知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

2．以煤矸石（含有Al₂O₃、Fe₂O₃及SiO₂等）为原料制备结晶氯化铝是煤矸石资源利用的重要方式之一，工艺流程如下．请回答：

（1）结晶滤液的主要成分是    ，二次残渣的主要成分是    （填化学式）．
（2）该工艺流程中可以循环使用的物质是    ，循环利用该物质的缺点是    ．
（3）为了分析二次残渣中铁元素的含量，某同学称取5.0000g二次残渣，先将其预处理使铁元素还原为Fe²⁺，并在容量瓶中配置成100mL溶液，然后移取25.00mL用0.01mol/LKMnO₄标准溶液滴定，消耗标准溶液20.00mL．已知反应式为：Fe²⁺+MnO₄^-+H⁺→Fe³⁺+Mn²⁺+H₂O（未配平），二次残渣中铁元素的质量分数为    ．
（4）通入HCl气体能增大AlCl₃结晶效率，但HCl利用率偏低．试分别解释原因：    、    ．
（5）将结晶氯化铝加入一定量蒸馏水，在100℃水浴中加热蒸干即可得到聚合氯化铝[Al₂（OH）_nCl_6-n•H₂O]m．由此结晶氯化铝制取Al₂（OH）_nCl_6-n的化学方程式为    ．

难度：中等

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3．某油脂化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni，还含有Al、Fe的单质及氧化物，其他是不溶杂质．现用该废催化剂制取NiSO₄•7H₂O，流程如图1：

部分阳离子以氢氧物形式完全沉淀时的pH如下：
沉淀物 Al（OH）₃ Fe（OH）₃ Fe（OH）₂ Ni（OH）₂
pH 5.2 3.2 9.7 9.2
回答下列问题：
（1）第1步加入NaOH溶液的目的是    ．
（2）“酸浸”时所加入的X酸是    （填化学式）．保持其他条件相同，在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”，镍浸出率随时间变化如图2，“酸浸”的适宜温度与时间分别是    （填选项字母）．
A.30℃、30min B.90℃、150min C.70℃、120min
（3）第V步调pH为2～3的目的是（请结合化学用语和平衡移动原理解释）    ．
（4）工业上以铝和NiOOH为电极，NaOH溶液为电解液制成电池．放电时，NiOOH转化为Ni（OH）₂，该电池正极反应式是    ．
（5）已知：2Mg（s）+O₂（g）=2Mg（s）△H₁=-2075kJ/mol
Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）=2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₂=+84.6kJ/mol
MgH₂（s）+
1
2
O₂（g）=MgO（s）+H₂（g）△H₃=-963kJ/mol
含镍储氢材料（Mg₂NiH₄）释放氢气和Mg₂Ni的热化学方程式是    ．
（6）在含镍废催化剂中，Ni、Al和Fe的质量分数分别是29.5%、31%和5.6%．a kg含镍废催化剂按上述流程转化，第Ⅱ步加入cmol/L的X酸bL，酸浸后的滤液Y不含Fe³⁺，滤液Z中残留的酸忽略不计，则第Ⅳ步应加入NiCO₃    kg．

难度：中等

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4．一种磁性材料的磨削废料（含镍质量分数约21%）主要成分是铁镍合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物．由该废料制备纯度较高的氢氧化镍，工艺流程如下：

回答下列问题：
（1）合金中的镍难溶于稀硫酸，“酸溶”时除了加入稀硫酸，还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸，反应有N₂生成．写出金属镍溶解的离子方程式    ．
（2）“除铁”时H₂O₂的作用是    ，为了证明添加的H₂O₂已足量，应选择的试剂是    （填“铁氰化钾”或“硫氰化钾”）溶液．黄钠铁矾[Na_xFe_y（SO₄）_m（OH）_n]具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点，则x：y：m：n=1：3：2：    ．
（3）“除铜”时，反应的离子方程式为    ，若用Na₂S或Na₂S₂O₃代替H₂S除铜，优点是    ．
（4）已知除杂过程在陶瓷容器中进行，NaF的实际用量为理论用量的1.1倍，用量不宜过大的原因是    ．
（5）100kg废料经上述工艺制得Ni（OH）₂固体的质量为31kg，则镍回收率的计算式为    ．
（6）镍氢电池已成为混合动力汽车的主要电池类型，其工作原理如下：
M+Ni（OH）₂
充电
放电
MH+NiOOH式中：M-贮氢合金 MH-金属氢化物
（式中M为储氢合金）
写出电池放电过程中正极的电极反应式    ．

