40．(09年广东化学·21)(12分)

三草酸合铁酸钾晶体K₃ [Fe(C₂O₄ )₃]·3H₂O可有于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。

限选试剂：浓硫酸、1.0 mol·L^-1HNO₃、1.0 mol·L^-1盐酸、1.0 mol·L^-1 NaOH、3%H₂O₂、0.1mol·L^-1KI、0.1 mol·L^-1CuSO₄、20%KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。

(1)将气体产物依次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧化铜(B)、澄清石灰水(C)观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是　　　　 。

(2)该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K₂CO₃。验证固体产物中钾元素存在的方法是　　　　 ，现象是　　　　　　 。

(3)固体产物中铁元素存在形式的探究。

①提出合理假设

假设1：　　　　 　； 　　　　　假设2：　　　　　　　 ；假设3：　　　　　 。

②设计实验方案证明你的假设(不要在答题卡上作答)

③实验过程

根据②中方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。

答案：(1)则气体产物是：CO₂和CO。　(2)验证固体产物中钾元素存在的方法是焰色反应，现象是透过蓝钴玻璃观察呈紫色火焰。(3)假设1：铁元素的存在形式为Fe单质；假设2：铁元素的存在形式为FeO；假设3：铁元素的存在形式为Fe与FeO的混合物。

解析：(1)由A中澄清石灰水都变浑浊，可知K₃[Fe(C₂O₄ )₃]·3H₂O分解的产物中有CO₂；由B中有红色固体生成，C中澄清石灰水变浑浊，可知K₃[Fe(C₂O₄ )₃]·3H₂O分解的产物中有CO。(2)因为所有的钾盐、钠盐和铵盐都可溶，所以验证钠、钾元素一般是用颜色反应。(3)由于草酸根中C为+3价，而产物中二氧化碳、碳酸钾中碳为+4价，一氧化碳中碳为+2价，存在着化合价的变化。由题意铁元素不可能以三价形式存在，说明铁的化合价一定发生变化，由铁的常见化合价不难得出，其一定会降低，可能为0价或+2价。由此不难得出三种假设。设计实验步骤时要注意铁和氧化亚铁均与盐酸反应生成亚铁离子，均与硝酸反应生成铁离子，也就是说铁的存在会干扰氧化亚铁的检验，所以要利用两者性质的差异性先检验出铁，排出铁的干扰。因此一定要用到硫酸铜溶液。由于题给试剂没有能够检验亚铁离子的试剂，所以要将其氧化为铁离子再检验，所以必须用到硝酸和硫氰化钾溶液。

39．(09年福建理综·24)(13分)

从铝土矿(主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等杂质)中提取两种工艺品的流程如下：

请回答下列问题：

(1)流程甲加入盐酸后生成Al³⁺的方程式为　　　　　 。

(2)流程乙加入烧碱后生成SiO₃^2－的离子方程式为　　　　　　　 。

(3)验证滤液B含Fe³⁺，可取少量滤液并加入　　　　　 (填试剂名称)。

(4)滤液E、K中溶质的主要成份是　　　　 (填化学式)，写出该溶液的一种用途　　　 。

(5)已知298K时，Mg(OH)₂的容度积常数Ksp=5.6×10^-12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得pH=13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg²⁺) =　　　　 。

答案：(1)Al₂O₃+6H⁺2Al³⁺+3H₂O

(2)SiO₂+2OH^－SiO₃^{2 －}+H₂O

(3)硫氰化钾(或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案：)

(4)NaHCO₃；制纯碱或做发酵粉等合理答案：

(5)5.6×10^-10mol/L

解析：本题考查铝土矿中氧化铝提取的工艺流程。(1)与HCl反应生成Al³⁺，应为铝土矿中Al₂O₃。(2)SiO₂可以溶于NaOH中生成Na₂SiO₃。(3)检验Fe³⁺的特征反应很多，如与KSCN显血红色，与苯酚显紫色，与OH^－显红褐色沉淀等。(4)生成E、K时，CO₂均是过量的，故应生成NaHCO₃。(5)Ksp= c(Mg²⁺)·c²(OH^-)，c(Mg²⁺)=5.6×10^-12/(0.1)²=5.6×10^-10。

