知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

名称	相对分子质量	性状	熔点	沸点	密度	溶解度
名称	相对分子质量	性状	熔点	沸点	密度	水	乙醇	乙醚
甲苯	92	无色液体易燃易挥发	-95	110.6	0.8669	不溶	易溶	易溶
苯甲酸	122	白色片状或针状晶体	122.4	248	1.2659	微溶	易溶	易溶

主要实验装置和流程如图1、2：

实验方法：一定量的甲苯和KMnO₄溶液置于图1装置中，在90℃时，反应一段时间，再停止反应，按如图3流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯．
（1）操作Ⅰ所需的玻璃仪器为    ；操作Ⅱ为    ．
（2）如果滤液呈紫色，要先加亚硫酸氢钾，然后再加入浓盐酸酸化，加亚硫酸氢钾的目的是    ．
（3）下列关于仪器的组装或者使用正确的是    ．
A．抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀
B．安装电动搅拌器时，搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C．图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法
D．冷凝管中水的流向是下进上出
（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入    ，分液，水层再加入    ，然后抽滤，干燥即可得到苯甲酸．
（5）纯度测定：称取1.220g产品，配成100mL溶液，取其中25.00mL溶液，进行滴定，消耗KOH物质的量为2.4×10^-3mol．产品中苯甲酸质量分数为    ．

难度：中等

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2．某含苯、苯酚、苯甲酸工业废水的处理及回收各成分的流程如图所示：

（1）操作③的名称为：
（2）操作①所需要用到的玻璃仪器有：
（3）物质C、D的化学式分别为：    、
（4）设备Ⅲ进入设备Ⅳ中物质的化学式为：
（5）写出设备Ⅱ中发生的化学反应方程式：
（6）写出设备Ⅳ中发生的离子反应方程式：    ．

难度：中等

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3．铝灰的回收利用方法很多，现用含有Al₂O₃、SiO₂和少量FeO•xFe₂O₃的铝灰制备Al₂（SO₄）₃•18H₂O，工艺流程如图：

请回答下列问题：
（1）加入过量稀H₂SO₄溶解Al₂O₃的离子方程式是    ．
（2）流程中加入的KMnO₄也可用H₂O₂代替，若用H₂O₂发生反应的化学方程式为    ．
（3）已知：浓度均为0.1mol/L的金属阳离子，生成氢氧化物沉淀的pH如表：
Al（OH）₃ Fe（OH）₂ Fe（OH）₃
开始沉淀时 3.4 6.3 1.5
完全沉淀时 4.7 8.3 2.8
步骤③的目的是    ；若在该浓度下除去铁的化合物，调节pH的最大范围是    ．
（4）已知K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）•c³（OH^-）=4.0×10^-38，常温下，当pH=2时，Fe³⁺开始沉淀的浓度为    ．
（5）操作④发生反应的离子方程式为    ．
（6）操作⑤“一系列操作”，下列仪器中用不到的是    （填序号）．
A．蒸发皿     B．坩埚      C．玻璃棒     D．酒精灯   E．漏斗．

难度：中等

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4．铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）、纳米铁粉均可用于处理水中污染物．

（1）铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池．将含有Cr₂O₇^2-的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺，其电极反应式为    ．
（2）在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu²⁺和Pb²⁺的去除率，结果如图1所示．
①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能去除水中少量的Cu²⁺和Pb²⁺，其原因是    ．
②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时，随着铁的质量分数的增加，Cu²⁺和Pb²⁺的去除率不升反降，其主要原因是    ．
（3）纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物．
①一定条件下，向FeSO₄溶液中滴加碱性NaBH₄溶液，溶液中BH₄^-（B元素的化合价为+3）与Fe²⁺反应生成纳米铁粉、H₂和B（OH）₄^-，其离子方程式为    ．
②纳米铁粉与水中NO₃^-反应的离子方程式为
4Fe+NO₃^-+10H⁺═4Fe²⁺+NH₄⁺+3H₂O
研究发现，若pH偏低将会导致NO₃^-的去除率下降，其原因是    ．
③相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中NO₃^-的速率有较大差异（见图2），产生该差异的可能原因是    ．

难度：中等

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5．一氧化钴（CoO）是一种重要的工业催化剂，某学习小组欲从含钴废料中（含Co₂O₃、CoO 和少量Fe、Al）回收一氧化钴，设计工艺流程如下：已知：Co₂O₃的氧化性＞Cl₂的氧化性下列说法不正确的是（　　）