难度：中等

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5．以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO₂、PbSO₄及炭黑等）和H₂SO₄为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用．其工作流程如下：

（1）过程Ⅰ中，在Fe²⁺催化下，Pb和PbO₂反应生成PbSO₄的化学方程式是    ．
（2）过程Ⅰ中，Fe²⁺催化过程可表示为：
i：2Fe²⁺+PbO₂+4H⁺+SO₄^2-═2Fe³⁺+PbSO₄+2H₂O
ii：…
①写出ii的离子方程式：    ．
②下列实验方案可证实上述催化过程．将实验方案补充完整．
a．向酸化的FeSO₄溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO₂，溶液变红．
b．    ．
（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）⇌NaHPbO₂（aq），其溶解度曲线如图所示．
①过程Ⅱ的目的是脱硫．滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是    （选填序号）．
A．减小Pb的损失，提高产品的产率
B．重复利用NaOH，提高原料的利用率
C．增加Na₂SO₄浓度，提高脱硫效率
②过程Ⅲ的目的是提纯，结合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作：

难度：中等

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6．以炼锌厂的烟道灰（主要成分为ZnO，另含少量Fe₂O₃、CuO、SiO₂、MnO等）为原料可生产草酸锌晶体（ZnC₂O₄•2H₂O）

有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：
氢氧化物 Fe（OH）₃ Fe（OH）₂ Cu（OH）₂ Zn（OH）₂
开始沉淀的pH 1.5 6.5 4.2 5.4
沉淀完全的pH 3.3 9.7 6.7 8.2
请问答下列问题：
（1）滤渣A的主要成分为    ，滤渣B的主要成分为    ．
（2）除锰过程中产生MnO（OH）₂沉淀的离子方程式为    ．
（3）①除铁（部分Cu²⁺可能被除去）时加入ZnO控制反应液pH的范围为    ．
②上述流程中除铁与除铜的顺序不能颠倒，否则除铁率会减小，其原因是    ．
（4）沉淀后要获得干燥纯净草酸锌晶体，需进行的操作是    ．
（5）将草酸锌晶体加热分解可得到一种纳米材料．加热过程中固体残留率随温度的变化如图所示，300℃～460℃范围内，发生反应的化学方程式为    ．

难度：中等

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7．明矾石的主要成分是K₂SO₄•Al₂（SO₄）₃•2Al₂O₃•6H₂O，还含有少量Fe₂O₃杂质．利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下：

（1）焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al₂（SO₄）₃+3S
高温
.

2Al₂O₃+9SO₂，标出电子转移的方向和数目    ．
（2）将标准状况下，1.12L炉气通入100mL 0.5mol/L NaOH溶液中，得到一种酸性溶液，则该溶液中各种离子浓度由大到小的排列顺序为    ．
（3）熟料溶解时反应的离子方程式为    ．
（4）检验废渣中含有Fe₂O₃所需的试剂是    ．
（5）母液中溶质主要成分的化学式为    ，溶液调节pH后经过滤、洗涤可得Al（OH）₃沉淀，证明沉淀已洗涤干净的实验操作和现象是：    ．

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，是一种白色粉末，微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，在空气中迅速被氧化成绿色，见光分解变成褐色；如图是工业上以制作印刷电路的废液（含Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）生产CuCl的流程如下：

根据以上信息回答下列问题：
（1）该生产过程可以与氯碱工业、硫酸工业生产相结合，现代氯碱工业的装置名称是    _    ．
（2）流程中的X是    ，Y是     （均填化学式）．
（3）产生CuCl的化学方程式为    ．
（4）为了提髙CuCl产品的质量，采用    法快速过滤，析出的CuCl晶体不用水洗涤而用无水乙醇洗涤，其目的是    ，生产过程中控制溶液的pH不能过大的原因是    ．
（5）在CuCl的生成过程中除环境问题、安全问题外，还应该注意的关键问题是    ．
（6）氯化亚铜的定量分析：
①称取样品0.25g 置于预先放入10mL过量的FeCl₃溶液250mL的锥形瓶中，不断摇动；
②待样品溶解后，加水50mL、邻菲罗啉指示剂2滴；
③立即用0.10mol•L^-1硫酸铈Ce（SO₄）₂标准溶液滴至绿色出现为终点．同时做空白试验一次．已知：CuCl+FeCl₃=CuCl₂+FeCl₂   Fe²⁺+Ce⁴⁺=Fe³⁺+Ce³⁺，如此再重复二次实验得到以下数据：
1 2 3
空白试验消耗硫酸铈标准溶液的体积（ml） 0.75 0.50 0.80
0.25克样品消耗硫酸铈标准溶液的体积（ml） 24.65 24.75 24.70
（说明：空白试验指在不加试样的情况下按试样分析规程在同样的操作条件下进行的分析，所得结果的数值为空白值）
④数据处理：计算得该工业CuCl的纯度为    ．（平行实验结果相差不能超过0.3%）

