二、填空题
6.(2015·安徽江淮十校联考)利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测。某工厂对制铬工业污泥中Cr(Ⅲ)的回收与再利用工艺如下(硫酸浸液中金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+)：
常温下部分阳离子的氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表：
阳离子 Fe3+ Fe2+ Mg2+ Al3+ Ca2+ Cr3+ 开始沉淀时的pH 1.9 7.0 9.6 4.2 9.7 —— 沉淀完全时的pH 3.2 9.0 11.1 8.0 11.7 9.0(>9.0溶解)
(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是__________________(至少一条)。
(2)调pH=4.0是为了除去________。
(3)钠离子交换树脂的作用原理为Mn++nNaR―→MRn+nNa+，被交换的杂质离子是__________________。
(4)试配平下列氧化还原反应方程式：
________Na2Cr2O7+________SO2+________H2O===
________Cr(OH)(H2O)5SO4+________Na2SO4
解析：(2)由表中信息可知，Fe3+沉淀完全时的pH为3.2，故调pH=4.0可以使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。(3)过滤Ⅱ所得的滤液中含有杂质离子Al3+、Ca2+、Mg2+，通过钠离子交换树脂均可除去。(4)Na2O7～2 (OH)(H2O)5SO4，1 mol Na2Cr2O7得6 mol e-;O2～O，1 mol SO2失去2 mol e-，故Na2Cr2O7与SO2的物质的量之比为13，然后再根据原子守恒即可配平。
答案：(1)升高温度，搅拌，过滤后再向滤渣中加入H2SO4(多次浸取)，适当延长浸取时间(至少答一条)
(2)Fe3+
(3)Mg2+、Ca2+、Al3+
(4)1 3 11 2 1
7(2015·河北衡水中学二模)锶(Sr)为第五周期ⅡA族元素，其化合物六水氯化锶(SrCl2·6H2O)是实验室重要的分析试剂，工业上常以天青石(主要成分为SrSO4)为原料制备，生产流程如下：
已知：①经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr2+和Cl-外，还含有少量Ba2+杂质：
②SrSO4、BaSO4的溶度积常数分别为3.3×10-7、1.1×10-10;
③SrCl2·6H2O的摩尔质量为267 g/mol。
(1)天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是______________________________。
(2)隔绝空气高温焙烧，若0.5 mol SrSO4中只有S被还原，转移了4 mol电子。写出该反应的化学方程式：______________________________。
(3)为了得到较纯的六水氯化锶晶体。过滤2后还需进行的两步操作是________________ ______________。
(4)加入硫酸的目的是______________________________。为了提高原料的利用率，滤液中Sr2+的浓度应不高于________mol/L(注：此时滤液中Ba2+浓度为1×10-5 mol/L)。
(5)产品纯度检测：称取1.000 g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO3 1.100×10-2 mol的AgNO3溶液(溶液中除Cl-外，不含其他与Ag+反应的离子)，待Cl-完全沉淀后，用含Fe3+的溶液作指示剂，用0.2000 mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。
①滴定反应达到终点的现象是______________________________。
②若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00 mL，则产品中SrCl2·6H2O的质量百分含量为________(保留4位有效数字)。
解析：(1)天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是增加反应物的接触面积，提高化学反应速率。(2)隔绝空气高温焙烧，若0.5 mol SrSO4中只有S被还原，且转移4 mol电子，则反应的化学方程式为SrSO4+4CSrS+4CO↑。(3)从过滤后的溶液中获得晶体的操作是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干。(4)根据题目中已知，经盐酸浸取后的溶液中除含Sr2+和Cl-外，还含有Ba2+杂质，所以加适量硫酸的目的是除去溶液中的Ba2+杂质。Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，c(Ba2+)=1×10-5 mol/L，则c(SO)= mol/L=1.1×10-5 mol/L，又Ksp(SrSO4)=3.3×10-7，则滤液中c(Sr2+)应不高于 mol/L=0.03 mol/L。(5)产品纯度检测，把称量好的产品溶于水，加过量的AgNO3使Cl-沉淀，过量的Ag+又和NH4SCN反应产生AgSCN沉淀，过量的SCN-遇Fe3+显红色，所以滴定反应达到终点的现象是溶液由无色变为红色，且30 s内不褪色。利用关系式：
SrCl2·6H2O ～ 2AgNO3
1 mol 2 mol
n(SrCl2·6H2O) (1.100×10-2-0.2000×20.00×10-3)
n(SrCl2·6H2O)=3.5×10-3 mol
则产品中SrCl2·6H2O的百分含量为：=93.45%。
答案：(1)增加反应物的接触面积，提高化学反应速率
(2)SrSO4+4CSrS+4CO↑
