押江苏卷第16题化学实验综合（原卷版）_05高考化学_2024年新高考资料_5.2024三轮冲刺_备战2024年高考化学临考题号押题（江苏专用）322863014

押江苏卷第 16 题 化学实验综合 核心考点 考情统计 考向预测 备考策略 2023·江苏卷，16 1．重点关注与化学计算、反应原 2022·江苏卷，16 以物质制备为背景，综合考查实验 理等其他模块交叉知识，高考题经 化学实验综合 操作、实验方案设计以及化学计算 常综合考查； 2021·江苏卷，17 知识 2．掌握滴定计算以及实验方案设 计的解题方法 1．（2023·江苏卷，16）实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备 ，其实验过程可表示为 (1)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入 气体，生成 ，反应为 ，其平衡常数K与 、 、 、 的代数关系式为 ；下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收 效率的有(填序号)。 A．水浴加热氧化镁浆料 B．加快搅拌速率 C．降低通入 气体的速率 D．通过多孔球泡向氧化镁浆料中通 (2)在催化剂作用下 被 氧化为 。已知 的溶解度为0.57g(20℃)， 氧化溶液中 的离子方程式为 ；在其他条件相同时，以负载钴的分子筛为催化剂，浆料中 被 氧化 的速率随pH的变化如题图甲所示。在pH=6~8范围内，pH增大，浆料中 的氧化速率增大，其主要 原因是 。 (3)制取 晶体。在如题图乙所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的 浆料与 溶液 充分反应。 浆料与 溶液的加料方式是 ；补充完整制取 晶体的实验 方案：向含有少量 、 的 溶液中， 。(已知： 、 在 时完全转化为 氢氧化物沉淀；室温下从 饱和溶液中结晶出 ， 在150~170℃下干燥得 到 ，实验中需要使用MgO粉末)【答案】(1) BD (2) pH增大，抑制 的水解，反应物 的浓度增大，故可加快氧化速 率 (3) 用滴液漏斗向盛有MgSO3浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加硫酸溶液 分批加入少量氧化镁粉末， 搅拌，直至用pH试纸测得pH≥5，过滤；将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在 150~170℃干燥。 【解析】本实验的目的是为了制取 ，首先在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入 气体， 生成 ，然后使一定量的 浆料与 溶液充分反应生成硫酸镁，在硫酸镁的溶液中加入氧 化镁调节溶液的pH除去三价铁和三价铝，将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在 150~170℃干燥即可得到 。（1）已知下列反应：① K ② ③ ④ ⑤ ⑥根据盖斯定律，①=②-③+④+⑤-⑥ ，故K= ；加热可加快反应 速率，但温度升高，SO 在水中溶解度降低，且会导致HSO 受热分解，不一定能提高吸收SO 效率，A错 2 2 3 2 误；加快搅拌速率，可以使反应物充分接触，提高吸收SO 效率，B正确；降低通入SO 气体的速率，SO 2 2 2 可与MgO浆料充分接触，但会降低反应速率，不一定能提高吸收SO 效率，C错误；多孔球泡可以让SO 2 2 与MgO浆料充分接触，能提高吸收SO 效率，D正确；故选BD。（2）根据题意，O 氧化溶液中的 ， 2 2 被氧化为 ，1molO 氧化2mol ，故 氧化溶液中 的离子方程式为： ； 2 pH增大，抑制 的水解，反应物 的浓度增大，故可加快氧化速率；（3）在进行含固体物质的反应 物与液体反应的实验时，应将含固体物质的反应物放在三颈瓶中，通过滴液漏斗滴加液体，HSO 溶液的 2 4 滴加速率要慢，以免HSO 过量；根据题意，首先需要调节pH≥5以除去Fe3+、Al3+杂质，需要用到的试剂 2 4 为MgO粉末，操作细节为分批加入少量MgO粉末，以免pH过高，不断搅拌进行反应直至检测到pH≥5， 然后过滤除去氢氧化铁、氢氧化铝沉淀；接着需要从溶液中得到 ，根据题目信息，室温下结 晶只能得到 ，因此需要在150~170℃下干燥得到 ，操作细节为将滤液蒸发浓缩、 降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥。 2．（2022·江苏卷，16）实验室以二氧化铈( )废渣为原料制备 含量少的 ，其部分实验过 程如下： (1)“酸浸”时 与 反应生成 并放出 ，该反应的离子方程式为_______。 (2)pH约为7的 溶液与 溶液反应可生成 沉淀，该沉淀中 含量与加料方式有关。 得到含 量较少的 的加料方式为_______(填序号)。A．将 溶液滴加到 溶液中 B．将 溶液滴加到 溶液中 (3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程，可制备 含量少的 。已知 能被有机萃取剂(简 称HA)萃取，其萃取原理可表示为 (水层)+3HA(有机层) (有机层)+ (水层) ①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是_______。 ②反萃取的目的是将有机层 转移到水层。使 尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取 的实验操作有_______(填两项)。 ③与“反萃取”得到的水溶液比较，过滤 溶液的滤液中，物质的量减小的离子有_______(填化 学式)。 (4)实验中需要测定溶液中 的含量。已知水溶液中 可用准确浓度的 溶液滴定。以 苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色，滴定反应为 。请 补充完整实验方案：①准确量取 溶液[ 约为 ]，加氧化剂将 完全氧化并 去除多余氧化剂后，用稀硫酸酸化，将溶液完全转移到 容量瓶中后定容；②按规定操作分别将 和待测 溶液装入如图所示的滴定管中：③_______。 