难度：中等

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9．我国磷矿储量占世界第二位，主要矿物为磷灰石[（Ca₃（PO₄）₂）]．下图是生产化肥磷铵[（NH₄）₃PO₄]并联产水泥的工艺流程．

（1）操作a的名称    ，实验室中进行此操作时用到的玻璃仪器有    ．
（2）在实验室中操作b包括    、冷却结晶．
（3）干燥机中发生反应的化学方程式为    ．
（4）水泥常用做建筑材料，是利用了水泥的    性质．
（5）SO₂的催化氧化反应为2SO₂（g）十O₂（g）⇌2SO₃（g）．实验测得压强及温度对SO₂转化率的影响如下表（原料气各成分的体积分数为SO₂：7%，O₂：11%，N₂：82%）．
0.1 0.5 1 10
400 99.2 99.6 99.7 99.9
500 93.5 96.9 97.8 99.3
600 73.7 85.8 89.5 96.4
①实际生产中，SO₂的催化氧化反应是在常压、400℃～500℃条件下进行．采用常压的主要原因是    ；该反应化学平衡常数大小关系是：K（400℃）     K（500℃）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②催化氧化时使用热交换器的原因是    ．
（6）制硫酸所产生的尾气除了含有N₂、O₂外，还含有SO₂、微量的SO₃和酸雾．下列能用于测定硫酸尾气中SO₂含量的试剂组是    ．（填写相应字母）
A．NaOH溶液、酚酞试液   B．KMnO₄溶液、稀H₂SO₄C．碘水、淀粉溶液 D．氨水、酚酞试液．

难度：中等

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10．（2016•吉安二模）市售乙醛通常为40%左右的乙醛溶液．久置的乙醛溶液会产生分层现象，上层为无色油状液体，下层为水溶液．据测定，上层物质为乙醛的加合物（C₂H₄O）_n，它的沸点比水的沸点高，分子中无醛基．乙醛在溶液中易被氧化，为从变质的乙醛溶液中提取乙醛（仍得到溶液），可利用如下反应原理：（C₂H₄O）_n
H+
n（C₂H₄O）．
（1）先把混合物分离得到（C₂H₄O）_n：将混合物放入    中，静置，分离操作名称为    ．
（2）证明是否已有部分乙醛被氧化的实验操作和现象是    ．
（3）提取乙醛的装置如图：烧瓶中放的是（C₂H₄O）_n和6mol/LH₂SO₄的混合液，锥形瓶中是蒸馏水．加热至混合液沸腾，（C₂H₄O）_n缓慢分解，生成的气体导入锥形瓶的水中．
①用冷凝管的目的是    ，冷凝水的进口是    （填“a”或“b”）．
②锥形瓶内导管口出现气泡，从下到上升至液面过程中，体积越来越小，直至完全消失，说明乙醛具有    的性质，当观察到导气管中气流很小时，必要的操作是    ，目的是    ．

难度：中等

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沉淀物	Al（OH）₃	Fe（OH）₃	Fe（OH）₂	Ni（OH）₂
pH	5.2	3.2	9.7	9.2

氢氧化物	Fe（OH）₃	Fe（OH）₂	Cu（OH）₂	Zn（OH）₂
开始沉淀的pH	1.5	6.5	4.2	5.4
沉淀完全的pH	3.3	9.7	6.7	8.2

	1	2	3
空白试验消耗硫酸铈标准溶液的体积（ml）	0.75	0.50	0.80
0.25克样品消耗硫酸铈标准溶液的体积（ml）	24.65	24.75	24.70

	0.1	0.5	1	10
400	99.2	99.6	99.7	99.9
500	93.5	96.9	97.8	99.3
600	73.7	85.8	89.5	96.4