【正文】 體的制備實驗操作等，關(guān)鍵是運用題目所給信息，綜合加工，學(xué)會知識的遷移和應(yīng)用，考查學(xué)生提煉信息、綜合分析問題、解決問題的 能力。 2 F4 H5 J1 J2 J4 【 2020江西重點中學(xué)協(xié)作體高三第二次聯(lián)考】 （ 15 分） 硫酸銅在化工和農(nóng)業(yè)方面有很廣泛的用處，某化學(xué)興趣小組查閱資料，用兩種不同的原料制取硫酸銅。 方式一： 一種含銅的礦石（硅孔雀石礦粉），含銅形態(tài)為 CuCO3Cu(OH)2 和 CuSiO32H2O（含有 SiO FeCO Fe2O Al2O3 等雜質(zhì)）。以這種礦石為原料制取硫酸銅的工藝流程如下圖： 請回答下列問題： ⑴ 完成步驟 ① 中稀硫酸與 CuSiO32H2O 發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 CuSiO32 H2O+H2SO4=CuSO4 +________+H2O； ⑵ 步驟 ② 調(diào)節(jié)溶液 pH 選用的最佳試劑是 __________________ A. CuO B. MgO C. FeCO3 D NH3H 2O ⑶ 有關(guān)氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的 pH 如下表： 氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 開始沉淀的 pH 沉淀完全的 pH 由上表可知：當(dāng)溶液 pH=4 時，不能完全除去的離子是 ________。 ⑷ 濾液 B 通過蒸發(fā)濃縮（設(shè)體積濃縮為原來的一半）、冷卻結(jié)晶可以得到 CuSO45H2O 晶體。某同學(xué)認(rèn)為上述操作會伴有硫酸鋁晶體的析出。請你結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)對該同學(xué)的觀點予以評價（已知常溫下， Al2(SO4)3 飽和溶液中 C(Al3+)=L1， Ksp[Al(OH)3]=1034) ________（填 “正確 ”或 “錯誤 ”）。 方式二：以黃銅礦精礦為原料，制取硫酸銅及金屬銅的工藝如下所示： Ⅰ .將黃銅礦精礦（主要成分為 CuFeS2，含有少量 CaO、 MgO、 Al2O3）粉碎 Ⅱ .采用如下裝置進(jìn)行電化學(xué)浸出實驗，將精選黃銅礦粉加入電解槽陽極區(qū)，恒速攪拌，使礦粉溶解。在陰極區(qū)通入氧氣，并加入少量催化劑。 Ⅲ .一段時間后，抽取陰極區(qū)溶液，向其中加入有機(jī)萃取劑（ RH）發(fā)生反應(yīng)： 2RH（ 有機(jī)相 ） + Cu2+（ 水相 ） R2Cu（ 有機(jī)相 ） + 2H＋ （ 水相 ） 分離出有機(jī)相，向其中加入一定濃度的硫酸，使 Cu2+得以再生。 Ⅳ .電解硫酸銅溶液制得金屬銅。 （ 5）黃銅礦粉加入陽極區(qū)與硫酸及硫酸鐵主要發(fā)生以下反應(yīng)： CuFeS2 + 4H＋ = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S 2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H＋ 電解過程中，陽極區(qū) Fe3+的濃度基本保持不變，原因是 ____________________（用電極反應(yīng)式表示）。 （ 6）步驟 Ⅲ ，向有機(jī)相中加入一定濃度的硫酸， Cu2+得以再生的原理是 _____________ 。 （ 7）步驟 Ⅳ ，若電解 CuSO4 溶液，生成銅 g，此時溶液中離子濃度由大到小的順序是 ____ 。 【知識點】 制備實驗方案的設(shè)計 、 難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì) 、 物質(zhì)的檢驗和鑒別的基本方法 選擇及應(yīng)用 【答案解析】 （ 1） H4SiO4 （ 2分） （ 2） A （ 2分） （ 3） Al3+ （ 2分）（ 4）錯誤（ 3分） （ 5） Fe2+e=Fe3+ （ 2 分） （ 6）增大 H+濃度，使平衡 2RH（ 有機(jī)相 ） + Cu2+（ 水相 ） R2Cu （ 有機(jī)相 ） + 2H＋ （ 水相 ）逆向移動， Cu2+進(jìn)入水相得以再生；（ 2 分） （ 7） C(H+)C(SO42)C(Cu2+)C(OH) (2 分） 解析 ： （ 1）利用質(zhì)量守恒定律，可以判斷未知物是硅酸，利用觀察法配平反應(yīng)方程式為： CuSiO32H2O+H2SO4=CuSO4 +H4SiO4+H2O；（ 2）由于濾液 A顯示酸性，加入的試劑能夠中和 溶液中的氫離子，還不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，所以應(yīng)該選用 B氧化銅，故選 A；（ 3）有表中數(shù)據(jù) 可知， pH=4時，三價鐵離子完全生成了氫氧化鐵沉淀，而鋁離子完全沉淀需要的 PH是 ，所以鋁離子沒有完全沉淀；（ 4） PH=4時，溶液中的氫氧根離子的濃度為： 11010mol/L，溶 液中鋁離子濃度為 1034247。