10．欲将某铜矿加工厂产生的含铜酸性污水处理成达标水.并回收某些金属化合物.设计如下工艺流程:相关信息:①含铜酸性污水主要污染物离子 l离子 H+Cu2+ Fe3+Fe2+ 浓度/(mol̶——青夏教育精英家教网—

10．欲将某铜矿加工厂产生的含铜酸性污水（如表-1所示）处理成达标水，并回收某些金属化合物，设计如下工艺流程：

l离子	H⁺	Cu²⁺	Fe³⁺	Fe²⁺
浓度/（mol•L^-1）	0.1	0.05	0.04	0.002

②国家规定含铜污水排放标准为：pH=7；c（Cu²⁺）≤1.0×10^-7mol•L^-1；铁元素含量低于1.0×10^-5mol•L^-1．
③FeS能溶于pH＜4的酸性溶液．
④25℃时，某些难溶电解质的溶度积（K_sp）（见表-2）

物质	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2	FeS	CuS
K_sp	4.0×10^-22	8.0×10^-16	2.2×10^-20	6.4×10^-12	6.0×10^-26

请回答：
（1）该含铜酸性污水的pH=1．
（2）步骤Ⅰ中所发生的主要反应的离子方程式为2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O．
（3）步骤Ⅱ中，调节溶液的pH=4的目的为使沉淀完全，防止沉淀，防止FeS溶解．
（4）有人认为，步骤Ⅱ中只需加入Ca（OH）₂调节溶液的pH=7，即可将污水处理成符合标准的达标水，该观点不合理（填“合理”或“不合理”），试通过简单计算说明理由pH=7时溶液中c（Cu²⁺）=$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{（1×1{0}^{-7}）^{2}}$=2.2×10^-6mol•L^-1，大于国家规定的排放标准c（Cu²⁺）≤1.0×10^-7mol•L^-1．
（5）步骤Ⅲ中发生的主要反应的离子方程式为Cu²⁺+FeS=CuS+Fe²⁺；该过程不选用易溶的Na₂S作沉淀剂的，其原因可能为Na₂S价格高且引入过多杂质离子．
（6）上述整个处理工艺中，可以回收的金属化合物有Fe（OH）₃、CuS（填化学式）．

9．高锰酸钾[KMnO₄]是常用的氧化剂，工业上以软锰矿（主要成分是MnO₂）为原料制备高锰酸钾晶体．中间产物为锰酸钾[K₂MnO₄]，如图是实验室模拟制备的操作流程：

相关资料：
①物质溶解度

物质	KMnO₄	K₂CO₃	KHCO₃	K₂SO₄	CH₃COOK
20℃溶解度	6.4	111	33.7	11.1	217

②锰酸钾[K₂MnO₄]
外观性状：墨绿色结晶．其水溶液呈深绿色，这是锰酸根（MnO₄^2-）的特征颜色．
化学性质：在强碱性溶液中稳定，在酸性、中性和弱碱性环境下，MnO₄^2-会发生歧化反应．
试回答下列问题：
（1）煅烧软锰矿和KOH固体时，不采用石英坩埚而选用铁坩埚的理由是瓷坩埚中的二氧化硅和强碱反应，坩埚被腐蚀；实验中用铁坩锅煅烧暴露在空气中的固体混合物发生反应的化学方程式为2MnO₂+4KOH+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2K₂MnO₄+2H₂O．
（2）实验时，若CO₂过量会生成KHCO₃，导致得到的KMnO₄产品的纯度降低．请写出实验中通入适量CO₂时体系中可能发生反应离子方程式：3MnO₄^2-+2CO₂═2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-、2OH^-+CO₂═CO₃^2-+H₂O；

