2020届高考化学题型练习：以 化工流程为载体的化学综合实验.docx

1、第 1 页，共 27 页 2020 届高考化学题型狂练： 以化学流程为载体的化学综合实验 1. 碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防治碘缺乏病，KI、KIO 3曾先后用于 加碘盐中。KI还可用于分析试剂、感光材料、制药等，其制备原理如下： 反应：3I2+ 6KOH = KIO3+ 5KI + 3H2O 反应：3H2S + KIO3= 3S +KI + 3H2O 请回答有关问题。 (1)启普发生器中发生反应的化学方程式为_。装置中盛装 30%氢氧化钾溶液的仪器名称是_。 (2)关闭启普发生器活塞，先滴入30%的 KOH 溶液，待观察到三颈烧瓶中溶液颜色 由棕黄色变为_(填现象)，停止滴入

2、KOH溶液；然后 _(填操作)，待三颈烧瓶和烧杯中产生气泡的速率接近相等时停止 通气。 (3)滴入硫酸溶液，并对三颈烧瓶中的溶液进行水浴加热，其目的是 _。 (4)把三颈烧瓶中的溶液倒入烧杯中，加入碳酸钡，在过滤器中过滤，过滤得到的 沉淀中除含有过量碳酸钡外，还含有硫酸钡和_(填名称)。合并滤液和洗 涤液，蒸发至析出结晶，干燥得成品。 (5)实验室模拟工业制备KIO3流程如下： 第 2 页，共 27 页 几种物质的溶解度见下表： KCl KH(IO3)2 KClO3 25时的溶解度(g) 20.8 0.8 7.5 80时的溶解度(g) 37.1 12.4 16.2 由上表数据分析可知，“操作

3、a”为_。 用惰性电极电解 KI溶液也能制备KIO3，与电解法相比，上述流程制备KIO3的缺 点是_。 (6)某同学测定上述流程生产的KIO3样品的纯度。 取1.00 g样品溶于蒸馏水中并用硫酸酸化， 再加入过量的 KI和少量的淀粉溶液， 逐 滴滴加2.0 mol L;1Na2S2O3溶液，恰好完全反应时共消耗12.60 mL Na2S2O3溶液。 该样品中KIO3的质量分数为_(已知反应：I2+ 2Na2S2O3= 2NaI + Na2S4O6)。 【答案】(1)ZnS + H2SO4= H2S +ZnSO4；恒压滴(分)液漏斗 (2)无色；打开启普发生器活塞，通入气体 (3)使溶液酸化并加

4、热，有利于溶液中剩余的H2S逸出，从而除去H2S (4)硫 (5)蒸发浓缩、冷却结晶；KClO3与I2反应时会产生有毒的氯气，污染环境(消耗更 多的药品或其他合理答案)(6)89.88% 【解析】本题主要考查无机物的制备，涉及化学方程式的书写、实验操作以及物质含量 的测定， 关键是明确反应原理与各装置作用， 考查学生对实验的理解和综合运用的能力， 试题较难。 【解答】 (1)根据装置图中的药品可知启普发生器中硫化锌与稀硫酸反应产生硫化氢气体和硫酸 锌，对应的化学方程式为：ZnS + H2SO4= H2S +ZnSO4；装置中盛装30%氢氧化钾溶 液的仪器名称是恒压滴(分)液漏斗； (2)当反应

5、完成时碘单质完全被消耗，因此待观察到三颈烧瓶中溶液颜色由棕黄色变为 无色时，停止滴入 KOH 溶液；后续为硫化氢与碘酸钾的反应，因此打开启普发生器活 塞，通入气体，待三颈烧瓶和烧杯中产生气泡的速率接近相等时停止通气； (3)滴入硫酸溶液， 并对三颈烧瓶中的溶液进行水浴加热， 其目的是使溶液酸化并加热， 第 3 页，共 27 页 并且有利于溶液中剩余的H2S逸出，从而除去H2S； (4)根据反应可知沉淀中还有硫单质； （5）根据流程转化可知操作 a为蒸发浓缩、冷却结晶； 用惰性电极电解 KI溶液也能制备KIO3，与电解法相比，上述流程制备KIO3的缺点是 KClO3与I2反应时会产生有毒的氯气，

