题目内容
12．工业上利用硫酸淹（含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量 CaO和MgO）制备高档颜料铁红（Fe203 ）和回收（NH4）2SO4，具体生产流程如图1
-请根据上述流程回答下列问题：
（1）在对废渣进行溶解操作中，应选用A（填编号）．
A．硫酸 B．盐酸 C．氢氧化钠 D．氨水
（2）物质A是一种氧化剂，这种氧化剂最好选用H2O2 （填化学式）；氧化后的溶液中加入氨水，然后经结晶得铵黄铁矾晶体，结晶的方法通常有蒸发、降温．
（3）裉据图2有关数据信息，你认为该工业进行氧化操作时应采取的适宜条件是溶液温度为80℃，pH为1.5，时间为4小时左右
（4）往铵黄铁矾（化学式为：（NH4）2、Fe6（SO4）4（OH）|2）溶液中加入溶液B使pH达5时Fe3+沉淀完全，形成沉淀的离子方程式是Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）2↓+3NH4+，验证Fe3+沉淀完全的方法是故待固体完全沉降后，取上层清液于试管中，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则溶液中铁离子已经沉淀完全，反之则沉淀不完全；
（5）若对硫酸渣中硫酸亚铁加强热也可粗制铁红，但因产品纯度不高而导致档次降低，同时生成的两种气体中有一种为大气污染物．请完成利用该反应制备铁红的化学方程式：4
FeS04=2 Fe203+4SO2↑+O2↑．
分析 （1）依据废渣成分结合提纯物质组成分析判断；
（2）氧化剂主要是用来氧化亚铁离子，H2O2成本低，被还原为H2O，不引入杂质，不产生污染；使溶液中溶质结晶析出的方法有蒸发和降温等方法；
（3）依据图象分析，亚铁离子的氧化率最高是溶液温度为80℃，pH为1.5；
（4）依据铵黄铁矾软件后溶液中铁离子和氨水反应生成氢氧化铁书写；根据若溶液中Fe3+已经沉淀完全，则滴入KSCN溶液后不会变红来分析；
（6）依据氧化还原反应电子守恒和原子守恒书写离子方程式．
解答 解：（1）在废渣溶解操作时，目的是溶解氧化物，制备高档颜料铁红（Fe2O3 ）和回收（NH4）2SO4，不能引入杂质离子；
A、硫酸能溶解氧化钙和氧化镁，且不引入杂质离子，故A符合；
B、盐酸溶解氧化钙和氧化镁，但引入氯离子不能除去，故B不选；
C、氢氧化钠溶液沉淀铁离子和亚铁离子不能溶解氧化钙、氧化镁，故C不选；
D、氨水不能溶解氧化物，能沉淀铁离子和亚铁离子，故D不选；
故答案为：A；
（2）氧化剂主要是氧化亚铁离子便于提取，使用H2O2成本低，被还原为H2O，不引入杂质，不产生污染，使溶液中溶质结晶析出的方法有蒸发和降温等方法．
故答案为：H2O2；蒸发，降温；
（3）分析图象可知在80°C时 溶液PH=1.5，此时亚铁离子的氧化率在90%以上，时间在4小时左右，
故答案为：溶液温度为80℃，pH为1.5，时间为4小时左右；
（4）往铵黄铁矾加入溶液B为氨水，至pH为5时产生沉淀，生成的是氢氧化铁沉淀反应离子方程式为：Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）2↓+3NH4+；若溶液中Fe3+已经沉淀完全，则滴入KSCN溶液后不会变红，故待固体完全沉降后，取上层清液于试管中，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则溶液中铁离子已经沉淀完全，反之则沉淀不完全．
故答案为：Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）2↓+3NH4+；故待固体完全沉降后，取上层清液于试管中，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则溶液中铁离子已经沉淀完全，反之则沉淀不完全；
（5）硫酸亚铁受热分解制的铁红为Fe2O3，同时生成的两种气体中有一种为大气污染物，依据氧化还原反应和电子守恒分析判断做氧化剂元素化合价降低的是硫元素化合价变化为+4价，即生成SO2气体，则另一种气体为O2，依据原子守恒配平写出化学方程式为：4FeSO4=2Fe2O3+4SO2↑+O2↑，故答案为：4FeSO4=2Fe2O3+4SO2↑+O2↑．
点评 本题考查了物质制备和提纯的实验流程分析判断，图象分析应用，化学方程式书写方法，题目信息量大需要仔细审题，题目难度中等．
| A． |  证明装置的气密性良好 | |
| B． |  证明乙醇与浓H2SO4共热生成了大量乙烯 | |
| C． |  证明SO2有还原性 | |
| D． |  用饱和食盐水与CaC2制备并收集C2H2 |
| A． | 新制生石灰 | B． | 新制氢氧化铜 | C． | 浓溴水 | D． | 银氨溶液 |
| 选项 | 现象或事实 | 解释 |
| A | 热的纯碱溶液去油污效果 更好 | 温度升高，增大了油脂在碳 酸钠溶液中的溶解度 |
