题目内容

13．钼酸钠晶体（Na2MoO4•2H2O）是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂，由钼精矿（主要成分是MoS2，含少量PbS等）制备钼酸钠晶体的部分流程如图所示：

（1）Na2MoO4•2H2O中钼元素的化合价为+6；
（2）焙烧时为了使钼精矿充分反应，可采取的措施是将矿石粉碎（或增加空气的进入量或采用逆流原理等）（答出一条即可）；
（3）焙烧过程中钼精矿发生的主要反应的化学方程式为MoS2+O2$\stackrel{△}{→}$MoO3+SO2（未配平），该反应中氧化产物是MoO3、SO2（填化学式）；当生成1molSO2时，该反应转移的电子的物质的量为7mol；
（4）碱浸时，MoO3与Na2CO3溶液反应的离子方程式为MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑；
（5）过滤后的碱浸液结晶前需加入Ba（OH）2固体以除去SO42-．当BaMoO4开始沉淀时，SO42-的去除率为97.5%，已知：碱浸液中c（MoO42-）=0.40mol•L-1，c（SO42-）=0.040mol•L-1，Ksp（BaSO4）=1.0×10-10、则Ksp（BaMoO4）=4.0×10-8[加入Ba（OH）2固体引起的溶液体积变化可忽略]．

分析 灼烧钼精矿，MoS2燃烧，反应方程式为2MoS2+7O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MoO3+4SO2，碱性条件下，MoO3和Na2CO3溶液反应，反应方程式为MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑，然后向溶液中加入沉淀剂除去重金属离子，溶液中的溶质为Na2MoO4，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶，然后重结晶得到Na2MoO4.2H2O，
（1）根据在化合物中正负化合价代数和为零计算；
（2）焙烧时为了使钼精矿充分反应可以把钼精矿粉碎增大接触面积、或增大空气进入量，反应物接触时间越长，反应越充分；
（3）焙烧过程中钼精矿发生的主要反应的化学方程式为：2MoS2+7O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MoO3+4SO2，元素化合价升高的失去电子发生氧化反应得到氧化产物，依据化学方程式定量关系计算电子转移物质的量；
（4）碱性条件下，MoO3和Na2CO3溶液反应生成二氧化碳和钼酸钠；
（5）根据钼酸钡和硫酸钡的溶度积计算表示出溶液中硫酸根离子的浓度，再依据计算出SO42-的去除率计算得到溶度积．

解答 解：（1）计算结晶水合物钼钼酸钠中元素的化合价只计算Na2MoO4中钼元素的化合价即可，钠元素显+1，氧元素显-2，设钼元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可知钼酸钠（Na2MoO4•2H2O）中钼元素的化合价：（+1）×2+x+（-2）×4=0，则x=+6，
故答案为：+6； 
（2）反应物接触时间越长，反应越充分，焙烧的过程中采用“逆流焙烧”的措施、粉碎矿石或增加空气通入量等，增大钼精矿与空气接触，使其充分反应，提高原料的利用率，
故答案为：将矿石粉碎（或增加空气的进入量或采用逆流原理等）；
（3）焙烧过程中钼精矿发生的主要反应的化学方程式为：2MoS2+7O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MoO3+4SO2，元素化合价升高的失去电子发生氧化反应得到氧化产物，反应中Mo元素化合价+2价变化为+6价，硫元素化合价-1价变化为+4价，该反应中氧化产物是MoO3、SO2，反应中生成4mol二氧化硫电子转移28mol，则生成1mol二氧化硫电子转移为7mol，
故答案为：MoO3、SO2；7；
（4）碱性条件下，MoO3和Na2CO3溶液反应生成二氧化碳和钼酸钠，离子方程式为MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑，
故答案为：MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑；
（5）当BaMoO4开始沉淀时溶液中钡离子浓度c（Ba2+）=$\frac{Ksp（BaMn{O}_{4}）}{c（Mn{{O}_{4}}^{-}）}$=$\frac{Ksp（BaMo{O}_{4}）}{0.4mol/L}$，
溶液中硫酸根离子浓度c（SO42-）=$\frac{Ksp（BaS{O}_{4}）}{c（B{a}^{2+}）}$，
SO42-的去除率为97.5%，1-$\frac{Ksp（BaS{O}_{4}）}{c（B{a}^{2+}）}$=97.5%
1-$\frac{1.0×1{0}^{-10}}{\frac{Ksp（BaMo{O}_{4}）}{0.4mol/L}}$=97.5%
Ksp（BaMoO4）=4.0×10-8，
故答案为：4.0×10-8．

点评 本题考查物质的制备以及物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，题目主要涉及分离提纯的方法、物质性质的分析应用，溶度积常数的计算等知识，难度中等．