【答案】(1)2CeO+H O+6H+=2Ce3++O ↑+4H O 2 2 2 2 2 (2)B (3) 降低溶液中氢离子的浓度，促进碳酸氢根离子的电离，增大溶液中碳酸根离子的浓度 酸性 条件，多次萃取(4)从左侧滴定管中放出一定体积的待测 溶液，加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸，用 来滴定，当滴入最后半滴标准液时，溶液由紫红色变为亮黄色，即达到滴 定终点，记录标准液的体积 【解析】首先用稀盐酸和过氧化氢溶液酸浸二氧化铈废渣，得到三价铈，加入氨水调节pH后用萃取剂萃 取其中的三价铈，增大三价铈浓度，之后加入稀硝酸反萃取其中的三价铈，再加入氨水和碳酸氢铵制备产 物。(1)根据信息反应物为 与 ，产物为 和 ，根据电荷守恒和元素守恒可知其离子方程式 为：2CeO+H O+6H+=2Ce3++O ↑+4H O。(2)反应过程中保持 少量即可得到含 量较少的 ， 2 2 2 2 2 故选B。(3)① 增大碳酸根离子的浓度有助于生成产物，故答案为：降低溶液中氢离子的浓度，促进碳酸氢 根离子的电离，增大溶液中碳酸根离子的浓度；②根据萃取原理可知，应选择的实验条件是酸性条件，为 了使 尽可能多地发生上述转移，可以采用多次萃取；③“反萃取”得到的水溶液中含有浓度较大的 ，过滤后溶液中 离子浓度较小，故答案为： 。(4) 应该用标准液滴定待测 溶液，用苯代邻氨基苯甲酸作指示剂，故答案为：从左滴定管中放出一定体积 的待测 溶液，加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸，用 来滴定，当滴入最后 半滴标准液时，溶液由紫红色变为亮黄色，即达到滴定终点，记录标准液的体积。 3．（2021·江苏卷，17）以软锰矿粉(含MnO 及少量Fe、Al、Si、Ca、Mg等的氧化物)为原料制备电池级 2 MnO 。 2 (1)浸取。将一定量软锰矿粉与NaSO 、HSO 溶液中的一种配成悬浊液，加入到三颈瓶中(图1)，70℃下通 2 3 2 4 过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤。滴液漏斗中的溶液是___；MnO 转化为Mn2+的离子方 2 程式为___。(2)除杂。向已经除去Fe、Al、Si的MnSO 溶液(pH约为5)中加入NH F溶液，溶液中的Ca2+、Mg2+形成氟 4 4 化物沉淀。若沉淀后上层清液中c(F-)=0.05mol·L-1，则 =___。[K (MgF )=5×10-11，K (CaF )=5×10- sp 2 sp 2 9] (3)制备MnCO 。在搅拌下向100mL1mol·L-1MnSO 溶液中缓慢滴加1mol·L-1NH HCO 溶液，过滤、洗涤、 3 4 4 3 干燥，得到MnCO 固体。需加入NH HCO 溶液的体积约为___。 3 4 3 (4)制备MnO 。MnCO 经热解、酸浸等步骤可制备MnO 。MnCO 在空气气流中热解得到三种价态锰的氧 2 3 2 3 化物，锰元素所占比例( ×100%)随热解温度变化的曲线如图2所示。已知： MnO与酸反应生成Mn2+；MnO 氧化性强于Cl，加热条件下MnO 在酸性溶液中转化为MnO 和Mn2+。 2 3 2 2 3 2为获得较高产率的MnO ，请补充实验方案：取一定量MnCO 置于热解装置中，通空气气流，___，固体 2 3 干燥，得到MnO 。(可选用的试剂：1mol·L-1HSO 溶液、2mol·L-1HCl溶液、BaCl 溶液、AgNO 溶液)。 2 2 4 2 3 【答案】(1) HSO 溶液 MnO +SO +2H+=Mn2++SO +H O 2 4 2 2 (2)100 (3)200mL (4)加热到450℃充分反应一段时间，将固体冷却后研成粉末，边搅拌边加入一定量1mol·L-1稀HSO ，加热， 2 4 充分反应后过滤，洗涤，直到取最后一次洗涤滤液加盐酸酸化的0.1mol·L-1BaCl 溶液不变浑浊 2 【解析】(1)若三颈瓶中先加入硫酸溶液，向其中滴加NaSO 溶液则易生成SO 导致NaSO 的利用率减小， 2 3 2 2 3 故滴液漏斗中的溶液是HSO 溶液；MnO 被亚硫酸根还原为Mn2+的离子方程式为：MnO +SO +2H+=Mn2+ 2 4 2 2 +SO +H O。(2) 2 = 。(3)该反应的化学方程式2NH HCO + MnSO = MnCO + 4 3 4 3 (NH )SO +H O+CO↑，由方程式可知NH HCO 与MnSO 的物质的量之比为2：1，需加入NH HCO 溶液 4 2 4 2 2 4 3 4 4 3 的体积约为200mL 。(4)根据图像在450°C左右MnO 占比最高，所以加热到450°C最佳，MnO与酸反应 2 生成Mn2+，故用酸除MnO，MnO 氧化性强于Cl，用盐酸会发生氧化还原生产氯气。因此，该实验方案 2 3 2 可补充为：加热到450℃充分反应一段时间后，将固体冷却后研成粉末，向其中边搅拌边加入一定量 1mol·L-1稀HSO ，加热，充分反应后过滤，洗涤，直到取最后一次洗涤滤液加盐酸酸化的0.1mol·L-1BaCl 2 4 2 溶液不变浑浊。1．典型实验装置的作用 实验装置 主要作用 ①中橡皮管的作用：平衡压强，使液体能顺利滴下；降 低液体体积对气体体积测量的干扰 ②的作用：干燥或除去气体中的杂质 ③的作用：吸收尾气，防止污染空气 ④的作用：干燥气体或吸收气体；防止空气中二氧化 碳、水蒸气对实验的影响 ⑤的作用：安全瓶，防止瓶内压强过大 ⑥的作用：混合气体；干燥气体；通过观察气泡速率控 制流量 ⑦的作用：测量气体体积。读数时注意：装置冷却到室 温，上下移动量气管使两液面高度一致，平视量气管内 凹液面最低处读出数值 ⑧中仪器名称与作用：a为布氏漏斗，b为抽滤瓶或吸滤 瓶，两者组合配合抽气，使抽滤瓶内压强减小，加快过 滤的速率 2．物质检验和鉴别类的答题规范 (1)离子的检验 取试样→加水溶解→加……试剂 加……检验试剂→观察现象→得出结论 单一离子 以SO的检验为例：取少量溶液于试管中，加入足量稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl 溶 检验 2 液，若有白色沉淀产生，则证明有SO 取少量溶液于两支试管中，分别加入……试剂，现象是……的是……物质；取少量溶液于两 支试管中，分别加入……试剂，现象是……继续加入……试剂，现象是……的是……物质 多种离子 检验某溶液中既含有Fe2＋又含有Fe3＋的方法：分别取少量溶液于两支试管中，向其中一支 检验 试管中滴加几滴KSCN溶液，溶液显血红色，则证明溶液中含有Fe3＋，再向另一支试管中 滴加几滴铁氰化钾[K Fe(CN) ]溶液，有蓝色沉淀生成，则证明溶液中含有Fe2＋ 3 6 (2)固体的检验 ** 错误的表达式 **取少许固体样品于两支试管中，加水溶解，分别再加入……试剂(微热/振 答题 荡)，现象是……的是……物质 模板 ** 错误的表达式 **取少许固体样品于试管中，加水溶解，把样品分为两等份，一份加……试剂，现象是……的是……物质，另一份加……试剂，现象是……的是……物质 榴石矿石可以看作 CaO、FeO、Fe O 、Al O 、SiO 组成。