（3）由于CO₂的通入量很难控制，因此对上述实验方案进行了改进，即把实验中通CO₂改为加其他的酸．从理论上分析，选用下列酸中a，得到的产品纯度更高．
a．醋酸b．浓盐酸c．稀硫酸．
（4）工业上一般采用惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾，试写出该电解反应的化学方程式：2K₂MnO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2KMnO₄+H₂↑+2KOH；传统工艺采用无膜电解法由于副反应发生，Mn元素利用率和电流效率都会偏低．有同学联想到离子交换膜法电解饱和食盐水提出改进方法：可用阳离子交换膜分隔两极区进行电解（如图）图中A口加入的溶液最好为KOH溶液．使用阳离子交换膜可以提高Mn元素利用率的原因为阳离子交换膜防止锰酸根进入阴极区被还原．

8．Na₂S₂O₃•5H₂O可作为高效脱氯剂，工业上用硫铁矿（FeS₂）为原料制备该物质的流程如下．

已知：
Ⅰ．气体A可以使品红溶液褪色，与硫化氢（H₂S）混合能获得单质硫．
Ⅱ．pH约为11的条件下，单质硫与亚硫酸盐可以共热生成硫代硫酸盐．
回答下列问题：
（1）沸腾炉中将粉碎的硫铁矿用空气吹动使之达到“沸腾”状态，其目的是使固体与气体充分接触，加快反应速率．
（2）吸收塔中的原料B可以选用B（填字母序号）．
A．NaCl溶液 B．Na₂CO₃溶液 C．Na₂SO₄溶液
（3）某小组同学用如图装置模拟制备Na₂S₂O₃ 的过程（加热装置已略去）．

①A中使用70%的硫酸比用98%的浓硫酸反应速率快，其原因是该反应的实质是H⁺与SO₃^2-反应，70%的硫酸中含水较多，c（H⁺）和c（SO₃^2-）都较大，生成SO₂速率更快．装置B的作用是防止倒吸．
②C中制备Na₂S₂O₃发生的连续反应有：Na₂S+H₂O+SO₂═Na₂SO₃+H₂S、2H₂S+SO₂═3S↓+2H₂O 或 2H₂S+H₂SO₃═3S↓+3H₂O和Na₂SO₃+S $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃．
（4）工程师设计了从硫铁矿获得单质硫的工艺，将粉碎的硫铁矿用过量的稀盐酸浸取，得到单质硫和硫化氢气体，该反应的化学方程式为FeS₂+2HCl═FeCl₂+H₂S↑+S．

7．实验室利用冰醋酸和正丁醇制备乙酸正丁酯，实验装置如图1所示，可能用到的有关数据如下表：

	正丁醇	冰醋酸	乙酸正丁酯	正丁醚
密度/（g/cm³）	0.810	1.049	0.882	0.7689
沸点/℃	118.0	118.1	126.1	142

合成反应：在干燥的a中加入9.32g正丁醇、7.2mL 冰醋酸和3～4滴浓硫酸，摇匀后，加几粒沸石，c中通水，开始缓慢加热，控制馏出物的温度不超过130℃．
分离提纯：①将仪器a中反应后的混合液与仪器e中的馏出物合并，转入分液漏斗中；②依次用水、少量的10%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后再加干燥剂M，静置一段时间后，弃去M；③将最终得到的反应粗产物转入洗净的仪器a中，加入几粒沸石，进行蒸馏，得到乙酸正丁酯7.31g．
请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是蒸馏烧瓶．
（2）在分液时应选如图2装置中的B（填序号），使用该仪器前应先检漏．
（3）写出制备乙酸正丁酯的化学方程式：CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O．
（4）第一次水洗的目的是除去硫酸及部分乙酸．
（5）干燥剂M可以是B（填序号）
A．五氧化二磷 B．无水硫酸钠 C．碱石灰 D．氢氧化钠固体
（6）步骤③得到的粗产品蒸馏提纯时，图3所示装置中，温度计位置可能导致收集到的产品中混有高沸点杂质的装置为D（填序号）
（7）本实验所得到的乙酸正丁酯的产率是C（填序号）
A．30% B．40% C．50% D．55%

