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1、 第3章金屬及其化合物（6） 1．(2018金華模擬)電鍍污泥是指電鍍廢水處理后產生的污泥和鍍槽淤泥，被列入國家危險廢物名錄，屬于第十七類危險廢物。電鍍污泥中含有Cr(OH)3、Al2O3、ZnO、CuO、NiO等物質，工業(yè)上通過“中溫焙燒—鈉氧化法”回收得到Na2Cr2O7等物質。 已知：①水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等物質； ②不同鈉鹽在不同溫度下的溶解度(g)如下表。 溫度 物質 20 ℃ 60 ℃ 100 ℃ Na2SO4 19.5 45.3 42.5 Na2Cr2O7 183 269 415 Na2CrO4 8

2、4 115 126 (1)水浸后的溶液呈__堿__(填“酸”“堿”或“中”)性。 (2)完成氧化焙燒過程中生成Na2CrO4的化學方程式：__4Cr(OH)3＋4Na2CO3＋3O2===4Na2CrO4＋4CO2＋6H2O__。 (3)濾渣Ⅱ的主要成分有Zn(OH)2、__Al(OH)3__。 (4)“系列操作”中為繼續(xù)加入H2SO4，__蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶__(填操作方法)，過濾。繼續(xù)加入H2SO4的目的是__促進平衡2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O向正反應方向移動，盡可能生成更多溶解度更大的Na2Cr2O7__(結合平衡移動原理予以說明)。 (5)工業(yè)上還可以在水浸過濾

3、后的溶液(Na2CrO4)中加入適量H2SO4，用石墨作電極電解生產金屬鉻，寫出生成鉻的電極反應方程式：__CrO＋8H＋＋6e－===Cr＋4H2O__。 解析 (1)水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等都為強堿弱酸鹽，水解呈堿性。(2)氧化焙燒過程中有氧氣參加反應，根據(jù)質量守恒可知還應生成水，反應的方程式為4Cr(OH)3＋4Na2CO3＋3O2===4Na2CrO4＋4CO2＋6H2O。(3)Zn(OH)2、Al(OH)3具有兩性，水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等物質，加入硫酸調節(jié)溶液的pH可得到Zn(OH)2、Al(OH)3沉淀

4、。(4)水浸后溶液中存在Na2CrO4，加入硫酸發(fā)生反應：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O，可使平衡向正反應方向移動，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶可得到晶體。(5)生成鉻的電極發(fā)生還原反應，CrO得到電子生成Cr，反應的電極方程式為CrO＋8H＋＋6e－===Cr＋4H2O。 2．(2018臺州模擬)過氧化尿素是一種新型漂白、消毒劑，廣泛應用于農業(yè)、醫(yī)藥、日用化工等領域。用低濃度的雙氧水和飽和尿素溶液在一定條件下可以合成過氧化尿素。反應的方程式為CO(NH2)2＋H2O2CO(NH2)2H2O2。過氧化尿素的部分性質如下： 分子式 外觀 熱分解溫度 熔點 溶解性 CO(NH2)2

5、H2O2 白色晶體 45 ℃ 75～85 ℃ 易溶于水、有機溶劑 合成過氧化尿素的流程及反應裝置圖如下： 請回答下列問題： (1)儀器X的名稱是__三頸燒瓶__；冷凝管中冷卻水從__b__(填“a”或“b”)口出來。 (2)該反應的溫度控制在30 ℃而不能過高的原因是__防止雙氧水和過氧化尿素分解__。 (3)步驟①宜采用的操作是__C__(填字母)。 A．加熱蒸發(fā)　 B．常壓蒸發(fā) C．減壓蒸發(fā) (4)若實驗室制得少量該晶體，過濾后需要用冷水洗滌，具體的洗滌操作是__沿玻璃棒注入蒸餾水至浸沒晶體，靜置待水自然流下，重復操作2～3次__。 (5)準確稱取1.00

6、0 g產品于250 mL錐形瓶中，加適量蒸餾水溶解，再加2 mL 6 molL－1 H2SO4，用0.200 0 molL－1 KMnO4標準溶液滴定至終點時消耗18.00 mL(尿素與KMnO4溶液不反應)，則產品中CO(NH2)2H2O2的質量分數(shù)為__84.60%__；若滴定后俯視讀數(shù)，則測得的過氧化尿素含量__偏低__(填“偏高”“偏低”或“不變”)。 解析 (1)儀器X的名稱是三頸燒瓶；冷凝管中冷卻水采用逆流的方法進出，所以下口a是進水口、上口b是出水口。(2)雙氧水和過氧化尿素在溫度高時易分解，為防止雙氧水和過氧化尿素分解，所以需要溫度控制在30 ℃而不能過高。(3)加熱易導致雙

7、氧水和過氧化尿素分解，所以需要減壓蒸發(fā)、冷卻結晶、過濾得到產品。(5)已知尿素與KMnO4溶液不反應，發(fā)生的反應為 5H2O2＋2KMnO4＋3H2SO4===8H2O＋2MnSO4＋K2SO4＋5O2↑ 5　　　 2 n mol　0.200 0 molL－10.018 L 則n＝0.009 mol，所以CO(NH2)2H2O2為0.009 mol，其質量為0.009 mol94 gmol－1＝0.846 g。所以產品中CO(NH2)2H2O2的質量分數(shù)為100%＝84.6%；若滴定后俯視讀數(shù)會導致溶液體積偏小，則導致測得的過氧化尿素的質量分數(shù)偏低。 3．重鉻酸鉀是一種常見的強氧化劑

