1、第 1 页，共 32 页 2020届高考化学二轮题型对题必练届高考化学二轮题型对题必练 热重曲线热重曲线 一、单选题（本大题共 2 小题，共 10 分） 1. 8.34g FeSO4 7H2O（M=278g/mol）样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度 变化的曲线）如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 温度为78时,固体物质 M的化学式为FeSO4 5H2O B. 温度为159时固体 N的化学式为FeSO4 2H2O C. 在隔绝空气条件下,由 N得到 P 的化学方程式为： FeSO4 H2OFeSO4+ H2O D. 取适量380时所得的样品 P,隔绝空气加热至650,得到一种固体物
2、质 Q,同时 有两种无色气体生成,Q 的化学式为Fe3O4 2. 5.56 g FeSO47H2O（相对分子质量：278）样品受热脱水过程的热重曲线（样品质 量随温度变化的曲线）如图所示，下列说法不正确的是（ ） A. .温度为78时固体物质 M的化学式为FeSO4 4H2O B. 取适量380时所得的样品 P,隔绝空气加热至650,得到一种固体物质 Q,同时 有两种无色气体生成,Q 的化学式为Fe2O3 C. 在隔绝空气条件下,M得到 P 的化学方程式为 FeSO4 4H2O ; 高温 FeSO4+ 4H2O D. 温度为380时固体 P 的化学式为FeSO4 H2O 第 2 页，共 32
3、页 二、简答题（本大题共 7 小题，共 50 分） 3. 工业上用含锰废料（主要成分 MnO2，含有少量 Fe 2O3、Al2O3、CuO、CaO 等）与 烟气脱硫进行联合处理并制备 MnSO4的流程如下： 已知：25时，部分氢氧化物的溶度积常数(Ksp)如下表所示。 氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Mn(OH)2 Ksp 1.3 10-33 4.0 10-38 2.2 10-20 1.9 10-14 请回答： （1）沉淀 1的化学式为_。 （2）室温下，调节 pH 为 5。试通过计算说明此时 Al3+、Fe3+已沉淀完全，理由是 _。“净化”时，加入(NH4)2S的
4、作用为 _。 （3）“酸化、还原”中，发生的所有氧化还原反应的离子方程式为 _。 （4）已知：滤液 3 中除 MnSO4外，还含有少量(NH4)2SO4。(NH4)2SO4、MnSO4的 溶解度曲线如图 1所示。据此判断，操作“”应为蒸发浓缩、 _、洗涤、干燥。 （5）工业上可用电解酸性 MnSO4溶液的方法制备 MnO2，其阳 极反应式为_。 （6）25.35 g MnSO4 H2O样品受热分解过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲 线）如图 2 所示。1150时，反应的化学方程式为 _。 第 3 页，共 32 页 4. 石棉尾矿主要含有 Mg3（Si2O5）（OH）4和少量的 Fe2O3、
5、Al2O3以石棉尾矿为镁 源制备碳酸镁晶体（MgCO3nH2O）的工艺如下： 已知“焙烧”过程中的主反应为： Mg3（Si2O5）（OH）4+5（NH4）2SO4 ; 焙烧3MgSO 4+10NH3+2SiO2+7H2O+2SO3 （1）写出焙烧产物 NH3的电子式_。 （2）为提高水浸速率，可采取的措施为_（任写一条），“浸渣”的主要成 分为_。 （3）“调节 pH 除杂”时，需将 pH调至 5.0，则除去的杂质离子是_，此时 溶液中的 c（Fe3+）=_（已知 KspFe（OH）3=4.0 10-38）。 （4）“沉镁”过程中反应的离子方程式为_。 “沉镁”时若温度超过 60，将产生较多的
