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(时间：40分钟满分：60分)非选择题(共4小题，60分)1．(12分)(2010·江苏)以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：(1)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的Ksp＝1.8×10－11，若溶液中c(OH－)＝3.0×10－6mol·L－1，则溶液中c(Mg2＋)＝________。(2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为________。(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g和标准状况下CO20.896L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3，则产品中镁的质量分数________(填“升高”“降低”或“不变”)。解析(1)常温下Mg(OH)2的Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝c(Mg2＋)×(3.0×10－6)2＝1.8×10－11，求得c(Mg2＋)＝2.0mol·L－1。(2)主要流程中加NH3、NH4HCO3沉淀镁得到的主要物质为MgCO3和NH4Cl，滤液的主要成分为NH4Cl。(3)设该碱式碳酸镁的化学式为Mgx(OH)y(CO3)z，高温煅烧后产物为MgO、CO2和H2O，其物质的量之比为n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝x∶z∶y2，由题中数据知生成气体CO2的物质的量n(CO2)＝0.896L22.4L·mol－1＝4.00×10－2mol，得到的固体为MgO，其物质的量n(MgO)＝2.00g40g·mol－1＝5.00×10－2mol，n(H2O)＝4.66g－4.00×10－2mol×44g·mol－1－2.00g18g·mol－1＝5.00×10－2mol，n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝x∶z∶y2＝(5.00×10－2)∶(4.00×10－2)∶(5.00×10－2)＝5∶4∶5，所以求得该碱式碳酸镁的化学式为Mg5(OH)10(CO3)4，但该化学式化合价不守恒，推测可能含结晶水，故化学式应为Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O，也可写为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O。(4)将碱式碳酸镁的化学式分为两部分，分别是4MgCO3和Mg(OH)2·4H2O。MgCO3中镁的质量分数为2484×100%≈28.6%，Mg(OH)2·4H2O中镁的质量分数为24＋17×2＋18×4×100%≈18.5%，MgCO3增多，镁的质量分数升高。答案(1)2.0mol·L－1(2)NH4Cl(3)n(CO2)＝0.896L22.4L·mol－1＝4.00×10－2moln(MgO)＝2.00g40g·mol－1＝5.00×10－2moln(H2O)＝4.66g－4.00×10－2mol×44g·mol－1－2.00g18g·mol－1＝5.00×10－2moln(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝(5.00×10－2)∶(4.00×10－2)∶(5.00×10－2)＝5∶4∶5碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O(4)升高2．(18分)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3，步骤如下：请回答下列问题：(1)溶液A中的金属离子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为________(填代号)，检验溶液A中Fe3＋的最佳试剂为________(填代号)。a．KMnO4b．(NH4)2Sc．H2O2d．KSCN(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发、________、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是________________________________________________________________________。(3)制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入(或先加入)________(填化学式)。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列________装置回收(填代号)。(4)欲测定溶液A中Fe2＋的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应____________________，直到____________________。用KMnO4标准溶液滴定时应选用________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。解析(1)为使Fe2＋、Fe3＋一起沉淀，要加氧化剂将Fe2＋氧化而又不引入新杂质，故选H2O2；检验Fe3＋选择SCN－。(2)要从溶液中析出晶体，采用冷却结晶法；过滤时要用玻璃棒引流。(3)因NH3在水中的溶解度远远大于CO2在水中的溶解度，故应先通NH3使CaCl2溶液显碱性，再通CO2才利于CaCO3的生成。(4)配制一定物质的量浓度溶液时，定容时视线应与凹液面相切，且要平视；KMnO4具有强氧化性，只能用酸式滴定管。答案(1)cd(2)冷却结晶引流(3)NH3(或NH3·H2O)b(4)平视凹液面的最低点或刻度线凹液面的最低点与刻度线相切酸式3．(16分)已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等和少量矿物杂质(与酸不反应)。