2019年高考化学二轮复习物质制备与工艺作业

物质制备与工艺
1．氯酸镁常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下：
已知：①卤块主要成分为MgCl2·6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质。

②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。

（1）加入NaClO3饱和溶液后发生反应的化学方程式为_______________，再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为：①_________；_____________；洗涤；②将滤液冷却结晶；
③过滤、洗涤。

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（2）产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定：（已知Mg(ClO3)2·6H2O的摩尔质量为299 g/mol）
步骤1：准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。

步骤2：取10.00 mL于锥形瓶中，加入10.00 mL稀硫酸和20 .00 mL 1.000 mol·L－1的FeSO4溶液，微热。

步骤3：冷却至室温，用0.100 mol/L K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+至终点。

反应的方程式为：Cr2O72－＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。

步骤4：将步骤2、3重复两次，平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。

①写出步骤2中发生反应的离子方程式____________________；
②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为________________。

【答案】MgCl2＋2NaClO3=Mg(ClO3)2＋2NaCl↓ 蒸发浓缩或蒸发结晶趁热过滤ClO3－＋6Fe2＋＋6H＋=6Fe3＋＋Cl－＋3H2O 78.3%
2．硫酸锰铵晶体可用作织物和木材加工的防火剂等。

由二氧化锰等作原料制取硫酸锰铵晶体步骤如下：
（1）实验前，需称量MnO2的质量，这是因为____________________________。

（2）“制取MnSO4”时，可用C6H12O6(葡萄糖)、H2C2O4(草酸)等物质作还原剂。

①用C6H12O6作还原剂(被氧化为CO2)时，发生反应的n(MnO2)/n(C6H12O6)＝________。

②用H2C2O4作还原剂，发生反应的化学方程式为____________________________。

（3）一种测定硫酸锰铵晶体[设为：(NH4)x Mn y(SO4)z·wH2O]组成的方法如下：
①称取一定量的硫酸锰铵晶体配成250 mL溶液A。

②取25.00 mL溶液A加入足量的BaCl2溶液得BaSO4 0.512 6 g。

③另取25.00 mL溶液A加入10 mL 20%的中性甲醛溶液，摇匀、静置5 min[4NH4+＋
6HCHO===3H＋＋6H2O＋(CH2)6N4H＋，滴定时，1 mol(CH2)6N4H＋与1 mol H＋相当]，加入1～2滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L－1 NaOH标准溶液滴定至终点(在该过程中Mn2＋不沉淀)，消耗NaOH 溶液22.00 mL。

④取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率(固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量
×100%)随温度的变化如右图所示(样品在371 ℃时已完全失去结晶水)。

根据以上实验数据计算确定硫酸锰铵晶体的化学式(写出计算过程)。

__________________
【答案】确定制备硫酸锰铵时应加入硫酸、还原剂及(NH4)2SO4的质量12 MnO2＋H2C2O4＋
H2SO4===MnSO4＋2CO2↑＋2H2O n(SO42-) ＝n(BaSO4) ＝＝2.200×10－3 mol，NH4+) ＝n(NaOH)＝0.100 0 mol·L－1×22.00 mL×10－3 L·mL－1＝2.200×10－3 mol，(Mn2＋)＝1/2 [2 n(SO42-)
－n(NH4+)]＝1.100×10－3 mol，x∶y∶z＝2∶1∶2，化学式为(NH4)2Mn(SO4)2·wH2O，＝
69.2%w＝7，化学式为(NH4)2Mn(SO4)2·7H2O
3．溴化钙医药上用作中枢神经抑制药，具有抑制、镇静作用，用以治疗神经衰弱、癫痫等症，在水中极易溶解，溶于乙醇和丙酮。

制备溴化钙晶体(CaBr2·2H2O)的主要流程如下：
（1）检验FeBr2中是否含有Fe3+，应选择________(填字母编号)。

a．NaOH溶液b．K3[Fe(CN)6]溶液c．KSCN溶液d．KMnO4溶液
（2）操作②要求控制温度在40℃，不能过高和过低的原因是_____________________。

（3）要实现Fe粉至FeBr2的转化，在原料配比时应注意_____________，试剂X的化学式为
_______________。

（4）加入熟石灰至出渣的过程中，固体的颜色发生变化，原因是___________（用化学反应方程式表示。

）
（5）操作④的步骤为蒸发浓缩、__________、过滤、洗涤、干燥。

蒸发浓缩时除酒精灯、三脚架外还需用到仪器有____________。

（6）将氨气通入石灰乳，加入溴，于65℃进行反应也可制得溴化钙，此反应中还会生成一种无色无味气体，写出反应的化学方程式_____________。

（7）将上述流程中的出渣，经净化分离得到铁粉。

已知25℃，101kPa时：
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1648kJ／mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393kJ／mol
4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H=-260kJ／mol
将铁粉与碳、氧气共同作用可以得到FeCO3，则该反应的热化学反应方程式为__________。