试设计实验证明榴石矿中含有 2 3 2 3 2 实例 FeO(试剂任选，说明实验操作与现象)：取矿石少许于试管中，加稀硫酸充分反应后，向其中 滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，则证明矿石中含有FeO (不能加盐酸溶解) (3)气体检验 单一气体检验 将气体通入(或通过) 试剂[×××溶液(或××固体)] 描述现象 得出结论 混合气体的检验 检验气体甲 除去气体甲 确定气体甲已除尽 检验气体乙 以“CO 气体检验”为例：将无色无味的气体通入澄清石灰水中，若溶液变浑浊，则 2 实例 证明该气体是CO 2 ** 错误的表达式 **水蒸气最先检验；** 错误的表达式 **有干扰的气体先检验； 微点拨 ** 错误的表达式 **关键词：如“少量”“除尽”等 (4)物质的鉴别 ①分别取固体分置于两支试管中加热或加入……试剂，现象是……的是……物质 固体 ②分别取固体分置于两支试管中溶于水形成溶液，加……试剂，现象是……的是……物 质 ①分别取两溶液分置于两支试管中，分别加入……试剂，现象是……的是……物质 溶液 ②分别取两溶液分置于两支试管中，分别加入……试剂，现象是……继续加入……试 剂，现象是……的是……物质 取适量……溶液于两支洁净试管中，分别通入两种气体，能使……(试剂)……(现象)的 是……气体，不能使……(试剂)……(现象)的是……气体 气体 鉴别SO 和CO ：取适量品红溶液于两洁净的试管中，分别通入两气体，能使品红溶液 2 2 褪色的是SO 气体，不能使品红溶液褪色的是CO 2 2 3．化学实验中常见操作的目的、作用或原因 (1)沉淀水洗的目的：除去××杂质(可溶于水) (2)沉淀用乙醇洗涤的目的：a.减小固体的溶解损失；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使 固体快速干燥 (3)冷凝回流的作用及目的：防止××蒸气逸出而脱离反应体系，提高××物质的转化率 (4)控制溶液pH的目的：防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××物质溶解等 (5)“趁热过滤”后，有时先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，然后再“冷却结晶”出目标产物的原因： 稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度 (6)加过量A试剂的原因：使B物质反应完全或提高B物质的转化率等 (7)加入氧化性试剂的目的：使××(还原性)物质转化为××物质 (8)温度不高于××℃的原因：温度过低反应速率较慢，温度过高××物质(如HO 、浓硝酸、NH HCO 等)分 2 2 4 3 解或××物质(如浓硝酸、浓盐酸)挥发或××物质(如NaSO 等)氧化或促进××物质(如AlCl 等)水解。 2 3 3 (9)减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止××物质(如HO 、浓硝酸、NH HCO 等) 2 2 4 3 受热分解 (10)蒸发、反应时的气体氛围：抑制××离子的水解(如蒸发AlCl 溶液得无水AlCl 时需在HCl气流中进行， 3 3加热MgCl ·6H O得MgCl 时需在HCl气流中进行等) 2 2 2 (11)配制某溶液时事先煮沸水的原因：除去溶解在水中的氧气，防止某物质被氧化 (12)反应容器中和大气相通的玻璃管的作用：指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大 (13)加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成目标产物的方向)移动 (14)用平衡移动原理解释某现象的原因：溶液中存在××平衡，该平衡是××(平衡反应的特点)，××(条件改变) 使平衡向××方向移动，产生××现象 4．化学实验中仪器或试剂作用 (1)有机物制备装置中长导管(或冷凝管)的作用：冷凝回流、导气 (2)有机物分离过程中加无水氯化钙的作用：干燥(除水) (3)固液加热型制气装置中恒压漏斗上的支管的作用：保证反应容器(一般为圆底烧瓶)内压强与恒压漏斗内 压强相等(平衡压强)，使恒压漏斗内的液体顺利滴下 (6)温度计的使用方法：蒸馏时温度计的液泡置于蒸馏烧瓶的支管口处，测定馏分的温度；制乙烯时温度计 的液泡置于反应液液面以下(不能接触瓶底)，测定反应液的温度 5．常考实验装置作用汇总 ①中橡皮管的作用：平衡压强，使液体能顺利滴下；减小液体体积对气体体积测量的干扰 ②的作用：干燥或除去气体中的杂质 ③的作用：吸收尾气，防止污染空气 ④的作用：干燥气体或吸收气体；防止空气中二氧化碳、水蒸气对实验的影响 ⑤的作用：安全瓶，防止瓶内压强过大 ⑥的作用：通除去某些成分的空气，防止实验中产物受装置内残留空气的影响 ⑦的作用：混合气体；干燥气体；通过观察气泡速率控制气体流量 ⑧的作用：测量气体体积。读数时注意：装置冷却到室温，上下移动量气管使两液面高度一致，平视量 气管内凹液面最低处读出数值 ⑨中仪器名称与作用：a为布氏漏斗，b为抽滤瓶或吸滤瓶，两者组合配合抽气，使抽滤瓶内压强减小， 加快过滤的速率 6. 实验设计方案解题模式7．滴定分析法的定量关系 (1)凯氏定氮法 反应原理：NH ·H BO＋HCl===NH Cl＋HBO 3 3 3 4 3 3 定量关系：n(N)≈n(HCl) (2)K CrO 与AgNO 2 4 3 反应原理：2Ag＋＋CrO===Ag CrO↓ 2 4 定量关系：n(Ag＋)＝2n(K CrO) 2 4 (3)KMnO 与NaC O 4 2 2 4 反应原理：2MnO＋5C O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO↑＋8HO 2 2 2 定量关系：5n(KMnO)＝2n(Na C O) 4 2 2 4 (4)KMnO 与HO 4 2 2 反应原理：2MnO＋5HO＋6H＋===2Mn2＋＋5O↑＋8HO 2 2 2 2 定量关系：5n(KMnO)＝2n(H O) 4 2 2 (5)K CrO 与Fe2＋ 2 7 反应原理：6Fe2＋＋Cr O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7HO 2 2 定量关系：6n(K Cr O)＝n(Fe2＋) 2 2 7 (6)KIO 与I－ 3 反应原理：5I－＋IO＋6H＋===3I＋3HO 2 2 定量关系：5n(KIO )＝n(I－) 3 (7)I 与SO 2 反应原理：I＋SO＋HO===2I－＋SO＋2H＋ 2 2 定量关系：n(I)＝n(SO) 2 (8)I 与SO 2 2 反应原理：2SO＋I===SO＋2I－ 2 2 4 定量关系：2n(I)＝n(S O) 2 21．