6、碱式碳酸镁杂质，原因是_ （5）流程中可以循环利用的物质是_（填化学式）。 （6）某小组同学称取 13.8g MgCO3nH2O进行热重分析，并绘制剩余固体质量随 温度变化的曲线如图所示，则 n=_。 第 4 页，共 32 页 5. PbO2及 2PbCO3 Pb(OH)2(碱式碳酸铅)均是生产铅酸蓄电池正极的原料。 （1）PbO2可由 NaClO氧化 Pb(NO3)2溶液得到。 Pb(NO3)2被氧化为 PbO2的离子方程式为 。 Pb(NO3)2溶液中通入 H2S 发生 Pb2+(aq) + H2S(aq)PbS(s) + 2H+(aq)，直至平衡， 该反应的平衡常数为 K= 【已知：Ks
7、p(PbS)= 3.55 1028；H2S 电离常数 Ka1=1.3 107， Ka2=7.1 1015】。 （2）制备碱式碳酸铅的实验步骤如下： “碳化”时，发生反应的化学方程式为 。 “洗涤”时，经水洗涤后再用酒精洗涤的目的是 。 （3）为确定 2PbCO3 Pb(OH)2（相对式量：775）的热分解过程，进行如下实验： 称取一定量（2）实验制得的样品放在热重分析仪中，在氩气流中热分解，测得样 品的固体残留率 （固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量 100%） 随温度的变化 如下图所示。 AB 过程中，从体系中逸出的分解产物（化合物）为 （填化学式）；CD 过程中，从体系中逸出的分解产物
8、（化合物）为 （填化学式）。 第 5 页，共 32 页 根据图中实验数据，计算并确定 E点残留固体的化学式（写出计算过程）。 6. 将 1.000g FeC2O42H2O固体样品放在热重分析仪中进行热重分析，测得其热重分 析曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图所示： 已知：草酸盐受热分解易放出碳的氧化物500之前，该热重分析仪的样品 池处于 Ar 气气氛中，500时起，样品池与大气相通完成下列填空： （1）300时是样品脱水的过程，试确定 350时样品是否脱水完全 _ （填 “是”或“否”），判断的理由是 _ （要求写出推算过程） （2）400时发生变化的化学方程式是 _ （3）将 600时样
9、品池中残留的固体隔绝空气冷却至室温，再向该固体中加入一 定量的稀盐酸刚好完全溶解，用 pH试纸测得所得溶液的 pH=3，其原因是 _ （用离子方程式回答）向该溶液中滴加适量 NaOH溶液，生成红褐色沉淀，测得 此时溶液中铁元素的离子浓度为 4.0 10-11 molL-1，则此时溶液的 pH= _ （已 知：KspFe（OH）2=8.0 10-16，KspFe（OH）3=4.0 10-38） （4）将 1 500时样品池中残留的固体隔绝空气冷却后，用稀盐酸溶解得一棕黄色 溶液 取少量该溶液滴加 KSCN， 溶液显血红色； 另取少量该溶液滴加 K3Fe （CN） 6（铁氰化钾）溶液，产生特征蓝色
10、沉淀试写出图中 1 400时发生反应的化学方 程式 _ ， 产生特征蓝色沉淀的离子反应方程式 _ 7. 硫酸锰广泛应用于医药、食品、农药、造纸等行业，如图是以软锰矿（主要成分是 MnO2，还含有 SiO2等杂质）和黄铁矿（FeS2）制取 MnSO4H2O的流程图，已知 Ksp（MnCO3）=2.2 10-11，气体 A常用作气体肥料。回答下列问题： （1）空气中高温焙烧发生反应的化学方程式为_。 （2）气体 A的电子式为_。 （3）操作 a 所用的主要玻璃仪器：_。 （4）常温下，0.1mol/L碳酸氢铵溶液中微粒浓度分数与 pH的关系如图 1 所示，取 一定量母液C加入NH4HCO3至其浓度
11、为0.1mol/L可制得高性能强磁性材料MnCO3， 第 6 页，共 32 页 该反应的离子方程式为_，同时调 pH=10.3，则溶液中 c（Mn2+）=_。 （5）硫酸锰是工业制备 MnO2电极的活性原料，则用惰性电极电解酸性母液 C制 得 MnO2的阳极电极反应式为_，若电路中通过 0.3mol电子时，理论上得到 MnO2的质量为_g。 （6）如图 2是 MnSO4H2O的热重曲线，则 850时固体化学式为_，700 时发生反应的化学方程式是_。 8. 石棉尾矿主要含有 Mg3(Si2O5)(OH)4和少量的 Fe2O3、Al2O3。以石棉尾矿为镁源制 备碳酸镁晶体(MgCO3nH2O)的
