【化学】北京市延庆区2020届高三模拟考试试卷（解析版）
北京市延庆区2020届高三模拟考试试卷
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 I 127
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1.延庆区的三张名片：长城、世园会、冬奥会中所使用的材料属于无机非金属材料的是（ ）
A. 京张高铁的复兴号火车“龙凤呈祥”内装使用材料FRP
B. 中国馆屋顶ETFE保温内膜
C. 八达岭长城城砖
D. 2022年冬奥会高山滑雪服
【答案】C
【详解】A. FRP属于纤维增强复合材料，不属于无机非金属材料，A项错误；
B. ETFE保温内膜属于乙烯-四氟乙烯共聚物，不属于无机非金属材料，B项错误；
C. 长城城砖属于无机非金属材料，C项正确；
D. 高山滑雪服内层有一层单向芯吸效应的化纤材料，外层是棉制品，不属于无机非金属材料，D项错误；
答案选C。
2.下列化学用语或图示表达正确的是（ ）
A. 乙烯的比例模型： B. 质子数为53，中子数为78的碘原子：I
C. 氯离子的结构示意图： D. CO2的电子式：
【答案】A
【详解】A. C原子比H原子大，黑色球表示C原子，且乙烯为平面结构，则乙烯的比例模型为，A项正确；
B. 质子数为53，中子数为78，则质量数=53+78=131，碘原子为：I，B项错误；
C. 氯离子含有17+1=18个电子，结构示意图为，C项错误；
D. 二氧化碳为共价化合物，分子中存在碳氧双键，二氧化碳正确的电子式为：，D项错误；
答案选A。
3.化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是（ ）
A. 维生素C具有还原性，应密封保存
B. 用Na2S处理工业废水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子
C. 75%的酒精能使蛋白质变性，可用于医用消毒
D. 酸性洁厕灵与碱性“84消毒液”共用，可提高清洁效果
【答案】D
【详解】A. 维生素C具有还原性，易被氧化剂氧化，应密封保存，A项正确；
B. 重金属的硫化物的溶解度非常小，工业上常使用硫化物沉淀法处理废水中的重金属离子，B项正确；
C. 病毒的主要成分有蛋白质，75%的酒精能使蛋白质变性，可用于医用消毒，C项正确；
D. 洁厕灵(有效成分为HCl)与84消毒液(有效成分为NaClO)混合使用发生氧化还原反应生成氯气，容易引起中毒，不能混用，D项错误；
答案选D。
4.能正确表示下列反应的离子反应方程式的是（ ）
A. 向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至溶液呈中性：H++SO42-＋Ba2＋＋OH－=BaSO4↓＋H2O
B. Cl2溶于过量NaOH溶液中：Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O
C. 醋酸除水垢 CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
D. 向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液：SO32-＋2H＋=SO2↑＋H2O
【答案】B
【详解】A. 向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至溶液呈中性，正确离子方程式为：2H++SO42-＋Ba2＋＋2OH－=BaSO4↓＋2H2O，A项错误；
B. Cl2溶于过量NaOH溶液中生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式为：Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O，B项正确；
C. 醋酸为弱酸，离子方程式中不拆， C项错误；
D. 稀HNO3具有强氧化性，能将Na2SO3氧化为Na2SO4，D项错误；
答案选B。
【点睛】本题易错点D，离子方程式正确判断时，要注意物质的性质，有强氧化剂时，会与还原剂发生氧化还原反应。
5.下列关于轮船嵌有锌块实施保护的判断不合理的是（ ）
A. 嵌入锌块后的负极反应：Fe﹣2e- = Fe2+
B. 可用镁合金块代替锌块进行保护
C. 腐蚀的正极反应：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
D. 该方法采用是牺牲阳极的阴极保护法
【答案】A