（2024·江苏连云港高三期中，15） 和 可以作为锂离子电池的正极材料。 (1) 的制备。在氮气的氛围中，将一定量的 溶液与 、LiOH溶液中的一种混 合，然后加入到三颈烧瓶中(如图)，在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加剩余的另一种溶液，充分反应后，过 滤、洗涤、干燥得到粗产品。 ①滴液漏斗中的溶液是 。 ② 与 、LiOH反应得到 和 ，该反应的离子方程式为 。 已知 。 ③在氮气氛围下，粗产品经150℃干燥、高温焙烧，即可得到锂离子电池的正极材料。焙烧时常向其中加 入少量活性炭黑，其主要目的是 。 (2) 的制备。取一定量比例的铁粉、磷酸、水放入容器中，加热充分反应，向反应后的溶液中加入一 定量 ，同时加入适量水调节pH，静置后过滤、洗涤、干燥得到 ，高温煅烧 ，即可得到 。 ①其他条件不变时，磷酸与水的混合比例对铁粉溶解速率的影响如图所示：当 时，随着水的比例增加，铁粉溶解速率迅速升高的原因是 。 ②为使反应过程中的 完全被 氧化，下列操作控制能达到目的的是 (填序号)。 a．用 调节溶液 b．加热，使反应在较高温度下进行 c．缓慢滴加 溶液并搅拌 d．加入适当过量的 溶液 ③将 与 溶液混合可以得到 。设计以 与 溶液为原料， 补充完整制备 的实验方案： ，干燥得到 。［实验中必须使用的试剂： 盐酸、 溶液， 开始沉淀的 ］ 【答案】(1) LiOH溶液 改善 成型后 的导电性能 (2) 当 时，随着水的比例增加，促进了 的电离，使 显著增大，反应速 率较快，同时反应放热也加快了反应速率 cd 在搅拌下向 溶液中缓慢加入 溶 液，控制溶液的 ，充分反应后，向上层清液中继续加入 溶液不再产生沉淀，静置后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2~3次，取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的 溶液，不再出现白色沉淀 【解析】（1）硫酸亚铁铵在溶液中水解使溶液呈酸性，能与能与氢氧化锂溶液反应，则制备磷酸铁锂的 实验操作为在氮气的氛围中，将一定量的硫酸亚铁铵溶液和磷酸溶液混合加入到三颈烧瓶中，在搅拌下通 过滴液漏斗缓慢滴加氢氧化锂溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥得到粗磷酸铁锂；①由分析可知，滴 液漏斗中的溶液是氢氧化锂溶液； ②由分析可知，制备磷酸铁锂的反应为氢氧化锂溶液与硫酸亚铁铵、 磷酸混合溶液反应生成磷酸铁锂、硫酸氢铵和水，反应的离子方程式为 ；③活性炭黑能够导电，则在氮气氛围下，焙 烧时向磷酸铁锂中加入少量活性炭黑的目的是改善成型后磷酸铁锂的导电性能。（2）由题意可知，制备 磷酸铁的过程为取一定量比例的铁粉、磷酸、水放入容器中，加热充分反应制得磷酸亚铁，向反应后的溶 液中加入一定量过氧化氢溶液，同时加入适量水调节pH，将溶液中的磷酸亚铁氧化为二水磷酸铁沉淀，过 滤、洗涤、干燥得到二水磷酸铁，高温煅烧二水磷酸铁得到磷酸铁；①磷酸是三元中强酸，在溶液中分步 电离出氢离子，向磷酸中加水时，磷酸在溶液中电离出氢离子，溶液中氢离子浓度增大，氢离子与铁生成 亚铁离子的速率增大，且反应放出的热量，使反应温度增大，导致反应速率加快，所以当 时，随着水的比例增加，铁粉溶解速率迅速升高，故答案为：当 时， 随着水的比例增加，促进了 的电离，使 显著增大，反应速率较快，同时反应放热也加快了反 应速率；②a．用氢氧化钙调节溶液pH为7，会使溶液中的亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀，不利于亚铁 离子的氧化，故错误；b．加热，使反应在较高温度下进行时，过氧化氢受热分解，过氧化氢浓度减小不 利于亚铁离子的氧化，故错误；c．缓慢滴加过氧化氢溶液并搅拌可以使反应物的接触面积增大，有利于 亚铁离子完全氧化，故正确；d．加入适当过量的过氧化氢溶液，有利于亚铁离子完全氧化，故正确；故 选cd；③由题给信息和所给试剂可知，以硫酸铁溶液和磷酸氢钠溶液为原料制备二水磷酸铁的实验方案为 在搅拌下向硫酸铁溶液中缓慢加入磷酸氢钠溶液，控制溶液的pH小于2.7，防止铁离子生成氢氧化铁沉淀， 充分反应后，向上层清液中继续加入磷酸氢钠溶液不再产生沉淀，说明溶液中铁离子沉淀完全，静置后过 滤，用蒸馏水洗涤沉淀2~3次，取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，不再出现白色沉 淀，说明沉淀洗涤干净，干燥得到二水磷酸铁。 2．（2024·江苏常州第一中学高三期初检测，16） 是一种黑色固体，常用作固体润滑剂、废水处理剂等．可通过高温合成法和均相沉淀法合成纳米 ． Ⅰ．高温合成法 称取一定质量还原铁粉和淡黄色硫粉，充分混合后置于真空密闭石英管中．用酒精喷灯加热．加热过程中 硫粉升华成硫蒸气，持续加热至反应完全，冷却，得纳米 ，已知： 蒸气为橙色， 蒸气为红棕色。 (1)若用等质量的 和 分别与足量铁粉反应制取 ，消耗 的质量比为 。 (2)能说明反应已进行完全的标志是 。 Ⅱ．均相沉淀法 实验室以硫酸亚铁铵 和硫代乙酰胺 为主要原料合成纳米硫化亚铁 的装置和流程如图所示： 已知：硫代乙酰胺在酸性和碱性条件下均能水解，水解方程式如下所示： (3)实验前通 排尽装置中空气的目的是 ；装混合液的仪器名称是 。 (4)“反应”时，控制混合液 约为9，温度为70℃．硫酸亚铁铵溶液和硫代乙酰胺溶液恰好反应时总反应 的离子方程式为 。 (5)该方法得到的产品中常混有少量 杂质。有研究表明，在混合液中添加少量柠檬酸钠（）可降低溶液中 ，抑制 杂质的形成，加入柠檬酸钠能降低 的原因 是 。 (6)实验所用硫酸亚铁铵 可用铁粉为原料制备．请补充完整实验室制取硫酸亚铁 铵晶体的实验过程：取 充分洗净的铁粉， ，低温烘干，得硫酸亚铁铵晶体。