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北京市高考化学三年(2020-2022)模拟题分类汇编11离子反应(4)
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这是一份北京市高考化学三年(2020-2022)模拟题分类汇编11离子反应(4),共28页。试卷主要包含了单选题,工业流程题,填空题,实验题,原理综合题等内容,欢迎下载使用。
北京市高考化学三年(2020-2022)模拟题分类汇编11离子反应(4)
一、单选题
1.(2020·北京东城·统考二模)实验小组利用传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质。
实验操作
实验数据
测量下述实验过程的pH变化
下列分析不正确的是
A.①与②的实验数据基本相同,说明②中的OH-未参与该反应
B.加入试剂体积相同时,②所得沉淀质量大于③所得沉淀质量
C.从起始到a点过程中反应的离子方程式为:Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓+2H2O+CO32-
D.b点对应溶液中水的电离程度小于c点对应溶液中水的电离程度
2.(2020·北京丰台·统考二模)下列解释事实的化学用语正确的是
A.用食醋清洗水垢:CO32-+2CH3COOH=2CH3COO-+H2O+CO2↑
B.向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O
C.向Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红:CO32-+2H2O⇌H2CO3+2OH-
D.Na2O2吸收CO2作供氧剂:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
3.(2020·北京密云·二模)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.无色透明的溶液中:Fe3+、NH4+、I-、CO32-
B.0.1mol•L-1KNO3溶液中:Na+、Fe2+、Cl-、SO42-
C.使酚酞变红的溶液中:Na+、Mg2+、SO32-、NH4+
D.=1×10-12的溶液:K+、Na+、CO32-、HCO3-
4.(2020·北京海淀·二模)常温下,下列各离子组在指定溶液中能大量存在的是
A.无色溶液中:
B.的溶液中:
C.使石蕊变红的溶液中:
D.的溶液中:
5.(2020·北京昌平·统考二模)下列化学用语表述不正确的是( )
A.电解CuCl2溶液:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑
B.NaCl的形成过程:
C.HCl在水中电离:HCl=H++Cl-
D.NH4Cl在水中发生水解:NH4++H2ONH3·H2O+H+
6.(2020·北京大兴·统考一模)下列解释事实的化学用语不正确的是
A.铝制餐具不宜长期存放酸性食物:2Al+6H+=2Al3++3H2↑
B.用NaHCO3溶液除去CO2中的HCl气体:+H+=CO2↑ +H2O
C.口罩中无纺布纤维聚丙烯的合成:nCH3CH=CH2
D.硬塑料中酚醛树脂的合成:
7.(2020·北京大兴·统考一模)乙二酸(H2C2O4)俗称草酸,在实验研究和化学工业中应用广泛。草酸溶液中各粒子的物质的量分数随溶液pH变化关系如下图,下列说法正确的是
已知:①室温下,0.1 mol· L-1 H2C2O4的pH=1.3 ;0.1 mol· L-1NaHC2O4的pH=2.8
②草酸钙(Ca C2O4)难溶于水;
A.pH=4.5的草酸溶液中含有的大量微粒有:H2C2O4、HC2O4-、C2O42-
B.0.1 mol·L−1 NaHC2O4溶液中:c(Na+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H2C2O4)
C.向H2C2O4溶液中加入酸性高锰酸钾溶液,紫色褪去:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+ +10CO2↑ +8H2O
D.向NaHC2O4溶液中加入足量澄清石灰水,产生白色沉淀:2HC2O4- +Ca2++2OH-=Ca C2O4↓ +2H2O+C2O42-
8.(2020·北京朝阳·模拟预测)下列解释事实的方程式不正确的是
