高考化学一轮课时达标习题 第3章 金属及其化合物6含解析

第3章金属及其化合物（6）1(2018金华模拟)电镀污泥是指电镀废水处理后产生的污泥和镀槽淤泥，被列入国家危险废物名录，属于第十七类危险废物。电镀污泥中含有Cr(OH)3、Al2O3、ZnO、CuO、NiO等物质，工业上通过“中温焙烧钠氧化法”回收得到Na2Cr2O7等物质。已知：水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等物质；不同钠盐在不同温度下的溶解度(g)如下表。温度物质20 60 100 Na2SO419.545.342.5Na2Cr2O7183269415Na2CrO484115126(1)水浸后的溶液呈_碱_(填“酸”“碱”或“中”)性。(2)完成氧化焙烧过程中生成Na2CrO4的化学方程式：_4Cr(OH)34Na2CO33O2=4Na2CrO44CO26H2O_。(3)滤渣的主要成分有Zn(OH)2、_Al(OH)3_。(4)“系列操作”中为继续加入H2SO4，_蒸发浓缩、冷却结晶_(填操作方法)，过滤。继续加入H2SO4的目的是_促进平衡2CrO2HCr2OH2O向正反应方向移动，尽可能生成更多溶解度更大的Na2Cr2O7_(结合平衡移动原理予以说明)。(5)工业上还可以在水浸过滤后的溶液(Na2CrO4)中加入适量H2SO4，用石墨作电极电解生产金属铬，写出生成铬的电极反应方程式：_CrO8H6e=Cr4H2O_。解析 (1)水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等都为强碱弱酸盐，水解呈碱性。(2)氧化焙烧过程中有氧气参加反应，根据质量守恒可知还应生成水，反应的方程式为4Cr(OH)34Na2CO33O2=4Na2CrO44CO26H2O。(3)Zn(OH)2、Al(OH)3具有两性，水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等物质，加入硫酸调节溶液的pH可得到Zn(OH)2、Al(OH)3沉淀。(4)水浸后溶液中存在Na2CrO4，加入硫酸发生反应：2CrO2HCr2OH2O，可使平衡向正反应方向移动，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶可得到晶体。(5)生成铬的电极发生还原反应，CrO得到电子生成Cr，反应的电极方程式为CrO8H6e=Cr4H2O。2(2018台州模拟)过氧化尿素是一种新型漂白、消毒剂，广泛应用于农业、医药、日用化工等领域。用低浓度的双氧水和饱和尿素溶液在一定条件下可以合成过氧化尿素。反应的方程式为CO(NH2)2H2O2CO(NH2)2H2O2。过氧化尿素的部分性质如下：分子式外观热分解温度熔点溶解性CO(NH2)2H2O2白色晶体45 7585 易溶于水、有机溶剂合成过氧化尿素的流程及反应装置图如下：请回答下列问题：(1)仪器X的名称是_三颈烧瓶_；冷凝管中冷却水从_b_(填“a”或“b”)口出来。(2)该反应的温度控制在30 而不能过高的原因是_防止双氧水和过氧化尿素分解_。(3)步骤宜采用的操作是_C_(填字母)。A加热蒸发B常压蒸发C减压蒸发(4)若实验室制得少量该晶体，过滤后需要用冷水洗涤，具体的洗涤操作是_沿玻璃棒注入蒸馏水至浸没晶体，静置待水自然流下，重复操作23次_。(5)准确称取1.000 g产品于250 mL锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，再加2 mL 6 molL1 H2SO4，用0.200 0 molL1 KMnO4标准溶液滴定至终点时消耗18.00 mL(尿素与KMnO4溶液不反应)，则产品中CO(NH2)2H2O2的质量分数为_84.60%_；若滴定后俯视读数，则测得的过氧化尿素含量_偏低_(填“偏高”“偏低”或“不变”)。解析 (1)仪器X的名称是三颈烧瓶；冷凝管中冷却水采用逆流的方法进出，所以下口a是进水口、上口b是出水口。(2)双氧水和过氧化尿素在温度高时易分解，为防止双氧水和过氧化尿素分解，所以需要温度控制在30 而不能过高。(3)加热易导致双氧水和过氧化尿素分解，所以需要减压蒸发、冷却结晶、过滤得到产品。(5)已知尿素与KMnO4溶液不反应，发生的反应为5H2O22KMnO43H2SO4=8H2O2MnSO4K2SO45O25 2n mol0.200 0 molL10.018 L则n0.009 mol，所以CO(NH2)2H2O2为0.009 mol，其质量为0.009 mol94 gmol10.846 g。所以产品中CO(NH2)2H2O2的质量分数为100%84.6%；若滴定后俯视读数会导致溶液体积偏小，则导致测得的过氧化尿素的质量分数偏低。3重铬酸钾是一种常见的强氧化剂。