6、 污染环境， 或者消耗更多的药品或其他合理答案； (6)碘化钾和碘酸钾发生归中反应生成碘单质，相当于是反应歧化反应的逆向过程 KIO33I26Na2S2O3 1 6 n(KIO3) 2.0 mol L;1 0.01260 L n(KIO3) = 0.0042 mol，w(KIO3) = 0.0042mol214 gmol1 1.0g 100% = 89.88%。 2. 氯化镓(GaN)被称为第三代半导体材料，其应用取得了突破性的进展。一种镍催化 法生产 GaN 的工艺如下： (1)“热转化”时 Ga 转化为 GaN的化学方程式是_。 (2)“酸浸”的目的是_，“操作”中包含的操作是_。 某学校

7、化学兴趣小组在实验室利用下图装置模拟制备氮化镓： (3)仪器 X中的试剂是_，仪器 Y的名称是_，装置 G的作用是 _。 (4)加热前需先通入一段时间的H2，原因是_。 (5)取某 GaN样品 m克溶于足量热 NaOH溶液，发生反应：GaN + OH;+ H2O GaO2 ; + NH3用H3BO3溶液将产生的NH3完全吸收，滴定吸收液时消耗浓度 为c mol L;1的盐酸V mL，则样品的纯度是_。 第 4 页，共 27 页 (已知：NH3+ H3BO3= NH3 H3BO3；NH3 H3BO3+ HCl = NH4Cl + H3B (6)科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统，

8、 成功地实现了用CO2 和H2O合成CH4。请写出铜极的电极应式_。 【答案】(1)2Ga + 2NH32GaN + 3H2； (2)除去 GaN中混有的少量 Ni；过滤、洗涤、干燥 (3)浓氨水；球形干燥管；除去未反应完的NH3，防止污染空气 (4)排除装置中的空气，避免空气与镓反应产物不纯，防止氢气与氧气爆炸 (5) 8.4cv m (6)CO2+ 8e;+ 8H:= CH4+ 2H2O 【解析】 本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、制备原理为解 答关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大。 【解答】 由流程可知，热转化时 Ga和N

9、H3在高温条件下反应生成 GaN和氢气；加盐酸可除去 Ni，过滤分离出 GaN，以此解答(1)、(2)； 由制备装置可知，A 中 Zn与稀硫酸反应生成氢气，利用氢气将装置内的空气排出防止 金属被氧化，B中浓硫酸可干燥氢气，X为氨水，C中制备氨气，Y为碱石灰可干燥氨 气，E 中可制备 GaN，F可防止倒吸，G中稀硫酸可吸收尾气，以此来解答。 (1)Ga和NH3在高温条件下反应生成 GaN和氢气， 反应为2Ga + 2NH32GaN + 3H2； 故答案为：2Ga + 2NH32GaN + 3H2； (2)“酸浸”的目的是除去 GaN中混有的少量 Ni，“操作”中包含的操作是过滤、洗 涤、干燥；

10、故答案为：除去 GaN 中混有的少量 Ni；过滤、洗涤、干燥； (3)仪器 X中的试剂是浓氨水，仪器 Y的名称是球形干燥管，装置 G的作用是吸收过量 的氨气，防止污染环境； 第 5 页，共 27 页 故答案为：浓氨水；球形干燥管；除去未反应完的NH3，防止污染空气 (4)加热前需先通入一段时间的H2，原因是排出空气，防止金属被氧化； 故答案为：排出空气，防止金属被氧化； (5)由GaN + OH;+ H2OGaO2 ; + NH3、NH3+ H3BO3= NH3 H3BO3、NH3 H3BO3+ HCl = NH4Cl + H3BO3，可知n(GaN) = n(HCl)，则样品的纯度是 V10

11、3Lcmol/L84g/mol mg 100% = 8.4cv m ； 故答案为：8.4cv m ； (6)Cu是正极，正极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成甲烷，电极反应式为： CO2+ 8e;+ 8H:= CH4+ 2H2O； 故答案为：CO2+ 8e;+ 8H:= CH4+ 2H2O。 3. 某同学在实验室以铜屑(含有少量CuO)为原料制备适量无水Cu(NO3)2工艺流程如 图： 已知：SOCl2熔点为105、沸点为76、遇水剧烈水解生成两种酸性气体； 4NH3 H2O + Cu2:= Cu(NH3)42:+ 4H2O； Cu(NH3)42:对特定波长光的吸收 程度(用吸光度 A表示)与C