【详解】A. 嵌入锌块做负极，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，A项错误；
B. 上述方法为牺牲阳极的阴极保护法，即牺牲做负极的锌块保护做正极的轮船，故可以用镁合金来代替锌块，B项正确；
C. 由于海水呈弱碱性，铁发生吸氧腐蚀，故正极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-，C项正确；
D. 此保护方法是构成了原电池，牺牲了锌块保护轮船，故为牺牲阳极的阴极保护法，D项正确；
答案选A。
6.下表中各组物质之间不能通过一步反应实现如图转化的是（ ）
甲
乙
丙
A
CH2=CH2
CH3CH2Cl
CH3CH2OH
B
NH3
NO
HNO3
C
AlCl3
Al(OH)3
Al2O3
D
Cl2
HCl
CuCl2
【答案】B
【详解】A. 乙烯与HCl加成得到一氯乙烷，一氯乙烷消去得到乙烯与HCl，一氯乙烷与水发生取代得到乙醇，乙醇消去得到乙烯与水，符合转化，A项正确；
B. HNO3显酸性，NH3显碱性，由硝酸不能直接转化为氨气，不能实现转化，B项错误；
C. AlCl3与氨水反应得到Al(OH)3，Al(OH)3与盐酸反应得到AlCl3与水，Al(OH)3加热分解得到Al2O3，Al2O3与盐酸反应得到AlCl3与水，符合转化，C项正确；
D. 氯气与氢气反应得到HCl，浓HCl与高锰酸钾反应得到氯气，HCl与CuO反应得到CuCl2和水，CuCl2电解得到Cu与氯气，符合转化，D项正确；
答案选B。
7.向某恒容密闭容器中加入1.6 mol • L-1NO2后，会发生如下反应：2NO2(g)⇌N2O4(g) △H =-56.9kJ•mol-1。其中N2O4的物质的量浓度随时间的变化如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A. 升高温度，60s后容器中混合气体颜色加深
B. 0-60s内，NO2的转化率为75%
C. 0-60s内，v(NO2)=0.02mol• L-1• s-1
D. a、b两时刻生成NO2的速率v(a)>v(b)
【答案】D
【详解】A. 放热反应，温度升高，平衡逆向移动，二氧化氮的量增加，颜色变深，A项正确；
B. 设容器体积为V，0-60s内，生成N2O4的物质的量为0.6Vmol，则消耗的NO2的物质的量为1.2Vmol，NO2的转化率为=75%，B项正确；
C. 根据图中信息可知，从反应开始到刚达到平衡时间段内=0.01 mol⋅L−1⋅s−1，则v(NO2)=2 v(N2O4)=2×0.01 mol⋅L−1⋅s−1=0.02mol⋅L−1⋅s−1 ，C项正确；
D. 随着反应的进行，消耗的NO2的浓度越来越小，生成NO2的速率即逆反应速率越来越大，因此a、b两时刻生成NO2的速率：v(a)
c(OH-)> c(HCO3-) > c(H+)
C. 加热NaHCO3溶液，pH增大，一定是HCO3- 水解程度增大的结果
D. 滴加饱和CaCl2溶液发生了反应：Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3↓ + H2O + CO2↑
【答案】D
【详解】A. 根据电荷守恒可知，NaHCO3溶液中， c(H+) + c(Na+) = c(HCO3-) + 2c(CO32-) + c(OH-)，A项错误；
B. 常温下2 mL 1 mol·L-1 NaHCO3溶液，pH约为8，溶液显碱性，溶液中HCO3-水解程度大于其电离程度，c(Na+)> c(HCO3-) > c(OH-) > c(H+)，B项错误；
C. 加热NaHCO3溶液，可能分解为碳酸钠，碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠，pH会增大，C项错误；
D. 向碳酸氢钠溶液中滴加几滴饱和CaCl2溶液，有白色沉淀生成为碳酸钙沉淀，促进了碳酸氢根离子的电离，离子方程式为：Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3↓ + H2O + CO2↑，D项正确；
答案选D。
11.某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是（ ）
A. 该装置工作时，H+从a极区向b极区迁移
B. 该装置将化学能转化为光能和电能
C. a电极的反应式为3CO2＋18H＋－18e－=C3H8O＋5H2O
D. 每生成3 mol O2，有88 g CO2被还原
【答案】D
【详解】A. a与电源负极相连，所以a是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以H+从阳极b极区向阴极a极区迁移，A项错误；