12、工艺如下： 已知“焙烧”过程中的主反应为： Mg3(Si2O5)(OH)4 + 5(NH4)2SO4 = 焙烧3MgSO4 + 10NH3 + 2SiO2 + 7H2O + 2SO3。 （1）金属镁在周期表中的位置为：_。 （2）为提高水浸速率，可采取的措施为_（任 写一条）。“浸渣”的主要成分为_。 （3）“除铁、铝”时，需将 pH 调至 6.0左右，可以用作调节剂的是 （填字 母代号）。 aNaOH bMg(OH)2 cNH3H2O （4）“沉镁”过程中除了获得碳酸镁晶体（MgCO3nH2O）外，还有无色无味气 体产生，其反应的离子方程式为_。“沉镁”时若温度超 过 60，将产生较多的碱式
13、碳酸镁杂质Mg2(OH)2CO3，原因是 _。 （5）流程中可以循环利用的物质是_（填化学式）。 第 7 页，共 32 页 （6）某小组同学称取 13.8 g MgCO3nH2O 进行热重分析，并 绘制剩余固体质量随温度变化的曲线如下图所示，则 n=_。(已知 MgCO3= MgOCO 2) 9. 以铬铁矿(含 FeO Cr2O3、Al2O3、SiO2等)为原料制备二草酸铬钾的实验步骤如下: 回答下列问题: (1)“熔融”的装置如图,坩埚W的材质可以是_(填“铁”“陶瓷”或“玻璃”); FeO Cr2O3与 KClO3及 Na2CO3发生反应,生成 Fe2O3、KCl、Na2CrO4和 CO2
14、的化学 方程式为_。 (2)熔融后的固体中含 Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3、NaAlO2、KCl 等, 步骤的具体 步骤为水浸,过滤,调 pH 为 78,加热煮沸半小时,趁热过滤。第一次过滤滤渣中的主 要成分为_,“调 pH为 78,加热煮沸半小时”的目的是_。 (3)步骤需加入酸,则加入稀硫酸时发生反应的离子方程式为_。 (4)步 骤包含的具体操作有_,经干燥得到 K2Cr2O7晶体。(有关物质的溶解度 曲线如图所示) (5)步骤需往两种固体混合物中加入一滴水及少量酒精研磨,所用的硅酸盐质仪器 的名称是_。 (6)采用热重分析法测定 KCr(C2O4)2 nH2O 样品所含结晶
15、水数目,将样品加热到 80 时,失掉全部结晶水,失重 16.8%。KCr(C2O4)2 nH2O晶体中 n=_。 第 8 页，共 32 页 三、实验题（本大题共 6 小题，共 30 分） 10. 石棉尾矿主要含有 Mg3(Si2O5)(OH)4和少量的 Fe2O3、Al2O3。以石棉尾矿为镁源制 备碳酸镁晶须（MgCO3nH2O）的工艺如下： 已知“焙烧”过程中的主反应为： 焙烧 Mg3(Si2O5)(OH)45(NH4)2SO4=3MgSO410NH32SiO27H2O2SO3。 （1）写出焙烧产物 NH3的电子式_ _。 （2）为提高水浸速率，可采取的措施为_ _（任写一条）。“浸渣”的主
16、要 成分为_ _。 （3）“除铁、铝”时，需将 pH调至 8.0左右，适宜作调节剂的是_ _（填字 母代号）。 aNaOH bMg（OH）2 cNH3H2O （4） “沉镁”过程中反应的离子方程式为_ _。 “沉镁”时若温度超过 60，将产生较多的碱式碳酸镁杂质，原因是_ _。 （5）流程中可以循环利用的物质是_ _（填化学式）。 （6）某小组同学称取 13.8 g MgCO3nH2O 进行热重分析，并绘制剩余固体质量随 温度变化的曲线如图所示，则 n_ _。 11. 镁是一种银白色的碱土金属，镁元素在地壳中的含量约 为 2.00%，位居第八位，镁及其化合物在研究和生产中 具有广泛用途。请回答
17、下列问题：（1）在室温下，纯 净的氮化镁(Mg3N2)为黄绿色的粉末，能与水反应，常 第 9 页，共 32 页 用作触媒，实验室用如图 1 所示装置和药品制备少量氮化镁。 A 中盛装的是_，B 中可盛装碱石灰，二者混合可制取氨气。 按照气流的方向从左至右连接装置：a 接_、_接_、 _接_。 气体通过 CuO 这一装置的目的是什么？用化学方程式回答： _。 无水氯化钙装置可防止外界空气中的水进入，以防_（化 学方程式表示）的发生。 （2）碳酸镁可用作耐火材料、锅炉和管道的保温材料，以及食品、药品、化妆品、 橡胶、墨水等的添加剂。 合成碳酸镁晶体的步骤如下： 步骤 1：配制 0.5 mol L-