12、u2:在一定浓度范围内成正比。 回答下列问题： (1)从绿色化学、原子经济性角度考虑，试剂 X 为_。 (2)步骤包括蒸发浓缩、冷却结晶等步骤，蒸发时所用容器名称是_，停 止加热的时机是_。 (3)步骤在如图 1 所示装置(夹持及控温装置省略)中进行。 实验中， 若仅打开装置活塞 b的情况下， 恒压滴液漏斗中液体_(填“能” 或“不能”)全部流下。 C中产生的现象是_。 第 6 页，共 27 页 D的作用是_。 写出 A中三颈烧瓶内Cu(NO3)2 3H2O与SOCl2恰好反应生成Cu(NO3)2的化学方 程式：_。 (4)用分光光度法可测定产品的纯度。 现准确称取0.50 g无水Cu(NO3

13、)2产品， 用蒸馏 水溶解并定容至100 mL，准确移取该溶液10.00 mL，加过量NH3 H2O，再用蒸馏 水定容至100 mL， 测得溶液吸光度A = 0.600。 已知Cu(NH3)42:的吸光度A与Cu2: 标准溶液浓度关系如图 2所示。 量取10.00 mL Cu(NO3)2溶液所用量器名称是_。 无水Cu(NO3)2的纯度是_(以质量分数表示)。 【答案】(1)O2(或H2O2)与稀硝酸 (2)蒸发皿；当蒸发皿中液体出现结晶膜或有一定量的晶体析出时 (3)能；品红溶液褪色；吸收尾气SO2和 HCl，防止其污染空气；Cu(NO3)2 3H2O + 3SOCl2= Cu(NO3)2+

14、 3SO2 +6HCl (4)酸式滴定管；94.0% 【解析】【分析】 本题考查无机物的制备及含量的测定，涉及化学方程式的书写、实验仪器等知识点，综 合性较强，关键是明确反应原理与各装置作用，侧重于学生将知识运用和解决问题的能 力，试题较难。 【解答】 (1)从绿色化学、原子经济性角度考虑，由铜屑制取硝酸铜溶液时，为提高硝酸的利用 率，并减少氮氧化物的生成，可通入氧气或者加入过氧化氢溶液作氧化剂，则试剂 X 为O2(或H2O2)与稀硝酸； (2)步骤包括蒸发浓缩、冷却结晶等步骤，蒸发时所用容器为蒸发皿，当蒸发皿中液 体出现结晶膜或有一定量的晶体析出时，停止加热，再进行冷却结晶； (3)步骤Cu

15、(NO3)2 3H2O与SOCl2反应生成无水硝酸铜，已知SOCl2遇水剧烈水解生成 两种酸性气体，应为二氧化硫和氯化氢，则装置 A中发生的反应为Cu(NO3)2 3H2O + 3SOCl2= Cu(NO3)2+ 3SO2 +6HCl ； 打开装置活塞 b，恒压滴液漏斗内和三颈烧瓶内压强一致，则液体能全部流下； A装置中，Cu(NO3)2 3H2O与SOCl2反应生成二氧化硫，使 C中品红溶液褪色； D装置用来吸收尾气SO2和 HCl，防止其污染空气； 第 7 页，共 27 页 由以上分析知，A 中化学方程式为Cu(NO3)2 3H2O + 3SOCl2= Cu(NO3)2+ 3SO2 +6H

16、Cl； (4)Cu(NO3)2溶液，由于水解显弱酸性，则量取10.00mLCu(NO3)2溶液所用量器为酸 式滴定管； 由图像可知，当溶液吸光度A = 0.600时，Cu2:标准溶液的浓度为2.5 10;3mol/L， 则所移取的10.00mL原Cu(NO3)2溶液中溶质物质的量为2.5 10;3mol/L 0.1L = 2.5 10;4mol，则0.50g无水Cu(NO3)2产品中Cu(NO3)2的物质的量为2.5 10;4mol 10 = 2.5 10;3mol，则无水Cu(NO3)2的纯度是2.510 3mol188g/mol 0.50g 100 = 94.0。 4. 某同学在实验室以铜

17、屑(含有少量CuO)为原料制备适量无水Cu(NO3)2工艺流程如 图： 已知：SOCl2熔点为105、沸点为76、遇水剧烈水解生成两种酸性气体； 4NH3 H2O + Cu2:= Cu(NH3)42:+ 4H2O； Cu(NH3)42:对特定波长光的吸收 程度(用吸光度 A表示)与Cu2:在一定浓度范围内成正比。 回答下列问题： (1)从绿色化学、原子经济性角度考虑，试剂 X 为_。 (2)步骤包括蒸发浓缩、冷却结晶等步骤，蒸发时所用容器名称是_，停 止加热的时机是_。 (3)步骤在如图 1 所示装置(夹持及控温装置省略)中进行。 实验中， 若仅打开装置活塞 b的情况下， 恒压滴液漏斗中液体_