B. 该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能，所以该装置将光能和电能转化为化学能，B项错误；
C. a与电源负极相连，所以a是阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O，C项错误；
D. 电池总的方程式为：6CO2+8H2O2C3H8O+9O2，即生成9mol的氧气，阴极有6mol的二氧化碳被还原，也就是3mol的氧气，阴极有2mol的二氧化碳被还原，所以被还原的二氧化碳为88g，D项正确；
答案选D。
12.金属铊(81Tl)有重要用途，可用来制造光电管、光学玻璃等。铊与铯(55Cs)同周期，下列说法不正确的是（ ）
A. 原子半径：Cs>Tl B. 碱性：CsOH>Tl(OH)3
C. 与水反应的剧烈程度：Tl> Cs D. Tl是第六周期第ⅢA元素
【答案】C
【详解】铯(55Cs)位于第六周期第ⅠA族，铊与铯(55Cs)同周期，可知铊(81Tl)位于第六周期第ⅢA族，金属性：Cs>Tl。
A. 元素在同一周期，序数越小，半径越大，则原子半径：Cs>Tl，A项正确；
B. 金属性：Cs>Tl，则碱性：CsOH>Tl(OH)3，B项正确；
C. 金属性：Cs>Tl，则与水反应的剧烈程度：Cs>Tl ，C项错误；
D. Tl是第六周期第ⅢA元素，D项正确；
答案选C。
【点睛】本题重点，知道元素在元素周期表中的位置，根据原子结构示意图的书写规律，每一层最多排布2n2个电子，最外层最多排布8个(除第一层外)，次外层最多排布18个，得出铊与铯的原子结构示意图，即可知道位置。
13.海洋是一个资源宝库，海水资源的开发和利用是现代和未来永恒的主题。下面是海水利用的流程图：
下列有关说法不正确的是（ ）
A. 过程中制得NaHCO3是先往精盐溶液中通入CO2，再通入NH3
B. 氯碱工业在阳极产生了使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝气体
C. 反应②加热MgCl2·6H2O应在HCl气流保护下制备无水MgCl2
D. 反应⑤中，用Na2CO3水溶液吸收Br2后，用70—80%硫酸富集Br2
【答案】A
【详解】A. 先通入氨气可增大二氧化碳的溶解度，则通入气体的顺序不合理，A项错误；
B. 氯碱工业在阳极上氯离子放电生成氯气，使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝，B项正确；
C. 加热促进镁离子水解，且生成盐酸易挥发，应在HCl气流中蒸发制备，C项正确；
D. 用纯碱吸收溴，主要反应是3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑，生成的NaBr、NaBrO3与硫酸反应，得到Br2，达到富集目的，D项正确；
答案选A。
14.探究Na2O2与水的反应，实验如图：
已知：H2O2⇌H++HO2-；HO2-⇌H++O22-
下列分析不正确的是（ ）
A. ①、④实验中均发生了氧化还原反应和复分解反应
B. ①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃，说明存在H2O2
C. ③和④不能说明溶解性：BaO2>BaSO4
D. ⑤中说明H2O2具有还原性
【答案】B
【详解】A.①中反应机理可以认为过氧化钠与水反应生成过氧化氢与氢氧化钠，过氧化氢分解生成水和氧气，发生的反应为复分解反应与氧化还原反应，④中过氧化钡再与稀硫酸反应生成过氧化氢与硫酸钡沉淀，过氧化氢分解生成了氧气，因此两个试管中均发生了氧化还原反应和复分解反应。A项正确；
B. ①中过氧化钠与水反应生成氧气，不能说明存在H2O2，B项错误；
C. ④中BaO2与硫酸反应生成过氧化氢和硫酸钡沉淀，证明酸性：硫酸＞过氧化氢，不能说明溶解性：BaO2>BaSO4，C项正确；
D. ⑤中产生的气体为氧气，氧元素化合价升高，做还原剂，说明H2O2具有还原性，D项正确；
答案选B。
第二部分
本部分共5题，共58分
15.氢气作为清洁能源有着广泛的应用前景，采用天然气制备氢气的流程如下。
请回答下列问题：
Ⅰ.蒸汽转化：在催化剂的作用下，水蒸气将CH4氧化，结合图表信息回答问题。
(1)该过程的热化学方程式是__________________________________。
(2)平衡混合物中CO的体积分数与压强的关系如图所示，判断T1和T2的大小关系：T1_______T2(填“>”“<”或“=”)，并说明理由______________________________________。