实验室以精选铬铁矿(主要成分可表示为FeOCr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质)为原料制备重铬酸钾晶体(K2Cr2O7分子式量为294)的流程如下：请回答下列问题：(1)操作1中发生的反应有4FeOCr2O38Na2CO37O28Na2CrO42Fe2O38CO2；Na2CO3Al2O32NaAlO2CO2；Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2。该步骤在常温下的反应速度较慢，为使反应速率增大，可采取的两条措施是_升高温度；将原料粉碎(或使用催化剂)_。(2)固体Y中主要含有_Al(OH)3、H2SiO3_(填化学式)。(3)酸化步骤使含铬物质发生了转化，请写出离子反应方程式：_2CrO2HCr2OH2O_。(4)操作4中的化学反应在溶液中能发生的可能理由是_该条件下，K2Cr2O7的溶解度较小_；获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加入KCl固体，在水浴上加热浓缩至_溶液表面出现晶膜(或溶液中析出固体)_，冷却结晶，抽滤，洗涤，干燥。(5)通过下列实验可测定产品中重铬酸钾的质量分数：称取重铬酸钾试样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，加入适量稀硫酸和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3)，放于暗处5 min。然后加入一定量的水，加入淀粉指示剂，用0.150 0 molL1 标准溶液滴定，共消耗标准溶液36.00 mL。滴定时发生的反应离子方程式为I22S2O=2IS4O，则所测产品中重铬酸钾的纯度为_72.00%_。(6)有关上述实验过程中涉及的部分实验操作的描述，正确的是_AD_(填字母)。A粗产品若要进一步提纯，可以采用重结晶的方法B配制溶液时，用托盘天平称取试样后，一般经溶解、转移(含洗涤)、定容等步骤，配制成100 mL溶液C滴定时，当最后一滴标准溶液滴入时，溶液变为蓝色，且半分钟内不变色，可判断滴定终点D滴定终点时俯视读数，测定结果偏低解析 (1)加快反应速率可以采取升高温度、粉碎固体、使用催化剂等措施。(2)根据操作1中发生的反应，加水浸取，操作2为过滤，滤出的固体为Fe2O3；中和加入醋酸，因为醋酸的酸性比硅酸和Al(OH)3强，发生反应：SiO2CH3COOH=H2SiO32CH3COO、AlOCH3COOHH2O=Al(OH)3CH3COO；操作3为过滤，得到固体Y是Al(OH)3、H2SiO3；酸化发生反应：2CrO2HCr2OH2O。(5)Cr2O6I14H=2Cr33I27H2O，建立的关系式为Cr2O3I26S2O，溶液中n(Cr2O)361030.150 0 mol3.6103 mol，则质量分数为3.6103294/1.470100%72%，根据题目数据，保留有效数字为4位，即为72.00 %。(6)通过结晶的方法得到晶体，如果一次结晶，产品不纯，可以第二次结晶等，A项正确；配制溶液时，用电子天平称取试样，一般经过溶解、冷却、转移(含洗涤)、振荡、定容、摇匀等步骤，B项错误；淀粉遇碘单质变蓝，判断滴定终点应是蓝色变为无色，且半分钟内不变色，C项错误。4钼是一种过渡金属元素，通常用作合金及不锈钢的添加剂，这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊接性及韧性，还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。如图是化工生产中制备金属钼的主要流程图。(1)反应的尾气可以再利用，写出应用该尾气制得的两种重要化学试剂：_H2SO4、Na2SO3或Na2SO4、(NH4)2SO4等_。(2)如果在实验室模拟操作1和操作2，则需要使用的主要玻璃仪器有：_烧杯、漏斗、玻璃棒_。(3)钼在空气中灼烧生成三氧化钼，三氧化钼溶于氢氧化钠溶液生成钼酸钠；三氧化钼不溶于盐酸或稀硫酸。钼酸钠的化学式为_Na2MoO4_。(4)工业上制备还原性气体CO和H2的反应原理为CO2CH42CO2H2，CH4H2OCO3H2。含甲烷体积分数为80%的a L(标准状况)天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应，甲烷转化率为90%，用产生的还原性气体(CO和H2)还原MoO3制钼，理论上能生产钼的质量为_4.11a_g_。解析 (1)二氧化硫可收集再利用，制备硫酸和盐类等。(2)操作1和操作2都是分离固体与液体的混合物，都是过滤操作。(3)钼酸是二元酸，可直接写出钼酸钠。(4)根据反应方程式知，1 mol甲烷完全反应生成4 mol还原性气体，3COMoO3Mo3CO2,3H2MoO3Mo3H2O,3 mol还原性气体理论上生成1 mol钼。n(CH4)80%，n(H2CO)80%90%4 mol，n(Mo) mol mol，m(Mo) mol96 gmol14.11a g。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375