18、(填“能” 或“不能”)全部流下。 C中产生的现象是_。 D的作用是_。 写出 A中三颈烧瓶内Cu(NO3)2 3H2O与SOCl2恰好反应生成Cu(NO3)2的化学方 程式：_。 第 8 页，共 27 页 (4)用分光光度法可测定产品的纯度。 现准确称取0.50 g无水Cu(NO3)2产品， 用蒸馏 水溶解并定容至100 mL，准确移取该溶液10.00 mL，加过量NH3 H2O，再用蒸馏 水定容至100 mL， 测得溶液吸光度A = 0.600。 已知Cu(NH3)42:的吸光度A与Cu2: 标准溶液浓度关系如图 2所示。 量取10.00 mL Cu(NO3)2溶液所用量器名称是_。 无水

19、Cu(NO3)2的纯度是_(以质量分数表示)。 【答案】(1)O2(或H2O2)与稀硝酸 (2)蒸发皿；当蒸发皿中液体出现结晶膜或有一定量的晶体析出时 (3)能 品红溶液褪色 吸收尾气，防止其污染空气 Cu(NO3)2 3H2O + 3SOCl2= Cu(NO3)2+ 3SO2 +6HCl (4)酸式滴定管 94.0% 【解析】【分析】 本题考查了以无机工艺流程为载体的综合实验， 涉及了元素的相关性质， 方程式的书写、 纯度的计算等，要求学生对物质基本性质的掌握，并加以灵活运用，题目难度中等。 【解答】 (1)从绿色化学、原子经济性角度考虑，试剂 X 为O2(或H2O2)把铜氧化为氧化铜与稀硝

20、 酸反应无有毒气体放出； (2)蒸发时所用容器名称是蒸发皿；蒸发到即将干时，为避免固体因受热而迸溅出来， 停止加热，利用余热将剩余水分蒸发掉，所以停止加热的时机是蒸发皿中液体出现结晶 膜或有一定量的晶体析出时； (3)如果是普通的分液漏斗，漏斗需与外界大气相通才能使试剂顺利下流，恒压分液 漏斗就是为了避免上述情况发生，可以使液体顺利流下，所以实验中，若仅打开装置活 塞 b的情况下，恒压滴液漏斗中液体能全部流下； 根据信息SOCl2遇水剧烈水解生成两种酸性气体， 即SO2、 HCl， SO2使品红溶液褪色， 即 C 中产生的现象是品红溶液褪色； SO2、HCl会污染环境，所以 D的作用是吸收尾气

21、，防止其污染空气； Cu(NO3)2 3H2O与SOCl2恰好反应生成硝酸铜、二氧化硫气体和氯化氢气体，化学方 程式为：Cu(NO3)2 3H2O + 3SOCl2= Cu(NO3)2+ 3SO2 +6HCl ； (4)量取10.00 mL Cu(NO3)2溶液所用量器名称是酸式滴定管； 由图可知，溶液吸光度A = 0.600时，Cu2:标准溶液浓度为2.5 10;3mol/L，则样品 中Cu(NO3)2的质量为2.5 10;3mol/L 0.1L 100mL 10mL 188g/mol = 0.47g，则无水 第 9 页，共 27 页 Cu(NO3)2产品的纯度是。 5. 绿矾在医药及生活生

22、产科学研究方面具有重要的应用价值。 设计实验方案对绿矾的 性质组成进行如下探究。回答下列问题： ()为测定某补血剂(有效成分为FeSO4 7H2O)中铁元素含量，设计如下实验流程， 回答下列问题： (1)实验室检测该药片已部分变质的方法 _。 (2)步骤需要用质量分数为98.3%的浓硫酸，配制100 mL 1 mol L;1的稀硫酸， 所用到的玻璃仪器除量筒、烧杯外，还需要 _。 (3)写出滤液加入H2O2的离子方程式： _。 (4)步骤一系列实验操作依次是_、_、_、冷却、 称重直至固体质量不变。 (5)假设实验过程中铁元素无损耗，则每片补血剂含铁元素为_g(用含 a 的代数式表示)。 ()

23、为探究硫酸亚铁的分解产物，将样品装入 A 中，连接好下图所示的装置，打开 K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管 A 中残留固体为红棕色粉末。回答下 列问题： (1)通入N2的目的：_；该实验有个明显的 不足之处：_。 (2)C与 D 中的溶液依次为_(填字母)。可观察到的现象依次为 _。 第 10 页，共 27 页 a.品红 b.NaOH c.BaCl2 d.Ba(NO3)2 e.浓H2SO4 (3)依据实验现象，推测产物，写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式： _。 【答案】.(1)取该药片少量溶解于蒸馏水后，取少量溶液于试管中，滴 KSCN 溶液， 若溶液变血红色， 则已变质； 另