A.用明矾作净水剂:Al3+ + 3H2O Al(OH)3(胶体)+ 3H+
B.NO2球浸泡在冷水中,颜色变浅:2NO2(g)N2O4(g) ΔH< 0
C.用醋酸除去水垢:2H++CaCO3 === Ca2++CO2↑+H2O
D.CO2通入苯酚钠溶液中出现浑浊:+
9.(2020·北京通州·统考一模)下列反应的离子方程式正确的是( )
A.向Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2制次氯酸:2ClO-+H2O+CO2=2HClO+CO32-
B.[Ag(NH3)2]OH与足量盐酸反应生成AgCl:[Ag(NH3)2]++OH-+3H++Cl-=AgCl↓+2NH4++H2O
C.Cl2与热的NaOH溶液反应制取NaClO3:2Cl2+6OH-=3Cl-+ClO3-+3H2O
D.向酸性KMnO4溶液中通入SO2:2MnO4-+5SO2+4OH-=2Mn2++5SO42-+2H2O
10.(2020·北京丰台·统考一模)下列实验对应的化学用语正确的是
A.FeSO4溶液中滴加NaOH溶液,静置一段时间后:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
B.酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水:2Fe2++H2O2=2Fe3++O2↑+2H+
C.AgCl悬浊液中滴入Na2S溶液:2Ag++S2-=Ag2S↓
D.澄清石灰水中加入过量NaHCO3溶液:Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓+2H2O+CO32-
11.(2020·北京东城·统考一模)下列反应的离子方程式正确的是
A.用醋酸除去水垢:CaCO3 +2H+ = Ca2+ + CO2↑+ H2O
B.向AlCl3溶液中加入过量的浓氨水:Al3++4NH3∙H2O→AlO2-+4NH4++2H2O
C.向苯酚钠溶液中通入少量CO2:2+CO2+H2O→2+CO32-
D.等体积、等浓度的Ba(OH)2稀溶液与NH4HCO3稀溶液混合:Ba2++2OH-+NH4++HCO3-→BaCO3↓+NH3∙H2O+H2O
12.(2020·北京房山·统考一模)下列化学用语对事实的表述正确的是
A.NaHCO3电离:NaHCO3=Na++H++CO32-
B.Na2O2与CO2反应提供O2:Na2O2+CO2=Na2CO3+O2
C.用Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的CaSO4:CaSO4(s)+CO32-=CaCO3(s)+SO42−
D.向Ba(OH)2溶液中逐滴加入H2SO4溶液至Ba2+恰好沉淀完全:Ba2++OH-+H++SO42−=BaSO4↓+H2O
13.(2020·北京·统考模拟预测)下列用于解释事实的离子方程式不正确的是( )
A.向AgCl悬浊液中加入Na2S溶液,有黑色难溶物生成:2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq)
B.向酸性KMnO4溶液中加入NaHSO3固体,溶液紫色褪去:2MnO4-+5HSO3-+H+=2Mn2++5SO42-+3H2O
C.向NaHCO3溶液中加入过量澄清石灰水,有白色沉淀生成:2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO32-
D.向稀硝酸中加入铜粉,溶液变蓝色:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
14.(2020·北京延庆·一模)能正确表示下列反应的离子反应方程式的是
A.向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至溶液呈中性:H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
B.Cl2溶于过量NaOH溶液中:Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O
C.醋酸除水垢 CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
D.向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液:SO32-+2H+=SO2↑+H2O
