2014高考化学名师综合题专练 物质性质综合应用练习卷

磷酸铁锂(LiFePO₄)被认为是最有前途的锂离子电池正极材料。某企业利用富铁浸出液生成磷酸铁锂,开辟了处理硫酸亚铁废液一条新途径。其主要流程如下:

已知:H₂TiO₃是种难溶于水的物质。
(1)钛铁矿用浓硫酸处理之前,需要粉碎,其目的是                             　。
(2)TiO²⁺水解生成H₂TiO₃的离子方程式为                                  　。
(3)加入NaClO发生反应的离子方程式为                                     　。
(4)在实验中,从溶液中过滤出H₂TiO₃后,所得滤液浑浊,应如何操作　            。
(5)为测定钛铁矿中铁的含量,某同学取经浓硫酸等处理的溶液(此时钛铁矿中的铁已全部转化为二价铁离子),采取KMnO₄标准液滴定Fe²⁺的方法:(不考虑KMnO₄与其他物质反应)在滴定过程中,若未用标准液润洗滴定管,则使测定结果　　　　(填“偏高”、“偏低”或“无影响”),滴定终点的现象是　                                 。滴定分析时,称取a g钛铁矿,处理后,用c mol/L KMnO₄标准液滴定,消耗V mL,则铁元素的质量分数的表达式为　　　　。

某研究小组将一批废弃的线路板经浓硝酸和稀硫酸处理后得到一混合溶液,其中含有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等金属离子,并设计了以下两种流程以分别制取CuSO₄·5H₂O晶体和AlCl₃
溶液:

已知:相关金属离子开始沉淀至完全沉淀时的pH范围为:

请回答下列问题:
(1)加入H₂O₂的作用是　                                  ,欲使制取的CuSO₄·5H₂O晶体较为纯净,pH至少应调至　　　　。
(2)写出H₂O₂与Fe²⁺反应的离子方程式:                                      。
(3)流程②中加入适量Al粉起的作用是                      　　　。
(4)根据你所学的化学知识,由AlCl₃溶液(不添加其他化学试剂)能否制得无水AlCl₃　　　　(填“能”或“不能”),原因是　        。
(5)取体积为V(L)的酸浸液,向其中滴加a mol·L^-1的NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与所加的NaOH溶液的体积(L)关系如图。请用V₁、V₂、V₃表示所取的酸浸液中n(Fe³⁺)∶n(Al³⁺)=　                   。

铝广泛应用于化学工业和日常生活中。工业上由铝土矿(Al₂O₃·3H₂O的含量约为85%,其余主要为SiO₂、Fe₂O₃等)冶炼金属铝的流程如下。

已知拜耳法生产Al₂O₃·3H₂O的基本原理为:
Al₂O₃·3H₂O+2NaOH(aq)2NaAlO₂(aq)+4H₂O,[Al₂O₃·3H₂O也可表示为2 Al(OH)₃]
(1)操作Ⅰ的名称为　　　　,赤泥中除含有铝硅酸盐外,还含有的主要物质有 　　　　。
(2)为了提高铝土矿的溶出速率可采取的有效措施为                     　(任写三点)。
(3)用化学平衡理论解释稀释溶液Ⅰ有利于Al₂O₃·3H₂O 结晶的原因               。
(4)为了析出Al₂O₃·3H₂O,也可向溶液Ⅰ中通入过量CO₂气体,写出生成Al₂O₃·3H₂O的离子方程式:                                             　。
(5)为了回收赤泥附着液带走的有用成分,工业上将用热水洗涤后的洗液用作溶液Ⅰ的稀释剂,请指出流程图中另一处类似的做法　                            。

以黄铜矿(主要成分是CuFeS₂,含少量杂质SiO₂)为原料炼铜的方法分为高温炼铜和湿法炼铜两种。近年来,湿法炼铜有了新进展,科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下,可以将黄铜矿氧化成硫酸盐:4CuFeS₂+2H₂SO₄+17O₂4CuSO₄+2Fe₂(SO₄)₃+2H₂O。某工厂运用该原理生产铜和绿矾的工艺如下:

回答下列问题:
(1)下列物质中可以用于上述流程中调节溶液pH的是　　　　(填序号)。

(2)滤渣A的主要成分为　                    (写化学式)。
(3)写出反应Ⅰ的化学方程式:　                    。
(4)试剂a为　　　                             　。
(5)欲从溶液中获得绿矾晶体,分离操作Ⅰ应为　　　　(写操作名称)。
(6)生产过程中,除了试剂a、H₂O可以循环使用外,还可循环使用的物质有　　　　(写化学式)。

某工业废渣的主要成分为SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO。现根据下列方案对其进行处理以回收废渣中的金属元素。

回答下列问题。
(1)固体A的化学式为　　　　                         。 
(2)反应a的化学反应方程式为　                          。 
(3)25 ℃时,溶液中金属离子的物质的量浓度与溶液pH的关系如图所示:

①调节pH(Ⅰ)的pH为　　　                           　;
②溶液D加入氢氧化钠溶液的同时调节pH(Ⅱ)所发生反应的离子方程式为　                                              ;
③从图中数据计算可得Mg(OH)₂的溶度积K_sp[Mg(OH)₂]约为　　               　　。

实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO₄·7H₂O),主要工艺流程如下。

(1)将过程②产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是　　　。
A.品红溶液              B.紫色石蕊试液
C.酸性KMnO₄溶液         D.溴水
(2)过程①中,FeS、O₂和H₂SO₄反应的化学方程式为                              。
(3)过程③中需加入的物质是　                             。
(4)过程④中,蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外,还需要             。
(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的　　　　(填序号)。
A.稀硫酸       B.CaCO₃        C.NaOH溶液
(6)过程⑥中,将溶液Z加热到70～80 ℃,目的是　           。
(7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验。①用分析天平称取2.700 0 g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的BaCl₂溶液;③过滤、洗涤、干燥,称重得固体质量为3.495 0 g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)(SO₄)]_n,则该聚铁样品中铁元素的质量分数为　　　　。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)

用含少量铁的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl₂·xH₂O)。有如下操作:

已知:在pH为4～5时,Fe³⁺几乎完全水解而沉淀,而此时Cu²⁺却几乎不水解。
(1)氧化剂A可选用　　　　(填编号,下同)。
①Cl₂   ②H₂O₂   ③HNO₃   ④KMnO₄
(2)要得到较纯的产品,试剂B可选用　　　　。
①NaOH   ②FeO   ③CuO   ④Cu₂(OH)₂CO₃
(3)从滤液经过结晶得到氯化铜的方法是　　　　(按实验先后顺序填编号)。
①过滤   ②冷却   ③蒸发浓缩   ④蒸发至干
(4)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl₂·xH₂O)中x值,某兴趣小组设计了两种实验方案:
方案一:称取m g晶体灼烧至质量不再减轻为止,冷却、称量所得无水CuCl₂的质量为n g。
方案二:称取m g晶体,加入足量10%的氢氧化钠溶液、过滤、洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止,冷却、称量所得固体的质量为n g。
①方案一中灼烧CuCl₂·xH₂O得到无水CuCl₂,应在　　　　(填仪器名称)中进行。
方案二中配制一定量10%的氢氧化钠溶液,其操作步骤是计算、称量、　　　　。
②试评价上述两种实验方案,其中可行的方案是　　　　,另一种方案不可行的理由是                                                               　,若用方案二,计算得x=　　　　　　　(用含m、n的代数式表示)。