24、取少量溶液于另一试管中， 向其中滴K3Fe(CN)6溶液， 若有蓝色沉淀，则说明部分变质 (2)胶头滴管、玻璃棒、100mL容量瓶 (3)2Fe2:+ 2H:+ H2O2= 2Fe3:+ 2H2O (4)过滤；洗涤；灼烧 (5)0.07a .(1)排除装置中的空气，防止空气中的氧气将绿矾中的Fe2:氧化为Fe3:，干扰实验； 无尾气处理装置，污染环境 (2)c、a；生成白色沉淀、品红溶液褪色 (3)2FeSO4Fe2O3+ SO2 +SO3 【解析】【分析】 本题考查物质的组成及探究，为高频考点，侧重考查Fe2:性质、溶液配制、离子方程式 书写及物质组成实验探究，考查较为综合，难度不大。掌握相

25、关物质的性质及实验原理 是解答关键。 【解答】 ()(1)Fe2:有还原性，易被氧化为Fe3:，则检测该药片已部分变质的方法为取该药片 少量溶解于蒸馏水后，取少量溶液于试管中，滴 KSCN 溶液，若溶液变血红色，则已变 质；另取少量溶液于另一试管中，向其中滴K3Fe(CN)6溶液，若有蓝色沉淀，则说明 部分变质； (2)用到的玻璃仪器有：量筒、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、100mL容量瓶； (3)加入H2O2可将Fe2:氧化为Fe3:， 离子反应为： 2Fe2:+ 2H:+ H2O2= 2Fe3:+ 2H2O； (4)产生红褐色悬浊液后，过滤、洗涤、灼烧得红棕色固体； (5)ag红棕色固体为Fe2

26、O3，则含铁元素为112 160 ag = 0.7a g，每片补血剂含铁元素为 0.07a g； ()(1)通入氮气的目的为排除装置中的空气，防止空气中的氧气将绿矾中的Fe2:氧化 为Fe3:干扰实验；缺少尾气处理装置，污染环境； (2)红棕色粉末为Fe2O3，铁的化合价反应前后有变化，说明发生氧化还原反应，根据 FeSO4可知，产物中可能有硫的氧化物(SO2、SO3)生成，用BaCl2溶液检验SO3，不能用 Ba(NO3)2溶液，因为SO2通入后也会产生白色沉淀；用品红检验SO2，应先检验SO3，后 检验SO2， 所以 C与 D中的溶液依次为 c、 a； 现象依次为生成白色沉淀、 品红溶液褪

27、色； (3)由上述实验过程以及现象可知产物有Fe2O3、SO2、SO3，则硫酸亚铁高温分解反应 的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+ SO2 +SO3。 第 11 页，共 27 页 6. 氯化亚铜(CuCl)是一种重要的化工产品。它不溶于H2SO4、HNO3和醇，微溶于水， 可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜 Cu2(OH)4;nCln，n 随着环境酸度的改变而改变。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： (1)还原过程中主要反应的离子方程式为 _。 (2)实验室为了加快过滤速度，往往采用抽滤的操作

28、(如图)。仪器 A的名称 _，有关抽滤，下列说法正确的是_ A.抽滤完毕，应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡胶管，再关闭水龙头，最后将滤液 从吸滤瓶上口倒出 B.在布氏漏斗中放入滤纸后，直接用倾析法转移溶液和沉淀，再打开水龙头抽滤 C.在抽滤装置中洗涤晶体时，为减少晶体溶解损失，应使洗涤剂快速通过滤纸 D.减压过滤不宜用于过滤胶状或颗粒太小的沉淀 (3)操作 1 为马上再洗涤，然后在真空干燥机内于70干燥2 h，冷却、密封包装。 其中最合理的洗涤试剂_ A.浓盐酸 B.浓氨水 C.无水乙醇 D.水+乙醇 真空干燥的原因是_。 (4)随着 pH减小，Cu2(OH)4;nCln中铜的质量分数_ A.增