练习册系列答案
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6．下列有机物分离、提纯方法不正确的是（　　）
A．分离对硝基甲苯和邻硝基甲苯：蒸馏
B．除去甲基丙烯酸甲酯中少量甲醇：蒸馏
C．除去漠苯中少量水：分液
D．从粗产品中提纯苯甲酸钠：重结晶
7．将标准状况下33.6L Cl2通入500mL某浓度的NaOH溶液中恰好完全反应，测得溶液中的含氯微粒有Cl-、ClO-、ClO3-三种，且c（ClO-）=c（ClO3-）．
（1）用1个化学方程式表示出上述反应：4Cl2+8OH-=ClO-+ClO3-+6Cl-+4H2O，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1．
（2）所用NaOH溶液的浓度为6mol•L-1．
1．实验室里需要纯净的NaCl溶液，但手边只有混有Na2SO4、NH4HCO3的NaCl．某学生设计了如图所示方案提取纯净的NaCl溶液．（已知：NH4HCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+CO2↑+H2O）

如果此方案正确，那么：
（1）操作②为什么不用硝酸钡溶液，其理由是引入硝酸根杂质离子．
（2）进行操作②后，如何判断SO${\;}_{4}^{2-}$已除尽，方法是取少量上层澄清溶液，再滴加BaCl2溶液，如无沉淀出现则说明SO42-已除尽，反之则有．
（3）操作③的目的是除去过量的Ba2+，为什么不先过滤后加碳酸钠溶液？理由是减少一次过滤操作．
（4）操作④的目的是除去滤液中多余的氯化氢．
8．粗食盐中除含有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外，还含有泥砂等不溶性杂质．我们食用的精盐是用粗食盐提纯而得到的．通过教材中“粗盐的提纯”及你做过的该实验回答下列问题．
（1）实验室进行NaCl溶液蒸发时，一般有以下操作过程①固定铁架台上铁圈的位置；②放上蒸发皿（蒸发皿中盛有NaCl溶液）；③放置酒精灯；④加热搅拌； ⑤停止加热．其正确的操作顺序为③①②④⑤．
（2）如何检验溶液中有无SO42-离子？取少量溶液于是试管中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若有白色沉淀，则证明有SO42-．如果有，应该如何除去SO42-离子？加入稍微过量的BaCl2溶液，其离子反应方程式为Ba2++SO42-═BaSO4↓．
（3）某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下（用于沉淀的试剂稍过量）：

称取粗盐$→_{①}^{溶解}$$→_{②}^{BaCl_{2}}$ $→_{③}^{NaOH}$ $→_{④}^{Na_{2}CO_{3}}$$→_{⑤}^{过滤}$滤液$→_{⑥}^{适量盐酸}$$→_{⑦}^{蒸发、结晶、烘干}$精盐
请问在操作④中，相关的离子方程式为Ca2++CO32-═CaCO3↓；Ba2++CO32-═BaCO3↓．在操作 ⑥中加入适量盐酸的目的是除去过量的NaOH溶液和Na2CO3溶液．
18．三氯化铬是化学合成中的常见物质，三氯化铬易升华，在高温下能被氧气氧化．制备三氯化铬的流程如图所示：

（1）重铬酸铵分解产生的三氧化二铬（Cr2O3难溶于水）需用蒸馏水洗涤，如何用简单方法判断其已洗涤干净？最后一次洗涤的流出液呈无色．
（2）已知CCl4沸点为76.8℃，为保证稳定的CCl4气流，适宜的加热方式是水浴加热（并用温度计指示温度）．
（3）用右图装置制备CrCl3时，反应管中发生的主要反应为：Cr2O3+3CCl4═2CrCl3+3COCl2，则向三颈烧瓶中通入N2的作用：
①赶尽反应装置中的氧气；
②鼓气使反应物进入管式炉中进行反应．
（4）样品中三氯化铬质量分数的测定：称取样品0.3000g，加水溶解并定容于250mL容量瓶中．移取25.00mL于碘量瓶（一种带塞的锥形瓶）中，加热至沸腾后加入1g Na2O2，充分加热煮沸，适当稀释，然后加入过量2mol•L-1H2SO4至溶液呈强酸性，此时铬以Cr2O72-存在，再加入1.1g KI，加塞摇匀，充分反应后铬完全以Cr3+存在，于暗处静置5min后，加入1mL指示剂，用0.0250mol•L-1标准Na2S2O3溶液滴定至终点，平行测定三次，平均消耗标准Na2S2O3溶液21.00mL．（已知：2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI）
①滴定实验可选用的指示剂名称为淀粉，判定终点的现象是最后一滴滴入时，蓝色恰好完全褪去，
且半分钟内不恢复原色；若滴定时振荡不充分，刚看到局部变色就停止滴定，则会使样品中无水三氯化铬的质量分数的测量结果_偏低（填“偏高”“偏低”或“无影响”）．
②加入Na2O2后要加热煮沸，其主要原因是除去其中溶解的氧气，防止氧气将I-氧化，产生偏高的误差．
③加入KI时发生反应的离子方程式为Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O．
④样品中无水三氯化铬的质量分数为92.5%．
5．二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体{K2[Cu（C2O4）2]•2H2O}制备流程如下：

