧化浸取”液中是否含Fe2+,可选择的试剂是_______(填标号)。
a.KSCN溶液 b.K3[Fe(CN)6]溶液 c.KSCN溶液和双氧水
(5)“除铁”时,调节溶液pH值的范围是_______。
(6)“转化”时,生成NaBiO3的离子方程式是_______。
(7)“转化”后应冷却至室温再过滤,原因是_______。
参考答案:
1.D
【详解】A.容量瓶不能用于溶解、稀释和长期贮存溶液,A不合题意;
B.收集氨气的时候,应该用向下排空气的方法收集,导管应该伸到试管底部,B不合题意;
C.制备氢氧化铁胶体,应将饱和氯化铁溶液逐滴滴加到沸水中,C不合题意;
D.用手捂热圆底烧瓶,导管口会有气泡产生,停止加热后,导管中会倒吸进一段水柱,则气密性良好,D符合题意;
故选D。
2.B
【分析】装置B中稀硫酸与Zn反应生成氢气,生成的氢气将C中液体压入D中,硫酸铜和Zn发生置换反应生成Cu单质后形成原电池,加快Zn与稀硫酸的反应速率,生成的氢气进入E中,将E中液体压入过量氨水中,发生Cu2++4NH3 H2O=4H2O +[Cu(NH3)4]2+,然后进入G中,催化双氧水的分解生成氧气,生成的氧气进入过量硫化氢溶液中发生氧化还原反应生成硫单质,装置I吸收尾气。
【详解】A.化合反应为多变一的反应,实验中不涉及化合反应,故A正确;
B.B与D两容器中比较,D中形成原电池后可以加快反应速率,故B错误;
C.C中压强变大,液体压入D中,试管内液面下降,故C正确;
D.H中出现浅黄色浑浊说明氧气将硫化氢氧化成硫单质,说明氧化性O2>S,证明O非金属性强于S,故D正确;
故选B。
3.D
【详解】A.浓氨水与碱石灰不加热可以制取氨气,但是氨气的密度比空气小,不能用向上排空气方法收集,A错误;
B.浓硝酸与Cu反应产生NO2气体,NO2密度比空气大,可以用向上排空气方法收集,NO2是大气污染物,但NO2若用水吸收,会发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,产生的NO仍然会污染空气,B错误;
C.稀硫酸和碳酸钙生成微溶的硫酸钙阻碍了反应的进行,C错误;
D.浓硫酸与Na2SO3发生复分解反应,产生Na2SO4、H2O、SO2,SO2密度比空气大,可以用向上排空气方法收集,SO2是大气污染物,可以用NaOH溶液吸收,发生反应为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,为防止倒吸,安装了倒扣漏斗,从而达到环境保护的目的,D正确;
故选D。
4.B
【分析】以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝,由流程可知,NaOH溶解时Fe2O3不反应,过滤得到的滤渣中含有Fe2O3,碳酸氢钠与偏铝酸钠反应生成Al(OH)3,过滤得到Al(OH)3,灼烧生成氧化铝,电解氧化铝生成Al和氧气,纯铝在氯气中燃烧生成氯化铝,氯化铝再与NaH反应生成铝氢化钠(NaAlH4),据此解答。
【详解】A.为了提高“碱溶”效率,在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎,增大接触面积,A正确;
B.滤液中含有过量NaOH和NaAlO2溶液,加入NaHCO3溶液后分别与OH-、反应,反应的离子方程式OH-+= +H2O、++H2O=+Al(OH)3 ↓,与泡沫灭火器的原理不同,故B错误;
C.铝土矿加NaOH溶解时,Al2O3溶解而Fe2O3不反应,则过滤所得滤渣I主要成分为氧化铁,故 C正确;
D.由分析可知,“反应III”的化学方程式为4NaH+AlCl3=NaAlH4+3NaCl ,故D正确;
答案选B。
5.C
【详解】A.二氧化硫和氢氧化钠反应,溶液碱性消失,溶液的红色也会褪色,故A错误;
B.亚硫酸氢钠和过氧化氢反应没有明显的现象,不能判断反应的速率,故B错误;