(3)一定温度下，在1L恒容的密闭容器中充入1mol CH4和1mol水蒸气充分反应达平衡后，测得反应前后容器中气体的物质的量之比是3:4，计算该条件下反应的平衡常数为______________。
Ⅱ.CO变换：500℃时，CO进一步与水反应生成CO2和H2。
Ⅲ.模拟H2提纯工艺：将CO2和H2分离得到H2的过程如下：
依据图示信息回答：
(4)吸收池中发生反应的离子方程式是_____________________________________。
(5)写出电解池中阳极发生的电极反应式____________________________________；结合化学用语说明K2CO3溶液再生的原因_______________________________________________。
【答案】(1). (2). > (3). 根据热化学方程式可知，升高温度，平衡正向移动， CO的体积分数增大；再对应图像，压强一定时，则T1>T2 (4). 0.75 (5). (6). (7). 阴极放电发生反应：产生的OH-与电解液中的碳酸氢根发生反应：，实现了K2CO3溶液的再生
【分析】Ⅰ.(1)由图可知，反应为吸热反应，△H=2582kJ/mol-2378kJ/mol=+204kJ/mol，据此书写热化学方程式；
(2)根据压强和温度对化学平衡的影响分析；
(3)由三段式分析，计算该条件下反应的平衡常数；
Ⅲ. 由图可知，吸收池中二氧化碳与碳酸钾溶液的反应得到碳酸氢钾，据此书写离子方程式。
【详解】Ⅰ.(1) 由图可知，1mol甲烷、1mol水蒸气生成1molCO和3mol氢气吸收热量(2582−2378)kJ=204kJ，故热化学方程式为：，故答案为：；
(2)该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，所以相同压强下，温度越高，CO的体积分数越大，故T1>T2，故答案为：>；根据热化学方程式可知，升高温度，平衡正向移动， CO的体积分数增大，再对应图像，压强一定时，则T1>T2；
(3) 一定温度下，在1L恒容的密闭容器中充入1molCH4和1mol的水蒸气充分反应达平衡后，测得反应前后容器中气体的物质的量之比是3:4，设消耗甲烷物质的量x，据此计算：
，x=mol，则平衡时各物质的浓度分别为：c(CH4)=c(H2O)=mol/L，c(CO)=mol/L，c(H2)=1mol/L，则该反应的平衡常数K==0.75，故答案为：0.75；
Ⅲ.(4)由图可知，吸收池中氢气并未反应，二氧化碳被吸收进入惰性电极电解池,即吸收池中为二氧化碳与碳酸钾溶液的反应，离子方程式为：CO32-+CO2+H2O=2HCO3-，故答案为：CO32-+CO2+H2O=2HCO3-；
(5)HCO3−存在电离平衡：HCO3−⇌H++CO32−，阴极H+放电浓度减小平衡右移，CO32-再生，阴极反应：2H2O＋2e－=H2↑＋OH-，阳极反应：；HCO3-+OH-═CO32-+H2O，使碳酸钾溶液得以再生，故答案为：；阴极放电发生反应：产生的OH-与电解液中的碳酸氢根发生反应：，实现了K2CO3溶液的再生。
16.法华林是一种治疗心脑血管疾病的药物，属于香豆素类衍生物，其合成路径如下：
已知：①法华林的结构简式：
②+
③+
(1)A的结构简式是___________。
(2)C分子中含氧官能团是___________。
(3)写出D与银氨溶液反应的化学方程式___________________________________________。
(4)E的结构简式是_______________。
(5)水杨酸分子中苯环上有两种含氧官能团，1mol水杨酸与足量NaHCO3完全反应生成1molCO2。写出水杨酸反应生成F的化学方程式___________________________________。
(6)K分子中含有两个酯基，K结构简式是___________。
(7)M与N互为同分异构体，N的结构简式是____________。
(8)已知：最简单的香豆素结构式。以乙酸甲酯、甲醛和苯酚为主要原料，一种合成香豆素的路线如下(其他药品自选)：
写出甲→乙反应的化学方程式 ___________________________________________________；丙的结构简式是_____________________。
【答案】(1). (2). 羟基 (3). +2Ag(NH3)2OH +2Ag↓+3NH3+H2O (4). (5). +CH3OH +H2O (6). (7). (8). 2HOCH2CH2COOCH3+O2 2OHCH2COOCH3+2H2O (9).
