2020高考化学总复习第三部分专题十一从矿物到基础材料检测

2019年

印刷线路板制作 答案 C 生活中常用热的纯碱溶液洗去油污,其原因不是Na2CO3与油污直接发生反应,而是纯碱水解使溶液呈碱性,油污在碱性条件下水解生成可溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,A错误;漂白粉在空气中久置变质,是因为发生了反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3↓+2HClO,2HClO 2HCl+O2↑,B错误;K2CO3与NH4Cl混合使用,因发生相互促进的水解反应生成NH3而降低肥效,C正确;FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作的反应原理是2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2。9.(2014江苏单科,4,2分)下列物质性质与应用对应关系正确的是( ) A.晶体硅熔点高硬度大,可用于制作半导体材料 B.氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂 C.漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张 D.氧化铁能与酸反应,可用于制作红色涂料

答案 B 半导体材料和其导电性有关,与硬度无关,A项错误;漂白粉具有漂白性,可用于漂白纸张,与稳定性无关,C项错误;Fe2O3为红棕色粉末,可用于制作红色涂料,与能否和酸反应无关,D项错误。

10.(2017课标Ⅲ,27,15分)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示: 回答下列问题:

(1)步骤①的主要反应为:

FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2

上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为 。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是 。

(2)滤渣1中含量最多的金属元素是 ,滤渣2的主要成分是 及含硅杂质。

(3)步骤④调滤液2的pH使之变 (填“大”或“小”),原因是 (用离子方程式表示)。

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(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到 (填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。 a.80 ℃ b.60 ℃ c.40 ℃

d.10 ℃

步骤⑤的反应类型是 。

(5)某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2 kg,产率为 。

答案 (1)2∶7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 (2)Fe Al(OH)3

(3)小 2Cr+2H+ Cr2+H2O(4)d 复分解反应 (5)×100%

解析 由题中所给反应可知滤渣1为Fe2O3,滤液1中含有Al3+、Si,调节pH=7,则滤渣2中含Al(OH)3及含硅杂质,滤液2中含有Cr、Na+,此时调节pH促使平衡2Cr+2H+ Cr2+H2O正向移动,再加入KCl得到K2Cr2O7。

(1)利用得失电子守恒方法配平:2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2,则FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为2∶7。陶瓷中含有SiO2,在高温下能与Na2CO3反应,会损坏仪器。

(2)由步骤①可知熔块中含有NaNO2、Na2CrO4、Fe2O3等,故滤渣1中含量最多的金属元素为Fe。步骤③需除去Al3+及含硅物质,故滤渣2中应主要含Al(OH)3及含硅杂质。

(3)步骤④调pH的目的是促进Cr转化为Cr2,根据2Cr+2H+ Cr2+H2O,可知应增大c(H+),故pH要变小。

(4)根据溶解度曲线图可知,选择K2Cr2O7溶解度小于溶液中其他溶质溶解度且溶解度最小的温度区,故选d。反应为2K++Cr2 K2Cr2O7↓,此反应为复分解反应。(5)根据Cr原子守恒建立关系式:

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Cr2O3 ~ K2Cr2O7

152 294 m1·40% kg m(K2Cr2O7)

m(K2Cr2O7)= kg

故产率为×100%=×100%。

11.(2015四川理综,11,16分)为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。

活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O 15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:

(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是 。 (2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择 (填字母编号)。 A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液

(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是 。

(4)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。 已知25 ℃,101 kPa时:

4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s) ΔH=-1 648 kJ/molC(s)+O2(g) CO2(g) ΔH=-393 kJ/mol2Fe(s)+2C(s)+3O2(g) 2FeCO3(s)ΔH=-1 480 kJ/mol

FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式

是 。

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(5)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+FeS2 Fe+2Li2S,正极反应式是 。

(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%。将a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3 kg。 答案 (16分)(1)Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O (2)C(3)Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解产生H+

(4)4FeCO3(s)+O2(g) 2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260 kJ/mol(5)FeS2+4Li++4e- Fe+2Li2S或FeS2+4e- Fe+2S2-(6)0.011 8ab-0.646c或-

解析 (1)稀硫酸与Fe2O3发生复分解反应,离子方程式为Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O。(2)检验Fe3+是否完全还原,只需要检验溶液中是否有Fe3+即可,常选择试剂KSCN溶液,滴入KSCN溶液后若无现象,证明Fe3+已完全还原;若溶液变红,说明Fe3+未完全还原。(3)通入空气后,空气中的O2将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+易发生水解产生H+,使溶液的pH降低。(4)由反应:4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s) ΔH=-1 648 kJ/mol ①,C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH=-393 kJ/mol

②,2Fe(s)+2C(s)+3O2(g) 2FeCO3(s) ΔH=-1 480 kJ/mol ③,根据盖斯定律可知,①+②×4-③×2可得:4FeCO3(s)+O2(g) 2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260 kJ/mol。(5)由电池放电时的总反应4Li+FeS2 Fe+2Li2S可知,Li作负极,FeS2在正极得到电子,正极反应式是FeS2+4e- Fe+2S2-或FeS2+4Li++4e- Fe+2Li2S。(6)依据题意知,硫铁矿烧渣中加稀H2SO4浸取后滤液中含有n(Fe3+)= mol=6c mol;浸取烧渣中Fe2O3时消耗n(H2SO4)=n(Fe3+)=×6c mol=9c mol;浸取液中加入活化硫铁矿还原Fe3+过程中生成n(H2SO4)=n(Fe3+)=×6c mol=3.43c mol;加入FeCO3调pH时,发生反应:FeCO3+H2SO4 FeSO4+H2O+CO2↑,故n(FeCO3)=n(H2SO4)=mol-9c mol+3.43c mol=(0.102ab-5.57c)mol,即m(FeCO3)=(0.102ab-5.57c)mol×116 g/mol=(11.8ab-646c)g=(0.011 8ab-0.646c)kg。