1、题型二以“化学工艺”为载体的综合考查型1氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，在空气中迅速被氧化成绿色；见光则分解，变成褐色。下图是工业上用制作印刷电路的废液(含Fe3、Cu2、Fe2、Cl)生产CuCl的流程：根据以上信息回答下列问题：(1)写出生产过程中X_，Y_。(2)写出产生CuCl的化学方程式：_。(3)在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO2气体，结合化学方程式和必要的文字说明理由：_。(4)在CuCl的生成过程中除环境问题、安全问题外，你认为还应该注意的关键问题是_。(5)实验探究pH对CuCl产率的影响如下表所示：pH1234567CuCl产率709082787
2、57270析出CuCl晶体最佳pH为_，当pH较大时CuCl产率变低的原因是_。(6)氯化亚铜的定量分析：称取样品0.25 g和10 mL过量的FeCl3溶液于250 mL锥形瓶中，充分溶解。用0.10 molL1硫酸铈Ce(SO4)2标准溶液滴定。已知：CuClFeCl3 =CuCl2 FeCl2 、Fe2Ce4=Fe3Ce3。三次平行实验结果如下(平行实验结果相差不能超过1%)：平行实验次数1230.25 g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积(mL)24.3524.0523.95则样品中CuCl的纯度为_(结果保留三位有效数字)。答案(1)Fe稀盐酸(2)CuCl2CuSO4SO22H2O=2C
3、uCl2H2SO4(3)反应Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O中生成的CuSO4和 SO2为11，所以理论上不需要补充SO2气体(4)生产中应防止CuCl的氧化和见光分解(5)2pH较大时，Cu2水解程度增大，反应生成的CuCl减少(6)0.955(或95.5%)解析(1)废液中含有Fe3、Cu2，应加入Fe除去，过量的Fe用稀盐酸除去，所以试剂X、Y分别是Fe、稀盐酸。(2)由流程图可知，CuCl晶体的制备过程中，反应物为SO2、CuSO4、CuCl2，生成物为H2SO4、CuCl，由化合价升降守恒及原子守恒，可得反应方程式为CuCl2CuSO4SO22H2O=2CuCl2H2S
4、O4。(3)由反应方程式Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O可知，Cu与浓硫酸反应的过程中有SO2生成，且生成的CuSO4和 SO2为11，生产CuCl的过程中消耗CuSO4和SO2也为11，所以理论上不需要补充SO2气体。(4)因CuCl在空气中迅速被氧化成绿色且见光分解，变成褐色，故生产中应注意防止CuCl的氧化和见光分解。(5)由表中数据可知，pH2时，CuCl产率最高；pH较大时，Cu2水解程度增大，导致反应生成的CuCl减少。(6)滴定0.25 g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积是24 mL，所以CuCl的纯度为(24103L0.10 molL199.5 gmol1)/0.
5、25 g100%95.5%。2一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O3CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。(已知Co2O3的氧化性Cl2的氧化性)从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下：(1)过程中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为_。(2)过程中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出含钴物质的反应化学方程式为(产物中只有一种酸根)_。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请分析不用盐酸浸出钴的主要原因：_。(3)过程得到锂铝渣的主要成
6、分是LiF和Al(OH)3，碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用，请写出该反应的离子方程式：_(4)碳酸钠溶液在过程和中所起作用有所不同，请写出在过程中起的作用是_。(5)在Na2CO3溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是_(填序号)。Ac(Na)2c(CO)Bc(Na)c(CO)c(HCO)Cc(OH)c(HCO)c(H)Dc(OH)c(H)c(HCO)2c(H2CO3)(6)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl26H2O晶体受热分解时，剩余
7、固体质量随温度变化的曲线，物质A的化学式是_。答案(1)2Al2OH2H2O=2AlO3H2(2)4Co2O3CoONa2S2O311H2SO4=12CoSO4Na2SO411H2OCo2O3CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境(3)2Al33CO3H2O=2Al(OH)33CO2(4)调节pH，提供CO，使Co2沉淀为CoCO3(5)BCD(6)CoCl22H2O解析(2)废料中Co为3价和2价，由工艺流程中过程后溶液只含有Co2，则可知Co3氧化S2O，还原产物为Co2，由产物中只有一种酸根可知氧化产物只有SO。(3)Al3与CO可以发生双水解生成Al(OH)3沉淀。(4)由过程中提示加入
8、Na2CO3后调节pH及产生CoCO3沉淀可获得其在该过程中的作用。(6)由无水CoCl2可知其物质的量为n(CoCl2)65103 g130 gmol15104 mol，A中含有水的物质的量为n(H2O)(8365)103 g18 gmol11103 mol，则n(CoCl2)n(H2O)12，即物质A为CoCl22H2O。3硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知：硼镁矿主要成分为Mg2B2O5H2O，硼砂的化学式为Na2B4O710H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如下：回答下列有关问题：(1)硼砂中B的化合价为_，溶于热水后，常用H2SO4调pH到23制取H3BO3，反应