（必须使用 的试剂： 溶液、无水乙醇、 固体） 【答案】(1)1：1 (2)硫蒸气的颜色不变 (3) 防止Fe2+和CHCSNH 水解生成的S2—被氧化 三颈烧瓶 3 2 (4)Fe2++CH CSNH +2NH +5OH— FeS↓+CHCOO−+3NH↑+3H O 3 2 3 3 2 (5)柠檬酸钠能与Fe2+形成配合物 (6)加入2mol/L HSO 溶液，在热水浴中加热，并不断搅拌，使其反应到不再产生气体，趁热过滤，向滤液 2 4 中加入(NH )SO 固体，加热溶液至出现晶膜、冷却结晶、过滤，并用无水乙醇洗涤 4 2 4 【解析】Ⅱ．由题给流程可知，硫酸亚铁铵溶液和硫代乙酰胺溶液在三颈烧瓶内水浴加热条件下反应生成 硫化亚铁沉淀，经离心分离、洗涤、干燥得到纳米硫化亚铁。（1）S 和S 与最简式相同，都为S，则S 8 6 8 和S 分别与等质量的铁粉反应制取硫化亚铁时，消耗S 和S 的质量相等。（2）容器中硫蒸气的颜色不变 6 8 6 时，说明铁粉完全反应转化为硫化亚铁。（3）亚铁离子和硫离子具有还原性，易被空气中的氧气氧化， 所以实验前通入氮气的目的是排尽装置中的空气，防止Fe2+和CHCSNH 水解生成的S2—被氧化影响硫化亚 3 2 铁的生成；由实验装置图可知，装混合液的仪器为三颈烧瓶。（4）由分析可知，碱性溶液中亚铁离子、 铵根离子和硫代乙酰胺溶液在三颈烧瓶内水浴加热条件下反应生成硫化亚铁沉淀、醋酸根离子、氨气和水， 反应的离子方程式为Fe2++CH CSNH +2NH +5OH— FeS↓+CHCOO−+3NH↑+3H O。（5）由题意可知， 3 2 3 3 2 为防止制备硫化亚铁过程中生成氢氧化亚铁沉淀，导致产率降低，应向反应溶液中加入柠檬酸钠，使亚铁 离子与柠檬酸根离子形成配合物，降低溶液中的亚铁离子浓度。（6）由溶解度可知，实验室制取硫酸亚 铁铵晶体的实验过程为取5.6g充分洗净的铁粉，加入2mol/L HSO 溶液，在热水浴中加热，并不断搅拌， 2 4使其反应到不再产生气体，趁热过滤，向滤液中加入(NH )SO 固体，加热溶液至出现晶膜、冷却结晶、过 4 2 4 滤，并用无水乙醇洗涤，低温烘干，得到硫酸亚铁铵晶体。 3．（2024·江苏海安高级中学高三12月月考，16）磷资源流失到水环境中会造成水体富营养化。已知： 基磁性纳米复合材料，由 和纳米 经过超声分散制得。能通过纳米 物理吸附和 溶出后通过化学反应等去除水体磷。已知：纳米 颗粒表面带正电荷；部分物质的溶解性如下 表。 物质 溶解性 难溶 微溶 可溶 易溶 (1)制备复合材料所需的纳米 ：一定条件下，先将 和 晶体配制成混合溶液， 再与氨水反应可制得纳米 ，实验装置如下： ①氨水缓慢滴入，开始一段时间内未出现浑浊，原因是 。 ②制备纳米 需控温在50～60°℃之间，写出该反应的化学方程式： 。 ③配制混合溶液时按 进行投料：实验中需不断通入 。通 的目的是 。 (2)研究不同pH下向含磷(V)废水中加入 纳米复合材料的除磷效果：①从图1中可以看出初始pH为3～6时，磷的去除率较高且反应后pH均有一定的上升，反应过程中无气 体生成。结合图2，写出对应的离子方程式： 。 ②当初始pH为9～10时，磷的去除率明显小于初始pH为3～6的去除率，是因为 。 (3)除磷后续处理 除磷回收得到的磷矿物 ，可进一步转化为 ，作为钾磷复合肥使用。设计由 浆料制备 晶体的实验方案：向含 的浆料中 ，干 燥。[已知： ；室温下从 饱和溶液中可结晶析出 晶体；实验中须选用的试剂： 溶液、 溶液， pH试纸，无水乙醇] 【答案】(1) 主要用于消耗配制溶液时加入的盐酸 除去空气，防止 部分被 氧化为 ， 造成产品不纯 (2) 碱性条件下， 几乎不溶解，钙离子浓度很小；同时 浓度增大，会与 产生竞争吸附 (3)缓慢加入 溶液40.0mL不断搅拌；再分批缓慢滴入 溶液，不断搅拌至用pH试纸测得反应液 ，过滤；将滤液蒸发浓缩至表面析出晶膜，降温至室温结晶(或在室温下冷却结晶)； 过滤，所得晶体用无水乙醇洗涤2~3次 【解析】（1）①配制FeCl 和FeCl 溶液溶液时，防止亚铁离子和铁离子水解，加有盐酸，氨水先与盐酸 2 3 反应。②FeCl +2FeCl +8NH⋅HO=Fe O↓+8NHCl+4H O；③通入N 除去空气，防止Fe2+部分被O 氧化为 2 3 3 2 3 4 4 2 2 2 Fe3+，造成产品不纯。（2）①从图1中可以看出初始pH为3～6时，磷的去除率较高且反应后pH均有一 定的上升，反应过程中无气体生成。结合图2，写出对应的离子方程式： ； ②当初始pH为9～10时，磷的去除率明显小于初始pH为3～6的去除率，是因为：一方面碱性条件下， CaCO 几乎不溶解，钙离子浓度很小；同时OH−浓度增大，会与 产生竞争吸附。（3）向含 3 0.02molCaHPO 2HO的浆料中缓慢加入0.25mol/LK SO 溶液40.0mL不断搅拌；再分批缓慢滴入HSO 溶 4 2 2 4 2 4 液，不断搅拌至⋅用pH试纸测得反应液pH≈4~5，过滤；将滤液蒸发浓缩至表面析出晶膜，降温至室温结晶 (或在室温下冷却结晶)；过滤，所得晶体用无水乙醇洗涤2~3次，干燥。 4．（2024·江苏连云港五校高三12月联考，16）连二亚硫酸钠 广泛应用于造纸等行业。 易被氧化，129℃时分解，在碱性条件下较稳定，易溶于水，不溶于乙醇。实验室用 碱性 溶液和 酸性溶液制取 ，实验室制备装置如题图所示。 (1)实验前需打开K通入一段时间氮气，其目的是 。 (2)在10℃～35℃下，向盛有一定浓度的 溶液容器中滴加 溶液，生成 和 ，制备 的化学方程式为 。 (3) 产率与加入 溶液与 溶液质量比的关系如题图所示， 碱性溶液与 酸性溶液加料质量比增大时， 产率下降的原因是 。 (5)Zn还原法 已知： 二价锌在水溶液中存在形式的物质的量浓度的对数与pH的关系如题图所示。 请补充完整制备 的实验方案：向水中加入Zn粉，搅拌， ，将滤液蒸发浓缩，冷却 结晶，过滤，蒸馏水洗涤，再用乙醇洗涤，低温烘干，得到 (实验中须使用的试剂： 、 溶液) 【答案】(1)排出装置中的空气(或氧气)，防止 (或 )被氧化(2) (3)过量 将 还原到更低价态，导致 的产率下降 (4)84% (5)28～35℃加热条件下，向其中缓慢通入 至Zn粉完全溶解(或浊液变澄清)(1分，没有体现Zn粉完全 消失不得分)，再向溶液中边搅拌边滴加 溶液至pH在8.2～10.5之间，过滤 【解析】（1）实验前需打开K通入一段时间氮气，其目的是：排出装置中的空气(或氧气)，防止 (或 )被氧化。（2）根据题意生成生成 和 ，可得方程式为 。（3） 产率下降的原因是：过量 将 还原到更低价态，导致 的产率下降。（4）根据题意 ，根据 ， ， ，质量分数为 。