以黄铁矿（主要成分FeS2）为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和-优题课

以黄铁矿（主要成分FeS ₂）为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻对环境的污染。其中一种流程如图所示。

回答下列问题：

（1）黄铁矿中硫元素的化合价为　　。

（2）由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为　　。

（3）欲得到更纯的NaHSO ₃，反应①应通入　　（填"过量"或"不足量"）的SO ₂气体。

（4）因为Na ₂S ₂O ₅具有　　性，导致商品Na ₂S ₂O ₅中不可避免地存在Na ₂SO ₄。检验其中含有SO ₄ ² ^﹣的方法是　　。

（5）一般用 K ₂Cr ₂O ₇滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤：称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准K ₂Cr ₂O ₇溶液滴定其中的Fe ²⁺。

反应式：Cr ₂O ₇ ² ^﹣+6Fe ²⁺+14H ⁺═2Cr ³⁺+6Fe ³⁺+7H ₂O

某次实验称取0.2800g样品，滴定时消耗浓度为0.03000mol•L ^﹣ ¹的K ₂Cr ₂O ₇溶液25.10mL，则样品中铁含量为　 %。

科目化学题型解答题难度中等

知识点：化学方程式的书写物质的分离、提纯的基本方法选择与应用物质的量浓度的相关计算

[化学—选修5：有机化学基础]

白藜芦醇（化合物I）具有抗肿瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某课题组合成化合物I的路线。

回答下列问题：

（1）A中的官能团名称为_____。

（2）B的结构简式为_____。

（3）由C生成D的反应类型为_____。

（4）由E生成F的化学方程式为_____。

（5）已知G可以发生银镜反应，G的化学名称为_____。

（6）选用一种鉴别H和I的试剂并描述实验现象_____。

（7）I的同分异构体中，同时满足下列条件的共有_____种（不考虑立体异构）。

①含有手性碳（连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳）；

②含有两个苯环；

③含有两个酚羟基；

④可发生银镜反应。

[化学—选修3：物质结构与性质]

ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题：

（1）该族元素基态原子核外未成对电子数为_____，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为_____。

（2） $Ca C_{2}$ 俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为_____（填标号）。

a．离子键 b．极性共价键 c．非极性共价键 d．配位键

（3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是_____，硅原子的杂化轨道类型为_____。

（4）早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因：_____。

（5）结晶型 $PbS$ 可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中 $Pb$ 的配位数为_____。设 $N_{A}$ 为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为_____ $g \cdot c m^{- 3}$ （列出计算式）。

甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯 $(C_{3} H_{6})$ 的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题：

（1）已知如下热化学方程式：

$C H_{4} (g) + B r_{2} (g) = C H_{3} Br (g) + HBr (g)$ $Δ H_{1} = - 29 kJ \cdot mo l^{- 1}$

$3 C H_{3} + Br (g) = C_{3} H_{6} (g) + 3 HBr (g)$ $Δ H_{2} = + 20 kJ \cdot mo l^{- 1}$

计算反应 $3 C H_{4} (g) + 3 B r_{2} (g) = C_{3} H_{6} (g) + 6 HBr (g)$ 的 $ΔH =$ _____ $kJ \cdot mo l^{- 1}$ 。

（2） $C H_{4}$ 与 $B r_{2}$ 反应生成 $C H_{3} Br$ ，部分 $C H_{3} Br$ 会进一步溴化。将 $8 mmolC H_{4}$ 和 $8 mmolB r_{2}$ 。通入密闭容器，平衡时， $n (C H_{4})$ 、 $n (C H_{3} Br)$ 与温度的关系见下图（假设反应后的含碳物质只有 $C H_{4}$ 、 $C H_{3} Br$ 和 $C H_{2} B r_{2}$ ）。

（i）图中 $C H_{3} Br$ 的曲线是_____（填“a”或“b”）。

（ii） $560 ° C$ 时， $C H_{4}$ 的转化 $α =$ _____， $n (HBr) =$ _____ $mmol$ 。

（iii） $560 ° C$ 时，反应 $C H_{3} Br (g) + B r_{2} (g) = C H_{2} B r_{2} (g) + HBr (g)$ 的平衡常数 $K =$ _____。

（3）少量 $I_{2}$ 可提高生成 $C H_{3} Br$ 的选择性。 $500 ° C$ 时，分别在有 $I_{2}$ 和无 $I_{2}$ 的条件下，将 $8 mmolC H_{4}$ 和 $8 mmolB r_{2}$ ，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量（n）随时间（t）的变化关系见下图。

（i）在 $11 ~ 19 s$ 之间，有 $I_{2}$ 和无 $I_{2}$ 时 $C H_{3} Br$ 的生成速率之比 $\frac{v (有 I_{2})}{v (无 I_{2})} =$ _____。

