【化学——选修2：化学与技术】元素铝是在生产、生活中应用广泛的金属元素。（1）氧化铝是一种...

【化学——选修2：化学与技术】

元素铝是在生产、生活中应用广泛的金属元素。

（1）氧化铝是一种耐高温材料，也是工业上制取铝的原料。从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下图所示：

体A的主要成分是　　 　　　 　　 （填化学式，下同），固体X的主要成分是　　　　　　 。

②滤液E中溶质的主要成分是　　　　　 ，写出该溶质的一种用途：　　　　　 。

③在滤液D中通入过量CO2时反应的离子方程式为　　　　　　　　　 。

（2）工业上电解氧化铝冶炼铝时加入冰晶石（Na3AlF6）的作用是　　　　　　 。在电解池的工作过程中，需要不断补充阳极材料（石墨），原因是　　　　　　　　　 。

（3）一种新型高效净水剂PAFC——聚合氯化铁铝[AlFe(OH)nCl6－n]m（n<5，m<10）可广泛应用于日常生活用水和工业污水的处理。下列有关PAFC的说法正确的是　　　　 （填序号）。

A．PAFC中铁元素显+2价

B．PAFC用于净水时，比用相同物质的量的氯化铝和氯化铁的pH改变小

C．PAFC可看作一定比例的氯化铁与氯化铝水解的中间产物

D．PAFC在强酸性或强碱性溶液中都能稳定存在

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二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。探究二氧化硫的制取和性质都有着非常重要的意义。

（1）工业上用黄铁矿（FeS₂，其中S元素为－1价）在高温下和氧气反应制备SO₂：

该反应中被氧化的元素是__________（填元素符号）。当该反应转移5.50mol电子时，生成的二氧化硫在标准状况下的体积为________L。

（2）①实验室可用70％的浓硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，如果能控制反应速度，下图中可选用的发生装置是_______（填写字母）。

②若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L（标准状况）二氧化硫，如果已有4.0％亚硫酸钠（质量分数）被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠_______g（保留一位小数）。

（3）某化学兴趣小组设计用如图装置验证二氧化硫的化学性质。

①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为___________________________。

②为验证二氧化硫的还原性，充分反应后，取试管b中的溶液分成三份，分别进行如下实验：

方案Ⅰ：向第一份溶液加入品红溶液，红色褪去

方案Ⅱ：向第二份溶液加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀

方案Ⅲ：向第三份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成

上述方案中合理的是________（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）；试管b中发生反应的离子方程式为______________。

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元素铝是在生产、生活中应用广泛的金属元素。

（1）从矿石提取氧化铝：矿石与NaOH溶液高温反应，然后降温析出晶体，再经净化和高温煅烧得到氧化铝。降温析出晶体时的反应方程式为：________。

（2）氧化铝是工业电解冶炼铝的重要原料，生产中加入冰晶石(Na₃AlF₆)，其作用是________。

工业冶炼铝的装置示意图如右：

①阴极的反应式，

②在电解池工作过程中，需要不断补充阳极材料，原因是________。

（3）有资料介绍：溶液中铝元素以氢氧化物[用Al(OH)₃表示]形式存在的pH范围是3.8~10。现有A、B两种均含铝元素形成的某种离子溶液，其pH分别为1、13，两溶液等体积混合时反应的离子方程式为________。

（4）一种新型高效净水剂PAFC——聚合氯化铁铝[A1Fe（OH）_nCl_6－n]_m，广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。有关PAFC的说法正确的是________。（填选项）

A．PAFC中铁元素显+2价

B．PAFC用于净水时，比用相同量的氯化铝和氯化铁对水的pH改变小

C．PAFC可看作一定比例的氯化铁与氯化铝水解的中间产物

D．PAFC在强酸性和强碱性溶液中都能稳定存在

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【化学选修-化学与技术】(15分)铈、铬、钛、镍虽不是中学阶段常见的金属元素，但在工业生产中有着重要作用。

（1）二氧化铈 (CeO2)在平板电视显示屏中有着重要应用。CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+，CeO2在该反应中作______________剂。

（2）自然界中Cr主要以+3价和+6价存在。+6价的Cr能引起细胞的突变，可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬。写出过程中的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）钛（Ti）被誉为“二十一世纪的金属”，工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛，该反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）NiSO4·xH2O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于镀镍、电池等，可由电镀废渣(除镍外，还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得。操作步骤如下：

①向滤液Ⅰ中加入FeS是为了除去Cu2+、Zn2+等杂质，除去Cu2+的离子方程式为　　　　　　　　　　 。

②对滤液Ⅱ先加H2O2再调pH，加H2O2的目的是　　　　　　　　　　 ，调pH的目的是　　　　 　　　　　　 。

③滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4，加Na2CO3过滤后，再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4，这两步操作的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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（选考）化学·选修2：化学与技术（15分）水处理技术在生产、生活中应用广泛，对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。

（1）水的净化和软化的区别是________。

（2）①生活用水必须保证安全，自来水厂需要对取自江河湖泊中的淡水进行杀菌消毒、混凝沉淀、过滤等工艺处理，这三项处理的正确顺序是_________。

②下列试剂能够用来对自来水进行杀菌消毒，且不会造成二次污染的是_______填字母）。

a．福尔马杯　　 　　 b．漂白粉 　　 　　 c．氯气　 　　　 　 d．臭氧

（3）Na2FeO4是一种新型水处理剂，工业上可用FeSO4制备Na2FeO4其工艺流程如下：

①工业上常用硫酸亚铁作混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体，为了达到更好的效果，要将待处理水的pH调到9左右，再加人绿矾。请解释这一做法的原因：________________________。（用必要的离子方程式和文字描述）。