（ 11010)3=104 mol/L，濃縮后 c（ Al3+） =104 mol/L＜＜ ，所以 不會有硫酸鋁晶體析出；（ 5）電解過程中，陽極區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng)， 有 Fe2+e=Fe3+，所以 Fe3+的濃度基本保持不變；（ 6）向有機(jī)相中加入一定濃度的硫酸，增大 H+濃度，使平衡 2RH（有機(jī)相） +Cu2+（水相） ?R2 Cu（有機(jī)相） +2H+（水相）逆向移動， Cu2+ 進(jìn)入水相得以再生；（ 7 ）電解 CuSO4 溶液，發(fā)生反應(yīng) 2CuSO4 +2H2 O 2Cu+2H2 SO4 +O2↑， CuSO4溶液中 n（ CuSO4） =，生成銅 ，物質(zhì)的量為 ，故生成 H2 SO4 ， 溶液中 CuSO4為 =，電解后的溶液為 CuSO H2 SO4混合溶液，溶液呈 酸性，溶液中銅離子水解、水發(fā)生電離，故 n（ H+）＞ 2=， n（ SO4 2 ） =， n（ Cu2+）＜ ，溶液中氫氧根濃度很小，故 c（ H+）＞ c（ SO4 2 ）＞ c（ Cu2+）＞ c（ OH）； 【思路點撥】 本題考查了化學(xué)方程式書寫、化學(xué)計算等知識，借助電解原理、對工藝原理的理解、常用化學(xué)用語、離子濃度比較等，題目綜合性較大，難度中等，（ 7）中注意根據(jù)物質(zhì)的量 判斷離子大小，可以根據(jù)所學(xué)知識完成 . 27. H3 H5 J1 J2【 2020大慶鐵人中學(xué)高三學(xué)年考前模擬】 （ 14 分）工業(yè)上設(shè)計將 VOSO4中的 K2SO SiO2 雜質(zhì)除去并回收得到 V2O5 的流程如下： 請回答下列問題： （ 1）步驟 ① 所得廢渣的成分是 （寫化學(xué)式） （ 2）步驟 ② 、 ③ 的變化過程可簡化為（下式 R 表示 VO2+， HA 表示有機(jī)萃取劑）： R2(SO4)n (水層 )＋ 2nHA（有機(jī)層） 2RAn（有機(jī)層）＋ nH2SO4 (水層 ) ② 中萃取時必須加入適量堿，其原因是 。 ③ 中 X 試劑為 。 （ 3） ④ 的離子方程式為 。 （ 4） 25℃ 時，取樣進(jìn)行試驗分析，得到釩沉淀率和溶液 pH 之間關(guān)系如下表： pH 釩沉淀率 % 結(jié)合上表，在實際生產(chǎn)中， ⑤ 中加入氨水，調(diào) 節(jié)溶液的最佳 pH 為 。 若釩沉淀率為 %時不產(chǎn)生 Fe(OH)3 沉淀，則溶液中 c(Fe3+)＜ 。 （已知： 25℃ 時， Ksp[Fe(OH)3]＝ 10－ 39） （ 5） 該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)有 和 。 【知識點】 物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用 ； 鹽類水解的應(yīng)用 【答案解析】 （ 1） SiO2 （ 2）加入堿中和硫酸，促使平衡正向移動，提高釩的萃取率［或類似表述，如提高 RAn（有機(jī)層）的濃度、百分含量等］ ， H2SO4 （ 3） 6VO2+ + ClO3－ + 9H2O = 6VO3－ ￣ + Cl－ + 18H+ （ 4） ～ （或 、 其中一個）， 103mol?L1 （ 5）氨氣（或氨水）；有機(jī)萃取劑 解析： （ 1）將 VOSO4（含 K2SO SiO2 雜質(zhì)） 酸溶后，二氧化硅不與酸反應(yīng)，過濾得到濾渣為二氧化硅； （ 2） ② 中萃取時必須加入適量堿，分析平衡， Rn+（水層） +nHA（有機(jī)層） ?RAn（有機(jī)層）+nH+（水層），加入的堿會和平衡中的氫離子反應(yīng)促進(jìn)平衡正向進(jìn)行； ③ 中反萃取時加入的X 試劑是抑制平衡正向進(jìn)行，可以加入硫酸抑制平衡正向進(jìn)行； （ 3） ④ 中氯酸鉀將 VO2+氧化成 VO3－ ￣ ，離子方程式為： 6VO2+ + ClO3－ + 9H2O = 6VO3－ ￣ + Cl－ + 18H+ （ 4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷， ⑤ 中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液 pH 最佳值為 ～ ，此時鋇沉淀率達(dá)到最大，需要氨水量較?。