知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

2．
化学实验室产生的废液中含有大量会污染环境的物质，为了保护环境，化学实验室产生的废液必须经处理后才能排放。某化学实验室产生的酸性废液中含\(\rm{Fe^{3+}}\)、\(\rm{Cu^{2+}}\)、\(\rm{Ba^{2+}}\)三种金属阳离子和\(\rm{Cl^{-}}\)一种阴离子，实验室设计了下述方案对废液进行处理，以回收金属并测定含量，保护环境。

已知实验中处理的酸性废液的体积为\(\rm{1 L}\)，用\(\rm{pH}\)计测定出其中\(\rm{H^{+}}\)的物质的量浓度为\(\rm{0.10 mol·L^{-1}}\)。请回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)实验中操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的方法相同，操作步骤依次为过滤、________、干燥。

\(\rm{(2)}\)“氧化”步骤所得溶液颜色为棕黄色，该反应的离子方程式为________________。
\(\rm{(3)}\)实验中称量固体Ⅰ的质量为\(\rm{4.66 g}\)，固体Ⅱ的质量为\(\rm{15.2 g}\)，用足量的稀硝酸溶解固体Ⅱ后产生了标准状况下的无色气体\(\rm{4.48 L}\)，则固体Ⅱ中金属铜的质量为________\(\rm{g}\)。

\(\rm{(4)}\)实验中将固体Ⅲ进行充分灼烧，使用的仪器除了酒精灯、三脚架、泥三角、玻璃棒外，还有________\(\rm{(}\)填名称\(\rm{)}\)。最后得到的红棕色固体质量为\(\rm{40.0 g}\)，则原溶液中氯离子的物质的量浓度为________\(\rm{(}\)写出计算过程\(\rm{)}\)。

难度：难

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3．
云南是我国的矿产资源大省，被誉为“有色金属王国”。利用某冶炼废渣\(\rm{(}\)主要成分为二氧化硅和锡、铜、铅、铁的氧化物\(\rm{)}\)回收锡、铜、铅的工艺流程如图所示：

回答下列问题：
\(\rm{(1)}\)电炉冶炼时，焦炭的作用是 ______ \(\rm{(}\)填“氧化剂”或“还原剂”\(\rm{)}\)，将焦炭粉碎的目的是 ______ 。熔剂的主要成分是氟石\(\rm{(CaF_{2})}\)，高温下能与\(\rm{SiO_{2}}\)反应生成两种钙盐，其中之一为 \(\rm{CaSiF_{6}}\)，该反应的化学方程式为 ______ 。
\(\rm{(2)}\)脱铁后的溶液中含有少量的\(\rm{Sn^{2+}}\)，为减少锡的损失，可用锡、铜、铅、铁多元合金回收处理，反应的离子方程式为 ______ 。
\(\rm{(3)}\)已知\(\rm{SnO_{2}}\)不溶于稀硫酸。脱铁后氧化焙烧的目的是 ______ 。
\(\rm{(4)}\)电解\(\rm{CuSO_{4}}\)溶液时，阳极的电极反应式为 ______ 。
\(\rm{(5)}\)已知\(\rm{H_{2}CO_{3}}\)的一、二级电离常数分别为\(\rm{K_{1}}\)、\(\rm{K_{2}}\)，\(\rm{PbSO_{4}}\)、\(\rm{PbCO_{3}}\)的溶度积常数分别为\(\rm{K_{sp}(PbSO_{4})}\)、\(\rm{K_{sp}(PbCO_{3})}\)。锡、铅渣中的铅主要以\(\rm{PbSO_{4}}\)存在，脱硫时发生的反应为\(\rm{PbSO_{4}(s)+HCO_{3}ˉ(aq)⇌PbCO_{3}(s)+H^{+}(aq)+SO_{4}^{2+}(aq)}\)，该反应的平衡常数\(\rm{K=}\) ______ \(\rm{(}\)用上述已知常数表示\(\rm{)}\)。脱硫后需过滤、洗涤再进入下一步工序，检验滤渣是否洗涤干净的方法是 ______ 。
\(\rm{(6)}\)若该冶炼废渣中锡的质量分数为\(\rm{5\%}\)，\(\rm{30t}\)废渣制得精锡\(\rm{lt}\)，则锡的回收率为 ______ 。