29、大 B.不变 C.减小 D.不能确定 【答案】(1)2Cu2:+ SO3 2; + 2Cl;+ H2O = 2CuCl +SO4 2; + 2H:； (2)吸滤瓶； AD； 第 12 页，共 27 页 (3)C； 防止 CuCl在潮湿的空气中水解、氧化； (4)C。 【解析】【分析】 本题考查以化学工艺流程为载体的综合实验，涉及物质的分离提纯、对操作的理解等， 理解工艺流程原理是关键，有利于基础知识的巩固，侧重对学生综合能力的考查，难度 中等。 【解答】 海绵铜加入硫酸和硝酸铵溶解得到溶液主要是硫酸铜，硫酸铵等，加入亚硫酸铵还原硫 酸铜、加入氯化铵氯化发生反应 2CuSO4+ (NH4)2SO

30、3+ 2NH4Cl + H2O = 2CuCl +2(NH4)2SO4+ H2SO4，过滤得到固 体为 CuCl，滤液主要是硫酸铵和硫酸，结合相关物质的性质以及题目要求解答该题。 (1)根据以上分析，还原过程中主要反应的离子方程式为2Cu2:+ SO3 2; + 2Cl;+ H2O = 2CuCl +SO4 2; + 2H:； (2)仪器 A的名称为吸滤瓶； A.抽滤完毕，应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡胶管，再关闭水龙头，以防倒吸，最后 将滤液从吸滤瓶上口倒出，故 A正确； B.在布氏漏斗中放入滤纸后，用玻璃棒引流转移溶液和沉淀，再打开水龙头抽滤，故 B 错误； C.在抽滤装置中洗涤晶体时，应

31、使洗涤剂慢慢通过滤纸，让洗涤剂和晶体充分接触，故 C错误； D.颗粒太小的沉淀易在滤纸上形成一层致密的沉淀，溶液不易透过，所以减压过滤不宜 用于过滤胶状或颗粒太小的沉淀，故 D 正确； (3)操作 1 为马上再洗涤，目的是为了洗去表面的杂质，为快速干燥，要用酒精洗涤， 然后在真空干燥机内于70干燥2 h，冷却、密封包装。所以最合理的洗涤试剂无水乙 醇即 C选项； 真空干燥的原因是防止 CuCl 在潮湿的空气中水解、氧化； (4)随着 pH减小，Cu2(OH)4;nCln中4 n减小，n增大，则铜的质量分数减小，即合理 选项是 C。 7. 氧化铬绿(Cr2O3)的性质独特，在冶金、颜料等领域有着

32、不可替代的地位。一种利 用淀粉水热还原铬酸钠制备氧化铬绿的工艺流程如下： 第 13 页，共 27 页 已知： 向含少量Na2CO3的铬酸钠碱性溶液中通入CO2可制得不同碳化率的铬酸 钠碳化母液； “还原”反应剧烈放热，可制得Cr(OH)3浆料。 (1)该工艺中“还原”反应最初使用的是蔗糖或甲醛，后来改用价格低廉的淀粉。 请写出甲醛(HCHO)与铬酸钠(Na2CrO4)溶液反应的离子方程式 _。 (2)将混合均匀的料液加入反应釜，密闭搅拌，恒温发生“还原”反应，下列有关 说法错误 的是_(填标号)。 A.该反应一定无需加热即可进行 B.必要时可使用冷却水进行温度控制 C.铬酸钠可适当过量，使淀粉

33、充分反应 D.应建造废水回收池，回收含铬废水 (3)测得反应完成后在不同恒温温度、不同碳化率下Cr()还原率如下图。实际生 产过程中Cr()还原率可高达99.5%以上，“还原”阶段采用的最佳反应条件为 _。 (4)滤液中含碳元素的溶质为_(写化学式)。该水热法制备氧化铬绿工艺的 优点有_；_(请写出 两条)。 (5)由水热法制备的氢氧化铬为无定型氢氧化铬Cr(OH)3 nH2O。将洗涤并干燥后 的氢氧化铬滤饼充分煅烧，质量损失与固体残留质量比为9:19，经计算得出 n =_。 第 14 页，共 27 页 (6)重铬酸钠(Na2Cr2O7 H2O)与硫酸铵热分解法也是一种生产氧化铬绿的方法， 生

34、 产过程中产生的气体对环境无害，其化学反应方程式为 _。 【答案】(1)4CrO4 2; + 3HCHO + 4H2O = 4Cr(OH)3 +2OH;+ 3CO3 2; 或4CrO4 2; + 3HCHO+ 2H2O + 2HCO3 ; = 4Cr(OH)3 +5CO3 2; (2)AC (3)碳化率40%、恒温240 (4)Na2CO3(或NaHCO3或Na2CO3、NaHCO3) 工艺清洁；原料价格低廉；设备要求低；副产物碳酸钠用于铬酸钠碳化母液 的制备；无废液废渣的排放；废水可以回收利用，流程短 (5)0.5 (6)Na2Cr2O7 H2O + (NH4)2SO4Cr2O3+ Na2S

