知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业．CuCl 难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较
大的体系，在潮湿空气中易水解氧化．以海绵铜（主要成分是Cu 和少量CuO）为原料，采用硝酸
铵氧化分解技术生产CuCl 的工艺过程如下：
回答下列问题：

（1）步骤①中真正的氧化剂是    ，溶解温度应控制在60-70 度，原因是    ．
（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式是    ．
（3）步骤⑧是分离滤液和洗涤液操作，实验室里混有杂质NaCl 的（NH4）2SO4 固体提纯的方法是    ．
（4）上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是    ．
（5）步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离．工业上常用的固液分离设备有    （填字母）．
A、离心机B、分馏塔C、框式压滤机D、反应釜
（6）准确称取所制备的氯化亚铜样品mg，将其置于过量的FeCl₃ 溶液中，待样品完全溶解后，加入适量
稀硫酸，用a mol/L 的K₂Cr₂O₇ 溶液滴定到终点，消耗K₂Cr₂O₇ 溶液bmL，反应中Cr₂O₇^2-被还原为Cr³⁺，样品中CuCl 的质量分数为    ．

难度：中等

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2．高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用，湿法浸出软锰矿（主要成分为MnO₂，含少量Fe、Al、Mg等杂质元素）制备高纯碳酸锰的实验过程如下：

（1）浸出：浸出时温度控制在90℃～95℃之间，并且要连续搅拌3小时的目的是    ，植物粉的作用是    ．
（2）除杂：①向浸出液中加入一定量的碳酸锰矿，调节浸出液的pH为3.5～5.5；②再加入一定量的软锰矿和双氧水，过滤；③…
操作①中使用碳酸锰调pH的优点是    ；操作②中加入双氧水不仅能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，而且能提高软锰矿的浸出率．写出双氧水提高软锰矿浸出率的离子方程式    ．
（3）制备：在30℃～35℃下，将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中，控制反应液的最终pH在6.5～7.0，得到MnCO₃沉淀．温度控制35℃以下的原因是    ；该反应的化学方程式为    ；生成的MnCO₃沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是    ．
（4）计算：室温下，K_sp（MnCO₃）=1.8×10^-11，K_sp（MgCO₃）=2.6×10^-5，已知离子浓度小于1.0×10^-5mol•L^-1时，表示该离子沉淀完全．若净化液中的c（Mg²⁺）=10^-2mol/L，试计算说明Mg²⁺的存在是否会影响MnCO₃的纯度．

难度：中等

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3．钒（V）是重要的战略资源，广泛应用于钢铁、航空、化工等行业．石煤是低品位的含钒矿石，其中钒元素主要以VO₂、V₂O₃、V₂O₅形式存在．工业上以石煤为原料，采用钙化焙烧提钒和钠化焙烧提钒的部分工艺如下：

（注：固体1和溶液1含钒物质的主要成分相同．）
回答下列问题：
（1）“钙化焙烧提钒”工艺中，可能用到的工业设备有    ．
A．离心机        B．焙烧炉       C．离子交换柱        D．分馏塔
（2）“钙化焙烧提钒”工艺中，VO₂、V₂O₃均被氧化为V₂O₅，再与CaO反应．
①由V₂O₃得到Ca（VO₃）₂的化学方程式为    ．在此生产工艺中，CaO可用    替代．
②“浸取”操作中反应的离子方程式为    ．[已知Ca（VO₃）₂在水中的溶解度很小]
③NH₄VO₃焙烧时产生的碱性气体A可循环利用，具体措施是    ．
（3）“钠化焙烧提钒”工艺中，固体1的含钒物质化学式为    ．其焙烧过程需通入空气，反应的气体产物Cl₂、HCl会污染环境，可用    （填化学式）吸收以达到循环利用的目的．
（4）以V₂O₅为原料，通过铝热反应冶炼钒，化学方程式为    ．某石煤中矾元素的含量为1.2%，使用“钠化焙烧提钒”工艺，矾的总回收率为77%，则10t石煤理论上最多可以生产    t金属钒．（计算结果保留2位有效数字）

难度：中等

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4．化学电池的研究一直是化学工作者研究的热点之一．
I．美国科科家S•鲁宾成功开发锌汞纽扣式电池，以锌和氧化汞溶液为电极材料，氢氧化钾为电解液的原电池，有效地解决电池使用寿命短、易发生漏液等问题．
电池总反应为：Zn+HgO═ZnO+Hg．