(3)洗涤、干燥(或烘干)
(4)除去溶液中Ba2+杂质 0.03
(5)①溶液由无色变为红色，且30 s内不褪色
②93.45%
8(2015·江西六校3月联考)通常情况下，当空气中CO2的体积分数超过0.050%时，会引起明显的温室效应。为减小和消除CO2对环境的影响，各国都在限制CO2的排放量，同时也在加强对CO2创新利用的研究。
(1)目前，推广用超临界CO2(介于气态和液态之间)代替氟利昂作制冷剂，这一做法对环境的积极意义是______________________________。
(2)科学家为提取空气中的CO2，把空气吹入碳酸钾溶液中，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应使之变为可再生燃料甲醇。流程如图：
①分解池中反应的化学方程式为______________________________。
②合成塔中，若有4.4 g CO2与足量H2恰好反应生成气态产物，放出4.947 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：______________________________。
(3)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数，他查得CaCO3、BaCO3的溶度积Ksp分别为4.96×10-9、2.58×10-9，他最好将空气通入足量的________溶液中，实验时除测定温度、压强和空气的体积外，还需测定______________________________。
解析：(1)氟利昂能破坏臭氧层，用超临界CO2代替氟利昂作制冷剂，可以减少氟利昂对臭氧层的破坏，从而起到保护臭氧层的作用。(2)在吸收池中K2CO3吸收CO2生成KHCO3，在分解池中KHCO3分解生成K2CO3、H2O和CO2，所以反应的化学方程式为2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O;合成塔中发生的反应为CO2+3H2CH3OH+H2O，若有4.4 g CO2与足量H2恰好反应生成气态产物，放出4.947 kJ的热量，则44g CO2即1 mol CO2反应放出的热量是49.47 kJ，所以该反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.47 kJ/mol。(3)BaCO3的溶度积常数小于CaCO3的溶度积常数，为减小误差，最好将空气通入足量Ba(OH)2溶液中;用沉淀法测定空气中CO2的体积分数，需要计算被吸收的CO2的质量，所以实验时除测定温度、压强和空气的体积外，还需测定生成沉淀的质量。
答案：(1)保护臭氧层
(2)①2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O
②CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.47 kJ/mol
(3)Ba(OH)2 生成沉淀的质量
9.(2015·四川德阳四校联考)硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域，工业上由氧化锌矿(主要成分为ZnO，另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)生产ZnSO4·7H2O的一种流程如下：
(1)步骤Ⅰ包括酸浸和过滤两个操作。
①酸浸时，需不断通入高温水蒸气的目的是______________________________。
②过滤时为防堵塞，过滤装置需常用NaOH溶液清洗，其清洗原理是_______________ _______________(用化学方程式表示)。
(2)步骤Ⅱ中，在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾，生成Fe(OH)3和MnO(OH)2两种沉淀，该反应的离子方程式为______________________________。
(3)步骤Ⅲ所得滤渣Z的主要成分是______________________________。
(4)取28.70 g ZnSO4·7H2O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如下图所示。
①步骤Ⅳ中的烘干操作需在减压条件下进行，其原因是__________________________。
②在图中C点，680 ℃时所得固体的化学式为________(填字母序号)。
a.ZnO b.ZnSO4
c.ZnSO4·H2O d.Zn3O(SO4)2
解析：(1)①通入高温水蒸气可以升高温度，使反应速率加快。②由于反应中产生硅酸，硅酸难溶于水，所以过滤时易发生堵塞。硅酸能与氢氧化钠溶液反应，因此过滤装置常用NaOH溶液清洗。(2)该反应为氧化还原反应，Fe元素由+2价升高到+3价，Mn元素从+7价降低到+4价，根据得失电子守恒及质量守恒即可写出该反应的离子方程式。(3)步骤Ⅱ所得滤液中含有铜离子，在步骤Ⅲ中加入锌粉可以把铜置换出来，则步骤Ⅲ所得滤渣Z的主要成分是铜和剩余的锌。(4)①温度高，硫酸锌晶体易分解，减压烘干可以降低烘干温度，防止ZnSO4·7H2O分解。②28.70 g ZnSO4·7H2O晶体的物质的量是0.1 mol，A点晶体质量变为17.90 g，即减少10.8 g，相当于减少0.6 mol结晶水，即A点所得固体的化学式为ZnSO4·H2O。B点与A点相比固体质量又减少1.8 g，说明此时完全失去结晶水，即B点所得固体的化学式为ZnSO4。C点固体质量为13.43 g，如果全部是氧化锌，则其质量应是8.10 g，不合理，所以根据以上分析可知C点所得固体的化学式为Zn3O(SO4)2。
答案：(1)①升高温度，以加快反应速率
②H2SiO3+2NaOH===Na2SiO3+2H2O
(2)3Fe2++MnO+8H2O===3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H+
(3)Cu、Zn
(4)①降低烘干的温度，防止ZnSO4·7H2O分解 ②d
