时间:2025-06-26 03:23:06
1、填空题 (16分)某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al2O3和Fe2O3，为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。
请回答：
（1）写出步骤Ⅰ反应的离子方程式： ； 。
（2）试剂X是 。由溶液D是 。
（3）在步骤Ⅱ时，用如图装置制取CO2并通入溶液A中。
一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少，可采取的改进措施是 。
（4）溶液E中加入KSCN溶液无明显现象，表明滤液中不存在Fe3+，用离子方程式解释其可能的原因 。
（5）用固体F继续加入热的稀H2SO4，同时不断鼓入空气，固体溶解得CuSO4溶液；写出反应的化学方程式 ，
（6）工业上常用溶液E经进一步处理可制得净水剂Na2FeO4，流程如下：
①测得溶液E中c(Fe2+) 为0.2 mol·L-1，若要处理1 m3溶液E，理论上需要消耗25 % 的H2O2溶液___kg。
②写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的离子方程式___________。
参考答案：（1）2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑ Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；
（2）稀硫酸（1分）；NaHCO3（1分）
（3）a,b间加一个盛有饱和NaHCO3的洗气瓶，除去HCl. ；（4）2Fe3++Fe=3Fe2+
（5）2Cu+O2+ 2H2SO4
2CuSO4+2H2O
（6）①13.6kg； ② 2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH＝2Na2FeO4+3NaCl+5H2O。
本题解析：（1）在废金属屑中含有Cu、Fe、Al、Al2O3、Fe2O3，当加入过量NaOH溶液时，只有Al、Al2O3可以发生反应，所以步骤Ⅰ反应的离子方程式是2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑ ； Al2O3+ 2OH-= 2AlO2-+H2O；（2）把混合物过滤，得到的固体B中含有Cu、Fe、Fe2O3，向其中加入过量的稀硫酸，发生反应：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O；Fe2(SO4)3+Fe= 3FeSO4；Fe2(SO4)3+Cu= 2FeSO4+ CuSO4 ; Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑;试剂X是H2SO4；过滤得到滤液E含有FeSO4、CuSO4；固体F中含有Cu，用热的浓硫酸溶解得到CuSO4溶液，也可以用固体F继续加入热的稀H2SO4，同时不断鼓入空气，固体溶解得CuSO4溶液；（3）溶液A中含有NaOH、NaAlO2；向其中通入过量的CO2，发生反应产生Al(OH)3沉淀和可溶性物质NaHCO3，溶液D是NaHCO3，固体C是Al(OH)3沉淀，用盐酸溶解得到AlCl3；然后在HCl的气氛中加热蒸发得到无水AlCl3；（3）在步骤Ⅱ时，用如图装置制取CO2并通入溶液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少，这是由于浓盐酸有挥发性，在制取的CO2气体中含有杂质HCl。为了避免固体C减少，可采取的改进措施是a,b间加一个盛有饱和NaHCO3的洗气瓶，除去HCl；（4）溶液E中加入KSCN溶液无明显现象，表明滤液中不存在Fe3+，是因为Fe3+有氧化性，发生了反应2Fe3++Fe=3Fe2+，变为Fe2+，（5）用固体F继续加入热的稀H2SO4，同时不断鼓入空气，固体溶解得CuSO4溶液；反应的化学方程式是2Cu+O2+ 2H2SO4
2CuSO4+2H2O；（6）①Fe2+与H2O2反应的方程式是：2Fe2++H2O2+2H+= 2Fe3++2H2O，由于n(Fe2+)="0.2" mol/L×1×103 L=200mol,则根据方程式可知需要H2O2的物质的量是100mol,所以理论上需要消耗的H2O2溶液(100mol×34g/mol)÷25 %=13600g=13.6Kg；②根据图示可知由Fe(OH)3制取Na2FeO4的离子方程式是2Fe(OH)3+ 3NaClO+ 4NaOH＝2Na2FeO4+3NaCl+5H2O。
考点：考查反应试剂的选择、物质成分的确定、实验操作方法、化学方程式和离子方程式的书写及有关化学方程式的计算的知识。
本题难度：困难
2、选择题 下列反应的离子方程式正确的是BD
A．氨气通入盐酸溶液 HCl+NH3 ="=" NH4Cl
B．澄清的石灰水跟盐酸反应 H++OH－ ="=" H2O
C．碳酸钡溶于醋酸 BaCO3+2H+ ="=" Ba2++H2O+CO2↑
D．金属钠跟水反应 Na+2H2O ="=" Na++2OH－+H2↑
参考答案：B
本题解析：氯化铵用离子表示，A不正确。醋酸是弱酸，用化学式表示。D中电子得失不守恒，所以正确的答案选B。
本题难度：一般
3、计算题 (10分)完成下列离子方程式
（1）硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸反应
（2）硫代硫酸钠与硫酸反应
（3）硫酸溶液与淀粉碘化钾溶液混合在空气中放置一段时间
（4）K2Cr2O7的溶液中存在的平衡
（5）氯化铁与硫氰化钾溶液反应
参考答案：（1）2MnO4－＋6H＋＋5H2C2O4＝2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑ （2）S2O32－＋2H＋＝S＋H2O＋SO2↑
（3）4I－＋O2＋4H＋＝2I2＋2H2O （4）Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+
（5）Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3
本题解析：（1）酸性高锰酸钾溶液能氧化草酸，反应的离子方程式为2MnO4－＋6H＋＋5H2C2O4＝2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑。