15.(2020·北京密云·统考一模)能用离子方程式2H++CO32-=CO2↑+H2O表示的是( )
A.NaHSO4和Na2CO3 B.H2SO4和BaCO3
C.CH3COOH和Na2CO3 D.HCl和NaHCO3
16.(2020·北京西城·统考一模)下列解释事实的方程式不正确的是
A.用 Na2CO3 溶液将水垢中的 CaSO4 转化为 CaCO3:CO3 2-+Ca2+ =CaCO3↓
B.电解饱和食盐水产生黄绿色气体:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
C.红热木炭遇浓硝酸产生红棕色气体:C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
D.用新制 Cu(OH)2 检验乙醛,产生红色沉淀:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
17.(2020·北京门头沟·统考一模)下列化学用语表达不正确的是
A.CH4的球棍模型:
B.CO2的电子式:
C.Na2CO3溶液呈碱性的原因:CO32- + 2H2O H2CO3 + 2OH-
D.用稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管:3Ag + 4H+ + NO3-= 3Ag++ NO↑+2H2O
二、工业流程题
18.(2020·北京东城·统考二模)氯化亚铜(CuCl)可用于冶金、电镀等行业,其制备的一种工艺流程如下:
I.溶解:取海绵铜(主要含Cu和CuO),加入稀硫酸和NH4NO3的混合溶液,控制溶液温度在60~70℃,不断搅拌至固体全部溶解,得蓝色溶液(过程中无气体产生);
II.转化:向蓝色溶液中加入(NH4)2SO3和NH4Cl,充分反应后过滤,得到CuCl粗品;
III.洗涤:CuCl粗品依次用pH=2硫酸和乙醇洗涤,烘干后得到CuCl产品。
【资料】CuCl固体难溶于水,与Cl-反应生成可溶于水的络离子[CuCl2]-;潮湿的CuCl固体露置于空气容易被氧化。
(1)过程I中:
①本工艺中促进海绵铜溶解的措施有________。
②氧化铜溶解的离子方程式是________。
③充分反应后NH4+的浓度约为反应前的2倍,原因是________。
(2)过程II中:
①(NH4)2SO3的作用是_________。
②NH4Cl的用量对铜的沉淀率的影响如下图所示。
n(NH4Cl)/n(Cu2+)1.1时,CuCl的沉淀率下降的原因是________(用离子方程式表示)。
(3)过程III中,用乙醇洗涤的目的是________。
(4)产品纯度测定:量取CuCl产品a g于锥形瓶中,加入足量的酸性Fe2(SO4)3溶液使其充分溶解,然后用0.1000 mol/L KMnO4标准溶液滴定Fe2+,消耗KMnO4溶液b mL。(本实验中的MnO4-被还原为Mn2+,不与产品中杂质和Cl-反应)。
①CuCl溶于Fe2(SO4)3溶液的离子方程式是_________。
②产品中CuCl(摩尔质量为99g/mol)的质量分数为_________。
19.(2020·北京·模拟预测)2020年初,突如其来的新型冠状肺炎在全世界肆虐,依据研究,含氯消毒剂可以有效灭活新冠病毒,为阻断疫情做出了巨大贡献。二氧化氯(C1O2)就是其中一种高效消毒灭菌剂。但其稳定性较差,可转化为NaClO2保存。分别利用吸收法和电解法两种方法得到较稳定的NaClO2。其工艺流程示意图如图所示:
已知:1.纯C1O2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下。
2.长期放置或高于60℃时NaClO2易分解生成NaClO3和NaCl
(1)步骤1中,生成C1O2的离子方程式是___,通入空气的作用是___。
(2)方法1中,反应的离子方程式是___,利用方法1制NaClO2时,温度不能超过20℃,可能的原因是___。
(3)方法2中,NaClO2在___生成(选填“阴极”或“阳极”)。
(4)NaClO2的溶解度曲线如图所示,步骤3中从NaClO2溶液中获得NaClO2的操作是___。
(5)为测定制得的晶体中NaClO2的含量,做如下操作:
①称取a克样品于烧杯中,加入适量蒸馏水溶解后加过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应。将所得混合液配成100mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,用bmol•L-1Na2S2O3标准液滴定,至滴定终点。重复2次,测得消耗标准溶液的体积的平均值为cmL(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。样品中NaClO2的质量分数为___。(用含a、b、c的代数式表小)。在滴定操作正确无误的情况下,测得结果偏高,可能的原因是___(用离子方程式和文字表示)。
(6)NaClO2使用时,加入稀盐酸即可迅速得到C1O2。但若加入盐酸浓度过大,则气体产物中Cl2的含量会增大,原因是___。
三、填空题
20.(2020·北京昌平·统考二模)我国平原地区地下水质量差,铁、锰含量较高,需进行处理才能达到饮用水标准。地下水中铁锰的来源主要是矿物FeCO3和MnCO3。
(1)酸雨地区地下水中铁含量更高,结合化学用语从平衡移动角度解释原因_______。
(2)去除Fe2+
①除铁滤池经过曝气3~7天后,滤料表面形成______色物质,其成分是Fe(OH)3,使得溶液中Fe2+含量迅速下降,其作用过程如图所示。
②将过程ii的离子方程式补充完整:________。
过程i:Fe2++Fe(OH)3=[Fe(OH)2OFe]++H+
过程ii:4[Fe(OH)2OFe]++ +10H2O= +
③有利于提高过程ii反应速率的措施是______(填序号)。
A.降低温度 B.通入足量O2 C. 搅拌
(3)去除Mn2+
向除锰滤池中加入ClO2将Mn2+氧化为MnO2,随着反应进行,滤池溶液的pH___(填“变大”“变小”或“不变”)。
四、实验题
21.(2020·北京大兴·统考一模)化学小组通过下列步骤测定某工厂废液中铜离子的浓度(已知废水中Fe3+对测定有干扰作用)。
i. 经检验废液中含有Fe3+离子,取V1mL上述废液,加入NH4HF2,再加H2SO4酸化至pH9 )、温度高于95oC,产品会掺杂较多红棕色杂质,试分析可能的原因__________。
(iii)丙同学迅速将溶液调节pH=9,在80~90℃下搅拌2小时。过滤、洗涤、干燥得到晶体产品。写出制得晶体产品的离子方程式________。
(4)Ⅳ测定
取产品样品ag,加过量硫酸溶解,得到样品溶液。用c mol/L KMnO4标准液滴定。(已知:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,杂质不与KMnO4反应,且数据为多次测量平均值)。
i. 取v0 mL样品溶液,用标准液滴定至终点,消耗标准液v1 mL。
ii.另取v0 mL样品溶液,加入适量锌粉充分反应(将Fe3+完全转化为Fe2+),过滤,再用标准液滴定滤液至终点,消耗标准液v2 mL。
(5)晶体中Fe3+和Fe2+的物质的量比是_________(用含v1、v2的计算式表示)。
25.(2020·北京延庆·一模)辉铜矿(主要成分Cu2S)作为铜矿中铜含量最高的矿物之一,可用来提炼铜和制备含铜化合物。
Ⅰ.湿法炼铜用Fe2(SO4)3溶液作为浸取剂提取Cu2+:
(1)反应过程中有黄色固体生成,写出反应的离子方程式______________________。
(2)控制温度为85℃、浸取剂的pH = 1,取相同质量的辉铜矿粉末分别进行如下实验:
实验
试剂及操作
3小时后Cu2+浸出率(%)
一
加入10mL 0.25mol·L-1Fe2(SO4)3溶液和5 mL水
81.90
二
加入10 mL0.25mol·L-1Fe2(SO4)3溶液和5mL 0.1mol·L-1H2O2
92.50
回答:H2O2使Cu2+浸出率提高的原因可能是__________。
(3)实验二在85℃后,随温度升高,测得3小时后Cu2+浸出率随温度变化的曲线如图。Cu2+浸出率下降的原因_________________。
(4)上述湿法炼铜在将铜浸出的同时,也会将铁杂质带进溶液,向浸出液中通入过量的O2并加入适量的CuO,有利于铁杂质的除去,用离子方程式表示O2的作用_________。解释加入CuO的原因是_____。
Ⅱ.某课题组利用碳氨液((NH4)2CO3、NH3·H2O)从辉铜矿中直接浸取铜。
其反应机理如下:
①Cu2S(s)⇌2Cu+(aq) +S2-(aq) (快反应)
②4Cu++O2+2H2O⇌4Cu2++4OH- (慢反应)
③Cu2++4NH3·H2O⇌Cu(NH3)42++4H2O(快反应)
(5)提高铜的浸出率的关键因素是 ________。