（1）该电池的正极反应式是    ．
（2）含汞电池生产企业的污水中会含有一定量的十2价的汞离子，通常采用处理成本较低的硫化物沉淀法，即向污水中投如一定量的硫化钠，反应的离子方程式为    ．
（3）该方法的缺点是产物的颗粒比较小，大部分悬浮于污水中，通常采用一定量的明矾晶体进行后续处理，请解释其原因    ．
Ⅱ．锂离子电池由于轻便、比能量大等优点，成为当今社会最为常见的电池．其中的重要材料磷酸亚铁锂（LiFeP0₄）通常按照如图流程进行生产．
请回答下列问题：
（4）生产过程中“混合搅拌”的目的是    ．气体X的化学式为    ．
（5）请写出一定条件下由LiH₂PO₄生成LiFePO₄的化学方程式    ．当生成LiFePO₄磷酸亚铁锂时，转移的电子数目为    ．
（6）生成LiFeP0₄的过程可能产生一种杂质对电池有致命的影响，则该杂质可能为    ．

难度：中等

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5．高纯氧化铁性能稳定，无毒、无臭、无味，是食品、药品、化妆品常用着色剂．某实验小组用工业FeCl₃粗品（含Ca、Mn、Cu等杂质离子）为原料，以萃取剂Y（甲基异丁基甲酮）萃取法制取高纯氧化铁．实验过程中的主要操作步骤如图1：

已知：试剂X是浓盐酸，HCl（浓）+FeCl₃⇌HFeCl₄
请回答下列问题：
（1）据上述实验操作过程判断，如图2，下列实验装置中，没有用到的是    （填序号）

（2）用萃取剂Y萃取的步骤中：
①Ca、Mn、Cu等杂质离子几乎都在     （填“水”或“有机”）相中．
②分液时，为保证液体顺利流下，应先    ，再打开旋塞，待下层液体完全流尽时，关闭悬塞后再从上口倒出上层液体．
（3）制备萃取剂Y（甲基异丁基甲酮）时，其粗产品中含有异丙叉丙酮、4-甲基-2-戌醇、酸性物质等杂质．一般可采用蒸馏法进行提纯．蒸馏时，应将温度计水银球置于    ．蒸馏前，预处理粗产品时，可以先用    洗（填所选试剂对应的字母，下同），后用    洗，最后用    洗．
A．水    B．碳酸氢钠溶液    C．乙醇
（4）下列试剂中，反萃取剂Z的最佳选择是    ，反萃取能发生的原因是    （从化学平衡的角度进行解释）．
A．高纯水    B．盐酸    C．稀硫酸    D．酒精
（5）测定产品中氧化铁的含量需经酸溶、还原为Fe²⁺，然后在酸性条件下用标准K₂Cr₂O₇溶液滴定（还原产物是Cr³⁺，杂质不与K₂Cr₂O₇反应）．现准确称取Wg样品经酸溶、还原为Fe²⁺，用0.1000mol/L的标准溶液进行滴定．
①滴定起始和终点的液面位置如图3，则消耗K₂Cr₂O₇标准溶液体积为    mL．
②产品中氧化铁的含量为    （保留三位有效数字）．
（6）我国早期科技丛书《物理小识•金石类》就有煅烧青矾（又名绿矾，FeSO₄•7H₂O）制氧化铁的记载：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛”，据此分析，写出煅烧青矾制氧化铁的化学方程式：    ．

难度：中等

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6． NiSO₄•6H₂O是一种绿色易溶于水的晶体，可由电镀废渣（除镍外，还含有铜、锌、铁等元素）为原料获得．操作步骤如下：

（1）①为提高废渣浸出率，下列措施可行的有    ．
A．升高反应温度       B．增大压强        C．在反应过程中不断搅拌
②向滤液Ⅰ中加入FeS是为了生成更难溶于水的硫化物沉淀而除去Cu²⁺、Zn²⁺等杂质，则除去Cu²⁺的离子方程式为：    ．
（2）对滤液Ⅱ的操作，回答下列问题：
①往滤液Ⅱ中加H₂O₂时，温度不能过高，其原因是：    ．
②调滤液ⅡpH的目的是    ，加入试剂为    ．
（3）滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO₄，加Na₂CO₃过滤后得到NiCO₃固体，检验Ni²⁺已完全沉淀的实验方法是    ．
（4）得到的NiSO₄溶液经    、    、过滤、洗涤、干燥等操作可得到NiSO₄•6H₂O晶体．