18、1 MgSO4溶液和 0.5 mol L-1 NH4HCO3溶液。 步骤 2：用量筒量取 500 mL NH4HCO3溶液于 1000 mL 四口烧瓶中，开启搅拌器， 温度控制在 50。 步骤 3：将 250 mL MgSO4溶液逐滴加入 NH4HCO3溶液中，1 min 内滴加完毕，然 后用氨水调节溶液 pH到 9.5。 步骤 4：放置 1 h后，过滤，洗涤。 步骤 5：在 40的真空干燥箱中干燥 10 h，得到产品碳酸镁晶体(MgCO3 nH2O，n 15)。 配制 0.5 mol L-1 MgSO4溶液 500 mL，需要的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻 璃棒、量筒、胶头滴管、_。 步骤
19、 3中加氨水后发生反应的离子方程式为_。 测定合成的 MgCO3 nH2O 中的 n 值。 称量 1.000 g 碳酸镁晶体，放入图 2所示的广口瓶中，加入适量水，滴入稀硫酸与 晶体反应，生成的 CO2被 NaOH溶液吸收，在室温下反应 45 h，后期将温度升到 30，最后烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定，测得生成 CO2的总量；重复上述 第 10 页，共 32 页 操作 2 次。 上述反应后期要升温到 30，主要目的是_。 若实验测得 1.000 g碳酸镁晶体产生 CO2的平均物质的量为 a mol，则 n为 _（用含 a的表达式表示）。 若称取 100 g 上述晶体进行热重分析，得到的热重
20、曲线如图 3所示，则合成的晶 体中 n_（取整数）。 12. 某学习小组利用下列装置进行进行CO2与饱和Na2CO3溶液反应制备NaHCO3实验 （1）选取必要的实验装置，正确的连接顺序为 _ （填序号） （2）为确定制得的固体样品是纯净的 NaHCO3 小组同学提出下列实验方案： 甲方案：将样品溶液与饱和澄清石灰水反应，观察现象 乙方案：将样品溶液与 BaCl2观察现象 丙方案：测定 pH 法 丁方案：热重分析法 判定甲方案 _ （填“可行”或“不可行”）； 为判断乙方案的可行性，某同学用分析纯的 NaHCO3配制的溶液，与 BaCl2溶液 等体积混合进行实验，结果如下 （i）此实验巳可说明
21、乙方案是不可行的请结合以下数据，并通过计算说明产生 浑浊的原因答： _ 已知：0.1molL-1NaHC03溶液电离出的 c（CO32-）为 0.0011molL-1，Ksp（BaCO3）=5.1 10-9 （）产生浑浊的离子方程式为 _ 第 11 页，共 32 页 使用 pH计进行测定的丙方案是 _ 进行丁方案实验，测得样品在不同升温速率下的热重曲线如右图请填空： （i）样品的纯度为 _ （）升温速率对实验结果 _ （填“有较大”、“有较小”或“没有”）影 响 13. 纳米四氧化三铁因具有优异的磁性能广泛应用于信息存储和药物传递领域， 工业上 可以用染化厂废料铁泥(主要成分为 Fe2O3、F
22、eO、Fe，可以认为杂质不参与反应) 为原料进行生产，路线如下： 据此回答下列问题： （1）证明滤液 A中含有 Fe2的试剂是_。 （2）写出路线中“氧化”过程的离子反应方式 _。 （3） 路线中“共沉淀”反应为 2FeOOH Fe2 Fe3O4 2H， 下图是 R 值 （R R = n(FeOOH) n(Fe2:) ）对纳米 Fe3O4产率的影响情况： 第 12 页，共 32 页 理论上 R2时产率高，但图说明，实际生产中 R 1.75时产率最高，你认为可能 性最大的原因是_。 （4）已知 Ksp(Fe(OH)2)8.0 1016、Ksp(FeC2O42H2O )3.2 107，路线中“沉