(6)在浸出装置中再加入适量的(NH4)2S2O8,铜的浸出率有明显升高,结合平衡移动原理说明可能的原因是__________。
参考答案:
1.C
【详解】A.②中反应的离子方程式为:Ca2++CO32-=CaCO3↓,①与②的实验数据基本相同,说明②中的OH-未参与该反应,故A不选;
B.加入试剂体积相同时,③中除生成沉淀外还生成水,增加的水会溶解部分沉淀,②所得沉淀质量大于③所得沉淀质量,故B不选;
C.开始氢氧化钙过量,碳酸氢根全部反应,从起始到a点过程中反应的离子方程式为:Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O,故C选;
D.b点对应溶液碱溶液,抑制水的电离,c点对应的溶液为碳酸钠溶液,水解促进水的电离,b点水的电离程度小于c点对应溶液中水的电离程度,故D不选;
故选C。
2.D
【详解】A.水垢的成分是碳酸钙,碳酸钙和醋酸都不能拆成离子形式,用食醋清洗水垢发生的反应有:CaCO3+2CH3COOH=2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑,故A错误;
B.向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水,铵根离子和碳酸氢根离子都参与反应,正确的离子方程式为:NH4++HCO3−+Ca2++2OH−═CaCO3↓+H2O+NH3⋅H2O,故B错误;
C.碳酸是二元弱酸,分步水解,CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,溶液显碱性,酚酞遇碱变红,故C错误;
D.Na2O2吸收CO2生成碳酸钠和氧气,化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故D正确;
答案选D。
3.B
【详解】A.Fe3+为黄色的离子,与溶液无色不符,且Fe3+与I-发生氧化还原反应,Fe3+与CO32-发生双水解反应,都不能大量共存,A错误;
B.在KNO3溶液中,Na+、Fe2+、Cl-、SO42-不发生反应,能大量共存,B正确;
C.使酚酞变红的溶液是碱性溶液, Mg2+、NH4+均能和OH-发生反应,不能共存,C错误;
D.由比值可知,溶液显碱性,HCO3-和OH-发生反应,不能共存,D错误;
故选B。
4.D
【详解】A. 在水溶液中显紫色,不符合题意要求,A错误;
B. 与发生氧化还原反应,不能共存,B错误;
C. 使石蕊变红的溶液为酸性溶液,与反应生成亚硫酸,不能共存,C错误;
D. 的溶液为碱性溶液,均能共存,D正确;
故答案为:D。
5.B
【详解】A.电解CuCl2溶液阳极反应为:2Cl--2e-= Cl2↑,阴极反应为:Cu2++2e-=Cu,总反应为:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑,A正确;
B.NaCl是离子化合物,书写电子式时需写成,形成过程为: ,B错误;
C.HCl是强电解质,在水中完全电离,HCl=H++Cl-,C正确;
D.NH4Cl是强酸弱碱盐,NH4+在水中能发生水解,使溶液显酸性:NH4++H2ONH3·H2O+H+,D正确;
故选B。
6.C
【详解】A. Al是比较活泼的金属,能够与酸发生置换反应产生氢气,反应方程式为:2Al+6H+=2Al3++3H2↑,所以不易长期存放酸性食物,A正确;
B. 由于酸性HCl>H2CO3,且HCl为一元强酸,完全电离,所以可以用NaHCO3溶液除去CO2中的HCl气体,反应的离子方程式为:+H+=CO2↑ +H2O,B正确;
C. 丙烯在一定条件下发生加聚反应产生聚丙烯,反应方程式为nCH3CH=CH2,C错误;
D. 硬塑料中酚醛树脂是由苯酚与甲醛发生缩聚反应合成的,反应方程式为:,D正确;
故合理选项是C。
7.B
【详解】A. pH=4.5的草酸溶液中含有的大量微粒有:HC2O4-、C2O42-,A错误;
B. NaHC2O4是强碱弱酸盐,产生Na+、HC2O4-,HC2O4-既发生电离作用产生C2O42-和H+,也发生水解作用产生H2C2O4、OH-,0.1 mol·L−1 NaHC2O4溶液pH=2.8,说明其电离作用大于水解作用,所以c(C2O42-)>c(H2C2O4),电离、水解消耗HC2O4-,则c(Na+)>c(HC2O4-),但主要以盐电离产生的离子形式存在,c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H2C2O4),故溶液中各种微粒浓度大小关系为:c(Na+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H2C2O4),B正确;