【答案】 c 温度低反应慢，温度过高溴挥发Fe粉过量HBr 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3冷却结晶蒸发皿、玻璃棒3Ca（OH）2 ＋3Br2＋2NH33CaBr2＋N2↑＋6H2O
2Fe(s)＋3O2(g)＋2C(s)=2 FeCO3(s) △H=－1480kJ/mol
4．工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
（1）步骤Ⅰ是在反射炉中进行的。

把黄铜矿和石英砂混合加热到1 000 ℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。

该过程中两个主要反应的化学方程式分别是________________、________________。

（2）步骤Ⅱ是在转炉中发生的。

冰铜含Cu量为20%～50%。

转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)，在1 200 ℃左右吹入空气进行吹炼。

冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O。

生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的泡铜，该过程发生反应的化学方程式分别是__________________、
__________________。

气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收(填字母)。

a．浓硫酸b．稀硝酸
c．NaOH溶液d．氨水
（3）步骤Ⅲ是由泡铜冶炼粗铜的反应，反应方程式为____________________。

【答案】2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO22FeS＋3O22FeO＋2SO2 2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑ cd
3Cu2O＋2Al Al2O3＋6Cu
5．碘化亚铜（CuI）是阳极射线管复盖物、也是重要的有机反应催化剂，不溶于水和乙醇。

下图是用废铜电缆（杂质中含有少量铁）制取无水碘化亚铜的流程。

（1）过程①得到的溶液呈蓝色，其原因是_______________________（用化学方程式表示），当温度高于40℃时，反应的速度下降，原因是_____________________ 。

（2）已知：Cu(OH)2的Ksp=2.2×10-20，Fe(OH)3的Ksp=2.16×10-39，lg6=0.78，过程②中用_____________调节溶液的pH值，
A．NaOH B．NH3·H2O C．CuO D．CuCO3
得到的滤渣成分是__________ 。

（3）过程③的氧化产物能使淀粉变蓝，对应的离子方程式为________________ 。

（4）过程④用乙醇洗涤的目的为_____________________________ 。

（5）准确称取m gCuI样品，加入足量的Fe2(SO4)3溶液中，写出该该反应的离子方程式____________________________________待样品完全反应后，用a mol/L酸性KMnO4溶液滴定，达到终点时，消耗的体积平均值为Vml，则样品中CuI的质量分数为____________ 。

（已知：5Fe2++MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ +4H2O）
【答案】Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O 温度高于40℃使，H2O2分解，浓度减小，反应速率减小CD Fe(OH)32Cu2++4I－＝2CuI↓+I2可得到干燥的CuI 2CuI + 4Fe3+ = 2Cu2+ + 4Fe2++I2
2.5×191aV×10－3/m
6．磁性纳米四氧化三铁在催化剂、DNA检测、疾病的诊断和治疗等领域应用广泛，其制备方法有多种，“共沉淀法”制备纳米Fe3O4的流程如下：
（1）Ⅱ中的反应温度需控制在50℃~60℃之间，实验室控制该温度的最佳方法是___________。

（2）Ⅱ中生成Fe3O4的离子方程式是_____________________________________。

（3）操作Ⅲ包含的方法有_______________。

（4）检验纳米Fe3O4中含有+2价铁元素的方法是_________________________________。

（5）某同学依据上述“共沉淀法”的思路在实验室模拟制备纳米Fe3O4:
①制备时该同学选择n(Fe3+)∶n(Fe2+)小于2∶1，原因是_______________________。

②经过多次实验发现，当混合溶液中n(Fe3+)∶n(Fe2+)＝1∶1时，容易得到理想的纳米Fe3O4。

该
实验室无FeCl2溶液，现用5mLFeCl3溶液制备Fe3O4，配制n(Fe3+)∶n(Fe2+)＝1∶1混合溶液的方法是_____________________（其它试剂和仪器自选）。

【答案】水浴加热Fe2++2Fe3++8OH－Fe3O4↓+4H2O 过滤、洗涤取少量样品于烧杯中，加入稀盐酸，加热溶解，过滤，取少量滤液于试管中，滴加酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液的颜色褪去，则说明样品中含+2铁。

（或滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液，若有蓝色沉淀生成，则说明样品中含+2铁）制备过程中少量Fe2+被氧化取2mLFeCl3溶液于试管中，加入足量铁粉，振荡使其充分反应，过滤，在滤液中加入剩余的3mLFeCl3溶液，即为n(Fe3+)∶n(Fe2+)=1:1混合溶液
7．磁性纳米四氧化三铁在催化剂、DNA检测、疾病的诊断和治疗等领域应用广泛，其制备方法有多种，“共沉淀法”制备纳米Fe3O4的流程如下：
（1）Ⅱ中的反应温度需控制在50℃~60℃之间，实验室控制该温度的最佳方法是____。

