锐意（高中）化学专业、有“铍”气的都在 )
①NaOH ②NH3·H2O ③CuO ④Cu2(OH)2CO3⑤CuSO4
A．①②B．③④C．①②③④D．①②③④⑤
[解析] 溶液1中含有CuCl2和FeCl3，除去CuCl2溶液中的FeCl3时不能加入NaOH和NH3·H2O，原因是二者均可与Cu2＋反应生成沉淀；溶液1中加入CuO、Cu2(OH)2CO3可消耗H＋，使FeCl3的水解平衡向正反应方向移动，生成的Fe(OH)3沉淀经过滤除去，且未引入新的杂质。所以选B。
2.FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示。下列说法错误的是( )
A．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
B．可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质
C．沉淀过程中有CO2气体放出
D．检验沉淀是否洗涤干净可用盐酸酸化的BaCl2溶液
[解析] 碳酸亚铁在空气中高温分解，亚铁被空气中的氧气氧化成＋3价铁，A项错误。KSCN溶液遇Fe3＋显红色，因此KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质，B项正确。Fe2＋和HCO－3发生的反应为Fe2＋＋2HCO－3===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，C项正确。滤液中含有硫酸根离子，所以检验沉淀是否洗涤干净可用盐酸酸化的BaCl2溶液，D项正确。
3．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体，常用作饮用水消毒剂。实验室通过如图所示过程制备二氧化氯。
下列说法正确的是( )
A．电解时发生反应的离子方程式为NH＋4＋3Cl－===2H2↑＋NCl3
B．溶液X中大量存在的阴离子有Cl－、OH－
C．可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D．可用明矾除去饮用水中残留的NaClO2
[解析] A项，电解氯化铵与盐酸的混合溶液，生成NCl3与H2，发生反应的离子方程式为NH＋4＋2H＋＋3Cl－===3H2↑＋NCl3，错误；B项，根据元素守恒，溶液X中大量存在的阴离子有Cl－和OH－，正确；C项，ClO2易溶于水，NH3显碱性，因此要除去混有的氨气，应该选择浓硫酸，错误；D项，明矾在水中可电离出Al3＋，Al3＋水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体可吸附水中的杂质起到净水作用，但不能用明矾除去NaClO2，错误。
4.水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：
回答下列问题：
(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸，加入硝酸的目的是___，还可使用___代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是___，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为。
(3)加氨水过程中加热的目的是___。沉淀B的主要成分为___、___
(填化学式)。
[解析] 本题结合实验室测定水泥样品中钙含量的流程考查元素化合物、物质分离提纯等知识的应用。(1)水泥熟料中的CaO和铁、铝、镁等金属的氧化物均能溶于盐酸，加入硝酸能将水泥样品中可能含有的Fe2＋氧化为Fe3＋，为了不引入新杂质，还可用H2O2代替硝酸。(2)根据图示流程可知，不溶于盐酸和硝酸的沉淀A为SiO2(或H2SiO3)，SiO2(或H2SiO3)能溶于弱酸氢氟酸，生成SiF4和H2O。SiO2＋4HF==SiF4↑＋2H2O或(H2SiO3＋4HF＝SiF4↑＋3H2O) (3)加入氨水调节溶液的pH＝4～5的过程中加热，能防止胶体生成，易沉淀分离，结合流程图可知，沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3。
5.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中得到的氧化产物是___。溶解温度应控制在60～70℃，原因是___。
(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式 。
(3)步骤⑤包括用pH＝2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是___(写名称)。
(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．分馏塔B．离心机C．反应釜D．框式压滤机
(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amol·L－1的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液bmL，反应中Cr2O72－被还原为Cr3＋。样品中CuCl的质量分数为___。
[解析] (1)海绵铜的主要成分是Cu与CuO，溶解所需试剂中有硝酸铵、水、硫酸，则Cu被氧化为铜离子；由后面的流程可回收硫酸铵，可知溶液中的硫酸根离子未被还原，所以得到的氧化产物为CuSO4，而不是硝酸铜；
(2)步骤③反应后过滤，说明步骤③反应中有沉淀产生，则该沉淀为CuCl沉淀，结合硫酸铵的回收，可知步骤③发生的离子反应为2Cu2＋＋SO32－＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO42－＋2H＋；
(3)根据步骤③发生的离子反应可知，CuCl不溶于硫酸，所以酸洗所需要的酸应是硫酸；
(4)CuCl难溶于醇和水，潮湿空气中易水解氧化，而水与醇互溶，所以醇洗不能省略的原因是醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化；
(5)用于分离固体和液体的设备与实验室中过滤的原理是相似的。A．分馏塔是用于分离互溶的液体的设备，错误；B．离心机可利用离心力的作用使液体中的固体沉降，达到固液分离的目的，正确；C．反应釜为发生反应的设备，错误；D．框式压滤机可以使物料中的水通过挤压而排出，达到固液分离的目的，正确，答案选BD；
(6)根据题意，CuCl与K2Cr2O7发生氧化还原反应，K2Cr2O7被还原为Cr3＋，则amol/LbmLK2Cr2O7溶液发生反应时，转移电子的物质的量是ab×10－3×2×3mol＝6ab×10－3mol，＋1价Cu会被氧化为Cu2＋，根据得失电子守恒，则CuCl的物质的量是6ab×10－3mol，则样品中CuCl的质量分数是(6ab×10－3mol×99.5g/mol)/mg×%＝0.ab/m×%。
