题目内容

18．我国锑的蕴藏量占世界第一位，辉锑矿（Sb2S3）是其主要矿物．某冶金课题组设计的一种提取锑的工艺流程如图

请回答下列问题
（1）从辉锑矿提取锑的传统工艺是：先现在空气中灼烧辉锑矿粉，然后用热还原法冶炼锑．传统工艺对环境的影响是易导致酸雨，解决思路是先处理，后排放．
（2）隔膜电解三氯化锑的盐酸溶液在阳极获得五氯化锑溶液，阴极获得锑和氢气，宜采用阴离子交换膜（填“阳离子”、“阴离子”或“质子”）．阳极的电极反应式为Sb3+-2e-=Sb5+．
（3）根据流程图写出“浸出”步骤发生反应的化学方程式Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S．
（4）还原除砷的原理是：在大于4mol•L-1的HCl溶液中，以次磷酸钠（Na3PO2）做还原剂，保持微沸温度，使AsCl3被还原为棕色单质砷沉淀，请配平该反应的化学方程式：2AsCl3+3Na3PO2+3HCl+3H2O=2As↓+3H3PO3+9NaCl
（5）步骤⑤硫化除铜可选用的试剂为Na2S．

分析 传统工艺在空气中灼烧辉锑矿粉，会生成二氧化硫，污染空气，形成雨，所以灼烧后的尾气要进行处理才能排放，隔膜电解三氯化锑的盐酸溶液在阳极获得五氯化锑溶液，阳极上氯离子会不够，阴极获得锑和氢气，阴极会有多余的氯离子，所以溶液中氯离子应从阴极向阳极运动，五氯化锑溶液中加入辉锑矿（Sb2S3）发生氧化还原反应得到硫单质，过滤后得到氯化锑溶液中含氯化砷、氯化铜等杂质，加入锑的还原剂可得粗锑，过滤后的得废液中含有氯化砷、氯化铜，通过硫化生成硫化铜除铜，加入还原剂可除砷，据此答题．

解答 解：（1）从辉锑矿提取锑的传统工艺是：先现在空气中灼烧辉锑矿粉，然后用热还原法冶炼锑，传统工艺在空气中灼烧辉锑矿粉，会生成二氧化硫，污染空气，易导致酸雨，所以灼烧后的尾气要进行处理才能排放，
故答案为：易导致酸雨；先处理，后排放；
（2）隔膜电解三氯化锑的盐酸溶液在阳极获得五氯化锑溶液，阳极上氯离子会不够，阴极获得锑和氢气，阴极会有多余的氯离子，所以溶液中氯离子应从阴极向阳极运动，所以宜采用 阴离子交换膜，阳极的电极反应式为 Sb3+-2e-=Sb5+，
故答案为：阴离子； Sb3+-2e-=Sb5+；
（3）五氯化锑溶液中加入辉锑矿（Sb2S3）发生氧化还原反应得到硫单质，反应的主要化学方程式为Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S，
故答案为：Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S；
（4）以次磷酸钠（Na3PO2）做还原剂，使AsCl3被还原为棕色单质砷沉淀，此过程中磷从+1价变为+5价，化合价升高4价，砷从+3价变为0价，根据化合价升降总数相等结合原子守恒可配平，该反应的化学方程式为2AsCl3+3Na3PO2+3HCl+3H2O=2As↓+3H3PO3+9NaCl，
故答案为：2、3、3、3、2、3、9；
（5）根据上面的分析可知，步骤⑤为加入硫化物生成硫化铜除铜，可用Na2S溶液，故答案为：Na2S．

点评 本题考查了物质分离提纯综合应用、电化学的相关知识，综合性较强，考查的知识点较广泛，侧重考查学生对原理的分析理解，需要学生具备扎实的基础要注意知识点之间的联系，分析问题要细致，题目难度中等．

练习册系列答案
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16．化学与环境保护密切相关，下列叙述正确的是（　　）
A．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
B．PM2.5（2.5微米以下的细颗粒物）主要来自化石燃料的燃烧
C．处理废水时加入明矾作为消毒剂对水进行杀菌消毒
D．某雨水样品采集后放置一段时间，pH由4.68变为4.28，是因为水中溶解了较多的CO2
17．NaOH的摩尔质量是40g/mol，20g NaOH的物质的量是0.5mol，含氧原子的数目约为3.01×1023．
6．中美科学家研制的某快充电池工作原理如图所示．电解质为一种常温离子液体（由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成），在电池充、放电过程中，不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应．下列有关该快充电池的说法错误的是（　　）
A．放电时铝为电池阳极
B．充电时AlCl4-移向石墨电极
C．铝电极的比能量较高
D．充电时铝电极上的反应为Al+7AlCl4--3e-=4Al2Cl7-
13．水是重要的自然资源，与人类的发展密切相关．

（1）25℃时，水能按下列方式电离：
H2O+H2O?H3O++OH-  K1=1.0×10-14
OH-+H2O?H3O++O2-  K2=1.0×10-36
水中c（O2-）=1.0×10-36mol•L-1（填数值）．
（2）水广泛应用于化学反应．将干燥的碘粉与铝粉混合未见反应，滴加一滴水后升起紫色的碘蒸气，最后得到白色固体．有关该实验的解释合理的是CD．
A．加水使碘和铝粉形成溶液            B．水作氧化剂
C．碘粉与铝粉反应是放热反应          D．水作催化剂
（3）铁酸铜（CuFe2O4）是很有前景的热化学循环分解水制氢的材料．
ⅰ．某课外小组制备铁酸铜（CuFe2O4）的流程如下：