【分析】A生成B是在光照条件下进行，发生的是取代反应，在根据A的分子式知道A是甲苯，B是，与氢氧化钠发生取代反应，则C是，根据反应条件知道D是，根据信息反应②的特点，醛与酮反应时醛基会转变为碳碳双键，故E中有碳碳双键，则E是。
【详解】(1)A的名称为甲苯，结构简式是，故答案为：；
(2)C分子的结构简式为，含氧官能团是羟基，故答案为：羟基；
(3)D是，与银氨溶液反应的化学方程式为：+2Ag(NH3)2OH +2Ag↓+3NH3+H2O，故答案为：+2Ag(NH3)2OH +2Ag↓+3NH3+H2O；
(4)由分析可知，E的结构简式是，故答案为：；
(5)水杨酸分子中苯环上有两种含氧官能团，1mol水杨酸与足量NaHCO3完全反应生成1molCO2，说明存在羧基，同时含有羟基，故水杨酸的结构简式为，与CH3OH发生酯化反应，化学方程式为：+CH3OH +H2O，故答案为：+CH3OH +H2O；
(6)由(5)可知，F为，与乙酸酐反应生成K，K分子中含有两个酯基，则K结构简式是，故答案为：；
(7)M与N互为同分异构体，N与E生成，可知N的结构简式是，故答案为; ;
(8)由流程图可知，乙酸甲酯、甲醛在碱性条件下反生羟醛缩合生成甲，故甲为HOCH2CH2COOCH3，根据信息②③提示，要实现乙到丙过程，乙要有醛基，则甲到乙，实质是HOCH2CH2COOCH3变为OHCH2COOCH3，反应方程式为：2HOCH2CH2COOCH3+O2 2OHCH2COOCH3+2H2O；OHCH2COOCH3与反应，再脱水得到丙，则丙为：，故答案为：2HOCH2CH2COOCH3+O2 2OHCH2COOCH3+2H2O；。
【点睛】重点考查有机流程的理解和有机物结构推断、官能团、有机反应类型、简单有机物制备流程的设计、有机方程式书写等知识，考查考生对有机流程图的分析能力、对已知信息的理解能力和对有机化学基础知识的综合应用能力。有机物的考查主要是围绕官能团的性质进行，这些官能团的性质以及它们之间的转化要掌握好，这是解决有机化学题的基础。官能团是决定有机物化学性质的原子或原子团，有机反应绝大多数都是围绕官能团展开，而高中教材中的反应原理也只是有机反应的一部分，所以有机综合题中经常会出现已知来告知部分没有学习过的有机反应原理，认识这些反应原理时可以从最简单的断键及变换的方法进行，而不必过多追究。
17.ClO2是一种优良的消毒剂，熔点为-59.5℃，沸点为11.0℃，浓度过高时易发生分解引起爆炸，实验室在50℃时制备ClO2。
实验Ⅰ：制取并收集ClO2，装置如图所示：
(1)写出用上述装置制取ClO2的化学反应方程式_____________________________________。
(2)装置A中持续通入N2的目的是_______________________________________。装置B应添加__________(填“冰水浴”、“沸水浴”或“50℃的热水浴”)装置。
实验Ⅱ：测定装置A中ClO2的质量，设计装置如图：
过程如下：
①在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；
②按照右图组装好仪器；在玻璃液封管中加入①中溶液，浸没导管口；
③将生成的ClO2由导管通入锥形瓶的溶液中，充分吸收后，把玻璃液封管中的水封溶液倒入锥形瓶中，洗涤玻璃液封管2—3次，都倒入锥形瓶，再向锥形瓶中加入几滴淀粉溶液；
④用c mol·L−1 Na2S2O3标准液滴定锥形瓶中的液体，共用去V mL Na2S2O3溶液(已知：I2+2S2O32-=2I−+S4O62-)。
(3)装置中玻璃液封管的作用是_____________________________________。
(4)滴定终点的现象是_______________________________________________。
(5)测得通入ClO2的质量m(ClO2)=______ _____g(用整理过的含c、V的代数式表示)。
【答案】(1). (2). 降低ClO2的浓度，防止ClO2的浓度过高而发生分解，引起爆炸 (3). 冰水浴 (4). 防止ClO2逸出，使ClO2全部反应，准确测定ClO2的质量 (5). 溶液由蓝色变为无色，并且在30s内颜色不发生变化 (6). 1.35×10-2cV
【分析】Ⅰ.(1)根据题给信息可知：NaClO3与亚硫酸钠在酸性条件下反应生成ClO2和硫酸钠等物质；
(2)二氧化氯(ClO2)沸点为11℃，NaClO3与亚硫酸钠在酸性条件下生成二氧化氯等物质， ClO2浓度过高时易发生分解引起爆炸，ClO2的沸点低，用冰水可以使ClO2冷凝为液体；