某化学兴趣小组在实验室条件下用硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯，并对阳极泥和电解液中的金属进行回收和含量测定。(1)步骤一：电解精制电解时，粗铜应与电源的________极相连。阴极上的电极反应式为________________________________________________________________________。电解过程中，硫酸铜的浓度会________(填“变大”“不变”或“变小”)。步骤二：电解完成后，该小组同学按以下流程对电解液进行处理：(2)阳极泥的综合利用原子利用率是衡量绿色化学的重要依据之一，原子利用率＝目标产物质量产物总质量×100%。选硝酸溶解阳极泥，设计了两种方案：方案1：用14mol·L－1硝酸溶解银，制备硝酸银；方案2：用2mol·L－1硝酸溶解银，制备硝酸银。①写出化学方程式：方案1：______________________________________________________；方案2：______________________________________________________。②方案1原子利用率为________；方案2原子利用率为________(小数点后保留两位小数)。你认为最接近绿色化学要求的方案是________，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③残渣中含有极少量的金，如何回收金，他们查阅了有关资料，了解到一些有关金的知识，以下是他们获取的一些信息：序号反应反应程度1Au＋6HNO3(浓)===Au(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O很难发生2Au3＋＋4Cl－[AuCl4]－容易发生从表中可知金很难与硝酸反应，却可溶于王水(浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3的混合物)，请你简要解释金能够溶于王水的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。步骤三：测定步骤二滤液中Cu2＋、Fe2＋等的含量。(已知：氢氧化锌溶于氢氧化钠溶液中)(3)以下是该小组探究滤液的一个实验流程：则100mL滤液中Cu2＋的浓度为________mol·L－1，Fe2＋的浓度为________mol·L－1。解析粗铜精炼原理是：在阳极粗铜中的铜失去电子，进入溶液中，铜离子在阴极得电子，从而在阴极沉积；粗铜中比铜活泼的杂质如锌、铁先失去电子进入溶液中。因为银、金没有铜活泼且含量较小，当铜完全溶解时，银和金才沉积于阳极泥中。在阴极，得电子能力：Cu2＋Fe2＋Zn2＋，所以精铜为阴极，铜优先附在精铜表面，Fe2＋、Zn2＋留在溶液中，这样就精炼了粗铜。(1)在电解池中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，所以粗铜作阳极，应与电源正极相连。精铜为阴极，Cu2＋在阴极发生还原反应。铁、锌比铜活泼，电解刚开始时阳极发生的反应为：Fe－2e－===Fe2＋，Zn－2e－===Zn2＋；阴极发生的反应：Cu2＋＋2e－===Cu，所以硫酸铜溶液的浓度减小。(2)14mol·L－1的硝酸为浓硝酸，与银反应生成硝酸银、NO2和H2O；2mol·L－1的硝酸为稀硝酸，与银反应生成硝酸银、NO和H2O。目标产物是硝酸银，方案1：Ag＋2HNO3(浓)===AgNO3＋NO2↑＋H2O，原子利用率＝170170＋46＋18×100%≈72.65%；若制得3molAgNO3，就生成了3molNO2。方案2：3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O，原子利用率＝170×3170×3＋30＋36×100%≈88.54%，若制得3molAgNO3，只生成1molNO。判断方案是否符合绿色化学的要求，可以从节省原料、原子利用率或环保等角度考虑。由表格信息知，[AuCl4]－很稳定，由于王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3组成的混合物，含有大量浓盐酸，易形成稳定的四氯合金离子，促进反应向右移动。化学方程式为：Au＋HNO3＋4HCl===HAuCl4＋NO↑＋2H2O。(3)根据步骤二知，滤液中含有Cu2＋、Fe2＋、Zn2＋，加入过量铁粉，发生的反应为：Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋；过滤得到的固体中含有铁和铜，滤液中含有Fe2＋、Zn2＋，已知氢氧化钠溶液能溶解氢氧化锌，所以最终灼烧得到的固体为氧化铁：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2O。n(Cu2＋)＝n(Cu)＝3.2g64g·mol－1＝0.05mol，n(Fe2＋)＝2n(Fe2O3)＝4.8g160g·mol－1×2＝0.06mol，因为铁置换铜时生成0.05molFe2＋，所以原100mL滤液中含Fe2＋的物质的量为：n(Fe2＋)＝0.06mol－0.05mol＝0.01mol，c(Cu2＋)＝0.05mol0.1L＝0.5mol·L－1，c(Fe2＋)＝0.01mol0.1L＝0.1mol·L－1。答案(1)正Cu2＋＋2e－===Cu变小(2)①方案1：Ag＋2HNO3(浓)===AgNO3＋NO2↑＋H2O方案2：3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O②72.65%88.54%方案2原子利用率高，生成等量硝酸银时生成氮的氧化物的物质的量较少③王水中含有大量氯离子，Au3＋与氯离子形成稳定的[AuCl4]－，使Au3＋＋4Cl－[AuCl4]－向右移动，则金能溶于王水中(3)0.50.14．(14分)碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如下图所示。1．惰性电极2.直流电源3.离子交换膜4.冷却水请回答下列问题：(1)碘是________(填颜色)固体物质，实验室常用________方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I2＋6KOH===5KI＋KIO3＋3H2O，将该溶液加入阳极区