38．(09年安徽理综·26)(12分)

某厂废水中含5.00×10^-3mol·L^-1的Cr₂O₇^2－，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr₀.₅Fe₁.₅FeO₄(Fe的化合价依次为+3、+2)，设计了如下实验流程：

(1)第①步反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)第②步中用PH试纸测定溶液PH的操作是：　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)₃外，还有　　　　　　　 　　　　　。

(4)欲使1L该废水中的Cr₂O₇^2－完全转化为Cr₀.₅Fe₁.₅FeO₄。理论上需要加入　　　　　

g FeSO₄·7H₂O。

答案：

^{(1)Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3+ +6Fe3++7H2O}

^{(2)将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照。}

^{(3)Fe(OH)3、Fe(OH)2}

^(4)13.9

解析：(1)第①步是Cr₂O₇^2－与Fe²⁺发生氧化还原反应，方程式为：Cr₂O₇^2－+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；(2)测定溶液的pH的方法是：用玻璃棒蘸取待测溶液滴在pH试纸的中心位置，然后对照标准比色卡，读出对应颜色的数据；(3)从最终所得磁性材料的化学式可知，滤渣中主要有Cr(OH)₃、Fe(OH)₂、Fe(OH)₃；(4)1L废水中的n(Cr₂O₇^2－)=5.00×10^-3mol，根据关系式：Cr₂O₇^2－-4Cr_0.5Fe_1.5FeO₄-10FeSO₄·7H₂O，所以理论上n(FeSO₄·7H₂O)=0.05mol，m(FeSO₄·7H₂O)= 0.05mol×278g·mol^-1=13.9g。

37．(10分)(08年江苏化学·17)工业上制备BaCl₂的工艺流程图如下：

某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO₄)对工业过程进行模拟实验。查表得

BaSO₄(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)　 △H₁ = 571.2 kJ·mol^-1　　 ①

BaSO₄(s) + 2C(s)2CO₂(g) + BaS(s)　 △H₂= 226.2 kJ·mol^-1　　 ②

(1)气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na₂S水解的离子方程式为　　　　　　 。

(2)向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，当两种沉淀共存时，=　　　　　 。

[K_sp(AgBr)=5.4×10^-13，K_sp(AgCl)=2.0×10^-10]

(3)反应C(s) + CO₂(g)2CO(g)的△H= 　　　　kJ·mol^-1。

(4)实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　 ，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

答案：(10分)(1)S^2- + H₂OHS^- +OH^-　 　HS^- + H₂OH₂S +OH^-(可不写)

(2)2.7×10^-3(3)172.5

(4)使BaSO₄得到充分的还原(或提高BaS的产量)　　 ①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温

解析：Na₂S水解实际上是二元弱酸根S²水解，因分两步，向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，当两种沉淀共存时，两种沉淀的平衡体系中银离子浓度是一样的，=[K_sp(AgBr) /K_sp(AgCl) =2.7×10^-3, 反应C(s) + CO₂(g)2CO(g)的△H₃等于△H₁减去△H₂。实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是炭和氧气反应放热维持反应所需高温来维持反应①②所需热量。

36．(8分)(08年江苏化学·16)根据下列框图回答问题(答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示)：

(1)写出M溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　 。

(2)某同学取X的溶液，酸化后加入KI、淀粉溶液，变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　 、　　　　　　　　　　　　　 。

(3)写出Cl₂将Z氧化为K₂EO₄的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(4)由E制备的E(C₅H₅)₂的结构如右图，其中氢原子的化学环境完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构为：。核磁共振法能够区分这两种结构。在核磁共振氢谱中，正确的结构有　　 　　种峰，错误的结构有　　　　 种峰。