C.1mL 0.1mol·L-1FeCl3溶液中滴加2mL 0.1mol·L-1KI溶液,反应中碘离子过量,充分反应, 滴加几滴KSCN溶液后变为红色,说明溶液中仍存在铁离子,则FeCl 3与KI之间是可逆反应,故C正确;
D.氯化钠溶解度受温度影响较小,应该使用蒸发结晶的方法提纯氯化钠,故D错误;
故选C。
6.B
【详解】A.青铜和黄铜都不是单质铜,是铜的合金,故A错误;
B.单晶硅是一种半导体材料,可用于制造硅电池,故B正确;
C.食品袋中放置的CaO用作干燥剂,不能直接防止食品氧化变质,故C错误;
D.14C可用于文物鉴定,14C与12C为质子数相同、中子数不同的碳原子,二者互为同位素,故D错误;
故选B。
7.A
【详解】A.“84消毒液”中含有漂白性物质,能使有色物质褪色,不可喷洒于衣物上进行杀菌消毒,故A错误;
B.75%的乙醇溶液能杀灭病菌,常用作医用消毒剂,故B正确;
C.碘酒能灭菌,可用于皮肤外用消毒,故C正确;
D.二氧化硫具有还原性且能灭菌,可用于食品杀菌、抗氧化,故D正确;
故选A。
8.B
【详解】A.合金硬度大于成分金属,低磁合金钢常用于舰体材料,其强度高于纯铁,故A正确;
B.可燃冰为化石燃料,不可再生,故B错误;
C.利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源,利于减少化石燃料的燃烧,有利于实现“低碳经济”,故C正确;
D.石墨烯智能发热材料,属于新型无机非金属材料,故D正确;
故选B。
9.(1) 三颈烧瓶 CH3COOH+H2O2CH3COOOH+H2O
(2)防止温度过高CH3COOOH燦炸分解,减少H2O2热分解损失,缓慢滴加可以提高H2O2的利用率
(3) 打开放空阀 防止油水分离器中的水回到仪器2中,使过氧乙酸溶解影响产率
(4)仪器5油水分离器液面高度保持不变
(5)过滤
(6)
【分析】利用醋酸(CH3COOH)与双氧水(H2O2)共热,在难溶固体酸的催化下制备过氧乙酸(CH3COOOH),冷凝回流后利用分水器分离出水,促进反应正向移动,产物再冷却收集,所得产品进行实验分析;
【详解】(1)根据仪器构造可知,仪器2的名称是三颈烧瓶,仪器2中乙酸和双氧水在固体催化剂加热的条件下反应制备过氧乙酸(CH3COOOH)的化学反应方程式为CH3COOH+H2O2CH3COOOH+H2O;
(2)为防止温度过高CH3COOOH燦炸分解,减少H2O2热分解损失,缓慢滴加可以提高H2O2的利用率,故实验中反应温度控制在55°C,且缓慢逐滴滴入浓度为35%的双氧水;
(3)④当油水分离器中水层液面升高到支管口时,经过打开放空阀后,打开活塞逐滴放出适量水;
定期从油水分离器放出水的原因是防止油水分离器中的水回到仪器2中,使过氧乙酸溶解影响产率;
(4)根据产生的水的量不变可判断反应达平衡,待观察到仪器5油水分离器液面高度保持不变时,说明反应已经结束;
(5)反应结束,分离仪器2中的混合物初步得到粗产品是分离去掉难溶固体酸,方法是过滤;
(6)根据I2+2=2I-+,由得失电子守恒、元素守恒可知:
,
双氧水与高锰酸钾反应,由得失电子守恒可知:
,
则样品中含有n(CH3COOOH)=(0.05V1-0.05V2)mol,由公式c=可得,样品中的过氧乙酸的浓度为=;答案为。
10.(1) 分液漏斗 1:5
(2)升华
(3)CEBD
(4) 防止 ICl 挥发(答案合理即可) 蒸馏
(5)
(6)用湿润的淀粉碘化钾试纸检测 ICl,试纸变蓝(答案合理即可)
【分析】Ⅱ.A中反应生成氯气,通过C除去挥发的氯化氢,通过E对氯气进行干燥,氯气进入B生成一氯化碘,尾气使用碱液吸收;
【详解】(1)步骤I为分离有机层和水层的操作,为萃取分液操作,主要用到的玻璃仪器有烧杯和分液漏斗;步骤Ⅱ的反应中碘离子化合价由-1变为0,为还原剂,碘酸根离子中碘化合价由+5变为0,为氧化剂,根据电子守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:5;
