Question

（16分）粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物为：SiO2、Al2O3，还含有FeO、Fe2O3等。现将提取粉煤灰中Al、Si等元素，某科研小组的同学设计了如下工艺流程： 请回答下列问题： （1）操作i所需要的玻璃仪器有：                 (填序号)。 a．铁架台    b．烧杯    c．冷凝管    d．玻璃棒    e．集气瓶    f．分液漏斗   g．漏斗 （2）写出粉煤灰与过量NaOH溶液反应的离子方程式                                         。 （3）写出向固体A中加入过量稀H2SO4和过量H2O2时发生的离子反应方程式                    。 （4）写出生成固体H的离子方程式                                                         。 （5）该科研小组的同学准备用0.1 mol·L－1KSCN溶液和0.5000mol·L－1KI溶液滴定溶液B，以测定粉煤灰中Fe元素的含量： ①为减小实验误差，由固体A制备溶液B过程中煮沸的目的是                               (请用化学方程式表示)。 ②判断滴定终点的现象为                                                              。 ③将溶液B配制成250mL溶液后，取出25.00mL装入锥形瓶中，再滴入1~2滴KSCN溶液进行滴定，滴定过程中使用KI溶液的量如下表所示： 滴定次数 1 2 3 4 KI溶液体积/mL 30.00 32.20 30.02 29.98 则该粉煤灰中Fe元素的质量分数为                   (保留三位有效数字)。 ④若滴定操作太慢，则滴定结果          (填“偏小”、“偏大”或“无影响”)；原因是                                                                                                                       (请用离子方程式及简单的文字描述)。

Answer 1

（1）b、d、g（选对2个得1分，全对得2分）。
（2）SiO₂＋2OH^－＝SiO₃^2－＋H₂O；Al₂O₃＋2OH^－＝2AlO₂^－＋H₂O（各2分）。
（3）H₂O₂＋2H^＋＋2Fe^2＋＝2Fe^3＋＋2H₂O（2分）。
（4）Al^3＋＋3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓＋3NH₄^＋（2分）。
（5）①2H₂O₂＝2H₂O＋O₂↑（1分）。
②溶液的血红色刚好退去，且半分钟内颜色无变化（2分）。
③16.8%（2分）。
④偏大（1分）；滴定过慢，KI溶液被空气氧化，消耗KI溶液的体积增大，发生反应的离子方程式为：4H^＋＋4I^－＋O₂＝2I₂＋2H₂O（2分）。

（1）操作i是过滤，需要用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗。
（2）粉煤灰中SiO₂与Al₂O₃分别与过量NaOH溶液反应的离子方程式：SiO₂＋2OH^－＝SiO₃^2－＋H₂O；Al₂O₃
＋2OH^－＝2AlO₂^－＋H₂O。
（3）写出向固体A中加入过量稀H₂SO₄和过量H₂O₂的目的是将Fe^2＋氧化为Fe^3＋，发生反应的离子方程式为：H₂O₂＋2H^＋＋2Fe^2＋＝2Fe^3＋＋2H₂O。
（4）固体H的主要成分Al₂O₃是溶液F中的Al³⁺与NH₃反应生成的，其离子方程式为：Al^3＋＋3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓＋3NH₄^＋。
（5）①加热煮沸的目的是让过量的H₂O₂完全分解，以防止干扰后面的滴定实验，化学方程式为：2H₂O₂＝2H₂O＋O₂↑。
②以KSCN为指示剂，用标准KI溶液滴定未知的Fe^3＋，滴定终点的实验现象为：溶液的血红色刚好退去，且半分钟内颜色无变化。
③由表可知，第二次滴定数据是错误的，不能用来算平均体积，故舍去。滴定消耗KI溶液的平均体积为30.00mL，根据：
I^－               ~              Fe^3＋
1mol                             56g
×0.5000×30.00×10^－3mol                m(Fe^3＋)
m(Fe^3＋)＝＝8.40g
所以w(Fe)＝＝16.8%。
④滴定过慢，KI溶液被空气氧化，消耗KI溶液的体积增大，故滴定结果偏大；发生反应的离子方程式为：4H^＋＋4I^－＋O₂＝2I₂＋2H₂O。
    本题来源于真实的化工工艺，废物中资源的回收、综合利用。该试题起点高、结构新颖，工业背景的题材多、提问灵活，该类题符合考纲“能够从试题提供的新信息中，准确地提取实质性内容，考查学生知识迁移的能力”。 将元素化合物知识放置在真实的化学工业环境中，从而达到考查同学们的综合分析问题的能力以及将新信息和已有信息整合，重组为新信息块的能力。是新课改区高考题的一大“亮点”。为必考题型之一。