6.随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”。为回收利用含钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣)，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，收率达91.7%以上。部分含钒物质在水中的溶解性如表所示：
物质
VOSO4
V2O5
NH4VO3
(VO2)2SO4
溶解性
可溶
难溶
难溶
易溶
该工艺的主要流程如下：
请回答下列问题：
(1)请写出加入Na2SO3溶液发生反应的离子方程式_________。
(2)催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O5)能加快二氧化硫氧化速率，此过程中产生了一连串的中间体(如图)。其中a、c两步的化学方程式可表示为____________。
(3)经过热重分析测得：NH4VO3在焙烧过程中，固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如图所示。则NH4VO3在分解过程中___。
A．先分解失去H2O，再分解失去NH3
B．先分解失去NH3，再分解失去H2O
C．同时分解失去H2O和NH3
D．同时分解失去H2、N2和H2O
[解析] (1)亚硫酸根具有还原性，酸性条件下，能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子，离子反应方程式为V2O5＋SO32－＋4H＋===2VO2＋＋SO42－＋2H2O。(2)依据图中转化关系参与反应先作氧化剂把二氧化硫氧化为三氧化硫，本身被还原为图中产物V2O4，根据氧化还原反应的实质写出并配平a步化学方程式：SO2＋V2O5==SO3＋V2O4；c是VOSO4转化为SO3，此过程需要重新生成催化剂V2O5，需要氧化剂完成，此过程中的氧化剂为氧气，根据化合价的变化写出c步化学方程式：4VOSO4＋O2==2V2O5＋4SO3。
(3)根据NH4VO3在焙烧变化的图象可知：
2NH4VO3===V2O5＋2NH3↑＋H2O
g34g18g
℃时，固体质量减少值为1－85.47%＝14.53%,℃时，固体质量减少值为85.47%－77.78%＝7.69%，根据方程式知，生成水时固体质量减少分数小于生成氨气时，所以℃时，减少的是氨气，℃时，减少的是水，则该反应过程中先失去氨气再失去水，故选B。
7.我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：
相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
Fe3＋
Fe2＋
Zn2＋
Cd2＋
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
7.4
沉淀完全的pH
2.8
8.3
8.2
9.4
回答下列问题：
(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_____。
(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有___；氧化除杂工序中ZnO的作用是___，若不通入氧气，其后果是___。
(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_______。
(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______；沉积锌后的电解液可返回___工序继续使用。
[解析] (1)闪锌矿的主要成分是ZnS，所以高温焙烧过程中主要反应的化学方程式为ZnS＋32O2焙烧,ZnO＋SO2。
(2)闪锌矿焙烧后的主要成分变为ZnO，还存在少量SiO2、Fe2O3、CdO、PbO，加稀H2SO4后，发生一系列化学反应：
ZnO＋H2SO4,ZnSO4＋H2O、Fe2O3＋3H2SO4,Fe2(SO4)3＋3H2O、CdO＋H2SO4,CdSO4＋H2O、PbO＋H2SO4,PbSO4＋H2O。其中SiO2和PbSO4不溶于水，以沉淀的形式沉降下来，所以滤渣1的主要成分是SiO2和PbSO4。氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH在2.8～6.2，使Fe3＋完全转变为Fe(OH)3沉淀；通入O2的目的是使溶液中的Fe2＋转化为Fe3＋，有利于除杂，若不通入O2，无法除去溶液中的杂质Fe2＋。
(3)溶液中的Cd2＋与加入的Zn粉反应而被除去，反应的离子方程式为Zn＋Cd2＋,Zn2＋＋Cd。
(4)电解ZnSO4溶液制备单质Zn时，阴极放电的是Zn2＋和H＋。因为溶液中的Zn2＋浓度较大，所以阴极电极反应式应该是Zn2＋＋2e－,Zn，阳极放电的是OH－，电极反应式是4OH－－4e－,2H2O＋O2↑。沉积锌后的溶液应该是ZnSO4和稀H2SO4，可返回到溶浸工序循环使用。
8.用辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如下：
(1)下列措施是为了加快浸取速率，其中无法达到目的的是___(填字母)。
A．延长浸取时间B．将辉铜矿粉碎
C．充分搅拌D．适当增加硫酸浓度
(2)滤渣Ⅰ中的主要成分是MnO2、S、SiO2，请写出“浸取”反应中生成S的离子方程式：______。
(3)研究发现，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，可能的原因是___。
(4)“除铁”的方法是通过调节溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3，则加入的试剂A可以是___(填化学式)；“赶氨”时，最适宜的操作方法是___。
(5)“沉锰”(除Mn2＋)过程中有关反应的离子方程式为______。
[解析] 辉铜矿主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质，加入稀硫酸和二氧化锰浸取，过滤得到滤渣为MnO2、SiO2、单质S，滤液中含有Fe3＋、Mn2＋、Cu2＋，调节溶液pH除去Fe3＋，加入碳酸氢铵溶液沉淀锰，过滤得到滤液，赶出氨气循环使用，得到碱式碳酸铜。(1)酸浸时，通过粉碎矿石或者升高温度或者进行搅拌或者适当增加硫酸浓度都可以提高浸取速率，延长浸取时间并不能提高速率。(2)“浸取”时，在酸性条件下MnO2氧化Cu2S得到硫沉淀、CuSO4和MnSO4，其反应的离子方程式是2MnO2＋Cu2S＋8H＋===S＋2Cu2＋＋2Mn2＋＋4H2O。
(3)浸取时Fe2O3与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，说明浸取时生成的Fe3＋可催化Cu2S被MnO2氧化。(4)加入的试剂A应用于调节溶液pH，促进Fe3＋的水解，但不能引入杂质，因最后要制备碱式碳酸铜，则可加入氧化铜、氢氧化铜等；因氨气易挥发，加热可促进挥发，则可用加热的方法“赶氨”。(5)“沉锰”(除Mn2＋)过程中，加入碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰沉淀，反应的离子方程式为Mn2＋＋HCO3－＋NH3===MnCO3↓＋NH4＋。
专业、有“铍”气的化学