C. 草酸是二元弱酸,主要以酸分子存在,应该写化学式,C错误;
D. 向NaHC2O4溶液中加入足量澄清石灰水,溶液中含有大量Ca2+,反应产生草酸钙白色沉淀,不可能还存在C2O42-,D错误;
故合理选项是B。
8.C
【详解】A.明矾为十二水硫酸铝钾,其含有的Al3+在水中会水解生成Al(OH)3胶体,离子方程式为Al3+ + 3H2O Al(OH)3(胶体)+ 3H+,A正确,不选;
B.NO2会自身耦合生成N2O4,在冷水中,颜色变浅,说明降低温度,会促进NO2的耦合反应,则NO2的耦合反应为放热反应,:2NO2(g)N2O4(g) ΔH9)、温度高于95oC,Fe(OH)2还原性增强,与空气中氧气反应速率加快,使Fe(OH)3增加过多,Fe(OH)3分解成红棕色Fe2O3 Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4↓+4H2O
【分析】印刷电路板回收液的pH=1,含Fe2+、Cu2+、Cl-及H+和少量Fe3+,由于微粒的氧化性:Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+,向其中加入足量的Fe粉,会先后发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+;Fe+Cu2+=Fe2++Cu;Fe+2H+=Fe2++H2↑.然后过滤除去过量的Fe及产生的Cu,向滤液中加入双氧水,发生反应:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,调整溶液中Fe3+与Fe2+的物质的量的比,使n(Fe3+):n(Fe2+)=1.6:1,然后向溶液中加入NaOH溶液,调整溶液pH,发生反应产生Fe3O4和H2O,过滤得到磁性氧化铁。
【详解】(1)过程Ⅰ中Fe与Cu2+发生置换反应产生Cu单质与Fe2+,所以过程Ⅰ中除铜反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu;
(2)过程Ⅱ中加入H2O2,发生氧化还原反应:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,调n(Fe3+):n(Fe2+)比为1.6:1,在此过程中有少量无色气体生成,该气体为O2,这是由于Fe3+具有催化作用,能够使H2O2分解放出O2;
(3)(i)①取静置后的上层清液,向其中加入K3[Fe(CN)6]溶液,若产生蓝色沉淀,就证明该溶液中含有Fe2+;
②pH≈4时,c(H+)=10-4 mol/L,则溶液中c(OH-)= mol/L=10-10 mol/L,由于在 25℃时:Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10–16,则要形成Fe(OH)2沉淀,需要Fe2+的最小浓度为c(Fe2+)>=8.0×104 mol/L,根据氯化亚铁溶解度,S(FeCl2 )=64g,则溶液中亚铁离子浓度不可能达到,因此沉淀中一定不含有Fe(OH)2;
(ii)①若调节pH过程太慢,在溶液pH≈5时,Fe2+容易被溶解在溶液中的O2氧化生成FeO(OH)固体影响产品质量,发生反应的离子方程式为:4Fe2++O2+6H2O=4FeO(OH) +8H+;
②若其它条件不变,调节pH过高,如溶液pH>9、温度高于95oC,Fe(OH)2还原性增强,与空气中氧气反应速率加快,使Fe(OH)3增加过多,Fe(OH)3受热分解产生红棕色Fe2O3,使产品中混有较多红棕色杂质;
(iii)迅速将溶液调节pH=9,在80~90℃下搅拌2小时,发生反应:Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4↓+4H2O,然后过滤、洗涤、干燥得到晶体产品;
(4)取产品样品a g,加过量硫酸溶解,发生反应:Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O,得到样品溶液,然后用c mol/LKMnO4标准液滴定,发生MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。