（5）根据二价锌在水溶液中存在形式的 物质的量浓度的对数与pH的关系可得完整制备 的实验方案为：向水中加入Zn粉，搅拌， 28～35℃加热条件下，向其中缓慢通入 至Zn粉完全溶解(或浊液变澄清)，再向溶液中边搅拌边滴加 溶液至pH在8.2～10.5之间，过滤，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，蒸馏水洗涤，再 用乙醇洗涤，低温烘干，得到 。5．（2024·江苏南京、盐城高三第一次模拟，16）实验室以菱锰矿(含 及少量 的氧化物等)为 原料制备高纯 和 的流程如下图所示。已知：室温下 电离常数 。 (1)该流程中可循环使用的物质有 。 (2)“沉铁”过程需加氨水调节溶液 ，使溶液中 转化为 沉淀同时得到 溶液。检验 溶液中是否含有 的实验方法是 。 (3)沉铁过程中也会产生少量 沉淀。 在工业上可用于去除溶液中 ，反应为： ，其平衡常数 。 (4)制取 。在题图1所示的实验装置中，搅拌下使一定量的 溶液与氨水 混合溶液 充分反应。 ①滴液漏斗中添加的药品是 。 ②混合溶液中氨水的作用是 。(5)制取 。固定其他条件不变，反应物物质的量浓度比值、温度、空气流量对 溶液制取 纯度的影响如题图2、题图3、题图4所示。 补充完整制取纯净 的实验方案：取 的 溶液， ，控制搅拌速率 反应 ， ， 干燥 ，得到纯净的 (须使用的试剂： 溶液、 溶液)。 【答案】(1) 或氨水、 (2)取少量 溶液于试管中，向其中滴加 溶液{或 溶液}，若溶液不变红(或没有蓝 色沉淀)，则溶液中无 (其他答案合理也可) (3)10 (4) (三颈烧瓶中盛有 溶液)(缓慢滴加)氨水 混合溶液 调节溶液 ，增大 ，使 尽可能沉淀完全 (5) 边搅拌边向其中加入 溶液，并保持 水浴加热，同时以 的流量 向溶液中通入空气 静置过滤，用水洗涤，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加 溶液， 无沉淀生成 【解析】根据菱锰矿中所含成分，以及流程图可知，碳酸锰与硫酸铵反应生成硫酸锰、氨气和二氧化碳，铁的氧化物、二氧化硅不与硫酸铵反应，加水溶解后，得到含硫酸锰溶液，再加入氨水调节pH除去铁， 过滤得到硫酸锰溶液，搅拌下使一定量的MnSO 溶液与氨水−NH HCO 混合溶液充分反应，同时得到硫酸 4 4 3 铵。（1）根据分析，该流程中可循环使用的物质有 或氨水、 。（2）铁离子遇到KSCN变 红，则检验 溶液中是否含有 的实验方法是取少量 溶液于试管中，向其中滴加 溶 液{或 溶液}，若溶液不变红(或没有蓝色沉淀)，则溶液中无 (其他答案合理也可)。（3） 反应 平衡常数 = = =10。（4）①根据 溶液与氨水 混合溶 液充分反应，滴液漏斗中添加的药品是(三颈烧瓶中盛有 溶液)(缓慢滴加)氨水 混合溶液。 ②反应生成MnCO ，混合溶液中氨水的作用是调节溶液 ，增大 ，使 尽可能沉淀完全。 3 （5）制取纯净 的实验方案：取 的 溶液，边搅拌边向其中加入 溶液，并保持 水浴加热，同时以 的流量向溶液中通入空气，控制搅拌 速率 反应 静置过滤，用水洗涤，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加 溶液，无 沉淀生成， 干燥 ，得到纯净的 (须使用的试剂： 溶液、 溶 液)。 6．（2024·江苏镇江丹阳高级中学3月月考，16）以 固体为原料制备纯 ，其部分实验 过程如下：已知：① ； ② ， 有两性， ； ③ 。 (1)“酸溶”后再“氧化”可提高氧化速率，理由是 。 (2)“氧化”时产生气体中还有一定量 。 转化为 反应的离子方程式为 。 (3)若“氧化”不充分，“沉钯”时所得 的产率降低，其原因是 ；氧化液中Pd的浓度 一定，为提高 的产率，“沉钯”时需控制的条件有：反应的温度、 。 (4) 可用作乙烯氧化制乙醛的催化剂，其部分反应机理如下： 。形成配位键时，配体中电子云密度较大的区域易进入中心原子 (或离子)的空轨道。乙烯分子与Pd2+形成的配位键中，乙烯分子提供电子对的区域是 。 (5)已知： 受热易水解，能与盐酸反应生成 溶液； 固体受热至175℃会分解为 。 请补充完整制备 的实验方案：取沉钯后过滤所得 ， ，得到干燥的 粉末。 实验中须使用的试剂：热蒸馏水、浓盐酸、 溶液、稀 。 【答案】(1)将配合物内界的 转化为外界的 ，酸溶后的 远大于酸溶前的(2) (3) 未被氧化的 在碱性条件下转化为 ，能将 转化为可溶性的 NaOH的用量(或反应时溶液的pH) (4)乙烯分子中的 键 (5)用热蒸馏水洗涤2-3次，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加稀 与 溶液，无白色沉淀生成， 停止洗涤操作。向所得 中加入足量浓盐酸，搅拌使其充分反应，蒸发溶液至有大量晶体析出，利 用余热蒸干，在175℃加热固体至恒重，研磨 【解析】 加入热的浓盐酸，发生已知信息中反应生成 和 ，反应后溶液中加入 NaClO 溶液将 氧化为氮气，再加NaOH溶液发生已知②中反应，生成 沉淀；过滤，将 3 溶于盐酸得到PdCl 。（1）“酸溶”后内界中的氨气分子转化为铵根离子，从而提高铵根离子浓 2 度，可提高氧化速率。（2）“氧化”时产生气体中还有一定量 ，原因为NaClO 能与氯离子氧化成氯 3 气， 反应离子方程式为： 。（3）若氧化不充分，则溶液中未被氧化的 在碱性条件下转化为 ，能将 转化为可溶性的 ；因 有两性， 能溶于强碱，“沉钯”时需控制溶液的pH值防止碱性太强导致 溶解。（4）乙烯分子与Pd2+形成 的配位键的是乙烯分子中的 键。（5）制备 的实验方案：取沉钯后过滤所得 ，用热蒸馏水 洗涤2-3次，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加稀 与 溶液，无白色沉淀生成，停止洗涤操作。 向所得 中加入足量浓盐酸，搅拌使其充分反应，蒸发溶液至有大量晶体析出，利用余热蒸干，在175℃加热固体至恒重，研磨，得到干燥的 粉末。 7．（2024·江苏南通名校联盟12月学业质量联合监测，14）金属铜已与人类相伴走过了千年岁月。铜的化 合物性质之丰富、种类之多样、应用之广泛一直吸引着人们的目光。 (1)铜与浓硫酸的反应存在多个副反应。将光亮的铜片投入足量浓硫酸并加热，观察到有灰白色沉淀生成。 发现该沉淀是Cu S与另一种盐的混合物。已知反应过程中无气体生成，且亚硫酸铜在浓硫酸环境中极不稳 2 定。请根据以上信息，写出该过程中发生反应的化学方程式： 。 (2)铜能形成多种配合物。一价铜可与Cl-、NH ∙H O等反应生成稳定性不一的配合物，在化工生产中有广泛 3 2 应用。 ①[Cu(NH )]+还原性较强，暴露在空气中可被迅速氧化为深蓝色的[Cu(NH )]2+，试写出反应的离子方程式： 3 2 3 4 ；并合理推测[Cu(NH )]+的这一性质在气体净化中的一种可能的应用： 。 