【题目】以高氯冶炼烟灰(主要成分为铜锌的氯化物、氧化物、硫酸盐，少量铁元素和砷元素)为原料，可回收制备Cu和ZnSO4·H2O，其主要实验流程如下：
已知：①Fe3＋完全沉淀pH为3.2，此时Zn2＋、Cu2＋未开始沉淀；②K3[Fe(CN)6]可用于检验Fe2＋：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓(深蓝色)；③砷元素进入水体中对环境污染大，可通过沉淀法除去。
(1)两段脱氯均需在85 ℃条件下进行，适宜的加热方式为________。
(2)碱洗脱氯时，溶液中Cu2＋主要转化为Cu(OH)2和Cu2(OH)2CO3，也会发生副反应得到Cu2(OH)3Cl沉淀并放出气体，该副反应的离子方程式为________________________。若用NaOH溶液进行碱洗操作时，浓度不宜过大，通过下表的数据分析其原因是___________。
NaOH溶液浓度对脱氯率和其他元素浸出率的影响
(3)ZnSO4的溶解度曲线如下图所示。“电解”后，从溶液中回收ZnSO4·H2O的实验、操作为___________。
(4)滤液1和滤液2中含一定量的Cu2＋、Zn2＋。为提高原料利用率，可采取的措施有：将滤液1和滤液2混合，回收铜锌沉淀物；循环使用电解过程产生的________(填化学式)。
(5)已知H3AsO3的还原性强于Fe2＋，Ksp(FeAsO3)>Ksp(FeAsO4)＝5.7×10－21。测得酸浸液中杂质铁元素(以Fe2＋存在)、砷元素(以H3AsO3存在)的浓度分别为1.15 g·L－1、0.58 g·L－1，可采用“氧化中和共沉淀”法除去，请设计实验方案： ____________________________(实验中须使用的试剂有：30%双氧水，0.001 mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液，回收的铜锌沉淀物)。
【答案】水浴加热(或85℃水浴加热) 4Cu2＋＋3CO32-＋2Cl－＋3H2O===2Cu2(OH)3Cl↓＋3CO2↑ NaOH溶液浓度高时Zn元素损失较多；As元素浸出率高，增加废水处理难度 在330 K以上(330～380 K范围内皆可以)蒸发结晶，趁热过滤，热水洗涤干燥 H2SO4 向酸浸滤液中加入过量30%双氧水，搅拌使其充分反应，取样滴加0.001 mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液，无深蓝色沉淀，加入回收的铜锌沉淀物，并搅拌至调节pH为3.2，静置，过滤，取滤液
【解析】
（1）直接加热温度不可控，而水浴加热可是温度平稳地控制到所需温度条件；
（2）反应前后无化合价的升降，则放出的气体应为二氧化碳气体，据此书写化学方程式；对比表格，易得出氢氧化钠浓度高时，锌元素与砷元素浸出率明显增大，从实际工业分析作答；
（3）根据ZnSO4的溶解度曲线及所得晶体成分分析控制的温度范围，再结合蒸发浓缩、冷却结晶的实验操作解答；
（4）酸浸以后电解硫酸铜制备铜单质，根据电解原理分析电解产物结合工艺流程得出结论；
（5）H3AsO3的还原性强于Fe2＋，可采用过氧化氢氧化法，当溶液中没有Fe2＋，则氧化彻底，其H3AsO3被氧化为H3AsO4，而Fe2＋被氧化为Fe3＋，结合给定的已知信息最后调节pH将杂质去除。
（1）水浴加热可避免直接加热带来的温度不稳定性因素，则为了使温度控制在85℃，最适宜的加热方式为：水浴加热(或85℃水浴加热)，
故答案为：水浴加热(或85℃水浴加热)；
（2）Cu2＋在碳酸钠溶液中，转化为Cu2(OH)3Cl沉淀并放出二氧化碳气体的反应方程式可表示为：4Cu2＋＋3CO32-＋2Cl－＋3H2O===2Cu2(OH)3Cl↓＋3CO2↑，若用NaOH溶液进行碱洗操作时，浓度不宜过大，依据表格数据发现，氢氧化钠浓度从1.0mol/L到3.0mol/L, 最终想得到的ZnSO4·H2O中锌元素流失量会增大，且砷元素浸出率从0到78.22%，由已知信息可知，砷元素过多，砷元素进入水体中对环境污染大，因此会增大废水处理难度，
故答案为：4Cu2＋＋3CO32-＋2Cl－＋3H2O===2Cu2(OH)3Cl↓＋3CO2↑；NaOH溶液浓度高时Zn元素损失较多；As元素浸出率高，增加废水处理难度；
（3）从溶解度曲线中可以看出，温度在330 K以后所得的晶体成分为实验所需的ZnSO4·H2O，且溶解度随着温度的升高而降低，为得到该晶体，可进行的操作是：在330 K以上(330～380 K范围内皆可以)蒸发结晶，趁热过滤，热水洗涤干燥，
故答案为：在330 K以上(330～380 K范围内皆可以)蒸发结晶，趁热过滤，热水洗涤干燥；
(4)电解硫酸铜制备铜单质的过程，阳极“放氧生酸”，即溶液中的氢氧根离子放电产生氧气和硫酸，其中稀硫酸可重复利用再次在“酸浸”操作时使用，