35、O4+ 5 H2O + N2 【解析】【分析】 本题考查化学物质的制备流程、离子方程式的书写、氧化还原反应的应用、反应条件的 选择、化学方程式等，题目难度中等，熟练掌握化学流程的分析是解题的关键。 【详解】 在碱性条件下，利用铬酸钠碳化母液与淀粉发生氧化还原反应生成Cr(OH)3沉淀、碳酸 钠或碳酸氢钠(取决于起始反应溶液的碱性)，然后过滤、洗涤，通过煅烧Cr(OH)3然后 经过一系列操作得到产品，以此解答。 (1)HCHO中碳元素化合价为 0 价，该反应在碱性环境下进行，最终生成为有碳酸钠、 Cr(OH)3等， 根据化合价升降守恒、 电荷守恒以及原子守恒可知其反应的离子方程式为： 4CrO4

36、 2; + 3HCHO + 4H2O = 4Cr(OH)3 +2OH;+ 3CO3 2; 或4CrO4 2; + 3HCHO+ 2H2O + 2HCO3 ; = 4Cr(OH)3 +5CO3 2;； 故答案为：4CrO4 2; + 3HCHO+ 4H2O = 4Cr(OH)3 +2OH;+ 3CO3 2; 或4CrO4 2; + 3HCHO+ 2H2O + 2HCO3 ; = 4Cr(OH)3 +5CO3 2;； (2)A.该反应虽然为放热反应， 但不一定全过程都不需要加热， 如燃烧反应为放热反应， 反应开始需要加热，故 A符合题意； B.因该反应放热剧烈，若温度过高，Cr(OH)3可能会发生

37、分解，会影响最终产品质量， 因此可在必要时可使用冷却水进行温度控制，故 B不符合题意； C.为保证原料的充分利用，淀粉应适当过量，使铬酸钠充分反应，故 C符合题意； D.铬为重金属元素，直接排放至环境中会污染水资源，因此应建造废水回收池，回收含 铬废水，故 D 不符合题意； 故答案为：AC； (3)由图可知， 在碳化率为40%时， 还原率较高， 在温度为240时， 还原率达到接近100%， 再升高温度对于还原率的影响不大，故最佳反应条件为：碳化率40%、恒温240； 故答案为：碳化率40%、恒温240； (4)由上述分析可知，滤液中所含溶质为：Na2CO3(或NaHCO3或Na2CO3、NaH

38、CO3)；水 热法制备工艺的优点有：工艺清洁、原料价格低廉、设备要求低、副产物碳酸盐可用于 铬酸钠碳化母液的制备、无废气废渣排放、废水可回收利用、流程短等； 故答案为：Na2CO3(或NaHCO3或Na2CO3、NaHCO3) 第 15 页，共 27 页 工艺清洁；原料价格低廉；设备要求低；副产物碳酸钠用于铬酸钠碳化母液 的制备；无废液废渣的排放；废水可以回收利用，流程短； (5)加热过程中相关物质的转化关系式为： 2Cr(OH)3 nH2O：Cr2O3(3 + 2n)H2O 152 18 (3 + 2n) 19 9 152 19 = 18(3:2n) 9 ，解得n = 0.5； 故答案为：0

39、.5； (6)重铬酸钠具有强氧化性，硫酸铵具有还原性，生产过程中产生的气体对环境无害， 故 N 元素转化为N2，二者发生氧化还原反应生成Cr2O3、N2、Na2SO4、H2O，根据氧化 和还原反应得失电子守恒和原子守恒可知该反应方程式为：Na2Cr2O7 H2O + (NH4)2SO4Cr2O3+ Na2SO4+ 5 H2O + N2 ； 故答案为：Na2Cr2O7 H2O + (NH4)2SO4Cr2O3+ Na2SO4+ 5 H2O + N2。 8. 硫酸四氨合铜晶体(Cu(NH3)4SO4 H2O)常用作杀虫剂、媒染剂。实验室拟用废旧 印刷电路板(含有 Cu、Fe、Al、Zn)制备该晶体