| B | 生活中的铝制品经久耐用 | 常温时铝不与氧气反应 |
| C | 氢氧化铁胶体通直流电，阴极颜色变深 | 氛氧化铁胶体带正电荷，在电场力的作用下，胶体向阴极迁移 |
| D | 二氧化破用作通讯光缆 | 二氧化硅对光信号有良好的 传输性能 |
| A． | A | B． | B | C． | C | D． | D |
Ⅰ．[查阅资料]
铜与浓硫酸反应产生黑色物质的相关性质资料如下表：
| 资料1 | 硫酸浓度mol/L | 黑色物质出现的温度∕℃ | 黑色物质消失的温度∕℃ |
| 15 | 约150 | 约236 | |
| 16 | 约140 | 约250 | |
| 18 | 约120 | 不消失 | |
| 资料2 | X射线衍射晶体分析表明，铜与浓硫酸反应生成的黑色物质为Cu2S、CuS、Cu7S4中的一种或几种． | ||
（1）试管A中发生的反应的主要化学方程式为C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O．
（2）反应进行一段时间可观察到试管B中的现象为溶液由红色变成无色．
（3）试管C浸有NaOH溶液的棉团与试管E的NaOH溶液的作用是否相同相同（填“相同或不相同”）
（4）如同时将试管B换成试管D，将试管C换成试管E，并从试管D的直立导管中通入另一种气体，试管D中产生白色沉淀，则气体可以是NH3（NO2或ClO2）、Cl2（O3或O2或Br2蒸汽）（填一种化合物和一种单质的化学式）；试管E中CCl4的作用是防倒吸．
（5）用简单方法证明A试管中反应所得产物含有铜离子的操作方法是（停止反应，冷却后），取A中溶液少许于一盛有少量水的烧杯（试管）里，摇匀，观察溶液颜色呈蓝色；分离出试管E中的上层液体，其分离的操作名称为分液．
Ⅲ．[问题反思]
（6）仅由上述资料及探究过程可得出的正确结论是abd．
a．铜与浓硫酸作用所涉及的反应可能不止一个
b．硫酸浓度选择适当，可避免产物中出现黑色物质
c．反应发生条件之一是硫酸浓度≥15mol/L
d．硫酸浓度越大，黑色物质越快出现，越难消失．
| A． | 煤的干馏 | B． | 石油的分馏 | C． | 石油的裂化 | D． | 铝热反应 |
甲醇既是一种可再生能源，又是一种重要的化工原料．工业上通过CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）生产甲醇．（1）在一定温度下，向1L密闭容器中充入1mol CO和2mo1H2，发生上述反应，10分钟时反应达平衡，此时CO的转化率为50%．
①前10分钟生成甲醇的平均反应速率为0.05mol/（L．min）；已知该反应在低温下能自发进行，则反应的△H为＜（填“＞”、“＜”或“=”）0．
②下列关于上述反应的叙述，不正确的是BDE（填字母编号）．
A．缩小容器的体积，平衡将向右移动，c（CO）将变大
B．达到平衡时，移走部分甲醇，平衡将向右移动，正反应速率加快
C．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则该反应达到平衡状态
D．反应过程中生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等则该反应达到平衡状态
E．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CO的转化率
（2）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律．上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均1mol）与CO平衡转化率的关系如图1所示．
①在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是270℃．
②利用图中a点对应的数据，计算该反应在对应温度下的平衡常数K=4．
（3）利用甲醇与水蒸气催化重整可获得清洁能源氢气，已知：
CH3OH （g）+$\frac{1}{2}$O2 （g）?CO2（g）+2H2 （g）△H1=-192.9kJ．mol-l
H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）?H2O（g）△H2=-120.9kJ．mol-1
则甲醇与水蒸气催化重整反应：CH3OH （g）+H2O （g）?CO2（g）+3H2（g） 的焓变△H3=-70kJ．mol-1．
（4）有人设计甲醇一空气燃料电池的示意图如图2所示，工作时负极的电极反应式可表示为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O．
若以该电池为电源，用石墨做电极电解200mL含有下列离子的溶液：
| 离子 | Cu2+ | H+ | Cl- | SO42- |
| c/mol•L-1 | 0.5 | 2 | 2 | 0.5 |
，属于取代反应．