难度：难

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4．

碱式碳酸铅\(\rm{[}\)化学式为\(\rm{2PbCO_{3}·Pb(OH)_{2}]}\)是生产铅酸蓄电池正极的原料。
    \(\rm{(1)}\)某研究小组制备碱式碳酸铅的主要实验流程如下：

    \(\rm{①}\)“反应\(\rm{①}\)”的生成物是\(\rm{(CH_{3}COO)_{2}Pb·Pb(OH)_{2}}\)，该反应是在\(\rm{90℃}\)、搅拌并保温\(\rm{3 h}\)的条件下完成的，则该反应的化学方程式为________________________________________。

    \(\rm{②}\)过滤时所需要的玻璃仪器有漏斗、_____________。

    \(\rm{③}\)沉淀经水洗涤后又用酒精洗涤的目的是______________________________________。

    \(\rm{(2)}\)为确定\(\rm{2PbCO_{3}·Pb(OH)_{2}}\)的热分解过程，进行了如下实验：
    称取一定量\(\rm{(1)}\)中制得的产品放在热重分析仪中，在氩气流中加热分解，测得残留固体的质量随温度的变化如图所示。

    \(\rm{①A\xrightarrow{{}}B}\)过程中，逸出的分解产物的化学式为__________；\(\rm{E}\)点残留固体的化学式为__________。

\(\rm{②}\)根据图中数据，计算并确定\(\rm{D}\)点残留固体的化学式\(\rm{(}\)写出计算过程\(\rm{)}\)。

难度：难

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5．

锰的用途非常广泛，以碳酸锰矿\(\rm{(}\)主要成分为\(\rm{MnCO_{3}}\)，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质\(\rm{)}\)为原料生产金属锰的工艺流程如下：

已知\(\rm{25℃}\)，部分物质的溶度积常数如下：

物质	\(\rm{Mn(OH)_{2}}\)	\(\rm{Co(OH)_{2}}\)	\(\rm{Ni(OH)_{2}}\)	\(\rm{MnS}\)	\(\rm{CoS}\)	\(\rm{NiS}\)
\(\rm{K_{sp}}\)	\(\rm{2.1×10^{-13}}\)	\(\rm{3.0×10^{-16}}\)	\(\rm{5.0×10^{-16}}\)	\(\rm{1.0×10^{-11}}\)	\(\rm{5.0×10^{-22}}\)	\(\rm{1.0×10^{-22}}\)

\(\rm{(1)}\)步骤Ⅰ中，为加快溶浸速率，可采取的措施是： ______ \(\rm{.(}\)至少答两条\(\rm{)}\)
\(\rm{(2)}\)步骤Ⅱ中，须加氨水调节溶液的\(\rm{pH}\)为\(\rm{5.0～6.0}\)，则滤渣\(\rm{1}\)的主要成分为 ______ \(\rm{(}\)填化学式\(\rm{).}\)已知\(\rm{MnO_{2}}\)的作用为氧化剂，则得到该成分所涉及的离子方程式为 ______ ______ ．
\(\rm{(3)}\)步骤Ⅲ中，所加\(\rm{(NH_{4})_{2}S}\)的浓度不宜过大的原因是 ______ ．
\(\rm{(4)}\)滤液\(\rm{2}\)中，\(\rm{c(Co^{2+})}\)：\(\rm{c(Ni^{2+})=}\) ______ ．
\(\rm{(5)}\)将质量为\(\rm{a㎏}\)的碳酸锰矿经上述流程处理后得到单质\(\rm{Mn}\) \(\rm{b}\) \(\rm{kg.}\)若每一步都进行完全，滤渣\(\rm{1}\)为纯净物，质量为\(\rm{c}\) \(\rm{kg}\)，则原碳酸锰矿中\(\rm{MnCO_{3}}\)的质量分数为 ______ \(\rm{.(}\)用含\(\rm{a}\)、\(\rm{b}\)、\(\rm{c}\)的式子表达，无需化简\(\rm{)}\)