23、淀”后检测到滤液中 c(C2O42)0.16molL1，为避免沉淀中出现 Fe(OH)2杂质， 应该控制溶液的 pH_(填具体数据，已知 lg50.7) 。 （5）为探究路线中“热解”的具体过程，取 1 gFeC2O42H2O固体样品放在充满 Ar保护气的热重分析仪进行热重分析，测得固体残留物质质量随温度变化的曲线 如图所示：若已知 5001400之间的产物为纳米 Fe3O4产品，请写出 350450 之间发生的化学反应方程式 _ 。 14. 镁是一种银白色的碱土金属镁元素在地壳中的含量约为2.00%，位居第八位，镁 及其化合物在研究和生产中具有广泛用途请回答下列问题： （1）在室温下，纯净的
24、氮化镁(Mg3N2)为黄绿色的粉末，能与水反应，常用作触 媒，实验室用如图所示装置和药品制备少量氮化镁。 A 中盛装的是_，B 中可盛装碱石灰，二者混合可制取氨气。 按照气流的方向从左至右连接装置：a 接_、_接_、 _接_。 气体通过CuO这一装置的目的是什么?用化学方程式回答：_。 无水氯化钙装置可防止外界空气中的水进入，以防_（化学方程式表示） 的发生。 第 13 页，共 32 页 （2）碳酸镁可用作耐火材料、锅炉和管道的保温材料，以及食品、药品、化妆品、 橡胶、墨水等的添加剂。 I.合成碳酸镁晶体的步骤如下： 步骤 1：配制0.5mol L;1MgSO4溶液和0.5mol L;1NH4
25、HCO3溶液。 步骤 2：用量筒量取500mLNH4HCO3溶液于1000mL四口烧瓶中，开启搅拌器，温 度控制在50。 步骤 3：将250mLMgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1min内滴加完毕，然后用 氨水调节溶液 pH 到 9.5。 步骤 4：放置 1h 后，过滤，洗涤。 步骤 5：在40的真空干燥箱中干燥 10h，得到产品碳酸镁晶体(MgCO3 nH2O,n = 1 5)。 配制0.5mol L;1MgSO4溶液500mL，需要的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃 棒、量筒、胶头滴管、_。 步骤 3中加氨水后发生反应的离子方程式为_。 测定合成的MgCO3 nH2O中的n值。
26、称量1.000g碳酸镁晶体，放入下图所示的广口瓶中，加入适量水，滴入稀硫酸与晶 体反应， 生成的CO2被NaOH溶液吸收， 在室温下反应 45h， 后期将温度升到 30 C， 最后烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定，测得生成CO2的总量；重复上述操作 2 次。 上述反应后期要升温到 30 C，主要目的是_。 若实验测得1.000g碳酸镁晶体产生CO2的平均物质的量为amol，则 n为_ （用含a的表达式表示）。 第 14 页，共 32 页 若称取 100g 上述晶体进行热重分析，得到的热重曲线如图所示，则合成的晶体 中n =_（取整数）。 15. 实验室利用废铜合金(含少量铁和铝)来制取硫酸铜晶
27、体(CuSO4 5H2O)，方案如下： 金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH可参考下列数据： Fe3 Fe2 Cu2 Al3 开始沉淀时的 pH 2.2 7.5 5.2 3.7 完全沉淀时的 pH 3.2 9.0 6.7 4.7 请回答： （1） 若溶解合金时加入的混酸由2 L 3 mol L1硫酸和1 L 2 mol L1硝酸混合而成， 则反应后生成标准状况下的 NO的体积最多为_L。 （2）加入 H2O2的目的是_。 （3）为保证产品的纯度，M 物质最好选用_(填字母)，调节 pH的范围为 _。 aCu(OH)2 b H2SO4c NH3 H2O d Na2CO3 （4）滤液 D中加入硫酸的目
28、的为_。 （5）从溶液 E 制得 CuSO4 5H2O晶体所需要的步骤为_、结晶、过滤和干 燥。 （6）0.80g CuSO4 5H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲 线）如图所示。试确定 200时固体物质的化学式_ 第 15 页，共 32 页 第 16 页，共 32 页 答案和解析答案和解析 1.【答案】C 【解析】【分析】 本题考查化学方程式的计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握物质 的质量的变化关系，能读懂图象，从质量守恒的角度解答该题，难度较大。 【解答】 8.34gFeSO47H2O 样品物质的量为 8.34g 278g/mol = 0.03mol