故答案为：H2SO4；
(5)根据已知信息知，要想除去酸浸液中杂质铁元素(以Fe2＋存在)、砷元素(以H3AsO3存在)可考虑先用过氧化氢氧化Fe2＋与H3AsO3，因H3AsO3的还原性强于Fe2＋，则由已知信息易知用0.001 mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液作为检验Fe2＋的试剂，若无Fe2＋则证明杂质铁元素、砷元素已除尽，因铁元素(以Fe2＋存在)、砷元素(以H3AsO3存在)的浓度分别为1.15 g·L－1、0.58 g·L－1，转换为物质的量浓度分别约为0.018 mol/L、0.008 mol/L，生成的Fe3＋与AsO43-按一比一反应生成FeAsO4沉淀后Fe3＋有剩余，则根据已知信息知Fe3＋完全沉淀pH为3.2，此时Zn2＋、Cu2＋未开始沉淀，因此可调节溶液pH= 3.2去除剩余的Fe3＋，静置过滤，最后取滤液即可，
故答案为：向酸浸滤液中加入过量30%双氧水，搅拌使其充分反应，取样滴加0.001 mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液，无深蓝色沉淀，加入回收的铜锌沉淀物，并搅拌至调节pH为3.2，静置，过滤，取滤液。
名校课堂系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】（1）21世纪是钛的世界，钠米材料二氧化钛（TiO2）具有很高的化学活性，可做性能优良的催化剂。工业上二氧化钛的制备是：
I．将干燥后的金红石（主要成分TiO2，主要杂质SiO2）与碳粉混合装入氯化炉中，在高温下通入Cl2反应制得混有SiCl4杂质的TiCl4。
II．将SiCl4分离，得到纯净的TiCl4，所采取的操作名称是_______
III．用TiCl4制备TiO2·xH2O的化学方程式为________________，制备时需要________，促进水解趋于完全。
IV．TiO2·xH2O高温分解得到TiO2。如在实验室中进行，则需在________（填仪器名称）中加热。
（2）亚硫酰氯(SOCl2)是一种液态化合物，沸点为77℃，在农药制药等领域用途广泛。SOCl2遇水剧烈反应，液面上有白雾形成，并有带刺激性气味的气体逸出，该气体可使品红溶液褪色。根据上述实验，写出SOCl2与水反应的化学方程式_________________________________________________，AlCl3溶液蒸干灼烧得不到无水AlCl3，而用SOCl2与AlCl3·6H2O混合共热，可得无水AlCl3，其原因是______________________________
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【题目】下列各组离子在指定溶液中一定大量共存的是（ ）
A. 含有AlO2-的溶液中：Na+ 、Al3+、Cl-、K+
B. 常温下由水电离出的c(H＋)·c(OH－)＝10－20 mol2·L－2的溶液中：Na＋、NH
、Cl－
C. 常温下 c(Fe3＋)＝0.1 mol·L－1的溶液中：K＋、ClO－、SO42－、SCN－
D. 在c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液中：Na+、S2－、AlO2－、SO32－
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【题目】硼氢化钠(NaBH4)是应用广泛、性能较好的还原剂，以硼酸、甲醇和氢化钠(NaH)为原料可制得硼氢化钠。某学习小组的同学欲利用下图所示路线在实验室合成硼氢化钠。
I.氢化钠的制备
已知NaH的化学反应活性很高，在潮湿的空气中能自燃，与酸接触即放出热量和氢引发燃烧甚至爆炸。该小组的同学利用下图中的装置在实验室制取NaH。
(1)NaH中氢元素的化合价为___________，NaH的电子式为___________。
(2)按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→___________b→c(填接口字母)；连接装置后进行实验，在给装置B加热前，必须进行的一步操作是___________。
(3)装置A中盛装稀盐酸的仪器名称为___________，装置D中应盛装的试剂是___________。
(4)经分析，该实验装置有一个明显的不足是____________，解决此不足的措施是__________。
Ⅱ.硼氢化钠的制备与纯度测定
在搅拌加热到220℃时，向盛装NaH的缩合反应罐中加入硼酸三甲酯[B(OCH3)3]，升温到260℃，充分反应后，经过处理得到NaBH4和甲醇钠。
(5)某同学欲通过测定硼氢化钠与水反应生成氢气的体积来测定硼氢化钠产品的纯度。
已知：NaH+H2O=H2↑+NaOH。