难度：难

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6．铈\(\rm{(Ce)}\)是一种重要的稀土元素，电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末\(\rm{(}\)含\(\rm{SiO_{2}}\)、\(\rm{Fe_{2}O_{3}}\)、\(\rm{CeO_{2}}\)及其他少量可溶于稀酸的物质\(\rm{)}\)。某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：

\(\rm{(1)}\)洗涤滤渣\(\rm{A}\)的操作是_____________________________________。

\(\rm{(2)}\)检验滤渣\(\rm{A}\)是否洗涤干净的方法是__________________________。

\(\rm{(3)}\)第\(\rm{②}\)步反应的离子方程式是______________________________，滤渣\(\rm{B}\)的主要成分是_________，滤渣\(\rm{B}\)能与一种酸发生反应，反应方程式是_________________________。

\(\rm{(4)}\)萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物\(\rm{TBP}\)作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，\(\rm{TBP}\)________\(\rm{(}\)填“能”或“不能”\(\rm{)}\)与水互溶。实验室进行萃取操作是用到的主要玻璃仪器有_________、烧杯、玻璃棒、量筒等。

\(\rm{(5)}\)取\(\rm{Ce(OH)_{4}}\)产品\(\rm{0.520g}\)，加硫酸溶解后，用\(\rm{0.1000mol/LFeSO_{4}}\)标准溶液滴定\(\rm{(}\)铈被还原为\(\rm{Ce^{3+})}\)，消耗\(\rm{24.00mL}\)标准溶液，该产品中\(\rm{Ce(OH)_{4}}\)的质量分数为_________。\(\rm{(}\)保留三位有效数字\(\rm{)}\)

难度：难

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7．

钴周期表第四周期第ⅥⅡ族元素，其化合价用途广泛，如：\(\rm{LiCoO_{2}}\)做锂电池的正极材料，草酸钴可用于指示剂和催化剂制备．
Ⅰ\(\rm{(1)LiCoO_{2}}\)中钴元素的化合价为 ______ ．
\(\rm{(2)}\)工业上将废锂电池的正极材料与过氧化氢溶液、稀硫酸混合加热，可得到\(\rm{CoSO_{4}}\)回收，反应的化学方程式为 ______ 可用盐酸代替\(\rm{H_{2}SO_{4}}\)和\(\rm{H_{2}O_{2}}\)的混合液，但缺点是 ______ ．
Ⅱ利用一种含钴矿石\(\rm{[}\)主要成分为\(\rm{Co_{2}O_{3}}\)，含少量\(\rm{Fe_{2}O_{3}}\)、\(\rm{Al_{2}O_{3}}\)、\(\rm{MnO}\)、\(\rm{MgO}\)、\(\rm{CaO}\)等\(\rm{]}\)制取\(\rm{CoC_{2}O_{4}⋅2H_{2}O}\)工艺流程如下：

已知：已知：\(\rm{①}\)浸出液含有的阳离子主要有\(\rm{H^{+}}\)、\(\rm{Co^{2+}}\)、\(\rm{Fe^{2+}}\)、\(\rm{Mn^{2+}}\)、\(\rm{Ca^{2+}}\)、\(\rm{Mg^{2+}}\)、\(\rm{Al^{3+}}\)等；
\(\rm{②}\)部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的\(\rm{pH}\)见表：

沉淀物	\(\rm{Fe(OH)_{3}}\)	\(\rm{Fe(OH)_{2}}\)	\(\rm{Co(OH)_{2}}\)	\(\rm{Al(OH)_{3}}\)	\(\rm{Mn(OH)_{2}}\)
完全沉淀的\(\rm{pH}\)	\(\rm{3.7}\)	\(\rm{9.6}\)	\(\rm{9.2}\)	\(\rm{5.2}\)	\(\rm{9.8}\)