29、 ，其中 m（H2O） =0.03mol 7 18g/mol=3.78g， 如晶体全部失去结晶水， 固体的质量应为 8.34g-3.78g=4.56g， 可知在加热到 373之前， 晶体失去部分结晶水， 加热至 633时， 固体的质量为 2.40g， 其中 n（Fe）=n（FeSO47H2O）=0.03mol，m（Fe）=0.03mol 56g/mol=1.68g，则固体 中 m（O）=2.40g-1.68g=0.72g，n（O）= =0.045mol，则 n（Fe）：n（O）=0.03mol： 0.045mol=2：3，则固体物质 Q 的化学式为 Fe2O3。 A.温度为 78时，固体质量为
30、 6.72g，其中 m（FeSO4）=0.03mol 152g/mol=4.56g，m （H2O）=6.72g-4.56g=2.16g，n（H2O）= =0.12mol，则 n（H 2O）：n（FeSO4）=0.12mol： 0.03mol=4：1，则化学式为 FeSO44H2O，故 78时，M 的化学式为 FeSO44H2O，故 A错误； B.温度为 159时，固体质量为 5.10g，其中 m（FeSO4）=0.03mol 152g/mol=4.56g，m （H2O）=5.10g-4.56g=0.54g，n（H2O）= =0.03mol，则 n（H 2O）：n（FeSO4）=0.03mol：
31、 0.03mol=1：1，则化学式为 FeSO4H2O，故 B 错误； C.N的化学式为 FeSO4H2O，P 化学式为 FeSO4，在隔绝空气条件下由 N得到 P 的化学 方程式为：，故 C 正确； D.由上述分析可知，P 化学式为 FeSO4，Q的化学式为 Fe2O3，铁的化合价升高，必有硫 的化合价降低，即有二氧化硫生成，设 SO2、SO3的物质的量分别为 x、y， 则 x + y = 0.03 64x + 80y = 4.56 2.4， 解得 x=y=0.015， 所以方程式为：2FeSO4 = 高温 Fe2O3+ SO2 +SO3，Q 的化学式为 Fe2O3，故 D 错误。 故选 C
32、。 2.【答案】D 【解析】解：A.5.56gFeSO47H2O样品物质的量为： 5.56g 278g/mol=0.02mol，含有的 n（H2O） =0.02mol 7=0.14mol，M处失去结晶水的物质的量为： 5.56g;4.48g 18g/mol =0.06mol，失去结晶水 第 17 页，共 32 页 数目为：0.06mol 0.02mol=3，则 M 处化学式为 FeSO44H2O，故 A正确； B加热至 633时，固体的质量为 1.06g，其中 n（Fe）=n（FeSO47H2O）=0.02mol， m（Fe）=0.02mol 56g/mol=1.12g，则固体中 m（O）=1
33、.60g-1.12g=0.48g，n（O） = 0.48g 16g/mol=0.03mol，则 n（Fe）：n（O）=0.02mol：0.03mol=2：3，则固体物质 Q的化 学式为 Fe2O3，故 B 正确； C.5.56gFeSO47H2O 样品中含有 3.04gFeSO4，说明 P 处结晶水完全失去，M得到 P 的化 学方程式为：FeSO44H2O ; 高温FeSO 4+4H2O，故 C 正确； DP 处结晶水完全失去，则温度为 380时固体 P的化学式为 FeSO4，故 D 错误； 故选：D。 5.56gFeSO47H2O 样品物质的量为 5.56g 278g/mol=0.02mol
