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题文

(本题共12分)某兴趣小组用合金铝、铁、铜的废弃合金为原料制取硝酸铜晶体和氢氧化铝,并测定硝酸铜晶体的结晶水含量和氢氧化铝的纯度,设计的主要流程如下:

已知:
Fe2+沉淀的pH范围为7.0~9.0;Fe3+沉淀的pH范围为1.9~3.2;Cu2+沉淀的pH范围为4.7~6.7
回答下列问题:
写出合金中加入NaOH溶液后所发生的离子反应方程式_______________________。试剂X的名称为______________。
加入Z的作用是调节溶液的pH,pH范围应为_____;下列可作为试剂Z的是_______。
a.铜粉     b.氨水    c.氧化铜      d.硫酸铜
实验操作①依次是_________、_________、过滤洗涤即可得硝酸铜晶体。
测定硝酸铜晶体的结晶水含量,下列方案中肯定不可行的是       。(选填编号)
a.称量样品→加热→冷却→称量CuO
b.称量样品→加热→冷却→称量Cu(NO3)2
c.称量样品→加热→用已知质量的无水氯化钙吸收水蒸气并称量
d.称量样品→加过量已知量的NaOH溶液→选用酚酞指示剂用标准盐酸滴定
根据流程图内数据计算:滤渣C中氢氧化铝的质量分数为______________________。(用m、n的代数式表示)
按该流程的操作步骤,氢氧化铝质量分数的测定结果偏高的可能性是最大的,原因有_______________________________;____________________________________。

科目 化学   题型 实验题   难度 困难
知识点: 常见气体制备原理及装置选择
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资料:(1)草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)呈淡黄色;(2)KMnO4在酸性条件的还原产物为Mn2+。某课题组为探究草酸亚铁晶体的化学性质,进行了一系列实验探究。
(1)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现溶液颜色逐渐变为棕黄色,并检测到CO2生成。这说明草酸亚铁晶体具有(填“氧化性”、“还原性”或“碱性”)。若反应中消耗1 mol FeC2O4·2H2O,则参加反应的KMnO4为 ______mol。
(2)资料表明:在密闭容器中加热到一定温度时,草酸亚铁晶体可完全分解,生成几种氧化物,残留物为黑色固体。课题组根据课本上所介绍的铁的氧化物的性质,对黑色固体的组成提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:全部是FeO;假设二:;假设三:
(3)为验证上述假设一是否成立,课题组进行如下研究。
【定性研究】请你完成下表中内容。

实验步骤(不要求具体的操作过程)
预期实验现象和结论
取少量黑色固体,          
                 


【定量研究】课题组在文献中查阅到,FeC2O4·2H2O受热分解时,固体质量随温度变化的曲线如下图所示,写出加热到400℃时,FeC2O4·2H2O晶体受热分解的化学方程式为:       

根据图象,如有1.0 g草酸亚铁晶体在坩埚中敞口充分加热,最终残留黑色固体的质量大于0.4 g。某同学由此得出结论:假设一不成立。你是否同意该同学的结论(填“同意”或“不同意”),并简述理由        

重铬酸钠(Na2Cr2O7•2H2O)俗称红矾钠,在工业方面有广泛用途.我国目前主要是以铬铁矿(主要成份为FeO•Cr2O3,还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质)为主要原料进行生产,其主要工艺流程如下:

中涉及的主要反应有:
主反应:4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
副反应: SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH:

沉淀物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Mg(OH)2
Cr(OH)3
完全沉淀时溶液pH
4.7
3.7
11.2
5.6


试回答下列问题:
(1)“①”中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是
(2)“③”中调节pH至4.7,目的是
(3)“⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO42转化为Cr2O72,请写出该平衡转化的离子方程式:
(4)称取重铬酸钠试样2.5000g配成250mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,加入10mL2mol•L-1H2SO4和足量碘化钠(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol•L-1Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32=2I+S4O62
①判断达到滴定终点的依据是:
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00ml,所得产品的中重铬酸钠的纯度(设整个过程中其它杂质不参与反应) 。

未来生活中金属钛的运用越来越广泛,如可在催化剂TiO2作用下,先用NaClO将CN(毒性很强)氧化成CNO,再在酸性条件下继续被NaClO氧化成N2和CO2。环保工作人员在密闭系统中用下图装置进行实验,以证明处理方法的有效性,并通过测定二氧化碳的量确定CN被处理的百分率。

将浓缩后含CN离子的污水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(其中CN的浓度为0.05mol·L-1)倒入甲中,塞上橡皮塞,一段时间后,打开橡皮塞和活塞,使溶液全部放入乙中,关闭活塞。回答下列问题:
(1)乙中反应的离子方程式为__________________________________。
(2)乙中生成的气体除N2和CO2外,还有HCl及副产物Cl2等,上述实验是通过测定二氧化碳的量来确定对CN的处理效果。则丙中加入的除杂试剂是______(填字母)。
a.饱和食盐水 b.饱和NaHCO3溶液 c.浓NaOH溶液 d.浓硫酸
(3)丁在实验中的作用是____________________________,装有碱石灰的干燥管的作用是____________________________。
(4)戊中盛有含Ca(OH)20.02mol的石灰水,若实验中戊中共生成0.82 g沉淀,则该实验中测得CN被处理的百分率等于________,请说明该测得值与实际处理的百分率相比偏高还是偏低_________?简要说明可能的原因________________________________________________________。
(5)请提出一个能提高准确度的建议(要有可操作性,不宜使操作变得过于复杂)
_________________________________________________________________________

现甲、乙两化学小组安装两套如下相同装置,用以探究影响H2O2分解速率的因素。

(1)仪器a的名称______;检查装置气密性的操作为______。
(2)MnO2催化下H2O2分解的化学方程式是______。
(3)甲小组有如下实验设计方案,请帮助完成(所有空均需填满)。

⑷甲、乙两小组得出如图数据。
①由甲组实验II得出的数据可知:浓度越大,H2O2分解速率______;
②由乙组研究的酸、碱对H2O2分解影响因素的 数据分析:相同条件下,Na2O2和K2O2溶于水放出气体速率较快的是______;乙组提出可以用BaO2固体与H2SO4溶液反应制H2O2,其化学反应方程式为______;支持这一方案的理由是____________。

工业上以碳素铬铁为原料制取铬铵矾,利用电解法制取金属铬。其工艺流程如下图所示。
已知:FeSO4+Cr=CrSO4+H2

(1)碳素铬铁是铁铬合金,粉碎后溶于硫酸和电解阳极液的混合溶液中。该过程中电解阳极液的主要作用是
(2)加入(NH42SO4的目的是
(3)结晶后的母液从绿色化学的角度可采用的处理方法是
(4)产品铬中含氧呈脆性,为了降低其含氧量,可通过提高其纯度。

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