A．第Ⅰ步反应后得到的滤液主要是含铝溶液

B．第Ⅱ步中盐酸表现出酸性、还原性，且必须过量

C．第Ⅲ步中Na₂CO₃主要作用是使Fe³⁺沉淀，滤渣主要为Fe（OH）₃

D．第Ⅳ步操作为过滤，第Ⅴ步煅烧后，也可以在一氧化碳气体氛围中冷却

难度：中等

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6．由水钴矿[主要成分为Co₂O₃、Co（OH）₃，还含有少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO等]制取CoCl₂•6H₂O的工艺流程如下：

已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺等．
②流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表．
沉淀物 Fe（OH）₃ Fe（OH）₂ Co（OH）₂ Al（OH）₃ Mn（OH）₂
开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7
完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8
③CoCl₂•6H₂O熔点为86℃，加热至110-120℃时，失去结晶水生成CoCl₂．
回答下列问题：
（1）浸出过程中Co₂O₃发生反应的化学方程式为
（2）NaClO₃在浸出液中发生反应的离子方程式为
（3）“加Na₂CO₃调pH至5.2”，过滤所得滤渣的主要成分为    （填化学式）．
（4）萃取剂对金属离子的萃取与溶液pH的关系如图2所示，向“滤液”中加入萃取剂的目的是    ，其使用的最佳pH范围是    （填选项字母）
A.2.0-2.5   B.3.0-3.5C.4.0-4.5   D.5.0-5.5
（5）制得的CoCl₂•6H₂O在烘干时需减压烘干的原因是    ．为测定粗产品中CoCl₂•6H₂O含量．称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO₃溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量．通过计算发现粗产品中CoCl₂•6H₂O的质量分数大于100%，其原因可能是（写两条）：①    ，②    ．

难度：中等

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7．硫酸锌和轻质氧化镁在工业生产及食品添加等领域有重要应用．用高镁菱锌矿（主要含ZnCO₃、MgCO₃、CaCO₃以及少量SiO₂、Fe₂O₃、Cu等）进行联合生产．流程如图1：

已知：金属离子沉淀的pH
Zn²⁺ Mg²⁺ Cu²⁺ Fe³⁺ Fe²⁺
开始沉淀pH 5.9 9.4 4.7 2.7 7.6
完全沉淀pH 8.2 12.4 6.7 3.7 9.6
（1）写出浸取过程中产生Fe²⁺的离子方程式    、    ．
（2）下列说法正确的是    ．
a．用浓盐酸浸取前，将矿石粉碎能够提高浸出速率．
b．试剂X可以选择氨水，pH的范围在8.2～12.4之间．
c．控制温度在90℃以上的目的是为了促进Zn²⁺的水解．
d．滤渣中加入硫酸后再加入锌粉是为了出去Cu²⁺．
（3）由Fe²⁺生成针铁矿渣的离子反应方程式    ．
（4）从滤液3中获取ZnSO₄•7H₂O的操作1是    、    、过滤、洗涤、干燥．
（5）加入氨水制备氢氧化镁的工艺过程要选择适宜条件．图2为反应温度与Mg²⁺转化率的关系．
①根据图中所示45℃前温度与Mg²⁺转化率之间的关系，可判断此反应是    （填“吸热”或“放热”）反应．
②50℃以上温度升高，Mg²⁺转化率下降的原因可能是    ．
③为了获取副产品CaCl₂，经常用石灰乳代替氨水来制备氢氧化镁．用平衡移动原理解释石灰乳能够制备氢氧化镁的原因    ．

难度：中等

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8．氯化亚铜（CuCl）常用作有机合成工业中的催化剂，在空气中迅速被氧化成绿色；见光则分解，变成褐色．下图是工业上用制作印刷电路的废液（含Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）生产CuCl的流程：

