题目内容

8．Ⅰ．银铜合金广泛用于航空工业．从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如
下：

（注：Al（OH）3和Cu（OH）2开始分解的温度分别为450℃和80℃）
（1）固体混合物B的组成为Al（OH）3和CuO；在生成固体B的过程中，需控制
NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
（2）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2↑．
（3）若银铜合金中铜的质量分数为64%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为CuAlO2，至少需要1.0mol•L-1的Al2（SO4）3溶液25.0 L．
Ⅱ．某同学用FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液．
（4）FeCl3与H2S反应的离子方程式为2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+．
（5）电解池中H+在阴极放电产生H2，阳极的电极反应为Fe2+-e-=Fe3+．
（6）综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：
①H2S的原子利用率100%；
②FeCl3可以循环利用．

分析 Ⅰ．由工艺流程图可知，废料在空气中熔炼时，Cu被氧化，滤渣中含有CuO及少量Ag，向滤渣中加入硫酸进行酸浸，CuO与硫酸反应，过滤得到硫酸铜溶液（含有硫酸），滤渣A为Ag；向滤液中加入硫酸铝、氢氧化钠，得到氢氧化铝、氢氧化铜，灼烧中会得到CuO、Al2O3，二者反应得到CuAlO2，
（1）未煮沸之前是Cu（OH）2和Al（OH）3，根据Al（OH）3和Cu（OH）2开始分解的温度分别为450℃和80℃判断产物；根据氢氧化铝显两性能与碱反应；
（2）根据化合价升降总数相等以及原子守恒来配平；
（3）根据铜元素守恒建立关系式：Cu～CuAlO2，根据铝元素守恒建立关系式：Al2（SO4）3～2CuAlO2，由上述两个关系式结合铜的质量可计算Al2（SO4）3溶液的体积；
Ⅱ．三价铁具有氧化性，硫化氢具有还原性，二者之间发生氧化还原反应，化学方程式为2FeCl3+H2S═2FeCl2+S↓+2HCl，再改写为离子反应方程式；电解氯化亚铁时，阳极失去电子发生氧化反应生成Fe3+，结合绿色化学的理论并根据FeCl3可以循环利用确定该实验的有两个显著优点．

解答 解：Ⅰ．由工艺流程图可知，废料在空气中熔炼时，Cu被氧化，滤渣中含有CuO及少量Ag，向滤渣中加入硫酸进行酸浸，CuO与硫酸反应，过滤得到硫酸铜溶液（含有硫酸），滤渣A为Ag；向滤液中加入硫酸铝、氢氧化钠，得到氢氧化铝、氢氧化铜，灼烧中会得到CuO、Al2O3，二者反应得到CuAlO2，
（1）未煮沸之前是Cu（OH）2和Al（OH）3，Al（OH）3和Cu（OH）2开始分解的温度分别为450℃和80℃，煮沸后Cu（OH）2分解产生氧化铜，可知B为Al（OH）3和CuO，氢氧化铝显两性能与碱反应：Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，
故答案为：Al（OH）3和CuO；Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
（2）反应前Cu为+2价，反应后为+1，化合价降低1，Al化合价没有变化，所以氧元素的化合价升高，生成氧气，反应前氧为-2价，反应后为0，化合价升高2，两者的最小公倍数是2，再根据原子守恒得：4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2↑，
故答案为：4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2↑；
（4）由关系式：Cu～CuAlO2得n（CuAlO2）=$\frac{5.0×1000×64%}{64}$mol=50.0mol，则CuAlO2为50.0mol，由关系式：Al2（SO4）3～2CuAlO2得Al2（SO4）3=n（CuAlO2）×$\frac{1}{2}$=25.0mol，所以需要体积为$\frac{25.0mol}{1.0mol/L}$=25.0L，
故答案为：25.0；
Ⅱ．（4）FeCl3与H2S发生反应为2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S↓，离子方程式为：2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+，
故答案为：2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+；
（5）电解氯化亚铁时，阳极亚铁离子失去电子发生氧化反应生成Fe3+，电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+，故答案为：Fe2+-e-=Fe3+；
（6）根据实验原理可知，电解池中最终得到的FeCl3可重新用来吸收H2S，得到循环利用，故答案为：FeCl3可以循环利用．

点评 本题以从废料中回收银并制备铜化工产品为背景，考查了物质制备原理及其应用，题目难度中等，涉及电解原理、沉淀的判断、氧化还原反应的书写以及化学计算等知识，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及化学实验、化学计算能力．

练习册系列答案
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18．我国科学家合成镅的一种新同位素23595Am，与铀23592U比较，下列叙述中正确的是（　　）
A．它们互为同位素B．原子核中的中子数相同
C．具有相同的质子数D．23595Am比23592U少3个中子
19．某学生设计了如图实验方法分离NaCl和CaCl2两种固体混合物．
（1）B溶液是Na2CO3，加入过量B溶液的原因是使Ca2+沉淀完全，反应的离子方程式是Ca2++CO32-═CaCO3↓．
（2）经此实验方法分离得到的NaCl，经分析含有杂质，若要得到纯净的NaCl，还应补充的实验操作步骤是加入了过量的Na2CO3，滤液中加入足量盐酸：
（3）若要测定该混合物中NaCl和CaCl2的质量比，可称量干燥的C沉淀的质量（设为m1）和混合物A的质量（设为m2）来确定，混合物中NaCl和CaCl2的质量比为$\frac{{m}_{2}-1.11{m}_{1}}{1.11{m}_{1}}$（用m1、m2表示）
16．足量的氯气或盐酸分别跟下列金属反应，均有MCl2型化合物生成的是（　　）
A．AlB．MgC．FeD．Na
3．下列有关实验原理或实验操作正确的是（　　）
A．用装置甲收集SO2并验证其漂白性
B．用装置乙验证氯气与水反应有盐酸生成
C．用澄清石灰水鉴别苏打溶液和小苏打溶液
D．用NaOH溶液除去苯中混有的少量苯酚，反应后分液
13．Methylon（1，3-亚甲塞双氧甲基卡西酮）的一种合成路线如下：