Ⅱ. (3)用水再次吸收残余的二氧化氯气体，并使锥形瓶内外压强相等，准确测量；
(4)溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色，说明滴定至终点；
(5)根据氧化还原反应分析，有关系式2ClO2～5I2～10Na2S2O3计算n(ClO2)，再根据m=nM计算m(ClO2)。
【详解】Ⅰ.(1)根据题给信息可知：NaClO3与亚硫酸钠在酸性条件下反应生成ClO2和硫酸钠等物质，则化学反应方程式为：，故答案为：；
(2)二氧化氯(ClO2)沸点为11℃，NaClO3与亚硫酸钠在酸性条件下生成二氧化氯等物质， ClO2浓度过高时易发生分解引起爆炸，通入氮气，及时排出；ClO2的沸点低，用冰水可以使ClO2冷凝为液体，故答案为：降低ClO2的浓度，防止ClO2的浓度过高而发生分解，引起爆炸；冰水浴；
Ⅱ. (3)装置中玻璃液封管的作用是，防止ClO2逸出，使ClO2全部反应，准确测定ClO2的质量，故答案为：防止ClO2逸出，使ClO2全部反应，准确测定ClO2的质量；
(4)当滴入(最后)一滴标准液时，溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色，说明滴定至终点，故答案为：溶液由蓝色变为无色，并且在30s内颜色不发生变化；
(5)VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物质的量n(Na2S2O3)=V•10-3 L×cmol/L=c•V•10-3 mol．则：根据关系式：，所以n(ClO2)=n(Na2S2O3)=×c•V•10-3 mol，所以m(ClO2)=n(ClO2) •M=×c•V•10-3 mol×67.5g/mol=1.35cV×10-2g，故答案为：1.35cV×10-2。
【点睛】本题以氯及其化合物的性质为线索，考查了物质含量的探究性实验，涉及化学实验基本操作、滴定终点的判断方法、氧化还原反应在滴定中的应用，把握习题中的信息及知识迁移应用为解答的关键。
18.辉铜矿(主要成分Cu2S)作为铜矿中铜含量最高的矿物之一，可用来提炼铜和制备含铜化合物。
Ⅰ.湿法炼铜用Fe2(SO4)3溶液作为浸取剂提取Cu2+：
(1)反应过程中有黄色固体生成，写出反应的离子方程式______________________________。
(2)控制温度为85℃、浸取剂的pH = 1，取相同质量的辉铜矿粉末分别进行如下实验：
实验
试剂及操作
3小时后Cu2+浸出率(%)
一
加入10mL 0.25mol·L-1Fe2(SO4)3溶液和5 mL水
81.90
二
加入10 mL0.25mol·L-1Fe2(SO4)3溶液和5mL 0.1mol·L-1H2O2
92.50
回答：H2O2使Cu2+浸出率提高的原因可能是______________________________________。
(3)实验二在85℃后，随温度升高，测得3小时后Cu2+浸出率随温度变化的曲线如图。Cu2+浸出率下降的原因_____________________________________________________。
(4)上述湿法炼铜在将铜浸出的同时，也会将铁杂质带进溶液，向浸出液中通入过量的O2并加入适量的CuO，有利于铁杂质的除去，用离子方程式表示O2的作用_________________。解释加入CuO的原因是_________________________________________________。
Ⅱ.某课题组利用碳氨液((NH4)2CO3、NH3·H2O)从辉铜矿中直接浸取铜。
其反应机理如下：
①Cu2S(s)⇌2Cu+(aq) +S2-(aq) (快反应)
②4Cu++O2+2H2O⇌4Cu2++4OH- (慢反应)
③Cu2++4NH3·H2O⇌Cu(NH3)42++4H2O(快反应)
(5)提高铜的浸出率的关键因素是 ________________________________。
(6)在浸出装置中再加入适量的(NH4)2S2O8，铜的浸出率有明显升高，结合平衡移动原理说明可能的原因是______________________________________________________________。