（1）制备CuO：CuSO4溶液中滴入NaOH溶液，加热煮沸、冷却、双层滤纸过滤、洗涤．①过滤所需的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
②用蒸馏水洗涤氧化铜时，如何证明氧化铜已洗涤干净取最后一次洗涤滤液，滴入BaCl2溶液，若无白色沉淀，说明已洗涤干净
（2）①为提高CuO的利用率，让滤纸上的CuO充分转移到热的KHC2O4溶液中，以下方案正确的是ad
a．剪碎滤纸，加入到热的KHC2O4溶液中，待充分反应后趁热过滤
b．用稀硫酸溶解滤纸上的氧化铜，然后将溶液转入热的KHC2O4溶液中
c．用氢氧化钾溶液溶解氧化铜，并转入热的KHC2O4溶液中
d．在空气中灼烧滤纸，将剩余的固体转入热的KHC2O4溶液
②50℃水浴加热至反应充分，发生反应的化学方程式为2KHC2O4+CuO$\frac{\underline{\;50℃\;}}{\;}$K2[Cu（C2O4）2]+H2O；再经趁热过滤、沸水洗涤、将滤液蒸发浓缩得到二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体．
（3）二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体的制备也可以用CuSO4晶体和K2C2O4溶液反应得到．从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体的实验步骤为：加入适量乙醇、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
①加入适量乙醇的优点有：
a．缩短加热的时间，降低能耗；  b．降低硫酸铜的溶解度，有利于硫酸铜晶体析出．
②在蒸发浓缩的初始阶段还采用了蒸馏的操作，其目的是回收乙醇．
2．铜及其化合物在工业上有许多用途．回答下列问题：
（1）某工厂以辉铜矿（主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质）为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如图1：

①浸取反应中氧化剂的化学式为MnO2；滤渣Ⅰ的成分为MnO2、S和SiO2（写化学式）
②“除铁”这一步反应在25℃进行，加入试剂A调节溶液PH为4后，溶液中铜离子最大浓度不超过2.2 mol/L．（已知Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20）
③“沉锰”（除Mn2+）过程中反应的离子方程式Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O．
④滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是（NH4）2SO4 （写化学式）．
（2）某实验小组同学用电化学原理模拟湿法炼铜，进行了一系列探究活动．
①如图2为某实验小组设计的原电池装置，盐桥内装载的是足量用饱和氯化钾溶液浸泡的琼脂，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差6.00g，则导线中通过了0.1mol电子，若不考虑甲、乙两池电解质溶液中的离子向盐桥中移动，则甲、乙两池电解质溶液的总质量与实验开始前的电解质溶液的总质量相差0.4g

②其他条件不变，若将盐桥换成光亮的U形弯铜丝浸入甲池与乙池，如图3所示，电流计指针偏转方向与先前一样，但偏转角度明显减小．一段时间后，乙池石墨棒浸入液面以下部分也析出了一层紫红色固体，则甲池铜丝附近溶液的pH增大（填“减小”、“增大”或“不变”），乙池中石墨为阴极（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）
3．过氧化钙较稳定，不溶于乙醇，微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂．以下是一种制备过氧化钙的实验方法．

回答下列问题：
（1）大理石经过溶解、沉淀、过滤、在沉淀、再过滤，得到CaCO3，其目的是除去杂质，得到纯净的碳酸钙（或提纯碳酸钙）；过滤需要用到的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯和玻璃棒．
（2）反应①的具体操作作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体．将溶液煮沸，趁热过滤．将溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的CO2．
（3）反应②的化学方程式为CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O═CaO2•8H2O↓+2NH4Cl或CaCl2+2NH3•H2O+H2O2=CaO2+2NH4Cl+2H2O，该反应需要在冰浴下进行，原因是温度过高时过氧化氢分解．
（4）白色晶体水洗时，判断是否洗净的方法是取少量末次水洗液于试管中，滴加稀硝酸酸化后再滴加AgNO3 溶液；使用乙醉洗涤的目的是去除晶体表面的水分．
（5）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石锻烧后．直接加人双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品．该法的优点是工艺简单、操作简单．所得产品的缺点是纯度较低．
（6）CaO2•8H2O加热脱水的过程中，需不断通入氧气．目的是抑制过氧化钙分解．若通入的氧气中混有二氧化碳，其后果是二氧化碳与过氧化钙反应生成碳酸钙；已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2．图是实验室测定产品中CaO2含量的装置（夹持装置省略）．

若所取产品质量为ag，测得生成气体的体积为VmL（已换算成标准状况），则产品中CaO2的质量分数为$\frac{9V}{1400a}$×100%（用含a、V的式子表示）．

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