（2）硫代硫酸钠在酸性溶液中中发自身的氧化还原反应，离子方程式为S2O32－＋2H＋＝S＋H2O＋SO2↑。
（3）碘化钾易被空气中的氧气氧化，反应的离子方程式为4I－＋O2＋4H＋＝2I2＋2H2O。
（4）K2Cr2O7溶液中存在如下平衡：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+。
（5）氯化铁与硫氰化钾溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3。
考点：考查离子方程式的书写
本题难度：一般
4、填空题 【化学——选修2化学与技术】（15分）
红矾钠（重铬酸钠：Na2Cr2O7·2H2O）是重要的基本化工原料，应用领域十分广泛。
（1）实验室中红矾钠可用铬铁矿（主要成分：FeO·Cr2O3）利用以下过程来制取。
①步骤I中反应的化学方程式为：4FeO·Cr2O3（s）+8Na2CO3（s）+7O2= 8Na2CrO4（s）+2Fe2O3（s）+8CO2
该反应的化学平衡常数的表达式为 。在常温下该反应速度极慢，下列措施中能使反应速率增大的是 。
A．升高温度
B．通入过量的空气
C．将原料粉碎
D．增加纯碱的用量
②步骤II中所得溶液显碱性，其中除含有Na2C rO4外还含有铝、硅元素的化合物，它们的化学式可能是 。
③步骤III需将溶液的pH调至7～8并煮沸，其目的是 。
④步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为：____。
（2）将红矾钠与KC1固体1：2（物质的量比）混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体，反应方程式为：Na2CrO4 +2KCl= K2Cr2O7 +2NaCl（已知NaCl的溶解度受温度影响小，K2Cr2O7的溶解度受温度影响大），基本实验步骤为：①溶解；② ；③____ 。
④冷却、结晶，过滤，得到K2Cr2O7晶体。
参考答案：（除注明外，每空2分）（1）①
； ABC（3分）； ②NaA1O2[或NaA1(OH)4] Na2SiO3；
③除去A1O2－、SiO32－等杂质； ④2CrO42－+2H+＝Cr2O72－+H2O（2）蒸发；趁热过滤
本题解析：（1）①化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则根据步骤I中反应的化学方程式可知该反应的化学平衡常数的表达式为
。A．升高温度反应速率加快，A正确；B．通入过量的空气，增大氧气浓度，反应速率加快，B正确；C．将原料粉碎增大反应物的接触面积，反应速率加快；D．纯碱是固体，增加纯碱的用量不能影响反应速率，D错误，答案选ABC。
②由于溶液显碱性，单质铝与硅均能与氢氧化钠溶液反应，则在碱性溶液中铝和硅的存在形式分别是NaA1O2[或NaA1(OH)4]、Na2SiO3；
③由于溶液中含有偏铝酸钠和硅酸钠等杂质，因此步骤III需将溶液的pH调至7～8并煮沸的目的是除去A1O2－、SiO32－等杂质，以得到纯净的铬酸钠溶液。
④加入硫酸后有重铬酸钠和硫酸钠生成，则步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为2CrO42－+2H+＝Cr2O72－+H2O。
（2）由于NaCl的溶解度受温度影响小，而K2Cr2O7的溶解度受温度影响大，因此可以利用结晶法除去氯化钠，即基本实验步骤为：①溶解；②蒸发；；③趁热过滤；④冷却、结晶，过滤，得到K2Cr2O7晶体。
考点：考查物质制备工艺流程图的有关分析与判断
本题难度：困难
5、实验题 （10分）过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量，并探究了过氧化氢的性质。
Ⅰ、测定过氧化氢的含量
请填写下列空白：
（1）移取10.00 mL密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液至250mL ___________(填仪器名称)中，加水稀释至刻度，摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样。
（2）用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。
（3）滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入 （填“酸式”或“碱式”）滴定管中。滴定到达终点的现象是 。
（4）重复滴定三次，平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL，则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为 。
参考答案：Ⅰ、（1） 容量瓶 （2） 2 5 6 2 8 5 O2↑
（3）酸式； 滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅紫色，且30秒内不褪色 （4）17cV/200ρ
本题解析：Ⅰ、（1）容量瓶是一种定容仪器，可以准确量取250mL的液体，故答案为：容量瓶；
（2）双氧水遇到强氧化剂高锰酸钾时表现强的还原性，被氧化为氧气。反应中氧元素的化合价从－1价升高到0价，失去1个电子。Mn元素的化合价从＋7价降低到＋2价得到5个电子，所以根据电子得失守恒可知配平后的反应方程式为2MnO4-+5H2O2+6H+＝2Mn2++8H2O+5O2 ；
（3）高锰酸钾溶液具有强氧化性，能腐蚀橡胶，所以要放在酸式滴定管中；高锰酸钾本身是一种紫红色的液体，高锰酸钾标准溶液注入滴定管中滴定双氧水时，当达到滴定终点时，溶液呈紫红色，且30秒内不褪，故答案为：酸式；滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液呈紫红色，且30秒内不褪色；
（4）根据高锰酸钾和双氧水反应的方程式，设双氧水的物质的量为n，则
2MnO4-+6H++5H2O2＝2Mn2++8H2O+5O2
2 5
cV×10-3mol n
解得n＝2.5cV×10-3mol
所以25.00mL双氧水的质量＝2.5cV×10-3mol×34g/mol＝0.085cVg，250.00mL双氧水的质量＝0.85cVg，则双氧水的质量分数为：
×100%＝
。
考点：考查双氧水含量测定的实验设计与探究
本题难度：一般