【答案】(1). (2). H2O2把生成Fe2+又氧化为Fe3+，c(Fe3+)的浓度增大，反应速率加快 (3). 温度升高， H2O2发生了分解 (4). 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O (5). 由于浸取剂的pH = 1，加入适量的CuO，不引入其它杂质离子，消耗H+有利于控制溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀 (6). 提高慢反应的速率，即提高Cu+的氧化速率 (7). S2O82-的氧化性比O2强，使慢反应的速率加快，促使Cu2S沉淀溶解平衡正向移动，同时(NH4)2S2O8电离产生NH4+，NH4+与慢反应产生的OH-结合，c(OH-)的浓度降低，有利于慢反应及Cu2S沉淀溶解平衡正向移动
【分析】Ⅰ.(1)反应过程中有黄色固体生成，说明Cu2S与Fe2(SO4)3反应产生了硫单质，据此写离子方程式；
(2) H2O2具有氧化性；
(3)温度高，H2O2易分解；
(4) O2的可以将亚铁离子氧化；加入CuO的不引入其它杂质离子，消耗H+有利于控制溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀；
Ⅱ.(5)根据反应机理，提高铜的浸出率的关键在慢反应；
(6)根据(NH4)2S2O8的性质分析作答。
【详解】Ⅰ.(1)反应过程中有黄色固体生成，说明Cu2S与Fe2(SO4)3反应产生了硫单质，则离子方程式为，故答案为：；
(2) 浸出过程中铁离子变为亚铁离子，H2O2具有氧化性，可以再使亚铁离子氧化为铁离子，加快反应速率，故答案为：H2O2把生成Fe2+又氧化为Fe3+，c(Fe3+)的浓度增大，反应速率加快；
(3)H2O2受热易分解，故答案为：温度升高， H2O2发生了分解；
(4) O2可以将亚铁离子氧化，离子方程式为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；加入CuO的不引入其它杂质离子，消耗H+有利于控制溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，故答案为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；由于浸取剂的pH = 1，加入适量的CuO，不引入其它杂质离子，消耗H+有利于控制溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀；
Ⅱ.(5)根据反应机理，反应有快慢之分，提高铜的浸出率的关键在慢反应，故答案为：提高慢反应的速率，即提高Cu+的氧化速率；
(6)(NH4)2S2O8电离为S2O82-和NH4+，S2O82-的氧化性比O2强，使慢反应的速率加快，促使Cu2S沉淀溶解平衡正向移动，同时(NH4)2S2O8电离产生NH4+，NH4+与慢反应产生的OH-结合，c(OH-)的浓度降低，有利于慢反应及Cu2S沉淀溶解平衡正向移动，故答案为：S2O82-的氧化性比O2强，使慢反应的速率加快，促使Cu2S沉淀溶解平衡正向移动，同时(NH4)2S2O8电离产生NH4+，NH4+与慢反应产生的OH-结合，c(OH-)的浓度降低，有利于慢反应及Cu2S沉淀溶解平衡正向移动。
【点睛】本题难点(6)，分析(NH4)2S2O8的作用，要从反应机理出发，将物质电离成离子，分别看存在什么样的作用，可以快速解题。
19.硝酸铁具有较强的氧化性，易溶于水，乙醇等，微溶于浓硝酸。可用于金属表面化学抛光剂。
(1)制备硝酸铁
取100mL 8mol· L-1硝酸于a中，取 5.6g铁屑于b中，水浴保持反应温度不超过70℃。
①b中硝酸与铁屑混合后，铁屑溶解，溶液变黄色，液面上方有红棕色气体。写出b中发生反应的离子方程式：___________________________________________________。
②若用实验制得的硝酸铁溶液，获取硝酸铁晶体，应进行的操作是：将溶液小心加热浓缩、_____________、_______________，用浓硝酸洗涤、干燥。
(2)探究硝酸铁的性质。用硝酸铁晶体配制0.1mol·L-1硝酸铁溶液，溶液呈黄色，进行实验如下：
实验一：硝酸铁溶液与银反应：
i.测0.1mol·L-1硝酸铁溶液pH约等于1.6 。
ii.将5mL 0.1mol·L-1硝酸铁溶液加到有银镜的试管中，约1min银镜完全溶解。使银镜溶解的反应原理有两个反应：
a. Fe3+使银镜溶解 b. NO3-使银镜溶解
①证明Fe3+使银镜溶解，应辅助进行的实验操作是_________________________。
②用5mL __________溶液，加到有银镜的试管中，约1.2min银镜完全溶解。证明NO3-使银镜溶解。