难度：中等

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7．多晶硅是太阳能光伏产业的基础材料．制备多晶硅必须先得到高纯硅．三氯甲硅烷（SiHCl₃）是一种可燃，易与水反应的气体，当前制备高纯硅的主要方法是在一定条件下以三氯甲硅烷为原料用氢气还原，其生产流程如图所示：

物质 Si SiCl₄ SiHCl₃ SiH₂Cl₂ SiH₃Cl HCl SiH₄
沸点/℃ 2 355 57.6 31.8 8.2 -30.4 -84.9 -111.9
（1）①流化床反应器中主要反应的化学方程式是    ，
在生成的产物中，SiHCl₃大约占85%，还有SiCl₄、SiH₂Cl₂、SiH₃Cl等，提纯SiHCl₃的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和    ．
②整个制备过程中必须保证无水无氧．SiHCl₃遇H₂O剧烈反应生成H₂SiO₃、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式：    ．
③H₂还原SiHCl₃过程中若混入O₂，可能引起的后果是    ．
（2）该工艺流程可循环利用的物质是    ．
（3）Na₂SiO₃的水溶液俗称水玻璃，用水玻璃可制得高纯度SiO₂．取少量水玻璃于试管中，逐滴加入饱和NH₄Cl溶液，振荡．观察到的实验现象是    ．
（4）电弧炉中制得的粗硅中含有副产物SiC，已知其中Si和SiC的物质的量之比为2：1，
制取粗硅时的化学方程式是    ，
若在反应中生成了2.8g Si，则转移电子数为    ．

难度：中等

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8．某兴趣小组进行铁矿石中含铁量的测定，实验过程如图：

下列说法正确的是（　　）

A．加热煮沸的主要目的是除去溶液中溶解的氧气

B．稀释过程中用到的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒、胶头滴管

C．滴定过程中可用淀粉溶液作指示剂

D．铁矿石中铁的质量分数为70%

难度：中等

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9．煤是我国重要的化石燃料，煤化工行业中产生的H₂S也是一种重要的工业资源．
（1）煤液化是    （填“物理”或“化学”）变化过程．
（2）煤液化过程中产生的H₂S可生产硫酸，部分过程如图1所示：

①SO₂反应器中的化学方程式是    ．
②生产过程中的尾气需要测定SO₂的含量符合标准才能排放．已知有V L（已换算成标准状况）尾气，通入足量H₂O₂吸收再加足量BaCl₂溶液充分反应后（不考虑尾气中其他成分的反应），过滤、洗涤、干燥、称量得到b g沉淀．H₂O₂吸收SO₂的化学方程式是    ；尾气中SO₂的含量（体积分数）的计算式是    ．
（3）H₂S还可用于回收单质硫．含有H₂S和空气的尾气按一定流速通入酸性FeCl₃溶液，可实现空气脱硫，得到单质硫．FeCl₃溶液吸收H₂S过程中，溶液中的n（Fe³⁺）、被吸收的n（H₂S）随时间t的变化如图2．
①由图中信息可知，0～t₁时，一定发生的反应是    （用离子方程式表示）．
②t₁以后，溶液中n （Fe³⁺）保持基本不变，原因是    ．

难度：中等

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10．海水晒盐的卤水中还有氯化镁，以卤水为原料生产镁的一中工艺流程如图所示．

回答下列问题：
（1）脱硫槽、搅拌槽均用于脱除卤水中的    （填离子符号），M的主要成分是    （填化学式）．
（2）除溴塔中主要的离子方程式为    ．
（3）沸腾炉①和②的主要作用是    ．沸腾炉③通入热氯化氢的主要目的是    ．
（4）电解槽中阴极的电极反应方程式为    ．
（5）电解槽中阳极产物为    ，该产物可直接用于本工艺流程中的    ．

难度：中等

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物质	Si	SiCl₄	SiHCl₃	SiH₂Cl₂	SiH₃Cl	HCl	SiH₄
沸点/℃	2 355	57.6	31.8	8.2	-30.4	-84.9	-111.9