\(\rm{(3)}\)浸出过程中加入\(\rm{NaClO_{3}}\)的目的是 ______ ．
\(\rm{(4)}\)请用平衡移动原理说明加\(\rm{Na_{2}CO_{3}}\)调\(\rm{PH}\)至\(\rm{5.2}\)生成沉淀的原因 ______ ．
\(\rm{(5)}\)滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是 ______ ．
\(\rm{(6)}\)“除钙、镁”是将溶液中\(\rm{Ca^{2+}}\)与\(\rm{Mg^{2+}}\)转化为\(\rm{MgF_{2}}\)、\(\rm{CaF_{2}}\)沉淀\(\rm{.}\)已知某温度下，\(\rm{K_{sp}(MgF_{2})=7.35×10^{-11}}\)，\(\rm{K_{sp}(CaF_{2})=1.05×10^{-10}.}\)当加入过量\(\rm{NaF}\)后，所得滤液\(\rm{c(Mg^{2+})/c(Ca^{2+})=}\) ______ ．

难度：难

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8． \(\rm{(10}\)分\(\rm{)}\)某兴趣小组利用硫酸厂的烧渣\(\rm{(}\)主要成分为：铁的氧化物、少量\(\rm{FeS}\)及\(\rm{SiO_{2})}\)，在实验室制备碱式硫酸铁\(\rm{[}\)化学式为\(\rm{Fe_{x}(OH)_{y}(SO_{4})_{z}·nH_{2}O]}\)，主要流程如下：

\(\rm{(1)}\)焙烧时产生的二氧化硫可用石灰乳吸收，发生反应的化学方程式为_____________。

\(\rm{(2)}\)酸溶时加入的试剂\(\rm{a}\)是________________\(\rm{(}\)填化学式\(\rm{)}\)。过滤操作所用的玻璃仪器主要有玻璃棒、烧杯、__________。

\(\rm{(3)}\)反应Ⅰ中加双氧水的目的是。

\(\rm{(4)}\)为确定碱式硫酸铁的化学式，进行了如下实验：

\(\rm{①}\)称取\(\rm{1.692 g}\)碱式硫酸铁样品溶于足量的稀盐酸中并充分混合；

\(\rm{②}\)向\(\rm{①}\)所得的混合物中加入足量的\(\rm{BaCl_{2}}\)溶液，充分反应后，经过滤、洗涤、干燥、称重，得沉淀\(\rm{2.330 g}\)。若取此时的滤液少许，向其中滴加硫氰化钾溶液，可观察到的现象为_______________________，反应的离子方程式为。

\(\rm{③}\)若向步骤\(\rm{②}\)的滤液中加入过量的\(\rm{NaOH}\)溶液，充分反应后，再将沉淀过滤、洗涤、灼烧、称重，得固体\(\rm{0.640 g}\)。则碱式硫酸铁\(\rm{[Fe_{x}(OH)_{y}(SO_{4})_{z}·nH_{2}O]}\)样品中的\(\rm{y∶z}\)的值为________\(\rm{(}\)写出计算过程\(\rm{)}\)。

难度：难

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9．

高氯酸钠可以用于制备火箭推进剂高氯酸铵。以粗盐为原料制备高氯酸钠晶体\(\rm{(NaClO_{4}·H_{2}O)}\)的流程如下：

\(\rm{(1)}\)“精制”中，由粗盐\(\rm{(}\)含\(\rm{Ca^{2+}}\)、\(\rm{Mg^{2+}}\)、\(\rm{SO_{4}^{2-}}\)等杂质\(\rm{)}\)制备精制盐水时需用到\(\rm{NaOH}\)、\(\rm{BaCl}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)、\(\rm{Na}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{CO}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)等试剂。加入\(\rm{Na}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{CO}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)溶液的作用 ____

\(\rm{(2)}\)“电解”分\(\rm{2}\)步进行，其反应分别为\(\rm{NaCl+3H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{\overset{电解}{\!=\!=\!=\!=}}\)\(\rm{NaClO}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{+3H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{↑ NaClO}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{+H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{\overset{电解}{\!=\!=\!=\!=}}\)\(\rm{NaClO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{+H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{↑}\)