3 2 ②CuCl在实验室中的少量制取，通常是在热浓盐酸中用Cu还原CuCl ，反应过程中会生成多种配合物，请 2 写出可能生成的配离子的化学式： (写出2种即可)。 (3)与铜同族的金(Au)性质不活泼，工业提金常利用氰化法。请你设计以金铁共生矿为原料提取金的实验方 案： 。 已知：①氰化物有剧毒，易被氧化为无毒的两种气体； ②氰化法发生的主要反应为： ，金可用Zn还原 K[Au(CN) ]得到； 2 ③实验中可选用的试剂：KCN溶液，稀硫酸，锌粉，HO 溶液，BaCl 溶液 2 2 2 ④金铁共生矿中的其他杂质不与可选试剂反应 【答案】(1) (2) 除去气体中的痕量O 2 [CuCl ]2-、[CuCl ]- 4 2 (3)向金铁共生矿中加入稀硫酸至无气泡产生，过滤，向滤渣中加入稍过量KCN溶液，充分振荡后过滤， 取滤液加入足量锌粉，过滤，向滤液中滴加HO 溶液至无气泡产生；向滤渣中滴加稀硫酸至固体不再溶解， 2 2 过滤，洗涤滤渣至向最后一次滤液中滴加BaCl 溶液，无浑浊 2 【解析】以金铁共生矿为原料提取金时，需加入KCN溶解Au，但Fe比Au活泼，所以应先用酸将Fe溶解 除去；将Au用KCN溶解后，过滤得滤液；含Au的配合物溶液中加入Zn，可将Au还原出来；滤液中含 有剧毒物CN-，可加入强氧化剂(如HO)氧化除去。滤渣为Au、Zn的混合物，需加足量硫酸溶解Zn，过 2 2滤、洗涤、取最后一次洗涤液检验 是否除尽。（1）将光亮的铜片投入足量浓硫酸并加热，观察到有 灰白色沉淀Cu S与另一种盐的混合物，已知反应过程中无气体生成、亚硫酸铜在浓硫酸环境中极不稳定， 2 则另一种盐为CuSO ，该过程中发生反应的化学方程式： 。 4 （2）①[Cu(NH )]+还原性较强，暴露在空气中可被O 迅速氧化为深蓝色的[Cu(NH )]+，反应的离子方程 3 2 2 3 4 式： ；既然[Cu(NH )]+易被O 氧化，就可利 3 2 2 用这一性质吸收O，则在气体净化中的一种可能的应用：除去气体中的痕量O。②一价铜可与Cl-、 2 2 NH ∙H O等反应生成稳定性不一的配合物，在热浓盐酸中用Cu还原CuCl 可生成一价铜，一价铜与Cl-可 3 2 2 发生反应生成CuCl及多种配合物，则可能生成的配离子的化学式：[CuCl ]2-、[CuCl ]-。（3）由分析可知， 4 2 以金铁共生矿为原料提取金时，应先除Zn，过滤所得滤液加KCN，将Au转化为配离子[Au(CN) ]-，过滤 2 所得滤液中加Fe还原得Au，滤液中含CN-，加HO 处理；滤渣中含Au、Fe，加硫酸溶解、过滤、洗涤、 2 2 检验。实验方案：向金铁共生矿中加入稀硫酸至无气泡产生，过滤，向滤渣中加入稍过量KCN溶液，充 分振荡后过滤，取滤液加入足量锌粉，过滤，向滤液中滴加HO 溶液至无气泡产生；向滤渣中滴加稀硫酸 2 2 至固体不再溶解，过滤，洗涤滤渣至向最后一次滤液中滴加BaCl 溶液，无浑浊。 2 8．（2024·江苏盐城东台中学高三3月月考，16）氯化亚铜(CuCl)是重要的铜盐系列产品，某学习小组用 海绵铜制取氯化亚铜的流程如下： CuCl难溶于水和乙醇，易溶于 浓度较大的体系 。 Ⅰ.海绵铜的溶解 经观察，海绵铜(主要成分是Cu和CuO)在“溶解”过程中未产生气泡，反应原理为： 反应①： (较快)； 反应②：_______(较慢)。 (1)写出反应②的化学方程式 。(2)实验过程中，测得不同温度下浸出液中 的质量浓度如图1所示。图中显示在第1h内铜的浸出率较 大，其原因是 。 Ⅱ.氯化亚铜的制备 利用海绵铜“溶解”后的溶液与 、 反应，可制备氯化亚铜，装置如图2所示。 (3)“还原”过程中一般采用 最为适宜，原因是 。 (4)下表是氯化铵用量 与 沉淀率的关系如下表所示， 沉淀率在比值为1.1时最大的原 因是 。 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 沉淀率/％ 35.3 73.2 85.2 91.3 79.2 65.4 (5)“酸洗”步骤中，最合适选用的试剂是 (写酸的名称)。 Ⅲ.氯化亚铜的提纯(6)已知： 水解可生成CuCl。温度、pH对CuCl产率的影响如下图所示。 请根据以上信息，设计由CuCl、Cu和CuO的混合固体中提纯CuCl的实验方案： 。(实验中须使用 的试剂与仪器：饱和NaCl溶液、 的 溶液、乙醇、真空干燥箱) 【答案】(1) (2)反应初期主要是CuO溶解，且CuO溶解速率较快 (3) 稍过量，保证 反应完全且防止CuCl被氧化 (4)比值小于1.1时，比值越大， 越大， 沉淀率越大；比值大于1.1时，比值越大， 越大， CuCl会转化为 而溶解 (5)稀硫酸 (6)边搅拌边向样品中加入饱和NaCl溶液至固体不再溶解，过滤。控制温度在60℃左右，向滤液中滴加 的 溶液，控制pH在2～2.5，趁热过滤，乙醇洗涤，真空干燥箱中干燥 【解析】根据流程：海绵铜加入硫酸和硝酸铵溶解得到溶液主要是硫酸铜，硫酸铵等，加入亚硫酸铵还原 硫酸铜，加入氯化铵氯化发生反应2CuSO +(NH)SO +2NHCl+H O=2CuCl↓+2(NH )SO +H SO ，过滤得到 4 4 2 3 4 2 4 2 4 2 4 固体为CuCl，滤液主要是硫酸铵和硫酸；CuCl经过酸洗、醇洗、烘干，得到CuCl。（1）反应②为Cu在 酸性条件下氧化为硫酸铜，化学方程式 。（2）海 绵铜(主要成分是Cu和CuO)中CuO在酸性条件下可以很快溶解，图中显示在第1h内铜的浸出率较大，其 原因是反应初期主要是CuO溶解，且CuO溶解速率较快。（3）“还原”过程中加入亚硫酸铵还原硫酸铜， 加入氯化铵氯化发生反应2CuSO +(NH)SO +2NHCl+H O=2CuCl↓+2(NH )SO +H SO ，一般采用 4 4 2 3 4 2 4 2 4 2 4最为适宜，原因是 稍过量，保证 反应完全且防止CuCl被氧化。 （4） 沉淀率在比值为1.1时最大的原因是比值小于1.1时，比值越大， 越大， 沉淀率越大； 比值大于1.1时，比值越大， 越大，CuCl会转化为 而溶解。（5）反应过程中硫酸为反应溶液， 且CuCl易溶于 浓度较大体系，在盐酸中会转化为其他物质，根据“酸洗”步骤中，最合适选用的试剂 是稀硫酸。（6）根据以上信息，由CuCl、Cu和CuO的混合固体中提纯CuCl的实验方案为：边搅拌边向 样品中加入饱和NaCl溶液至固体不再溶解，过滤。控制温度在60℃左右，向滤液中滴加 的 溶液，控制pH在2～2.5，趁热过滤，乙醇洗涤，真空干燥箱中干燥。 9．