搅拌Ⅰ所得溶液中Fe（NO3）3、Cu（NO3）2的物质的量浓度分别为2.6mol•L-1、1.3mol•L-1．
①搅拌Ⅰ所得溶液中Fe元素的存在形式有Fe3+和Fe（OH）3（填化学式）．
②搅拌Ⅱ要跟踪操作过程的pH变化．在滴加KOH溶液至pH=4的过程中（假设溶液体积不变），小组同学绘制溶液中c（Fe3+）、c（Cu2+）随pH变化的曲线如图，其中正确的是B（用“A”、“B”填空）．
（已知：Ksp[Fe（OH）3]=2.6×10-39、Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20）

③操作Ⅲ为洗涤、干燥．
ⅱ．在热化学循环分解水制氢的过程中，铁酸铜（CuFe2O4）先要煅烧成氧缺位体（CuFe2O4-a），氧缺位值（a）越大，活性越高，制氢越容易．
④氧缺位体与水反应制氢的化学方程式为CuFe2O4-a+aH2O=CuFe2O4+aH2↑．
⑤课外小组将铁酸铜样品在N2的气氛中充分煅烧，得氧缺位体的质量为原质量的96.6%，则氧缺位值（a）=0.51．
3．我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如图：
（1）上述生产纯碱的方法称联合制碱法，副产品的一种用途为作化肥．
（2）沉淀池中发生的化学反应方程式是NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓；从沉淀池中取出沉淀的操作是过滤．
10．苯甲酸乙酯（C9H10O2）是一种无色透明液体，不溶于水，稍有水果香味，用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工业中，也可用作有机合成中间体，溶剂等．
（1）其制备方法为：
（2）已知：①
名称相对分子质量颜色，状态沸点（℃）密度（g•cm-3）
苯甲酸122无色片状晶体2491.2659
苯甲酸乙酯150无色澄清液体212.61.05
乙醇46无色澄清液体78.30.7893
环己烷84无色澄清液体80.80.7318
②苯甲酸在100℃会迅速升华
③无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2•6C2H5OH
（3）实验步骤如下：
①在仪器A中加入12.20g苯甲酸，25mL 95%的乙醇（过量），20mL环己烷以及4mL浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按如图所示装好仪器，控制温度在65～70℃加热回流2h．利用分水器不断分离除去反应生成的水，回流环己烷和乙醇．
②反应结束，打开旋塞放出分水器中液体后，关闭旋塞，继续加热，至分水器中收集到的液体不再明显增加，停止加热．
③将仪器A内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na2CO3至溶液呈中性．用分液漏斗分出有机层，水层用25mL乙醚萃取分液，然后合并至有机层，加入氯化钙，静置，过滤，将滤液用蒸馏烧瓶进行分馏，低温蒸出乙醚和环己烷后，继续升温，接收210～213℃的馏分．
④检验合格，测得产品体积为12.86mL．  
回答下列问题：
（1）在该实验中，仪器A的名称为三颈烧瓶，其容积最适合的是C（填选项前的字母）．
A．25mL       B．50mL       C．100mL       D．250mL
（2）制备苯甲酸乙酯时，最合适的加热方法是水浴加热，控制温度的目的是防止副反应的发生和苯甲酸升华．加入沸石的作用是防暴．
（3）步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是使平衡不断地向正向移动．
（4）步骤②中应控制馏分的温度在C．
A．65～70℃B．78～80℃C．85～90℃D．215～220℃
（5）步骤③有机层应从分液漏斗下口（填“上口”或“下口”）流出．加入Na2CO3的作用是除去硫酸和未反应的苯甲酸；若Na2CO3加入不足，在之后蒸馏时，蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因是苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸，在受热至100℃时发生升华．加入氯化钙的目的是使产品中混有的乙醇形成难溶于水的CaCl2•6C2H5OH，过滤除去．
（6）计算本实验的产率为90.02%．
7．将 KMnO4+HCl（浓）→KC1+MnCl2+Cl2↑+H2O配平后，Cl2的计量数是（　　）
A．2B．3C．5D．8
8．已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和其它杂质（杂质与酸不反应）．
（1）电解精炼铜后所得的阳极泥的综合利用：
①用稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，写出该步反应的离子方程式：3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O
②残渣含有极少量的黄金．经过查阅有关资料，了解到一些有关金的知识如下：
序号反应化学平衡常数
1Au+6HNO3（浓）?Au（NO3）3+3NO2↑+3H2O＜＜1
2Au3++4Cl-=AuCl4-＞＞1
从中可知，金很难与硝酸反应，但却可溶于王水（浓硝酸与浓盐酸按体积比1：3的混合物），请简要解释金能够溶于王水的原因浓盐酸含有大量氯离子，Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-离子，使反应1平衡向右移动，则金溶于王水中
（2）电解后废液的测定：以下是该小组探究废液的一个实验流程：

①锌同铝一样，都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸生成Zn2+，又能溶于强碱生成ZnO22-．写出锌和氢氧化钠溶液反应的离子方程式Zn+2OH-+2H2O=[Zn（OH）4]2-+H2↑
②100mL废液中Cu2+的浓度为0.5mol•L-1，Fe2+的浓度为0.1mol•L-1．

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