6．五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁．用作合金添加剂，占五氧化二钒总消耗量的80%以上，其次是用作有机化工的催化剂．为了增加V₂O₅的利用率，我们从废钒催化剂（主要成分V₂O₅，VOSO₄，K₂SO₄，SiO₂和Fe₂O₃等）中回收V₂O₅的一种生产工艺流程示意图如下：

回答下列问题：
（1）①中废渣的主要成分是SiO₂．
（2）②，③中的变化过程可简化为（下式中的R表示VO²⁺或Fe³⁺，HA表示有机萃取剂的主要成分）：R₂（SO₄）_n（水层）+2nHA（有基层）?2RA（有基层）+nH₂SO₄（水层）．②中萃取时必须加入适量碱，其原因是加入碱中和硫酸使平衡正移、多次连续萃取，提高钒的萃取率；实验室进行萃取操作主要使用的玻璃仪器为分液漏斗和烧杯．
（3）完成④中反应的例子方程式：1ClO₃^-6VO²⁺+6H⁺=6VO³⁺1Cl^-+3H₂O
（4）25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下表：

pH	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7	1.8	1.9	2.0	2.1
钒沉淀率/%	88.1	94.8	96.5	98.0	98.8	98.6	96.4	93.1	89.3

试判断在实际生产时，⑤中加入氨水调节溶液的最佳pH为1.7；若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe（OH）₃，沉淀，则此时溶液中c（Fe³⁺）=2.6×10^-3mol/L．（已知：25℃时k[Fe（OH）₃]=2.6×10^-39．）

5．某兴趣小组的学生根据活泼金属Mg与CO₂发生反应，推测活泼金属钠也能与CO₂发生反应，因此实验小组用下列装置进行“钠与二氧化碳反应”的实验探究（尾气处理装置已略去）．已知：常温下，CO能使一些化合物中的金属离子还原．

例如：PdCl₂+CO+H₂O=Pd↓+CO₂+2HCl反应生成黑色的金属钯，此反应也可用来检测微量CO的存在．
请回答下列问题：
（1）为了使制气装置能“随开随用，随关随停”，如图2A处制取CO₂气体应选用的装置是Ⅲ（填写“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”），其离子方程式是CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑．装置B和C中应盛放的试剂分别是饱和NaHCO₃，浓硫酸．
（2）观察实验装置图可知Na与CO₂反应的条件是高温（或强热），检查装置的气密性完好并装入药品后，在点燃酒精喷灯前，必须进行的操作是打开Ⅲ中的止水夹，这步操作的目的是排出装置中的空气．
（3）假设CO₂气体为足量，在实验过程中分别产生以下①、②两种不同情况，请分析并回答问题：
①若装置F中溶液无明显变化，装置D中生成两种固体物质，取少量固体生成物与盐酸反应后，有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式是4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．
②若装置F中有黑色沉淀生成，装置D中只生成一种固体物质，取少量该固体与盐酸反应后，也有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式是2Na+2CO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO．
（4）请判断②中D装置生成固体的成分是钠的正盐（填“正盐”或“酸式盐”）．请用文字简要说明理由根据质量守恒定律可知，反应物共有三种元素，没有氢元素，因此不能生成酸式盐（或生成正盐因为高温条件下碳酸氢钠不存在）．

4．下列化学用语正确的是（　　）

	A．	醛基的结构简式-COH		B．	丙烯分子的结构简式为：CH₃CHCH₂
	C．	四氯化碳分子的电子式为：		D．	2-乙基-1，3-丁二烯的键线式：

3．二茂铁（难溶于水，易溶于乙醚等有机溶剂，是易升华的橙色晶体）可用作燃料的节能消烟剂、抗爆剂等．实验室制备二茂铁反应原理及装置示意图如下：
I．反应原理：2KOH+FeCl₂+2C₅H₆→（C₅H₅）Fe+2KCl+2H₂O
（环戊二稀）（二茂铁）