34、，其中 m（H2O） =0.02mol 7 18g/mol=2.25g， 如晶体全部失去结晶水， 固体的质量应为 5.56g-2.52g=3.04g， 则 P 的化学式为 FeSO4，可知在加热到 373之前，晶体失去部分结晶水，结合质量的 变化可确定在不同温度时加热后固体的化学式， 加热至 633时， 固体的质量为 1.06g， 其中 n（Fe）=n（FeSO47H2O）=0.02mol，m（Fe）=0.02mol 56g/mol=1.12g，则固体 中 m（O）=1.60g-1.12g=0.48g，n（O）= 0.48g 16g/mol=0.03mol，则 n（Fe）：n（O）=0.02m
35、ol： 0.03mol=2：3，则固体物质 Q 的化学式为 Fe2O3，以此解答该题。 本题考查探究物质组成的方法，题目难度中等，明确图示曲线变化的意义为解答关键， 注意掌握常见元素化合物性质，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力。 3.【答案】（1）CaSO4 （2）pH5 时，c(Al3:) = 1.310;33 (10;9)3 = 1.3 10;6 1 10;5，说明 Al3+已经沉淀完全。 Fe(OH)3的 Ksp更小，因此 Fe3+也已沉淀完全 除去 Cu2+使 Cu2+转化为 CuS 沉淀 （3）MnO2+ SO2= Mn2:+ SO4 2;、Fe2O3 + SO2+ 2
36、H:= 2Fe2:+ SO4 2; + H2O （4）趁热过滤 （5）Mn2+2H2O-2e-=MnO2+4H+ （6）3MnO2Mn3O4+O2 【解析】【分析】本题主要考察物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用，主要考察 的知识点为溶度积常数以及沉淀溶解平衡，题目难度一般。 【解答】含锰废料（主要成分 MnO2，含有少量 Fe2O3、Al2O3、CuO、CaO 等）与含有 二氧化硫烟气、 稀硫酸溶解， 发生SO2+ MnO2= Mn2:+ SO4 2;， Fe2O3 + SO2+ 2H:= = 2Fe2:+ SO4 2; + H2O，Al2O3+6H+=2Al3+3H2O，CuO+2H+=
37、Cu2+H2O， CaO + 2H:+ SO4 2; = CaSO4 +H2O， 沉淀1为CaSO4， 滤液1中金属阳离子为Mn2+、 Fe2+、Al3+、Cu2+，加入双氧水氧化 Fe2+为 Fe3+，调节 pH为 5沉淀 Fe3+、Al3+，沉淀 2 为 Al(OH)3和 Fe(OH)3，滤液 2中金属阳离子为 Mn2+、Cu2+，加入(NH4)2S 沉淀 Cu2+， 滤液 3 中除 MnSO4外，还含有少量(NH4)2SO4，将滤液 3蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、 干燥制备 MnSO4。 第 18 页，共 32 页 （1）含锰废料中氧化钙与稀硫酸反应：CaO + 2H:+ SO4 2; =
38、 CaSO4 +H2O，沉淀 1 为 CaSO4。 （2）pH5 时，c(Al3:) = 1.310;33 (10;9)3 = 1.3 10;6 1 10;5，说明 Al3+已经沉淀完全。 Fe(OH)3的 Ksp更小，因此 Fe3+也已沉淀完全；(NH4)2S 的作用是除去 Cu2+，使 Cu2+转化 为 CuS沉淀；（3）“酸化、还原”中，发生的所有氧化还原反应的离子方程式为 SO2+ MnO2= Mn2:+ SO4 2;，Fe2O3 + SO2+ 2H:= 2Fe2:+ SO4 2; + H2O。 （4） 由图 1 可知(NH4)2SO4的溶解度随温度的升高而增大， MnSO4的溶解度随
39、温度的升 高减小，故将滤液 3 蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥制备 MnSO4。 （5）用电解酸性 MnSO4溶液的方法制备 MnO2，阳极发生氧化反应，反应式为 Mn2+2H2O-2e-=MnO2+4H+。 （6） 25.35 g MnSO4 H2O样品 n(Mn)n(MnSO4 H2O)0.15 mol， 其中 n(H2O)0.15 mol， m(H2O)2.7 g，280时，所得固体质量为 22.65 g，减少的质量为 2.7g，则说明该段失 去结晶水，此时固体为 MnSO4；固体 MnSO4受热分解生成锰的氧化物和硫的氧化物均 为 0.15 mol，850时，固体质量由 22.65 g