③为进一步研究溶解过程，用5mLpH约等于1.6的0.05mol·L-1硫酸铁溶液，加到有银镜的试管中，约10min银镜完全溶解。
实验二：硝酸铁溶液与二氧化硫反应，用如图所示装置进行实验：
i.缓慢通入SO2，溶液液面上方出现红棕色气体，溶液仍呈黄色。
ii.继续持续通入SO2，溶液逐渐变为深棕色。
已知：Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色)
④步骤i反应开始时，以NO3-氧化SO2为主，理由是：_____________________________。
⑤步骤ii后期反应的离子方程式是______________________________________。
(3)由以上探究硝酸铁的性质实验得出的结论是____________________________________。
【答案】(1). Fe + 3NO3- + 6H+＝Fe3+ + 3NO2↑ + 3H2O (2). 降温结晶 (3). 过滤 (4). 取反应后的溶液，加几滴铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀 (5). 0.1mol·L-1硝酸钠和0.2mol·L-1硝酸的混合溶液或者pH约等于1.6的0.3mol·L-1硝酸钠和硝酸的混合溶液 (6). 实验二的步骤i中未观察到溶液变为深棕色，说明没有Fe2+生成 (7). 2Fe3+ + SO2 + 2H2O ＝ 2Fe2+ + SO42- + 4H+ (8). 在pH约等于1.6 0.1mol·L-1硝酸铁溶液中， Fe3+、NO3-都有氧化性，其中以NO3-氧化性为主。
【分析】(1)①硝酸与铁屑混合后，铁屑溶解，溶液变黄色，液面上方有红棕色气体，生成了硝酸铁、二氧化氮和水，据此写离子方程式；
②根据溶液提取晶体的操作回答；
(2) ①如果Fe3+使银镜溶解，则铁的化合价降低变为Fe2+，证明Fe2+的存在即可；
②证明NO3-使银镜溶解，采用控制变量法操作；
④溶液液面上方出现红棕色气体，溶液仍呈黄色；
⑤根据继续持续通入SO2，溶液逐渐变为深棕色，已知：Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色)，有Fe2+的生成；
(3)总结实验一和实验二可知答案。
【详解】(1)①硝酸与铁屑混合后，铁屑溶解，溶液变黄色，液面上方有红棕色气体，生成了硝酸铁、二氧化氮和水，离子方程式为：Fe + 3NO3- + 6H+＝Fe3+ + 3NO2↑ + 3H2O，故答案为：Fe + 3NO3- + 6H+＝Fe3+ + 3NO2↑ + 3H2O；
②由硝酸铁溶液，获取硝酸铁晶体，应进行的操作是：将溶液小心加热浓缩、降温结晶、过滤、用浓硝酸洗涤、干燥，故答案为：降温结晶；过滤；
(2) ①如果Fe3+使银镜溶解，则铁的化合价降低变为Fe2+，证明Fe2+的存用铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀即可，故答案为：取反应后的溶液，加几滴铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀；
②证明NO3-使银镜溶解，采用控制变量法操作，即加入的为0.1mol·L-1硝酸钠和0.2mol·L-1硝酸的混合溶液或者pH约等于1.6的0.3mol·L-1硝酸钠和硝酸的混合溶液，故答案为：0.1mol·L-1硝酸钠和0.2mol·L-1硝酸的混合溶液或者pH约等于1.6的0.3mol·L-1硝酸钠和硝酸的混合溶液；
④实验二的步骤i中未观察到溶液变为深棕色，说明没有Fe2+生成，故答案为：实验二的步骤i中未观察到溶液变为深棕色，说明没有Fe2+生成；
⑤根据继续持续通入SO2，溶液逐渐变为深棕色，已知：Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色)，有Fe2+的生成，离子方程式为：2Fe3+ + SO2 + 2H2O ＝ 2Fe2+ + SO42- + 4H+，故答案为：2Fe3+ + SO2 + 2H2O ＝ 2Fe2+ + SO42- + 4H+；
(3)总结实验一和实验二可知，在pH约等于1.6 0.1mol·L-1硝酸铁溶液中， Fe3+、NO3-都有氧化性，其中以NO3-氧化性为主，故答案为：在pH约等于1.6 0.1mol·L-1硝酸铁溶液中， Fe3+、NO3-都有氧化性，其中以NO3-氧化性为主。