\(\rm{(3)}\)“除杂”的目的是除去少量未被电解的\(\rm{NaClO_{3}}\)，该反应的化学方程式为： _____ ，

\(\rm{(4)}\)“分离”的操作分别是加热浓缩、 _____ 、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。\(\rm{(}\)各物质的溶解度如图所示\(\rm{)}\)

\(\rm{(5)}\)室温下将得到的高氯酸钠晶体加入氯化铵饱和溶液中，反应的离子方程式为： ____

\(\rm{(6)}\)为确定所得高氯酸钠晶体的纯度\(\rm{(}\)含有少量\(\rm{Na_{2}SO_{4}}\)杂质\(\rm{)}\)，进行如下实验：

\(\rm{①}\)准确称取\(\rm{3.00g}\)样品加水充分溶解，所得溶液转移至容量瓶并配置成\(\rm{100mL}\)溶液。

\(\rm{②}\)量取\(\rm{25.00mL}\)溶液，加入足量的\(\rm{KI}\)溶液充分反应\(\rm{(ClO_{4}}\)\(\rm{{\,\!}^{-}}\)被还原成\(\rm{Cl^{-})}\)，再滴加\(\rm{1.000mol·L^{-1}Na_{2}S_{2}O_{3}}\)溶液进行反应\(\rm{(}\)反应为\(\rm{I_{2}+2 Na_{2}S_{2}O_{3}=2 NaI+ Na_{2}S_{4}O_{6})}\)，恰好消耗\(\rm{40.00mL Na_{2}S_{2}O_{3}}\)溶液。

根据以上数据计算样品中高氯酸钠晶体纯度为： ______ \(\rm{(}\)写出计算过程，保留四位有效数字\(\rm{)}\)

难度：难

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10．

明矾石和碱式碳酸铝镁\(\rm{[Mg_{a}Al_{b}(OH)_{c}(CO_{3})_{a}·xH_{2}O]}\)在生产生活中都有着极为重要的应用。某研究小组对用明矾石制取氢氧化铝等物质，以及碱式碳酸铝镁的组成展开了如下研究，请你参与并完成对有关问题的解答。

\(\rm{(1)}\)明矾石是制取化肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：

\(\rm{①}\)操作Ⅰ的名称为________。

\(\rm{②}\)混合肥料的主要成分是________\(\rm{(}\)写化学式\(\rm{)}\)。检验滤液Ⅱ中是否含有\(\rm{N{{H}_{4}}^{+} }\)的方法是：取少量滤液Ⅱ于试管中，向其中加入适量的\(\rm{NaOH}\)溶液，加热，若产生气体能够使________，则证明滤液Ⅱ中含有\(\rm{N{{H}_{4}}^{+} }\)。

\(\rm{③}\)一定条件下，下列物质能与沉淀Ⅱ发生反应的是________\(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\)。

\(\rm{a. KSCN}\)溶液　　 \(\rm{b. Al}\)　　 \(\rm{c. NaOH}\)溶液

\(\rm{④}\)空气能够为沉淀反应提供足量的________________\(\rm{(}\)写化学式\(\rm{)}\)。

\(\rm{(2)}\)碱式碳酸铝镁是常见胃药“达喜”的主要成分。为确定碱式碳酸铝镁的组成，进行了如下实验：

\(\rm{①}\)取碱式碳酸铝镁粉末\(\rm{6.02 g}\)，缓缓加入\(\rm{2.0 mol·L^{-1}}\)盐酸使其充分混合反应，反应过程中产生气体的体积\(\rm{V(}\)气体\(\rm{)}\)和消耗盐酸的体积\(\rm{V(HCl)}\)的关系如下图所示，则碱式碳酸铝镁中氢氧根与碳酸根的物质的量之比为________。

\(\rm{②}\)将\(\rm{①}\)反应后得到的混合液再和过量的氢氧化钠溶液充分混合，反应完全后经过滤、洗涤、干燥得沉淀\(\rm{3.48 g}\)。则碱式碳酸铝镁的化学式为\(\rm{\_}\)_______。

难度：难

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