8、。實驗室以精選鉻鐵礦(主要成分可表示為FeOCr2O3，還含有SiO2、Al2O3等雜質)為原料制備重鉻酸鉀晶體(K2Cr2O7分子式量為294)的流程如下： 請回答下列問題： (1)操作1中發(fā)生的反應有4FeOCr2O3＋8Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2↑；Na2CO3＋Al2O32NaAlO2＋CO2↑；Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑。該步驟在常溫下的反應速度較慢，為使反應速率增大，可采取的兩條措施是__升高溫度；將原料粉碎(或使用催化劑)__。 (2)固體Y中主要含有__Al(OH)3、H2SiO3__(填化學式)。 (3)酸化步

9、驟使含鉻物質發(fā)生了轉化，請寫出離子反應方程式：__2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O__。 (4)操作4中的化學反應在溶液中能發(fā)生的可能理由是__該條件下，K2Cr2O7的溶解度較小__；獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是：加入KCl固體，在水浴上加熱濃縮至__溶液表面出現(xiàn)晶膜(或溶液中析出固體)__，冷卻結晶，抽濾，洗滌，干燥。 (5)通過下列實驗可測定產品中重鉻酸鉀的質量分數(shù)：稱取重鉻酸鉀試樣1.470 g，用100 mL容量瓶配制成溶液。移取25.00 mL溶液于碘量瓶中，加入適量稀硫酸和足量碘化鉀(鉻的還原產物為Cr3＋)，放于暗處5 min。然后加入一定量的水，加入淀粉指示劑，

10、用0.150 0 molL－1 標準溶液滴定，共消耗標準溶液36.00 mL。滴定時發(fā)生的反應離子方程式為I2＋2S2O===2I－＋S4O，則所測產品中重鉻酸鉀的純度為__72.00%__。 (6)有關上述實驗過程中涉及的部分實驗操作的描述，正確的是__AD__(填字母)。 A．粗產品若要進一步提純，可以采用重結晶的方法 B．配制溶液時，用托盤天平稱取試樣后，一般經溶解、轉移(含洗滌)、定容等步驟，配制成100 mL溶液 C．滴定時，當最后一滴標準溶液滴入時，溶液變?yōu)樗{色，且半分鐘內不變色，可判斷滴定終點 D．滴定終點時俯視讀數(shù)，測定結果偏低 解析 (1)加快反應速率可以采取升高

11、溫度、粉碎固體、使用催化劑等措施。(2)根據(jù)操作1中發(fā)生的反應，加水浸取，操作2為過濾，濾出的固體為Fe2O3；中和加入醋酸，因為醋酸的酸性比硅酸和Al(OH)3強，發(fā)生反應：SiO＋2CH3COOH===H2SiO3↓＋2CH3COO－、AlO＋CH3COOH＋H2O===Al(OH)3↓＋CH3COO－；操作3為過濾，得到固體Y是Al(OH)3、H2SiO3；酸化發(fā)生反應：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O。(5)Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O，建立的關系式為Cr2O～3I2～6S2O，溶液中n(Cr2O)＝3610－30.150 0 mol＝3.610－3

12、 mol，則質量分數(shù)為3.610－3294/1.470100%＝72%，根據(jù)題目數(shù)據(jù)，保留有效數(shù)字為4位，即為72.00 %。(6)通過結晶的方法得到晶體，如果一次結晶，產品不純，可以第二次結晶等，A項正確；配制溶液時，用電子天平稱取試樣，一般經過溶解、冷卻、轉移(含洗滌)、振蕩、定容、搖勻等步驟，B項錯誤；淀粉遇碘單質變藍，判斷滴定終點應是藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內不變色，C項錯誤。 4．鉬是一種過渡金屬元素，通常用作合金及不銹鋼的添加劑，這種元素可增強合金的強度、硬度、可焊接性及韌性，還可增強其耐高溫及耐腐蝕性能。如圖是化工生產中制備金屬鉬的主要流程圖。 (1)反應①的尾氣可以再利用

13、，寫出應用該尾氣制得的兩種重要化學試劑：__H2SO4、Na2SO3[或Na2SO4、(NH4)2SO4等]__。 (2)如果在實驗室模擬操作1和操作2，則需要使用的主要玻璃儀器有：__燒杯、漏斗、玻璃棒__。 (3)鉬在空氣中灼燒生成三氧化鉬，三氧化鉬溶于氫氧化鈉溶液生成鉬酸鈉；三氧化鉬不溶于鹽酸或稀硫酸。鉬酸鈉的化學式為__Na2MoO4__。 (4)工業(yè)上制備還原性氣體CO和H2的反應原理為CO2＋CH42CO＋2H2，CH4＋H2OCO＋3H2。含甲烷體積分數(shù)為80%的a L(標準狀況)天然氣與足量二氧化碳和水蒸氣的混合物在高溫下反應，甲烷轉化率為90%，用產生的還原性氣體(CO

14、和H2)還原MoO3制鉬，理論上能生產鉬的質量為__4.11a_g__。 解析 (1)二氧化硫可收集再利用，制備硫酸和鹽類等。(2)操作1和操作2都是分離固體與液體的混合物，都是過濾操作。(3)鉬酸是二元酸，可直接寫出鉬酸鈉。(4)根據(jù)反應方程式知，1 mol甲烷完全反應生成4 mol還原性氣體，3CO＋MoO3Mo＋3CO2,3H2＋MoO3Mo＋3H2O,3 mol還原性氣體理論上生成1 mol鉬。n(CH4)＝80%，n(H2＋CO)＝80%90%4 mol＝，n(Mo)＝ mol＝ mol，m(Mo)＝ mol96 gmol－1≈4.11a g。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375