高考化学专题限时集训9 突破点14

专题限时集训(九)突破点14[建议用时：45分钟]1．以海绵铜(主要成分为铜和氧化铜)为原料采用硝酸铵氧化分解技术生产氯化亚铜的工艺流程如图所示：请回答下列问题：(1)溶解时硫酸浓度一般控制在0.25 mol·L－1。

配制1 000 mL此硫酸，需要质量分数为98%、密度为1.84 g·cm－1的浓硫酸________mL(小数点后保留1位数字)。

(2)溶解时需要控制温度在60～70 ℃，原因是_________________。

(3)操作X的名称是________。

(4)还原、氯化过程的化学方程式是_____________________。

亚硫酸铵要适当过量，可能的原因是__________________________(答出一条即可)。

(5)随着氯化铵用量的增加，CuCl沉淀率增大，但增大到一定程度后，沉淀率反而减小，可能的原因是________________________(用化学方程式表示)。

[解析](1)浓硫酸的浓度c＝1 000ρwM＝1 000×1.84×98%98mol·L－1＝18.4mol·L－1。

由c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)得：18.4 mol·L－1×V(浓)＝0.25 mol·L－1×1 000 mL，故V(浓)≈13.6 mL。

(2)由流程可以看出，温度过低，铜的溶解速率慢；温度过高，铵盐会发生分解。

(3)操作X是将不溶杂质除去，故为过滤。

(4)本题的目的是制取CuCl，故还原、氯化过程是将Cu2＋还原为CuCl。

亚硫酸铵适当过量，溶液中的离子浓度较大，可以提高反应速率，同时亚硫酸铵具有还原性，可以防止空气中的氧气将CuCl中＋1价的Cu氧化。

(5)氯化铵用量增加到一定程度后，CuCl 沉淀率反而减小，说明CuCl 可能与氯化铵发生了反应。

[答案] (1)13.6 (2)温度低，铜的溶解速率慢；温度高，铵盐会发生分解 (3)过滤 (4)2CuSO 4＋(NH 4)2SO 3＋2NH 4Cl ＋H 2O===2CuCl ↓＋2(NH 4)2SO 4＋H 2SO 4 可以提高反应速率；防止生成的CuCl 被空气氧化(答出一条即可)(5)CuCl ＋NH 4Cl===NH 4CuCl 22．(2016·南京盐城二模)以硅孔雀石[主要成分为CuCO 3·Cu(OH)2、CuSiO 3·2H 2O ，含SiO 2、FeCO 3、Fe 2O 3等杂质]为原料制备CuCl 2的工艺流程如图：已知：SOCl 2＋H 2O=====△SO 2↑＋2HCl ↑(1)“酸浸”时盐酸与CuCO 3·Cu(OH)2反应的化学方程式为____________。

为提高“酸浸”时铜元素的浸出率，可以采取的措施有：①适当提高盐酸浓度；②适当提高反应温度；③_________________________________。

(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为__________________________。

(3)“滤渣2”的主要成分为________(填化学式)；“调pH ”时，pH 不能过高，其原因是____________________。

(4)“加热脱水”时，加入SOCl 2的目的是_______________________。

[解析] (1)酸浸时，CuCO 3·Cu(OH)2与盐酸反应生成CuCl 2、H 2O 、CO 2，提高浸出率可以通过延长反应时间使反应充分，还可以从加快反应速率角度分析，如搅拌、粉碎等。

(2)图中氯气主要与溶液中的Fe 2＋反应，使其转化为Fe 3＋然后通过调节pH 除去Fe 3＋。

(3)调节pH 使Fe 3＋水解完全形成沉淀分离除去，所以滤渣2是氢氧化铁沉淀；pH 不能过高，否则会使Cu 2＋也形成沉淀。

(4)“加热脱水”时，Cu 2＋会水解变质，加入SOCl 2与水反应生成HCl ，会抑制Cu 2＋的水解。

[答案] (1)CuCO 3·Cu(OH)2＋4HCl===2CuCl 2＋CO 2↑＋3H 2O 适当加快搅拌速率(或适当延长酸浸时间)(2)Cl 2＋2Fe 2＋===2Fe 3＋＋2Cl －(3)Fe(OH)3 防止Cu 2＋转化为Cu(OH)2沉淀(4)SOCl 2与水反应生成的HCl 抑制CuCl 2的水解3．某矿石含碳酸镁和石英，以此为原料制备高纯硅和硅胶的工艺流程如下：【导学号：14942058】(1)“硅胶”常用作________，也可以用作催化剂的载体。