Ⅱ．实验装置

Ⅲ．实验步骤
步骤l．在三颈烧瓶中加入25g粉末状的KOH，并从仪器a中加入60mL无水乙醚到烧瓶中，充分搅拌，同时通氮气约10min（图l）．
步骤2．再从仪器a滴入5.5mL新蒸馏的环戊二烯，搅拌．
步骤3．将6.5g无水FeCl₂与（CH₃）₂SO（二甲亚砜）配成的溶液装入仪器a中，慢慢滴入烧瓶中，45min滴完，继续搅拌45min．
步骤4．再从仪器a加入25mL无水乙醚搅拌．
步骤5．将烧瓶中的液体转入分液漏斗，依次用盐酸、水各洗涤两次，分液得橙黄色溶液．
步骤6．蒸发橙黄色溶液，得二茂铁粗产品．
步骤7．粗产品升华提纯（图2）
（1）写出题21B一图l中仪器名称：a为滴液漏斗，b为球形冷凝管．
（2）步骤l中通入氮气的目的是排尽装置中空气，防止实验过程中亚铁离子被氧化．
（3）步骤5在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后D（填序号）
A．直接将二茂铁乙醚溶液从分液漏斗上口倒出
B．直接将二茂铁乙醚溶液从分液漏斗下口放出
C．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将二茂铁乙醚溶液从下口放出
D．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将二茂铁乙醚溶液从上口倒出
（4）升华提纯时，图2漏斗颈处棉花球的作用是过滤二茂铁固体，防止逸散到空气中．
（5）为了确证得到的是二茂铁，还需要进行的一项简单实验是测定所得固体的熔点．
（6）确定二茂铁的结构是图c而不是d可测定的谱图为核磁共振氢谱．

2．

某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体，已知铝的物种类别与溶液pH关系如图所示，实验中可选用的试剂：处理过的铝箔；2.0mol•L^-1NaOH溶液：2.0mol•L^-1硫酸
由铝箔制备硫酸铝晶体的实验步骤依次为：
①称取一定质量的铝箔于烧杯中，分次加入2.0mol•L^-1NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止．
②过滤
③滤液中滴加2.0mol•L^-1硫酸，不断搅拌，调节溶液pH为4～10；
④过滤、洗涤
⑤沉淀中不断加入2.0mol•L^-1硫酸至恰好溶解；
⑥浓缩蒸发；
⑦冷却结晶；
⑧过滤、洗涤、干燥．

1．某实验室小组偶然发现将镁条插入饱和NaHCO₃溶液中，镁条表面出现大量气泡．为了探究产生此现象的原因，该小组设计实验探究如下：
（1）用固体NaHCO₃配置饱和NaHCO₃溶液的操作过程在烧杯中加入足量的碳酸氢钠固体，加入适量蒸馏水，加热使之溶解，冷却后取上层清液即可．饱和NaHCO₃溶液pH=8.4，用离子方程式表示HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
（2）请完成以下实验设计（镁条已擦去氧化膜且表面积大致相同．表中不要留空格）：

序号	实验操作	实验现象	实验结论
①	将镁条投入5mL蒸馏水	微量气泡	Mg与蒸馏水缓慢反应
②	将镁条投入5mL饱和NaHCO₃溶液中	镁表面出现大量气泡	Mg与NaHCO₃溶液剧烈反应
③	将镁条投入5mLNaOH溶液中	现象不明显	Mg与NaOH溶液较难反应

（3）对于反应中产生的气体（不考虑水蒸气），请你完成假设二和假设三：假设一：只有CO₂；假设二：只有H₂；假设三：H₂和CO₂；
请假设实验，用镁条和饱和NaHCO₃溶液制取气体并检验其中是否含有CO₂，写出实验步骤和结论．

实验步骤	想象和结论
大试管中加入擦去氧化膜的镁条

0 167806 167814 167820 167824 167830 167832 167836 167842 167844 167850 167856 167860 167862 167866 167872 167874 167880 167884 167886 167890 167892 167896 167898 167900 167901 167902 167904 167905 167906 167908 167910 167914 167916 167920 167922 167926 167932 167934 167940 167944 167946 167950 167956 167962 167964 167970 167974 167976 167982 167986 167992 168000 203614

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