②写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的化学方程式：____________。

（4）石灰纯碱法是常用的硬水软化方法，已知25℃时，现将等体积的Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液混合（假设溶液体积具有加和性），若Na2CO3溶液的浓度为,则生成沉淀所需Ca(OH)2溶液的最小浓度为____________。

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[化学—选修2：化学与技术]（15分）七水硫酸镁( MgSO4.7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣——硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质（MgO、SiO2 、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等）。

表1　 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH

表2　 两种盐的溶解度（单位为g/l00g水）

硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：

根据以上流程图并参考表格pH和溶解度数据，试回答下列问题：

（1）硼镁泥加入浓硫酸时，FeO发生的变化是　　 （选填序号）。

a．被钝化　 　　 　 b．被氧化　　 　　 c．被溶解

（2）过滤I的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH =5—6，再加入NaClO溶液加热煮沸，其目的有：

①将溶液中的Mn2+氧化成MnO2，该反应的离子反应方程式为　　　　　　　　 。

② 　　　　　　　　 ，该反应的离子反应方程式为　　　　　　　　 。

（3）沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有　　　　　 、　　　　　　 等物质（填化学式）。

（4）沉淀C的化学式是　　　　　　　 ，过滤III需趁热过滤的理由是　　　　　　　　　 。

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【化学---选修2：化学与技术(15分)】MgSO4·7H2O在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣－一硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等)。

表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH

表2 两种盐的溶解度(单位为g／100 g水)

硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：

根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据，试回答下列问题：

（1）沉淀C的化学式是

（2）过滤Ⅲ需趁热过滤的理由是

（3）操作Ⅰ和操作Ⅱ的名称分别为　　　　　 、　　　　

（4）滤液I中加入硼镁泥，调节溶液的pH＝5～6，可除去滤液Ⅰ中　 　 　 (填离子符号)；加入NaClO溶液加热煮沸，可将Fe2＋氧化成Fe3＋的同时，还会将溶液中的Mn2＋氧化成MnO2，写出Mn2＋被氧化成MnO2的离子反应方程式为　　　　　　　　　

（5）硼镁泥是硼镁矿生产硼砂(Na2B4O7·10H2O)时的废渣。将硼镁矿(Mg2B2O5·H2O)煅烧、粉碎后加水和纯碱，在加热加压下通入CO2可得硼砂。此反应为熵减小反应，试写出反应方程式　　　　　　　　　

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选考【化学---选修2：化学与技术（15分）】

MgSO4·7H2O在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣－一硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等）。

表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH

表2 两种盐的溶解度（单位为g／100g水）

硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：

根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据，试回答下列问题：

（1）沉淀C的化学式是　　　　

（2）过滤Ⅲ需趁热过滤的理由是　　　　

（3）操作Ⅰ和操作Ⅱ的名称分别为　　　　　 、　　　　 　

（4）滤液I中加入硼镁泥，调节溶液的pH＝5～6，可除去滤液Ⅰ中　　 （填离子符号）；加入NaClO溶液加热煮沸，可将Fe2+氧化成Fe3+的同时，还会将溶液中的Mn2+氧化成MnO2，写出Mn2+被氧化成MnO2的离子反应方程式为　　　　　　　　　　　　

（5）硼镁泥是硼镁矿生产硼砂(Na2B4O7·10H2O)时的废渣。将硼镁矿(Mg2B2O5·H2O)煅烧、粉碎后加水和纯碱，在加热加压下通入CO2可得硼砂。此反应为熵减小反应，试写出反应方程式　　　　　　　　　　

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铁是地壳中含量较丰富的元素，仅次于氧、硅、铝元素，其单质及合金是在生产生活中应用广泛的金属材料。化学上常用KSCN溶液等来检验溶液中是否存在Fe3+。

（1）Fe3+离子基态的电子排布式可表示为___。

（2）一种铁晶体的晶胞属于体心立方堆积，则该晶胞中所包括的铁原子的个数是___。

（3）C、N两种元素的简单气态氢化物的热稳定性由强到弱的顺序为___。(填化学式)

（4）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___(填元素符号)。

（5）离子化合物Fe2O3的熔点高于KC1的熔点的原因是___。

（6）据报道：由Q、X、Z三种元素形成的一种晶体具有超导性，其晶体结构如图所示。晶体中距每个X原子周围距离最近的Q的原子的个数是___。

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[化学－选修化学与技术]（15分）

七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣－硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO₃，还含有其他杂质(MgO、SiO₂、Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃、MnO等）。

表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH

表2 两种盐的溶解度(单位为g／100g水)

硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：

根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据，试回答下列问题：

（1）过滤I的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH＝5～6，再加入NaClO溶液加热煮沸，将溶液中的     Mn²⁺氧化成MnO₂，反应的离子反应方程式为。加热煮沸的主要目的    是________。

（2）沉淀B中除MnO₂、SiO₂外还含有________(填化学式)等物质。

（3）检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe³⁺的实验方法是________；

（4）沉淀C的化学式是________。过滤III需趁热过滤的理由是________

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