（ii）从图中找出 $I_{2}$ 提高了 $C H_{3} Br$ 选择性的证据：_____。

（ⅲ）研究表明， $I_{2}$ 参与反应的可能机理如下：

① $I_{2} (g) = \cdot I (g) + \cdot I (g)$

② $\cdot I (g) + C H_{2} B r_{2} (g) = IBr (g) + \cdot C H_{2} Br (g)$

③ $\cdot C H_{2} Br (g) + HBr (g) = C H_{3} Br (g) + \cdot Br (g)$

④ $\cdot Br (g) + C H_{4} (g) = HBr (g) + \cdot C H_{3} (g)$

⑤ $\cdot C H_{3} (g) + IBr (g) = C H_{3} Br (g) + \cdot I (g)$

⑥ $\cdot I (g) + \cdot I (g) = I_{2} (g)$

根据上述机理，分析 $I_{2}$ 提高 $C H_{3} Br$ 选择性的原因：_____。

$CO {(N H_{2})}_{2} \cdot H_{2} O_{2}$ （俗称过氧化脲）是一种消毒剂，实验室中可用尿素与过氧化氢制取，反应方程式如下：

$CO {(N H_{2})}_{2} + H_{2} O_{2} = CO {(N H_{2})}_{2} \cdot H_{2} O_{2}$

（一）过氧化脲的合成

烧杯中分别加入 $25 mL 30 % H_{2} O_{2} (ρ = 1.11 g \cdot c m^{- 3})$ 、 $40 mL$ 蒸馏水和 $12.0 g$ 尿素，搅拌溶解。 $30 ° C$ 下反应 $40 \min$ ，冷却结晶、过滤、干燥，得白色针状晶体 $9.4 g$ 。

（二）过氧化脲性质检测

I．过氧化脲溶液用稀 $H_{2} S O_{4}$ 酸化后，滴加 $KMn O_{4}$ 溶液，紫红色消失。

Ⅱ．过氧化脲溶液用稀 $H_{2} S O_{4}$ 酸化后，加入 $KI$ 溶液和四氯化碳，振荡，静置。

（三）产品纯度测定

溶液配制：称取一定量产品，用蒸馏水溶解后配制成 $100 mL$ 溶液。

滴定分析：量取 $25.00 mL$ 过氧化脲溶液至锥形瓶中，加入一定量稀 $H_{2} S O_{4}$ ，用准确浓度的 $KMn O_{4}$ 溶液滴定至微红色，记录滴定体积，计算纯度。

回答下列问题：

（1）过滤中使用到的玻璃仪器有_____（写出两种即可）。

（2）过氧化脲的产率为_____。

（3）性质检测Ⅱ中的现象为_____。性质检则I和Ⅱ分别说明过氧化脲具有的性质是_____。

（4）下图为“溶液配制”的部分过程，操作a应重复3次，目的是_____，定容后还需要的操作为_____。

（5）“滴定分析”步骤中，下列操作错误的是_____（填标号）。

A．	$KMn O_{4}$ 溶液置于酸式滴定管中
B．	用量筒量取 $25.00 mL$ 过氧化脲溶液
C．	滴定近终点时，用洗瓶冲洗锥形瓶内壁
D．	锥形瓶内溶液变色后，立即记录滴定管液面刻度

（6）以下操作导致氧化脲纯度测定结果偏低的是_____（填标号）。

A．	容量瓶中液面超过刻度线
B．	滴定管水洗后未用 $KMn O_{4}$ 溶液润洗
C．	摇动锥形瓶时 $KMn O_{4}$ 溶液滴到锥形瓶外
D．	滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失

钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的 $+ 2$ 价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。

注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于 $10^{- 5} mol \cdot L - 1$ ，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。

已知：① $K_{sp} (CuS) = 6.3 \times 10^{- 36}, K_{sp} (ZnS) = 2.5 \times 10^{- 22}, K_{sp} (CoS) = 4.0 \times 10^{- 21}$ 。

②以氢氧化物形式沉淀时， $\lg [c (M) / (mol \cdot L^{- 1})]$ 和溶液 $pH$ 的关系如图所示。

回答下列问题：

（1）“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是_____。

（2）“酸浸”步骤中， $CoO$ 发生反应的化学方程式是_____。

（3）假设“沉铜”后得到的滤液中 $c (Z n^{2 +})$ 和 $c (C o^{2 +})$ 均为 $0.10 mol \cdot L^{- 1}$ ，向其中加入 $N a_{2} S$ 至 $Z n^{2 +}$ 沉淀完全，此时溶液中 $c (C o^{2 +})$ =_____ $mol \cdot L^{- 1}$ ，据此判断能否实现 $Z n^{2 +}$ 和 $C o^{2 +}$ 的完全分离_____（填“能”或“不能”）。

（4）“沉锰”步骤中，生成 $1.0 molMn O_{2}$ ，产生 $H^{+}$ 的物质的量为_____。

（5）“沉淀”步骤中，用 $NaOH$ 调 $pH = 4$ ，分离出的滤渣是_____。

（6）“沉钴”步骤中，控制溶液 $pH = 5.0 ~ 5.5$ ，加入适量的 $NaClO$ 氧化 $C o^{2 +}$ ，其反应的离子方程式为_____。

（7）根据题中给出的信息，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是_____。