9、的离子方程式为_。X为H3BO3晶体加热脱水的产物，其与Mg反应制取粗硼的化学方程式为_，该反应中的氧化剂是(填化学式)_。(2)硼酸是一种一元弱酸，它与水作用时结合水电离的OH而释放出水电离的H，这一变化的化学方程式为_。皮肤上不小心碰到氢氧化钠溶液，一般先用大量水冲洗，然后再涂上硼酸溶液，则硼酸与氢氧化钠反应的离子方程式为_。(3)MgCl27H2O需要在HCl氛围中加热制MgCl2，其目的是_。(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3，BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020 g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30 molL1Na2S2O3(H2S2O3为弱酸)溶液滴定
10、至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。盛装Na2S2O3溶液的仪器应为_(填“酸式”或“碱式”)滴定管。该粗硼样品的纯度为_(提示：I22S2O=2IS4O)。答案(1)3B4O2H5H2O=4H3BO33MgB2O32B3MgOB2O3(2)H3BO3H2OB(OH)4HH3BO3OH=B(OH)4(3)防止MgCl2水解生成Mg(OH)2(4)碱式99%(或0.99)解析(4)2BI3=2B3I2I22S2O=2IS4On(B)n(I2)n(S2O)18103 L0.30 molL11.8103 mol所以样品纯度为100%99%。4ZrO2常用作陶瓷材料，可由锆英砂(主要成分为
11、ZrSiO4，也可表示为ZrO2SiO2，还含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)通过如下方法制取。已知：ZrO2能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3，Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2。部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。金属离子Fe3Al3ZrO2开始沉淀时pH1.93.36.2沉淀完全时pH3.25.28.0(1)熔融时ZrSiO4发生反应的化学方程式为_，滤渣的化学式为_。(2)为使滤液的杂质离子沉淀完全，需用氨水调pHa，则a的范围是_；继续加氨水至pHb时，所发生反应的离子方程式为_。(3)向过滤所得滤液中加入CaCO3粉末并加热，得到两种气体。该反
12、应的离子方程式为_。(4)为得到纯净的ZrO2，Zr(OH)4需要洗涤，检验Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是_。答案(1)ZrSiO44NaOHNa2SiO3Na2ZrO32H2OH2SiO3(或H4SiO4)(2)5.26.2ZrO22NH3H2OH2O=Zr(OH)42NH(3)2NHCaCO3Ca22NH3CO2H2O(4)取最后一次洗涤液，向其中滴加稀硝酸，再滴加硝酸银溶液，若无沉淀生成，则Zr(OH)4洗涤干净解析(1)锆英砂在NaOH熔融下，生成Na2ZrO3、Na2SiO3、NaAlO2，Fe2O3不溶，再加入HCl酸浸时，Fe2O3溶解生成Fe3，Na2ZrO3转化成ZrO2
13、，Na2SiO3转化成H2SiO3沉淀，NaAlO2转化成Al3，ZrSiO4与NaOH反应为非氧化还原反应，根据元素守恒可配平反应。(2)加入氨水，使Fe3、Al3杂质除去，但不可使ZrO2沉淀，所以pH的范围为5.26.2。继续加入氨水，使ZrO2转化为Zr(OH)4沉淀，根据电荷守恒知，产物有2 mol NH 生成，根据N守恒知，反应物有2 mol NH3H2O参加反应，根据H、O元素守恒知，反应物需要补充1 mol H2O。(3)NH 水解显酸性，加入CaCO3可生成CO2，同时促进了NH 水解，生成NH3。(4)过滤处的滤液为NH4Cl，Zr(OH)4沉淀是否洗涤干净，只要检验滤液中
14、是否含有Cl即可。5以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl36H2O)的工艺流程如下：(1)氧化过程中发生反应的离子方程式是_，检验氧化生成的阳离子的试剂是_。(2)尾气中主要含N2、O2、SO2和少量的CO2、H2O，取标准状况下的尾气V L测定SO2含量：方案一：让尾气缓慢通过以下装置。C仪器的名称是_，该装置的作用是_。实验时先通入尾气，再通入一定量氮气。若通过B装置的增重来测量SO2的体积分数。你认为该方案是否合理_(填“是”或“否”)，请说明理由_(若方案合理该空不必填写)。方案二：将尾气缓慢通过足量溴水，在所得的溶液中加入过量氯化钡溶液后，过滤，将沉淀洗涤、干
15、燥，称得其质量为m g。加入过量氯化钡溶液的目的是_。进行沉淀洗涤的方法是_。SO2含量的表达式是_(用含m、V的代数式表示)。(3)从FeCl3溶液中得到FeCl36H2O晶体的操作包括_、冷却结晶、过滤，该过程需保持盐酸过量，结合必要的离子方程式说明原因_。答案(1)2Fe2Cl2=2Cl2Fe3KSCN溶液(2)方案一：球形干燥管防止空气中的水蒸气、CO2被B装置吸收否尾气中的CO2也能被B装置吸收使所测质量分数偏大方案二：使生成的SO完全转化为沉淀在漏斗中加蒸馏水至恰好没过沉淀，待水流下后再重复23次此操作%(3)蒸发浓缩Fe33H2OFe(OH)33H，过量盐酸能够抑制Fe3水解解析工艺流程中的物质转化关系是：FeS2FeCl3溶液FeCl36H2O(1)Cl2把Fe2氧化成Fe3，检验Fe3应选用KSCN溶液。(2)干燥管的作用是为了防止外界CO2和H2O(g)进入B装置，干扰测定结果；因为CO2也能被碱石灰所吸收，所以该方案不合理。方案二的原理是，利用溴水把SO2氧化成H2SO4，再加入BaCl2生成BaSO4沉淀，通过BaSO4沉淀的质量来确定SO2的含量；100%。(3)因为FeCl3水解生成具有挥发性的盐酸，所以应保持盐酸过量，抑制Fe3的水解。