A 的结构式为________。

(2)制备粗硅的化学反应方程式为___________________。

(3)操作Ⅰ的名称为________，操作Ⅱ的名称为________，实验室进行操作Ⅱ所用仪器有铁架台(带铁圈)、酒精灯、________________等。

(4)操作Ⅲ需要在氯化氢气流中加热脱水的原因是_______________。

(5)溶液G 用E 酸化的化学反应方程式为_________________。

[解析] (1)“硅胶”多孔，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。

二氧化碳的结构式为O===C===O 。

(2)工业制取纯硅的工艺流程为：SiO 2――→C 粗硅――→Cl 2SiCl 4――→H 2纯硅，用焦炭还原SiO 2，产物是CO 而不是CO 2。

(3)操作Ⅰ的名称为过滤，操作Ⅱ的名称为蒸发浓缩、冷却结晶。

蒸发浓缩、冷却结晶所用仪器有铁架台(带铁圈)、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等。

(4)MgCl 2·6H 2O 加热脱水制得MgCl 2，要在氯化氢气流中进行，氯化氢氛围是为了抑制镁离子水解。

(5)Na 2SiO 3与HCl 反应，生成NaCl 和H 2SiO 3胶体。

[答案] (1)干燥剂 O===C===O(2)SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ↑(3)过滤蒸发浓缩、冷却结晶蒸发皿、玻璃棒(4)抑制镁离子水解(5)Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)4．(2016·西城区高三期末)富铁铝土矿(主要含有Al2O3、Fe2O3、FeO和SiO2)可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁[Al a Fe b(OH)m(SO4)n]。

研究发现，当a＝b 时净水效果最好。

工艺流程如下(部分操作和产物略)：(1)Al2O3与H2SO4发生反应的离子方程式是_______________________。

(2)测得滤液中c(Al3＋)c(Fe3＋)>1。

加入FeSO4·7H2O和H2O2的作用是_______(结合化学用语说明)。

(3)将溶液A电解得到液体聚合硫酸铝铁。

装置如图所示(阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极)①阴极室的电极反应式是___________________________。

②电解过程阳极室溶液pH的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”)。

③简述在反应室中生成液体聚合硫酸铝铁的原理：______________。

[解析](1)Al2O3属于氧化物，不可拆写成离子形式。

(2)根据题意可知当a ＝b时净水效果最好，由于H2O2可将Fe2＋氧化为Fe3＋，所以加入两种物质的目的是补充Fe3＋。

(3)①阴极室是阳离子(H＋)放电：2H＋＋2e－===H2↑；②阳极室是阴离子(OH－)放电，所以随着不断放电，碱性逐渐减弱，即pH减小；③电解质溶液中通过离子的定向移动、选择通过阴、阳离子交换膜最终形成聚合硫酸铝铁。

[答案](1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，补充Fe3＋(3)①2H＋＋2e－===H2↑②减小③电解过程中反应室中的SO2－4通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中的OH－通过阴离子交换膜进入反应室，生成聚合硫酸铝铁5．(2016·淄博市高三摸底)某铜矿石的主要成分是Cu2O，还含有少量的Al2O3、Fe2O3和SiO2。

某工厂利用此矿石炼制精铜的工艺流程如图所示(已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O)。

(1)滤液A中铁元素的存在形式为_____________________(填离子符号)，生成该离子的离子方程式为_________________________________________，检验滤液A中存在该离子的试剂为____________________(填试剂名称)。

(2)金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为_____________________________________________________________，在实验室中完成此实验还需要的试剂是________。

a．KClO3b．KClc．Mg d．MnO2(3)为使固体混合物D在空气中灼烧完全分解，应________________________，直至连续两次测定的实验结果相同(或质量相差小于0.1 g)时为止；灼烧时必须用到的实验仪器是________。

(4)溶液G与固体混合物B反应的离子方程式为____________________。

(5)将Na2CO3溶液滴入到一定量的CuCl2溶液中，得到氯化钠、二氧化碳和一种绿色的不溶于水的盐(不含结晶水)，该盐受热分解产生三种氧化物，则该盐的化学式是________________。

[解析] (1)根据Fe 2O 3＋6H ＋===2Fe 3＋＋3H 2O 、Cu 2O ＋2H ＋===Cu ＋Cu 2＋＋H 2O 、2Fe 3＋＋Cu===2Fe 2＋＋Cu 2＋，且铜矿石的主要成分为Cu 2O ，而Fe 2O 3是少量的，可知滤液A 中铁元素的存在形式为Fe 2＋。

检验Fe 2＋，可以用铁氰化钾溶液(或氯水和KSCN 溶液、双氧水和KSCN 溶液)。

(2)E 为Al ，F 中含有Fe 2O 3，Al 与Fe 2O 3可以发生铝热反应：2Al ＋Fe 2O 3=====高温Al 2O 3＋2Fe ，该反应可用于焊接钢轨。

实验室进行铝热反应，还需要Mg 和KClO 3。

(3)灼烧固体混合物D 需要的仪器为坩埚，为使其完全分解，应灼烧至质量不变，因此应灼烧、冷却至室温后称重，重复多次。

(4)固体混合物B 的主要成分为SiO 2和Cu ，溶解SiO 2可用NaOH 溶液。

(5)结合题中信息知绿色的不溶于水的盐为Cu 2(OH)2CO 3[或Cu(OH)2·CuCO 3]。