（2）Ⅱ中生成Fe3O4的离子方程式是__________。

（3）操作Ⅲ包含的方法有______。

（4）检验Fe3O4中含有+2价铁元素的方法是______。

（5）某同学依据上述“共沉淀法”的思路在实验室模拟制备纳米Fe3O4，当混合溶液中n(Fe3+)∶n(Fe2+)＝1∶1时，容易得到理想的纳米Fe3O4。

①实际制备时选择n(Fe3+)∶n(Fe2+)小于2∶1，原因是_____。

②该实验室无FeCl2溶液，现用5mLFeCl3溶液制备Fe3O4，配制n(Fe3+)∶n(Fe2+)＝1∶1混合溶
液的方法是____________（其它试剂自选）。

【答案】水浴加热Fe2++2Fe3++8OH－Fe3O4+4H2O 过滤
．．、洗涤取少量样品于烧杯中，
加入稀盐酸
．．．，加热溶解，过滤，取少量滤液
．．于试管中，滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液，若有蓝色沉淀生成，则说明样品中含+2铁。

制备过程中少量Fe2+被氧化，最终n(Fe3+)∶n(Fe2+)接近理论值2:1 取2mLFeCl3溶液于试管中，加入足量铁粉，振荡使其充分反应，过滤，在滤液中加入
剩余的3mLFeCl3溶液，即为n(Fe3+)∶n(Fe2+)=1:1混合溶液
8．碱式碳酸镁[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O]是重要的无机化工产品。

一种由白云石[主要成分为
CaMg(CO3)2，还含少量SiO2、Fe2O3等]为原料制备碱式碳酸镁(国家标准中CaO的质量分数≤0.43%)的实验流程如下：
（1）“煅烧”时发生主要反应的化学方程式为____________________________。

（2）常温常压下“碳化”可使镁元素转化为Mg(HCO3)2，“碳化”时终点pH对最终产品中CaO含量及碱式碳酸镁产率的影响如图1和图2所示。

图1CaO含量与碳化终点pH的关系图2碱式碳酸镁产率与碳化终点pH的关系
①应控制“碳化”终点pH约为________，发生的主要反应的化学方程式为
______________________和____________________。

②图2中，当pH＝10.0时，镁元素的主要存在形式是____________(写化学式)。

（3）“热解”生成碱式碳酸镁的化学方程式为________________________________。

（4）该工艺为达到清洁生产，可以循环利用的物质是____________(写化学式)。

【答案】CaMg(CO3)2CaO＋MgO＋2CO2↑9.0 Mg(OH)2＋2CO2===Mg(HCO3)2 Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O Mg(OH)2
5Mg(HCO3)24MgCO3·Mg(OH)2·4H2O↓＋6CO2↑ CO2
9．从废旧液晶显示器的主材ITO（主要成分是含铟、锡的氧化物）回收铟和锡，流程示意图如下。

资料：
（1）为了加快步骤①的反应速率，可以采取的措施有______（至少答两点）。

（2）步骤①中铟的氧化物转化成In3+的离子方程式是______。

（3）步骤②中加入过量铟能够除去溶液中的Sn2+，根据所给资料分析其原因是______。

（4）步骤④和⑤中NaOH溶液的作用是______。

（5）下图是模拟精炼铟的装置图，请在方框中填写相应的物质。

_____
【答案】增大盐酸浓度、加热、将废料粉碎In2O3+6H+==2In3++3H2O
同周期主族元素从左向右原子半径减小，金属性减弱（还原性减弱）除去a、b两种滤渣中的
锡和锌
10．钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源，电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。

实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。

实验过程如下：
已知：①还原性：Cl->Co2+；
②Fe3+和C2O42-结合生成较稳定的[ Fe(C2O4)3]3-，在强酸性条件下分解重新生成Fe3+。

回答下列问题：（1）废旧电池初步处理为粉末状的目的是________________________________________。

（2）从含铝废液得到Al(OH)3的离子反应方程式为__________________________________。

（3）滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有__________（填化学式）。

写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式__________________________________。

[来源:学。

科。

网Z。

X。

X。

K]
（4）滤渣的主要成分为____________________（填化学式）。

（5）在空气中加热一定质量的CoC2O4·2H2O固体样品时，其固体失重率数据见下表，请补充完整表中问题。

已知：①CoC2O4在空气中加热时的气体产物为CO2
②固体失重率=对应温度下样品失重的质量/样品的初始质量
19.67%
CoC2O4·2H2O CoC2O4+2H2O
（6）已知Li2CO3的溶度积常数K sp=8.64×10-4，将浓度为0.02mol·L-1的Li2SO4和浓度为0.02 mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合，则溶液中的Li+浓度为___________mol·L-1
（7）从FeCl3溶液得到FeCl3·6H2O固体的操作关键是_________________________。

【答案】增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH )3↓+ HCO3-FeCl3、CoCl22LiCoO2+8HCl==2CoCl2+Cl2↑+4H2O+2LiCl C 2CoC2O4+O22CaO+ 4CO20.02 加入适量盐酸（或通入适量氯化氢气体）。