i. 取v0 mL样品溶液,用标准液滴定至终点,消耗标准液v1 mL,n(KMnO4)=c·V=c mol/L×v1 ×10-3 L=cv1 ×10-3 mol;则n(Fe2+)=5n(KMnO4)=5cv1 ×10-3 mol;
ii.另取v0 mL样品溶液,加入适量锌粉充分反应(将Fe3+完全转化为Fe2+),过滤,再用标准液滴定滤液至终点,消耗标准液v2 mL,则反应后溶液中Fe2+总物质的量为n(Fe2+)=5n(KMnO4)总=5cv2 ×10-3 mol;原溶液中Fe3+的物质的量为n(Fe3+)=5cv2 ×10-3 mol-5cv1 ×10-3 mol=5c(v2 -v1)×10-3 mol。
(5)晶体中Fe3+和Fe2+的物质的量比==。
【点睛】本题考查了物质制备工艺流程的设计。包括反应条件的控制、氧化还原反应、离子方程式的书写、离子的检验方法及物质物质含量的测定等。掌握反应原理及遵循的规律是本题解答的关键。
25. H2O2把生成Fe2+又氧化为Fe3+,c(Fe3+)的浓度增大,反应速率加快 温度升高, H2O2发生了分解 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 由于浸取剂的pH = 1,加入适量的CuO,不引入其它杂质离子,消耗H+有利于控制溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀 提高慢反应的速率,即提高Cu+的氧化速率 S2O82-的氧化性比O2强,使慢反应的速率加快,促使Cu2S沉淀溶解平衡正向移动,同时(NH4)2S2O8电离产生NH4+,NH4+与慢反应产生的OH-结合,c(OH-)的浓度降低,有利于慢反应及Cu2S沉淀溶解平衡正向移动
【分析】Ⅰ.(1)反应过程中有黄色固体生成,说明Cu2S与Fe2(SO4)3反应产生了硫单质,据此写离子方程式;
(2) H2O2具有氧化性;
(3)温度高,H2O2易分解;
(4) O2的可以将亚铁离子氧化;加入CuO的不引入其它杂质离子,消耗H+有利于控制溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀;
Ⅱ.(5)根据反应机理,提高铜的浸出率的关键在慢反应;
(6)根据(NH4)2S2O8的性质分析作答。
【详解】Ⅰ.(1)反应过程中有黄色固体生成,说明Cu2S与Fe2(SO4)3反应产生了硫单质,则离子方程式为,故答案为:;
(2) 浸出过程中铁离子变为亚铁离子,H2O2具有氧化性,可以再使亚铁离子氧化为铁离子,加快反应速率,故答案为:H2O2把生成Fe2+又氧化为Fe3+,c(Fe3+)的浓度增大,反应速率加快;
(3)H2O2受热易分解,故答案为:温度升高, H2O2发生了分解;
(4) O2可以将亚铁离子氧化,离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;加入CuO的不引入其它杂质离子,消耗H+有利于控制溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,故答案为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;由于浸取剂的pH = 1,加入适量的CuO,不引入其它杂质离子,消耗H+有利于控制溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀;
Ⅱ.(5)根据反应机理,反应有快慢之分,提高铜的浸出率的关键在慢反应,故答案为:提高慢反应的速率,即提高Cu+的氧化速率;
(6)(NH4)2S2O8电离为S2O82-和NH4+,S2O82-的氧化性比O2强,使慢反应的速率加快,促使Cu2S沉淀溶解平衡正向移动,同时(NH4)2S2O8电离产生NH4+,NH4+与慢反应产生的OH-结合,c(OH-)的浓度降低,有利于慢反应及Cu2S沉淀溶解平衡正向移动,故答案为:S2O82-的氧化性比O2强,使慢反应的速率加快,促使Cu2S沉淀溶解平衡正向移动,同时(NH4)2S2O8电离产生NH4+,NH4+与慢反应产生的OH-结合,c(OH-)的浓度降低,有利于慢反应及Cu2S沉淀溶解平衡正向移动。
【点睛】本题难点(6),分析(NH4)2S2O8的作用,要从反应机理出发,将物质电离成离子,分别看存在什么样的作用,可以快速解题。
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