①硼氢化钠与水反应可以产生大量氢气和偏硼酸钠，该反应方程式为___________。
②该同学用图装置测定硼氢化钠产品的纯度(杂质只有氢化钠)。装置中a的作用是_________；称取6.28g氢化钠样品，重复实验操作三次，测得生成气体的平均体积为13.44L(已折算为标准状况)，则样品中硼氢化钠的纯度为___________%(结果保留两位有效数字)。
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【题目】已知：I2在水中溶解度很小，在KI溶液中溶解度显著增大。I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)
I3－(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数如下图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 反应I2(aq)＋I-(aq)
I3 -(aq)的ΔH>0
B. 利用该反应可以除去硫粉中少量的碘单质
C. 在上述平衡体系中加入CCl4，平衡不移动
D. 25℃时，在上述平衡体系中加入少量KI固体，平衡常数K小于680
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【题目】25℃时，改变0.1mol·L－1H2SO3溶液的pH，各微粒的物质的量分数（α）变化如图所示，下列说法中错误的是
A. 1gK1（H2SO3）＝－1.9
B. pH＝3时，c（HSO3－）＞c（H2SO3）＞c（SO32－）
C. 反应H2SO3＋SO32－
2HSO3－的lgK＝5.3
D. pH＝7.2时，c（HSO3－）＝c（SO32－）＝c（H＋）
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【题目】工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等，是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。
（1）NOx和SO2在空气中存在下列平衡：2NO(g) + O2(g) 
2NO2(g) △H= -113.0 kJ·mol-1，2SO2(g)+ O2 (g) 2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol-1，SO2通常在二氧化氮的存在下，进一步被氧化，生成SO3。
① 写出NO2和SO2反应的热化学方程式为__________________________。
② 随温度升高，该反应化学平衡常数变化趋势是____________。（填“增大”或“减小”或“不变”）
（2）提高2SO2 + O22SO3反应中SO2的转化率，是减少SO2排放的有效措施。
① T温度时，在1L的密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，5 min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，该温度下反应的平衡常数K=_______。
② 在①中条件下，反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2的转化率提高的是_________（填字母）。
a．温度和容器体积不变，充入1.0 mol He b．温度和容器体积不变，充入1.0 mol O2
c．在其他条件不变时，减少容器的体积 d．在其他条件不变时，升高体系温度
（3）汽车尾气是氮氧化物的一个主要来源。汽缸中生成NO的反应为：N2 (g) + O2 (g) 2NO(g) △H>0
汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO的排放量越大，其原因是_______________。
（4）研究人员在汽车尾气系统中装置催化转化剂，可有效降低NOx的排放。
① 写出用CO还原NO生成N2的化学方程式____________________。
② 在实验室中模仿此反应，在一定条件下的密闭容器中，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况和n (NO)/n(CO)比例变化情况如下图。
为达到NO转化为N2的最佳转化率，应该选用的温度和n(NO)/n(CO)比例分别 为________、________；该反应的H________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
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