40、，具体流程如下： 已知：硫酸四氨合铜易溶于水，不溶于乙醇、四氯化碳等有机溶剂；常温下，硫酸 四氨合铜在空气中易与水和二氧化碳反应，受热时易失氨。 (1)某科研小组选取一定量的稀硝酸和稀硫酸的混合酸溶解废旧印刷电路板时，得 出温度与铜的浸出率关系如图所示。步骤中采用合适的加热方式是_；温 度越高，铜的浸出率反而下降，原因可能是_。 第 16 页，共 27 页 (2)步骤、需要的玻璃仪器有_；检验“水相”中是否含有Fe3:所需试 剂为_。 (3)步骤中氨水必须适当过量的原因是_。 (4)步骤的具体操作为_。 (5)样品中NH3含量测定：实验装置如图所示，称取0.3400 g样品放入圆底烧瓶中， 加

41、入80 mL水溶解，再加入10% NaOH溶液10.00 mL。在锥形瓶中，准确加入 0.5000 mol L;1HCl标准溶液36.00 mL，放入冰水浴中冷却。先大火后小火加热烧 瓶，并保持微沸 1h 左右。取出插入 HCl 溶液中的导管，从冰水浴中取出锥形瓶， 滴加 2 滴0.1%甲基红溶液，用0.5000 mol L;1NaOH标准溶液滴定剩余溶液，消耗 NaOH标准溶液28.00 mL。则样品中NH3的质量分数为_(保留两位有效数字)， 实验检测结果比理论值偏小的原因可能是_(写一种可能原因)。 第 17 页，共 27 页 【答案】 (1)约60热水浴； 温度高， 硝酸挥发， 因硝酸

42、量一定， 造成铜的浸出率下降(或温 度高，硝酸氧化性增强，硝酸反应后生成了NO2，增加了硝酸的消耗量，铜的浸出率降 低) (2)分液漏斗、烧杯；KSCN溶液 (3)使Cu2:充分反应，提高铜的转化率 (4)向过滤器中加入乙醇至浸没沉淀，待洗涤液完全流出后，重复上述操作 2到 3 次 (5) 20%；装置中残留一部分氨；样品在干燥时温度偏高，部分氨已失去 【解析】【分析】 本题考查无机工艺流程及物质含量的测定，为高频考点，涉及实验方案的设计与评价等 知识， 明确实验原理是解本题关键， 知道涉及的操作方法及发生的反应， 题目难度中等。 【解答】 废旧印刷电路板(含有 Cu、Fe、Al、Zn)在加热

43、的条件下酸溶金属转化为阳离子，由于 最终制备的是硫酸四氨合铜晶体，所以溶液中的金属阳离子除铜离子被萃取到水相中， 然后将有机相中的铜离子在被反萃取到水相中，然后加入氨水得到硫酸四氨合铜，据 此解答。 (1)结合图像一我们发现浸出率最高的温度是60，在这个温度下用热水浴是最合适的 加热方法；因为我们选用的是硝酸和硫酸进行浸出，硫酸是难挥发的，但是硝酸受热易 挥发，因此当温度过高时硝酸部分挥发，导致浸出率反而下降；也可根据不同温度下硝 酸的还原产物不同来作答，即答案为温度升高硝酸的氧化性增强，还原产物变为NO2， 每个硝酸能得的电子减少了，需要的硝酸就会变多，浸出率自然会下降； (2)步骤二既然是

44、反萃取(萃取的一种)、分液，需要的玻璃仪器为分液漏斗和烧杯；而 检验Fe3:的最佳试剂为 KSCN溶液； (3)步骤是为了将步骤得到的硫酸铜转变为硫酸四氨合铜产物，因此这一步加入过 量的氨水可以有效地将Cu2:转变为产物，提高转化率； (4)步骤为洗涤，目的是为了洗去产品中可能残留的有机或无机杂质，根据题目所给 的信息硫酸四氨合铜不溶于乙醇、四氯化碳等有机溶剂，因此我们可以用有机溶剂来洗 涤，具体操作为向过滤器中加入乙醇至浸没沉淀；待洗涤液完全流出后，重复上述操作 2 至 3次； (5)根据描述和装置图我们要测量样品中的NH3含量， 先通过加碱和加热将样品中的NH3 全部“赶”到锥形瓶中与 HCl 反应，中和掉一部分酸，再用标准 NaOH溶液去滴定剩 余的酸。首先根据n = c V = 0.5mol/L 0.036L = 0.018mol算出 HCl原来的量，再根 据n = c V = 0.5mol/L 0.028L = 0.014mol算出消耗的 NaOH的量，因此NH3中和了 0.004mol的 HCl，又因为NH3和HCl 1：1中和的，所以样品中有NH3共0.004mol，由 m = n M = 0.004mol 17g/mol = 0.068g算出NH3的质量，最后算出其质量分数 0.068 0.34 100 = 20，若实测结果比