40、减少到 13.05 g，减少的质量为 9.6 g，则硫 氧化物的相对质量为 64，故为二氧化硫，则此时的固体为 MnO2，1150时固体为二氧 化锰分解所得，锰元素质量守恒，则 m（锰）n（锰） 558.25 g，则氧化物中 m(O) 11.45 g-8.25 g3.2 g，n(O)0.2 mol，故 n(Mn):n(O)0.15:0.23:4，则该氧化物为 Mn3O4，故反应化学方程式为 3MnO2Mn3O4+O2。 4.【答案】（1） （2）将焙烧渣粉碎或加热或搅拌 ；SiO2 （3）Fe3+、Al3+ 4.0 10-11mol/L （4） Mg2+2HCO3-+（n-1）H2O=MgCO
41、3nH2O+CO2 升温促进镁离子水解 （5）（NH4）2SO4 （6）3 【解析】解：以石棉尾矿（主要含有 Mg3 （Si2O5）（ OH）4和少量的 Fe2O3、Al2O3） 为原料制备碳酸镁晶体（MgCO3nH2O）的工艺流程：加入硫酸铵焙烧得到 MgSO4、 SiO2、Fe2O3、Al2O3，水浸，形成 Mg2+、Fe3+、Al3+的溶液，SiO2不溶于水形成浸渣， 加入 NH3H2O 将 pH 调至 5.0左右，将 Fe3+、Al3+以氢氧化物的形式过滤除去，向含有 镁离子的滤液中加入碳酸氢铵发生反应：Mg2+2HCO3-+（n-1） H2O=MgCO3nH2O+CO2，洗涤晶体可得
42、， （1）N原子最外层有 5个电子，其中 3个是未成对电子，结合 3个 H原子构成稳定的 8 电子结构，其电子式为， 故答案为：； （2）将焙烧渣粉碎或搅拌可以增大渣粉与液体的接触面积，加热促进分子热运动也可 以提高水浸速率； 第 19 页，共 32 页 根据题中的方程式 Mg3（Si2O5）（OH）4+5（NH4） 2SO4 ; 焙烧3MgSO 4+10NH3+2SiO2+7H2O+2SO3可知，石棉尾矿加入硫酸铵焙烧得到 MgSO4、SiO2、Fe2O3、Al2O3，水浸，只有 SiO2不溶于水，作为浸渣被除去， 故答案为：将焙烧渣粉碎或加热或搅拌；SiO2； （3）根据分析可知，“调节
43、pH除杂”时需将 pH 调至 5.0，除去的杂质离子是 Fe3+、 Al3+； pH=5.0 时， c （H+） =1.0 10-5mol/L， c （OH-） =1.0 10-9mol/L， 根据 KspFe （OH）3=4.0 10-38 可知，c（Fe3+）= 4.010;38 (1.010;9)3mol/L=4.0 10 -11mol/L， 故答案为：Fe3+、Al3+；4.0 10-11mol/L； （4）在含 Mg2+的溶液中加入 HCO3-，生成 MgCO3nH2O沉淀，反应方程式中产物应与 题干一致（MgCO3nH2O），反应的离子方程式为：Mg2+2HCO3-+（n-1） H
44、2O=MgCO3nH2O+CO2； 升温促进 Mg2+水解生成 Mg（OH）2，Mg（OH）2与 CO2反应生成碱式碳酸镁， 故答案为：Mg2+2HCO3-+（n-1）H2O=MgCO3nH2O+CO2；升温促进镁离子水解； （5）“沉镁”过程后的溶液中残余物为（NH4）2SO4，可以重新收集利用于焙烧过程， 故答案为：（NH4）2SO4； （6）根据精确测定 n的值，称取 13.8gMgCO3nH2O进行热重分析，图 2 所示的热重曲 线示意图， MgCO2nH2O受热分解生成 MgO、 CO2、 H2O， 最终剩余的固体为 MgO4.0g， n（Mg）= 4.0g 40g/mol=0.1mol， 则 n（MgCO3）=n（Mg）=0.1mol，m（MgCO3）=8.4g， m（H2O）=13.8g-8.4g=5.4g，n（H2O）= 5.4g 18g/mol=0.3mol， 1：n=n（MgCO3）：n（H2O）=0.1：0.3，解得：n=3， 该晶体化学式为：MgCO33H2O