(2)粉状物放入蒸发皿中并小火加热,碘晶体在扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法中固体直接变为气体然后凝结为固体,名称是升华;
(3)由分析可知,各装置连接顺序为ACEBD;
(4)已知:碘与氯气的反应为放热反应,ICl是一种红棕色液体,沸点97.4℃;则B装置烧瓶需放在冷水中,其目的是:防止 ICl 挥发;一氯化碘的沸点较低,故B装置得到的液态产物进一步提纯可得到较纯净的ICl,采取的方法是蒸馏;
(5)ICl与稀NaOH溶液可发生非氧化还原反应,则各元素化合价不变,反应生成氯化钠、次碘酸钠,反应为;
(6)氧化剂氧化性大于氧化产物,已知,ICl能与KI反应生成I2,碘单质能使淀粉变蓝色;故证明ICl的氧化性比I2强的实验设计可以为:用湿润的淀粉碘化钾试纸检测 ICl,试纸变蓝(答案合理即可)。
11.(1)(普通)漏斗
(2) 取少量最后一次洗涤液于试管中 若无白色沉淀生成,则沉淀已洗净
(3)2∶1
(4)分批加入并搅拌
(5)防止 CuO 的损耗,产率减小
(6)
(7)K2[Cu(C2O4)2] 3H2O
【分析】本实验的目的是制备少量水合草酸铜酸钾并测定样品的组成;首先利用硫酸铜和氢氧化钠溶液制取氢氧化铜沉淀,加热使其分解得到;然后H2C2O4·2H2O和无水K2CO3制备KHC2O4和K2C2O4混合溶液;然后将KHC2O4和K2C2O4混合溶液水浴微热,再将连同滤纸一起加入到该溶液中,充分反应,经系列操作得到样品;最后测定水合草酸铜酸钾晶体的成分。
【详解】(1)配置一定浓度的溶液需要电子天平、烧杯 、量筒,不需要漏斗,答案:(普通)漏斗;
(2)得到的固体表面可能附着有硫酸钠,可以通过检验硫酸根来确定沉淀是否洗涤干净,具体方法为:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴入BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则已经洗涤干净,答案:取少量最后一次洗涤液于试管中,若无白色沉淀生成,则沉淀已洗净;
(3)假设两种原分别为是3.0g ,2.0 g ,3.0g H2C2O4·2H2O的物质的量为≈0.0238mol,2.0 g无水K2CO3的物质的量为≈0.0159mol,则根据碳元素守恒可得:n(KHC2O4)+n(K2C2O4)=0.0238 ,根据K元素守恒可得n(KHC2O4)+2n(K2C2O4)=(0.0159×2) ,联立解得n(KHC2O4)=0.0158mol,n(K2C2O4)=0.0080mol,所以n(KHC2O4):n(K2C2O4)= 2∶1,答案: 2∶1;
(4)分批加入并搅拌使产生的热量尽快散失,答案:分批加入并搅拌;
(5)连同滤纸一起加入到溶液中的目的是使残留在滤纸上的充分利用,答案:防止 的损耗,产率减小;
(6)酸性高锰酸钾与C2O反应生成锰离子、二氧化碳和水,,答案:;
(7)已知样品中n(Cu):n()=1:2,所以x=2,所以水合草酸铜(Ⅱ)酸钾晶体的化学式为K2[Cu(C2O4)2]·3H2O。
12.(1) 700°C 将矿石粉碎或搅拌
(2)SiF4+6NaOH=Na2SiO3+4NaF+3H2O
(3)5
(4)SiO2、CaSO4
(5)ClO-+2Fe2++H2O+4OH-=2Fe(OH)3↓+Cl
(6)Fe(OH)3、Mg(OH)2
(7)≈3.5×105>105,说明该反应可以进行完全
【分析】锂云母矿石(主要成分为SiO2·Al2O3·2(Li,K)(F,OH)],内含少量镁、钙、铁的氧化物),“焙烧”后使用Ca(OH)2中和,调pH并过滤以除去Fe3+,Al3+,不反应的SiO2和低溶解度的CaSO4;然后使用次氯酸钙氧化,并使用NaOH调pH以除去亚铁离子和Mg2+;最后加入碳酸钠沉锂,据此分析解题。
【详解】(1)由图可知,“焙烧”温度为700℃时,锂提取率最高,所以“焙烧”的温度理论上选择700℃;此外,将矿石粉碎或搅拌可提高“焙烧”效率;故答案为700℃;将矿石粉碎或搅拌。