答案：(8分)(1)Cu + H₂O₂ + H₂SO₄ == CuSO₄ + 2H₂O

(2)4Fe²⁺ + O₂ + 4H⁺ == 4Fe³⁺ + 2H₂O　 2Fe³⁺ + 2I^- == 2Fe²⁺ + I₂

(3)10KOH + 3Cl₂ + 2Fe(OH)₃ == 2K₂FeO₄ + 6KCl + 8H₂O

(4)1　　 3　

解析：M为红色金属且生成蓝色溶液，H₂SO ₄提供酸性环境，H₂O₂做氧化剂，反应的化学方程式：Cu + H₂O₂ + H₂SO₄ == CuSO₄ + 2H₂O，E为金属铁，原因是Y遇到硫氰化钾呈红色，X为铁置换铜后生成了Fe²⁺，H₂SO ₄提供酸性环境，H₂O₂做氧化剂，反应的化学方程式：4Fe²⁺ + O₂ + 4H⁺ == 4Fe³⁺ + 2H₂O ，Cl₂将Z氧化为K₂EO₄的化学方程式：10KOH + 3Cl₂ + 2Fe(OH)₃ == 2K₂FeO₄ + 6KCl + 8H₂O，错误的结构为：中有几部份为环五二烯，有三种等效氢原子，而正确的结构中为大π键，只有一种等效氢原子。

35．(10分)(08年江苏化学·15)金矿开采、冶炼和电镀工业会产生大量含氰化合物的污水，其中含氰化合物以HCN、CN ^-和金属离子的配离子M(CN)_n^m-的形式存在于水中。测定污水中含氰化合物含量的实验步骤如下：

①水样预处理：水样中加入磷酸和EDTA，在pH＜2的条件下加热蒸馏，蒸出所有的HCN，并用NaOH溶液吸收。

②滴定：将吸收液调节至pH＞11，以试银灵作指示剂，用AgNO₃标准溶液滴定

Ag⁺+2CN ^- == [Ag(CN)₂] ^-

终点时，溶液由黄色变成橙红色。

根据以上知识回答下列问题：

(1)水样预处理的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)水样预处理的装置如右图，细导管插入吸收液中是为了　　

　　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)蒸馏瓶比吸收液面要高出很多，其目的是　　　　　　 。

(4)如果用盐酸代替磷酸进行预处理，实验结果将

　　　　　 (填“偏高”、“无影响”或“偏低”)。

(5)准确移取某工厂污水100 mL，经处理后用浓度为0.01000 mol·L^-1的硝酸银标准溶液滴定，终点时消耗了21.00 mL。此水样中含氰化合物的含量为　　　　　　　 mg·L^-1的(以计，计算结果保留一位小数)。

答案：(10分)(1)将含氰化合物全部转化为CN ^-　　　　　 (2)完全吸收HCN，防止气体放空　　 (3)防止倒吸　　　　 (4)偏高　　　 (5)109.2

解析：水样预处理的目的是，将污水中含的氰化合物HCN、CN ^-和金属离子的配离子M(CN)_n^m-的形式全部转化成HCN，然后用NaOH溶液吸收将HCN全部转化为CN ^-，很明显将细导管插入吸收液中是为了充分吸收HCN，防止气体排到空气中，引起大气污染，但同时可能产生倒吸现象，为防止倒吸，可以将蒸馏瓶升至比吸收液面要高出很多。如果用盐酸代替磷酸进行预处理，用AgNO₃标准溶液滴定时，氯离子也消耗银离子，实验结果将偏高。

34．(12分)(08年山东理综·29)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C₃H₈)，亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C₃H₆)。