（2024·江苏南通如皋高三2月适应性考试（一），16） 可用于制取催化剂，可以由含钻废料（主 要成分为 ，还含有少量 、 和 ）经过如下过程进行制取： 含钴废料 浸取液 (1)含钴废料用硫酸和 溶液浸出后，溶液中含有的阳离子是 和 。 ①写出“浸取”时 所发生反应的离子方程式： 。 ②“浸取”时含钴废料、硫酸和 溶液混合的方式为 。 (2)已知：①氧化性 ； ② ； 可溶于水； 与 可生成配合物难以沉淀； ③实验条件下金属离子转化为氢氧化物时开始沉淀及沉淀完全的 如下表所示： 开始沉淀 1.9 3.4 6.9 6.6 9.1沉淀完全 3.2 4.7 8.9 9.2 11.1 补充完整由“浸取液”制取 的实验方案：取一定量的浸取液， ，过滤，向滤液中 滴加 溶液，……，得到 晶体，（实验中可选用的试剂是 的氨 水、 的 溶液、 溶液、 的 溶液）。 (3)已知： 。 ①反应 的平衡常数为 。 ②制取 时使用 溶液而不是 溶液的原因是 。 (4)为测定草酸钴样品的纯度，进行如下实验： ①取草酸钴样品 ，加入 酸性 溶液，加热充分反应至不再有 气体 产生（该条件下 不被氧化，杂质不参与反应）。 ②将溶液冷却，加水稀释定容至 。 ③取 溶液，用 溶液滴定过量的 ，恰好完全反应时消耗 溶液。样品中 的质量分数为 。 【答案】(1) 先将含钴废料与 溶液混合，然后 在向其中逐滴加入硫酸溶液 (2)向其中边加入 的 溶液，直至取少许溶液加入 溶液，不出现蓝色沉淀时停止加入， 再向其中滴加 氨水，调 在4.7～6.6之间，过滤，向滤液中滴加 的 溶液直至静置 后至上层清液中再滴加 溶液无沉淀产生(3) 62.5 防止生成沉淀时产生 ，降低热解后生成 中钠元素的含量 (4)97.60% 【解析】由含钻废料中主要成分为 ，还含有少量 、 和 ，用硫酸和 溶液 浸出后，溶液中含有的阳离子是 和 ，而后经过除杂得到 ，最终热解得到CoO。（1）“浸取”时 与 在酸性条件下发生氧化还原反应， 所发生反应的离子方程式为： ，“浸取”时含钴废料、硫酸和 溶液混合的方式为：先将含钴废料与 溶液混合，然后在向其中逐滴加入硫酸溶液。（2） 溶液浸出后，溶液中含有的阳离子是 和 ，题中信息已知 与 可生成配合物难以沉淀，因此 要以氢氧化物形式除去，观察各杂质离子的沉淀pH可知， 和 在转化为氢氧化物过程中的pH有重叠的部分，因此要先将 氧化为 ，而后调节pH后除去 ，再根据题中所给信息 可溶于水而MgF 难溶于水，因此需要加入 除去，步骤为： 2 向其中边加入 的 溶液，直至取少许溶液加入 溶液，不出现蓝色沉淀时停止加入， 再向其中滴加 氨水，调 在4.7～6.6之间，过滤，向滤液中滴加 的 溶液直至静置 后至上层清液中再滴加 溶液无沉淀产生。（3）根据 可得， 根据可得 ；制 取 时使用 溶液而不是 溶液的原因是：防止生成沉淀时产生 ， 降低热解后生成 中钠元素的含量。（4）根据草酸钴样品与酸性 溶液，加热充分反应至不再有 气体产生，该条件下 不被氧化，杂质不参与反应，可知发生的反应为： ，用 溶液滴定过量的 发生的反应为： ，根据反应方程式可知取 溶液中过量的 ，则 消耗的 ，由此可知 ，故 的质量分数 为： 。 10．（2024·江苏泰州中学期初调研，16）以废旧锂离子电池的正极材料[活性物质为 (x≤1)、附着物 为炭黑、聚乙烯醇粘合剂、淀粉等]为原料，制备纳米钴粉和 。 (1)预处理。将正极材料研磨成粉末后进行高温煆烧。高温抜烧的目的是 。 (2)浸出。将煅烧后的粉末(含 和少量难溶杂质)与硫酸混合，得到悬浊液，加入如图1所示的烧瓶中。 控制温度为75℃，边搅拌边通过分液漏斗滴加双氧水，充分反应后，滤去少量固体残渣，得到 、和硫酸的混合溶液。漫出实验中当观察到 ，以判断反应结束，不再滴加双氧水。 (3)制钴粉。向浸出后的溶液中加入 调节 ，接着加入 可以制取单质钴粉，同时有 生 成。已知不同 时 (Ⅱ)的物种分布图如图2所示。 可以和柠檬酸根离子 生成配合物 。 ①写出 时制钴粉的离子方程式： 。 ② 后所制钴粉中由于含有 而导致纯度降低。若向 的溶液中加入柠檬酸钠 ，可以提高钴粉的纯度，原因是 。(4)请补充完整由浸取后滤液先制备 ，并进一步制取 的实验方案：取浸取后滤液， ，得到 。[已知： 易溶于水， 难溶于水， 在空气中加热时的固体残留 率 )与随温度的变化如图3所示。实验中须使用的试剂有 溶液、 溶液] 【答案】(1)除去正极材料中的炭黑、聚乙烯醇、淀粉等有机物 (2)圆底烧瓶中不再产生气泡 (3) ① ② 与柠檬酸钠反应生成配合物 ，能抑制 生成[或促进 溶解] (4)边搅拌边加入 溶液，当静置后向上层清液中加入 溶液不再产生沉淀时， 停止滴加，过滤，用蒸馏水洗涤至取最后一次洗涤滤液加入 溶液时无沉淀生成，将固体在 下加热，当残余固体质量不再发生变化后停止加热 【解析】将正极材料预处理，除去附着在正极材料表面的炭黑、聚乙烯醇、淀粉等物质，然后将煅烧后含 有 粉末与硫酸混合，并控制温度为75℃，边搅拌边通过分液漏斗滴加双氧水，充分反应产生、 ，再向浸出液中加入氢氧化钠调节 ，接着加入 可以制取单质钴粉，同 时有 生成。由浸取后滤液先制备 ，并进一步制取 。（1）预处理时，将正极材料研 磨成粉末后进行高温煅烧，除去附着在正极材料表面的炭黑、聚乙烯醇、淀粉等物质，所以高温煅烧的目 的是：除去正极材料中的炭黑、聚乙烯醇、淀粉等有机物。（2）浸出过程，向煅烧后含 的粉末中 加入硫酸溶液，控制温度为75℃，边搅拌边通过分液漏斗滴加双氧水，充分反应后，滤去少量固体残渣， 得到 、 和硫酸的混合溶液。浸出实验中当观察到不再有气泡产生时，说明反应完成，此时不 再滴加双氧水。（3）①根据图示可知在溶液pH=9时，溶液中Co元素主要存在形式为 , 与 在碱性条件下发生氧化还原反应产生Co单质、N 和HO，根据得失电子守恒、电 2 2 荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为： ； ②当溶液 后所制钴粉中由于含有Co(OH) 而导致纯度降低。若向 的溶液中加入 2 ，Co2+与柠檬酸钠反应生成配合物 ，能抑制Co(OH) 的生成或促进Co(OH) 的溶 2 2 解，从而可提高钴粉的纯度。（4）浸取后得到 、 和硫酸的混合溶液。变搅拌边加入 溶液，使Co2+反应转化为 沉淀。静置，向上层清液中加入 溶液不再产生沉淀时，说明Co2+反应完全，停止滴加 溶液。过滤，用蒸馏水洗涤 后，取最后一次洗涤液加入 溶液时无沉淀生成，说明洗涤液中无 ,固体已经洗涤干净， 根据Co元素守恒，100g 完全转化为 时固体质量m( )=，因此当固体残留率为43.90%时， 完全转化为 。 因此将固体在400-800℃下加热，当残余固体质量不再发生变化后停止加热，得到 。