根据以上信息回答下列问题：
（1）写出生产过程中X    ，Y    ．
（2）写出产生CuCl的化学方程式：    ．
（3）在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO₂气体，结合化学方程式和必要的文字说明理由：    ．
（4）在CuCl的生成过程中除环境问题、安全问题外，你认为还应该注意的关键问题是    ．
（5）实验探究pH对CuCl产率的影响如下表所示：
pH 1 2 3 4 5 6 7
CuCl产率 70 90 82 78 75 72 70
析出CuCl晶体最佳pH为    ，当pH较大时CuCl产率变低的原因是    ．
（6）氯化亚铜的定量分析：
①称取样品0.25g和10mL过量的FeCl₃溶液于250mL锥形瓶中，充分溶解．
②用0.10mol•L^-1硫酸铈[Ce（SO₄）₂]标准溶液滴定．
已知：CuCl+FeCl₃═CuCl₂+FeCl₂、Fe²⁺+Ce⁴⁺═Fe³⁺+Ce³⁺．
三次平行实验结果如下（平行实验结果相差不能超过1%）：
平行实验次数 1 2 3
0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积（mL） 24.35 24.05 23.95
则样品中CuCl的纯度为    （结果保留三位有效数字）．

难度：中等

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9．某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂（LiCoO₂）的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的，可以再生利用．某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴．

（1）25℃时，用图1所示装置进行电解，有一定量的钴以Co²⁺的形式从正极粉中浸出，且两极均有气泡产生，一段时间后正极粉与铝箔剥离．
①阴极的电极反应式为：LiCoO₂+4H⁺+e^-=Li⁺+Co²⁺+2H₂O、    ．
阳极的电极反应式为    ．
②该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大影响，一定条件下，测得其变化曲线如图2所示．当c（H₂SO₄）＞0.4mol/L时，钴的浸出率下降，其原因可能为    ．
（2）电解完成后得到含Co²⁺的浸出液，且有少量正极粉沉积在电解槽底部．用以下步骤继续回收钴如图3．
①写出“酸浸”过程中正极粉发生反应的化学方程式：    ．该步骤一般在80℃以下进行，温度不能太高的原因是    ．
②已知（NH₄）₂C₂O₄溶液呈弱酸性，下列关系中正确的是    （填字母序号）．
A．c（NH₄⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
B．c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（C₂O₄^2-）+c（OH^-）+c（HC₂O₄^-）
C．c（NH₄⁺）+c（NH₃•H₂O）=2[c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）]
（3）已知所用锂离子电池的正极材料为x g，其中LiCoO₂ 的质量分数为a%，则回收后得到CoC₂O₄•2H₂O 的质量不高于    g．

难度：中等

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10．工业上利用电镀污泥（主要含有Fe₂O₃、CuO、Cr₂O₃及部分难溶杂质）回收铜和铬等金属，回收流程如图1：

已知部分物质沉淀的pH如下表，CaSO₄的溶解度曲线如图2：
物质 Fe³⁺ Cu²⁺ Cr³⁺
开始沉淀pH 2.1 4.7 4.3
完全沉淀pH 3.2 6.7 a
（1）在浸出过程中除了生成Fe₂（SO₄）₃、Cr₂（SO₄）₃外，主要还有    ．
（2）在除铁操作中，需要除去Fe³⁺和CaSO₄，请完成相关操作：
①加入石灰乳调节pH范围是    ，检验Fe³⁺已经除尽的操作是    ；
②将浊液加热到80℃，
（3）写出还原步骤中加入NaHSO₃生成Cu₂O固体反应的离子方程式：    ，此步骤中加入NaHSO₃得到Cu₂O的产率为95%，若NaHSO₃过量，除了浪费试剂外，还会出现的问题是    ．
（4）当离子浓度小于或等于1×10^-5mol•L^-1时可认为沉淀完全，若要使Cr³⁺完全沉淀则要保持c（OH^-）≥    ．[已知：K_sp[Cr（OH）₃]=6.3×10^-31，
3 63
≈4.0]．

难度：中等

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	Al（OH）₃	Fe（OH）₂	Fe（OH）₃
开始沉淀时	3.4	6.3	1.5
完全沉淀时	4.7	8.3	2.8

沉淀物	Fe（OH）₃	Fe（OH）₂	Co（OH）₂	Al（OH）₃	Mn（OH）₂
开始沉淀	2.7	7.6	7.6	4.0	7.7
完全沉淀	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

	Zn²⁺	Mg²⁺	Cu²⁺	Fe³⁺	Fe²⁺
开始沉淀pH	5.9	9.4	4.7	2.7	7.6
完全沉淀pH	8.2	12.4	6.7	3.7	9.6

平行实验次数	1	2	3
0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积（mL）	24.35	24.05	23.95

物质	Fe³⁺	Cu²⁺	Cr³⁺
开始沉淀pH	2.1	4.7	4.3
完全沉淀pH	3.2	6.7	a

pH	1	2	3	4	5	6	7
CuCl产率	70	90	82	78	75	72	70