(2)“焙烧”生成SiF4气体,Si为+4价,F为-1价;用NaOH溶液吸收,且元素化合价均不发生变化,所以方程式为SiF4+6NaOH=Na2SiO3+4NaF+3H2O;故答案为SiF4+6NaOH=Na2SiO3+4NaF+3H2O。
(3)为使Fe3+和Al3+完全沉淀,且溶液中离子浓度为视为完全沉淀,由图可知,Al3+完全沉淀pH值高,此时溶液中,此时pH=5,所以pH值至少调整为5;故答案为5。
(4)“焙烧”后的物质中SiO2不与Ca(OH)2反应; “中和”后产物中含有CaSO4,CaSO4溶解度不高,所以所得“滤渣1”中除氢氧化物沉淀外还含有SiO2和CaSO4;故答案为SiO2、CaSO4。
(5)“氧化”过程主要是氧化亚铁离子,并调pH使其沉淀,所以离子方程式为ClO-+2Fe2++H2O+4OH-=2Fe(OH)3↓+Cl ;故答案为ClO-+2Fe2++H2O+4OH-=2Fe(OH)3↓+Cl 。
(6)根据工艺流程,Fe3+和Al3+在中和过程完全沉淀,氧化过程中有Fe(OH)3生成,以及少量的Mg(OH)2,故答案为Fe(OH)3、Mg(OH)2。
(7)利用Li2CO3(s)+Ca2+(aq)CaCO3(s)+2Li+(aq)反应原理得到氢氧化锂溶液,已知Ksp(Li2CO3)=8.64×10-4,KspCaCO3)=2.5×10-9;有因此有≈3.5×105>105,说明该反应可以进行完全;故答案为≈3.5×105>105,说明该反应可以进行完全。
13.(1)粉碎、搅拌、适当升高温度、增大浸取液浓度、延长浸取时间等
(2)S、SiO2
(3)产生大气污染物 NOx
(4)b
(5)3.7~4.5
(6)
(7)NaBiO3在冷水中难溶,冷却过后过滤可减少 NaBiO3的损失
【分析】由题干信息,辉铋矿主要成分为Bi2S3,含FeS、CuO、SiO2等杂质,向辉铋矿中加入H2O2和盐酸进行氧化浸取,发生的反应有:Bi2S3+3H2O2+6H+=2Bi3++3S+6H2O,2FeS+3H2O2+6H+=2Fe3++2S+6H2O,CuO+2H+=Cu2++H2O,得到含S和SiO2的滤渣1,滤液中含有Bi3+、Fe3+和Cu2+,再调节pH除去Fe3+,得到滤渣2为Fe(OH)3,过滤后向滤液中加入氨水,发生反应Cu2++4NH3(g)Cu[(NH3)4]2+,过滤后加入盐酸溶液滤渣,再加入NaOH、NaClO,发生反应Na++ClO-+Bi3++4OH-=NaBiO3↓+Cl-+2H2O得到产品NaBiO3;
【详解】(1)为了提高辉铋矿的浸取率,可采取的措施为粉碎、搅拌、适当升高温度、增大浸取液浓度、延长浸取时间等;
(2)根据分析可知,氧化浸取时硫元素转化为硫单质,SiO2不参与反应,因此得到的滤渣1主要成分为S和SiO2;
(3)用硝酸替代“盐酸,反应中硝酸发生氧化还原反应生成大气污染物一氧化氮、二氧化氮等氮的氧化物,故不环保;
(4)亚铁离子和K3[Fe(CN)6]溶液会生成蓝色沉淀;检验“氧化浸取”液中是否含Fe2+,可选择的试剂是K3[Fe(CN)6]溶液;故选b;
(5)结合已知信息iv,当pH≥3.7时,Fe3+完全沉淀,为防止Bi3+沉淀,pH不能超过4.5,因此“除铁”时,调节溶液的pH值的范围为3.7≤pH<4.5;
(6)“转化”时加入NaOH、NaClO发生氧化还原反应生产氯离子、同时得到产品NaBiO3,反应的离子方程式为Na++ClO-+Bi3++4OH-=NaBiO3↓+Cl-+2H2O;由于NaBiO3在冷水中难溶,因此“转化”后应冷却至室温再过滤,可减少NaBiO3的损失。
(7)“由于NaBiO3在冷水中难溶,因此“转化”后应冷却至室温再过滤,可减少NaBiO3的损失。
试卷第1页,共3页
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