(1)丙烷脱氢可得丙烯。

已知：C₃H₈(g)=CH₄(g)+HCCH(g)+H₂(g)　 △H₁=156.6 kJ·mol^－1

CH₃CHCH₂(g)=CH₄(g)+HCCH(g )　　　　 △H₂=32.4 kJ·mol^－1

则相同条件下，反应C₃H₈(g)=CH₃CHCH₂(g)+H₂(g) 的△H=　　　　 　kJ·mol^－1。

(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　 ；放电时CO₃^2－移向电池的　　　　　　　　 (填“正”或“负”)极。

(3)碳氢化合物完全燃烧生成CO₂和H₂O。常温常压下，空气中的CO₂溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c(H₂CO₃)=1.5×10^-5 mol·L^-1。若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃HCO₃^－+H⁺的平衡常数K₁=　　　　　　 。(已知10^-5.60=2.5×10^-6)

(4)常温下，0.1 mol·L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，则溶液中c(H₂CO₃)　　　 c(CO₃^2－)(填“＞”、“=”或“＜”)，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (用离子方程式和必要的文字说明)。

答案：

(1)124.2

(2)C₃H₈+5O₂=3CO₂+4H₂O　　 负

(3)4.2×10^-7 mol·L^-1

(4)＞　 HCO₃^－+H₂O=CO₃^2－+H₃O⁺(或HCO₃^－=CO₃^2－+H⁺)、HCO₃^－+H₂O=H₂CO₃+OH^－，HCO₃^－的水解程度大于电离程度

解析：(1)将第2个方程式颠倒反写，然后与第1个方程式相加，即得所求的反应C₃H₈(g)====CH₃CH＝CH₂ (g)+H₂(g)，△H也随方程式的变化关系进行求算：△H=-△H₂+△H₁=124.2kJ.mol^-1。

(2)以丙烷为燃料制作的新型燃料电池，其电池反应方程式为C₃H₈十50₂=3C0₂+4H₂0，因电子从电池的负极经导线流入了电池的正极，故电池的正极是电子富集的一极，故带负电荷的离子C0₃^2-在电解质溶液中应移向电池的负极而不是正极。

(3)根据电离平衡常数公式可知：

K₁=c(H⁺)c(HCO₃^-)/c(H₂CO₃)=10^-5.60×10^-5.60/l.5×10^-5=4.2×10^-7mol. L^-1。

(4)0.1 mol L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，说明溶液呈碱性，即c(OH^-)＞c(H⁺),因在NaHCO₃溶液中存在着两个平衡：电离平衡HCO₃^-CO₃^2-+H⁺，水解平衡：HCO₃^-+H₂0 H₂CO₃^-+OH^- ，其余部分水的电离忽略不计，由c(OH^-)＞c(H⁺)，说明水解过程大于电离过程，从而推出c(H₂CO₃)>c(CO₃^2-) 。

33．(11分)(08年广东化学·19)

碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(钝度约98%)中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cl^-和SO₄^2－等杂质，提纯工艺路线如下：

已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示：

回答下列问题：

(1)滤渣的主要成分为　　　　。

(2)“趁热过滤”的原因是　　　　。

(3)若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是

　　　　　　　　　 (写出1种)。

(4)若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是　　　　。

(5)已知：

Na₂CO₃·10H₂O(s)=Na₂CO₃(s)+10H₂O(g)　　　 ΔH₁=+532.36 kJ·mol^-1

Na₂CO₃·10H₂O(s)=Na₂CO₃·H₂O(s)+9H₂O(g)　 ΔH₁=+473.63 kJ·mol^-1

写出Na₂CO₃·H₂O脱水反应的热化学方程式　　　　。

答案：(1)Mg(OH)₂、Fe(OH)₃、CaCO₃

(2)使析出的晶体为Na₂CO₃·H₂O，防止因温度过低而析出Na₂CO₃·10H₂O晶体，令后续的加热脱水耗时长

(3)用已预热的布氏漏斗趁热抽滤

(4)溶解时有大量沉淀生成，使Na₂CO₃损耗且产物Na₂CO₃混有杂质　　 其原因："母液"中，含有的离子有Ca²⁺，Na⁺，Cl^－，SO₄^2－，OH^－，CO₃^2－，当多次循环后，使用离子浓度不断增大，溶解时会生成CaSO₄，Ca(OH)₂，CaCO₃等沉淀

