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高考化学二轮主观题训练（二）
26.(14分)以下为某学习小组探究用硫酸钙和焦炭在高温下反应制备硫化钙并检验气体产物的实验装置。
(1)甲同学设计如图所示的实验装置检验气体产物。
①B装置的作用是_____________________。
②D和E装置能检验装置A中的反应产物有气体___________(填化学式),能说明产生该气体的现象是_____________________________。
(2)乙同学根据氧化还原反应原理,提出装置A产生的气体产物中可能还有CO2、SO2,为了验证他的猜想,结合上述装置并选择下列仪器设计实验方案(同一种仪器可重复使用)。
①气流从左至右,仪器连接顺序为A、F、_________、M。 ②能证明有CO2的现象是_____________________________。 ③除去SO2的离子方程式为________________________________。
(3)经实验证明气体产物有(1)中检验气体、SO2、CO2,且相同条件下气体体积之比为1∶1∶2,写出A中反应的化学方程式：__________________________。
【试题解析】:(1)①硫酸钙和焦炭在高温下反应制备硫化钙时可能产生使氧化铜被还原的气体,即CO,除此之外还可能产生CO2、SO2等,会干扰CO的检验,因此用氢氧化钠溶液吸收除去酸性气体,排除对CO检验的干扰；
②D中通过气体后,氧化铜由黑色变红色,生成的气体能够使澄清石灰水变浑浊,说明装置A的反应产物有CO。
(2)①装置A中的气体产物可能含有SO2和CO2,根据装置图,可以通过品红溶液检验二
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氧化硫,除去二氧化硫后再用澄清石灰水检验二氧化碳,因此气流从左到右的仪器连接顺序为A、F、J、F、I、M。
②能证明有二氧化碳的现象是第二个F中品红溶液不褪色,I中澄清石灰水变浑浊。 ③装置J中酸性高锰酸钾将二氧化硫氧化,反应的离子方程式为5SO2＋2MnO4＋2H2O===2Mn2＋5SO24＋4H。
(3)气体产物有CO、SO2、CO2且气体体积之比为1∶1∶2,反应的化学方程式为2CaSO4
＋3C=====CaS＋CaO＋SO2↑＋CO↑＋2CO2↑。
答案：(14分)(1)①除去酸性气体(2分) ②CO(1分) D中黑色粉末变红,E中澄清石灰水变浑浊(2分)
(2)①J、F、I(2分) ②第二个F中品红溶液不褪色,I中澄清石灰水变浑浊(2分) ③5SO2
＋2MnO4＋2H2O===2Mn2＋5SO24＋4H(2分)
(3)2CaSO4＋3C=====CaS＋CaO＋SO2↑＋CO↑＋2CO2↑(3分)
27.(15分)氧化铬绿(Cr2O3)的性质独特,在冶金、颜料等领域有着不可替代的地位。一种利用淀粉水热还原铬酸钠制备氧化铬绿的工艺流程如下：
高温
－
＋
－
＋
＋
－
＋
－
高温
已知：①向含少量Na2CO3的铬酸钠碱性溶液中通入CO2可制得不同碳化率的铬酸钠碳化母液；
②“还原”反应放热剧烈,可制得Cr(OH)3浆料。 回答下列问题：
(1)该工艺中“还原”反应最初使用的是蔗糖或甲醛,后来改用价格低廉的淀粉。请写出甲醛(HCHO)与铬酸钠(Na2CrO4)溶液反应的离子方程式__________________________。
(2)将混合均匀的料液加入反应釜,密闭搅拌,恒温发生“还原”反应,下列有关说法错误的是________(填标号)。
A.该反应一定无需加热即可进行 B.必要时可使用冷却水进行温度控制 C.铬酸钠可适当过量,使淀粉充分反应 D.应建造废水回收池,回收含铬废水
(3)测得在不同恒定温度、不同碳化率下Cr(Ⅵ)还原率如图。实际生产过程中Cr(Ⅵ)还原率可高达99.5%以上,“还原”阶段采用的最佳反应条件为____________。
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(4)滤液中所含溶质为__________。该水热法制备氧化铬绿工艺的优点有________________________________、__________________________(请写出两条)。
(5)由水热法制备的氢氧化铬为无定型氢氧化铬[Cr(OH)3·nH2O]。将洗涤并干燥后的氢氧化铬滤饼充分煅烧,质量损失与固体残留质量比为9∶19,经计算得出n＝_________。
(6)重铬酸钠(Na2Cr2O7·H2O)与硫酸铵热分解法也是一种生产氧化铬绿的方法,生产过程中产生的气体对环境无害,其化学方程式为_____________________。
【试题解析】:(1)HCHO中碳元素化合价为0,该反应在碱性环境下进行,最终生成物有碳酸钠、Cr(OH)3等,根据化合价升降守恒、电荷守恒以及原子守恒可知其反应的离子方程
2＋3HCHO＋4HO===4Cr(OH)↓＋2OH＋3CO2。 式为4CrO4233
－
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－
(2)A.该反应虽然为放热反应,但不一定全过程都不需要加热,如燃烧反应为放热反应,反应开始时需要加热；B.因该反应剧烈放热,若温度过高,Cr(OH)3可能会发生分解,会影响最终产品质量,因此必要时可使用冷却水进行温度控制；C.为保证原料的充分利用,应淀粉适当过量,使铬酸钠充分反应；D.铬为重金属元素,直接排放至环境中会污染水资源,因此应建造废水回收池,回收含铬废水。
(3)由图可知,在碳化率为40%时,还原率较高,在温度为240 ℃时,还原率接近100%,再升高温度对于还原率的影响不大,故最佳反应条件为碳化率40%、恒温240 ℃。
(4)滤液中所含溶质为Na2CO3(或Na2CO3、NaHCO3)；水热法制备工艺的优点有工艺清洁、原料价格低廉、设备要求低、副产物碳酸盐可用于铬酸钠碳化母液的制备、无废气废渣排放、废水可回收利用、流程短等。
(5)加热过程中相关物质的转化关系式为 2Cr(OH)3·nH2O～Cr2O3～(3＋2n)H2O 152 18×(3＋2n) 19 9 15218×?3＋2n?＝,解得n＝0.5。 199
(6)重铬酸钠具有强氧化性,硫酸铵具有还原性,生产过程中产生的气体对环境无害,故N
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