蝗翕C沉淀率為 %時不產(chǎn)生 Fe（ OH） 3 沉淀，此時 PH=2， c（ H+） =102mol/L， c（ OH） =1012mol/L，則溶液中 c（ Fe3+）濃度依據(jù)溶度積計算， Ksp[Fe（ OH） 3]= c（ Fe3+） c 3（ OH） =1039，計算得到 c（ Fe3+） =103mol/L，不產(chǎn)生 Fe（ OH） 3 沉淀，則溶液中 c（ Fe3+）＜ 103mol/L； （ 5） 分析流程圖，物質(zhì)參加反應(yīng)，反應(yīng)過程中又生成的物質(zhì)，或重復(fù)利用的物質(zhì)可以循環(huán)利用，流程中有機(jī)萃取劑、氨氣可以循環(huán)利用。 【思路點撥】 本題考查了流程分析判斷，物質(zhì) 性質(zhì)和實驗設(shè)計的方法應(yīng)用，題干信息分析判斷能力，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等。 25． C3 C5 J1 J2 J3【 2020“漳州八校 ”第四次聯(lián)考 】 （ 15 分） 黃銅礦是工業(yè)煉銅的主要原料，其主要成分為 CuFeS2，現(xiàn)有一種天然黃銅礦（含 SiO2），為了測定該黃銅礦的純度，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗： 現(xiàn)稱取研細(xì)的黃銅礦樣品 ，在空氣存在下進(jìn)行煅燒，生成 Cu、 Fe3O4 和 SO2 氣體，實驗后取 d 中溶液的101置于錐形瓶中，用 ，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液。請回答下列問題： （ 1）稱量樣品所用的儀器為 _____(填 “托盤天平 ”或 “電子天平 ”)，將樣品研細(xì)后再反應(yīng)，其目的是 _______ 。 （ 2）裝置 a 和 c 的作用分別是 ____和 ____（填標(biāo)號）。 a．除去 SO2 氣體 b．除去空氣中的水蒸氣 c．有利于氣體混合 d．有利于觀察空氣流速 （ 3）上述反應(yīng)結(jié)束后，仍需通一段時間的空氣，其目的是 ___________。 （ 4）通過計算可知，該黃銅礦的純度為 ________。 （ 5）若用右圖裝置替代上述實驗裝置 d，同樣可以達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?____（填序號）。 （ 6）若將原裝置 d 中的試液改為 Ba(OH)2，測得的黃銅礦純度誤差為＋ 1%，假設(shè)實驗操作 均正確，可能的原因主要有 _____________________________________________。 【知識點】 化學(xué)實驗原理、儀器、滴定操作、實驗中的簡單計算 【答案解析】 （ 1）電子天平 (2 分 )，使原料充分反應(yīng)、加快反應(yīng)速率（ 2 分）。 （ 2） b、 d 和 e （各 1 分，共 3 分） （ 3）使反應(yīng)生 成的 SO2 全部進(jìn)入 d 裝置中，使結(jié)果精確（ 2 分）。 （ 4） 50%（ 2 分）。 （ 5） ② （ 2 分）。 （ 6）空氣中的 CO2 與 Ba(OH)2 反應(yīng)生成 BaCO3 沉淀； BaSO3 被氧化成 BaSO4（合理均可 2分） 解析 ： b 濃 H2SO4 樣品 銅網(wǎng) 滴有淀粉 的蒸餾水 a d c Ba(NO3)2 ② BaCl2 ＋ HCl ① ③ 飽 和 NaHSO3 （ 1）稱取樣品 ，托盤天平的精確度為 ，故要選用電子天平；將樣品研細(xì)后再反應(yīng)，是增大接觸面積，使原料充分反應(yīng)、加快反應(yīng)速率。 （ 2）樣品在煅燒時生成二氧化硫，最后溶于水進(jìn)行滴定，所以裝置 a 要將空氣中的水蒸氣除去否則會影響二氧化硫進(jìn)入 d 的產(chǎn)量；同時，通過觀察進(jìn)氣管口氣泡的多少判 斷空氣流速，防止進(jìn)入氧氣過多氧化二氧化硫，造成結(jié)果偏低；反應(yīng)后多余的氧氣會氧化二氧化硫，所以通過 c 裝置除去。 （ 3）上述反應(yīng)結(jié)束后，仍需通一段時間的空氣，使反應(yīng)生成的 SO2 全部進(jìn)入 d 裝置中，使結(jié)果精確； （ 4）用標(biāo)準(zhǔn)碘液進(jìn)行滴定時： I2+H2SO3+H2O=4H++I+SO42；通過硫原子守恒有： CuFeS2——2SO2—（取溶液的 1/10 進(jìn)行滴定） —2 H2SO3——2 I2 10= = 該黃銅礦的純度為 :184g/mol247。100%=50% （ 5） ① 裝置二氧化硫不被吸收（弱酸不能制強(qiáng)酸）； ② 裝置中吸收二氧化硫后，相當(dāng)于有強(qiáng)氧化性的硝酸存在將亞硫酸根氧化成硫酸根，從而生成硫酸鋇沉淀，過濾、干燥后稱量質(zhì)量再根據(jù)硫原子守恒也可以計算樣品純度； ③ 裝置排飽和亞硫酸鈉溶液的方法只能測出二氧化硫的體積，溫度、壓強(qiáng)不好控制，無法計算物質(zhì)的量。 （ 6）若將原裝置 d 中的試液改為 Ba(OH)2，則形成亞硫酸鋇沉淀，