(5)Na₂CO₃·H₂O(s)₌₌₌ Na₂CO₃(s) + H₂O(g)△H= +58.73kJ·mol^－1

解析：

(1)　　 因工业碳酸钠中含有Mg²⁺，Fe³⁺，Ca²⁺，所以"除杂"中加入过量的NaOH溶液，可生成Mg(OH)₂、Fe(OH)₃、Ca(OH)₂沉淀。

(2)　　 观察坐标图，温度减少至313K时发生突变，溶解度迅速减少，弱不趁热过滤将析出晶体。

(3)　　 思路方向：1.减少过滤的时间 2.保持过滤时的温度。

(4)　　 思路：分析"母液"中存在的离子，若参与循环，将使离子浓度增大，对工业生产中哪个环节有所影响。

(5)　　 通过观察两个热化学方程式，可将两式相减，从而得到Na₂CO₃·H₂O(S)₌₌₌₌ Na₂CO₃(s)+ H₂O(g)。

32．(14分)(08年宁夏理综·26)

某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe³⁺、Cu²⁺、Au³⁺等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。

填写下面空白。

(1)图中标号处需加入的相应物质分别是①　　　、②　　　、③　　　、④　　　、⑤　　　；

(2)写出①处发生反应的离子方程式　　　　　　　　　　；写出③处发生反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　；

(3)铁红的化学式为　　　　　；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红　　　　　　　　；氧化铜　　　　　　　　。

答案：(14分)

(1)①铁屑　　 ②稀硫酸　　 ③稀硝酸　　 ④氢氧化钠　 ⑤氢氧化钠

(2)Fe+2H⁺＝Fe²⁺+H₂↑　 2Fe³⁺+Fe＝3Fe²⁺

　 Cu²⁺+Fe＝Cu+Fe²⁺　　 2Au₃++3Fe＝2Au+3Fe²⁺

　 3Cu+8HNO₃(稀)＝3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

(3)Fe₂O₃　　　 用作红色涂料　　　 用作制造铜盐的原料

解析：首先用过量铁屑将H^+、Fe³⁺、Cu²⁺、Au³⁺等离子还原成H₂、Fe²⁺、Cu、Au，发生4个反应，E中应为Fe²⁺，因为后面生成铁红，故⑤为碱液氢氧化钠，试剂②是将过量铁屑溶解，试剂③是将Cu、Au分离应为稀硝酸，从C中的Cu²⁺到氧化铜，也应为碱液氢氧化钠。

31．(07年广东化学·21)(10分)

以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：

氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题：

(1)欲制备10.7gNH₄Cl，理论上需NaCl　　　 　　g。

(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有　　　　 、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。

(3)“冷却结晶”过程中，析出NH₄Cl晶体的合适温度为　　　　　 。

(4)不用其它试剂，检查NH₄Cl产品是否纯净的方法及操作是　　　 。

(5)若NH₄Cl产品中含有硫酸钠杂质，进一步提纯产品的方法是　　　　　　　　 。

答案：(10分)

(1)11.7

(2)蒸发皿

(3)35℃(33~40℃均可得分)

(4)加热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净。

(5)重结晶

解析：难度，中，本题考查学生对质量守恒定律的理解以及对化学实验室常用的仪器主要用途的了解，考查学生应用基础知识解决简单化学问题的能力以及学生对图表的观察、分析能力。根据氯守恒可列关系求m(NaCl)= 10.7g·58.5g /mol ¸53.5g/mol=11.7g，氯化铵的溶解度随温度变化较大，而硫酸钠在30~100℃变化不大，故可有冷却结晶法以。但温度不能太低以防硫酸钠析出。所以应大约在33~40℃。