（1）A的分子式为C6H6O2；B的结构简式为；
（2）D中含氧官能团的名称为羰基和醚键；
（3）反应⑤的反应类型是取代反应；
（4）B的同分异构体中能同时满足下列条件的共有5种（不含立体异构）
a．属于芳香族化合物 b．能与NaOH溶液反应 c．结构中除苯环外不含其他环状结构
其中核磁共振氢谱显示只有4组峰，且不能发生银镜反应的同分异构体是（填结构简式）；
（5）参照上述Methylon的合成路线并结合，设计一种以苯和乙醛为原料制备香料2-羟基苯乙酮（）的合成路线．
20．以铬铁矿（主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质）为主要原料生产化工原料红矾钠（红矾钠的主要成分为重铬酸钠：Na2Cr2O7•2H2O），其主要工艺流程如下：

查阅资料得知：
i．常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr3+转化为CrO42-．
ii．
物质开始沉淀的pH值完全沉淀的pH值
Fe（OH）32.73.7
Al（OH）33.44.4
Cr （OH）34.65.9
Fe（OH）27.59.7
Bi（OH）30.74.5
回答下列问题：
（1）反应之前先将矿石粉碎的目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率．
（2）操作Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和漏斗、烧杯（填仪器名称）．
（3）写出④反应的离子反应方程式3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=2CrO42-+3Na++3Bi（OH）3．
（4）⑤中酸化是使CrO42-转化为Cr2O72-，写出该反应的离子方程式2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O．
（5）将溶液H经过下列操作，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠．
（6）取一定质量的固体D溶解于200mL的硫酸中，向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V关系如图所示，则硫酸的浓度为2.5mol•L-1；，固体D中含Fe化合物的物质的量为0.1mol．
17．A、B、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大．A元素可形成自然界硬度最大的单质；B与A同周期，核外有三个未成对电子；X原子的第一电离能至第四电离能分别是：I1=578kJ/mol，I2=1 817kJ/mol，I3=2 745kJ/mol，I4=11 575kJ/mol；常温常压下，Y单质是固体，其氧化物是形成酸雨的主要物质；Z的一种同位素的质量数为63，中子数为34．请回答下列问题：
（1）AY2是一种常用的溶剂，为非极性分子（填“极性”或“非极性”），分子中存在2个σ键．
（2）X形成的单质与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，超高导热绝缘耐高温纳米XB在绝缘材料中应用广泛，其晶体与金刚石类似，属于原子晶体．B的最简单氢化物容易液化，理由是分子间形成氢键．
（3）X、氧、B元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞Al（用元素符号作答）．
（4）Z的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1．元素Z与人体分泌物中的盐酸以及空气反应可生成超氧酸：Z+HCl+O2=ZCl+HO2，HO2（超氧酸）不仅是一种弱酸而且也是一种自由基，具有极高的活性．下列说法或表示不正确的是③（填序号）
①氧化剂是O2
②HO2在碱中不能稳定存在
③氧化产物是HO2
④1mol Z参加反应有1mol电子发生转移
（5）已知Z的晶胞结构如图所示，又知Z的密度为9.00g/cm3，则晶胞边长为$\root{3}{4.72×1{0}^{-23}}$cm．ZYO4常作电镀液，其中YO42-的空间构型是正四面体，Y原子的杂化轨道类型是sp3杂化．
18．过氧化钙可以用于改善地表水质，处理含重金属粒子废水和治理赤潮，也可用于应急供氧等．工业上生产过氧化钙的主要流程如下：

已知CaO2•8H2O呈白色，微溶于水，不溶于醇类和乙醚等，加热至350℃左右开始分解放出氧气．
（1）用上述方法制取CaO2•8H2O的化学方程式是CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl或CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl；
（2）该制法的副产品为NH4Cl（填化学式），为了提高副产品的产率，结晶前要将溶液的pH调整到合适范围，可加入的试剂是盐酸；
（3）检验“水洗”是否合格的方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，看是否产生白色沉淀；
（4）测定产品中CaO2的含量的实验步骤：
第一步：准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入适量
2mol•L-1的盐酸溶液，充分反应．
第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液．
第三步：逐滴加入浓度为c mol•L-1的Na2S2O3溶液至反应完全，消耗Na2S2O3溶液V mL．
【已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-】
①第一步反应的离子方程式为CaO2+4H++2I-═Ca2++2H2O+I2；
②第三步中盛放Na2S2O3溶液的仪器名称是碱式滴定管，反应完全时的现象为溶液由蓝色变为无色，且30s不恢复
③产品中CaO2的质量分数为$\frac{3.6cV}{a}$%（用字母表示）．

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