（江苏专用）2020高考化学三轮冲刺 非选择题规范练四（含解析）

非选择题规范练四16．以菱锰矿(主要成分MnCO3，还含有FeCO3、CaCO3、SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgCO3等杂质)为原料制备二氧化锰的工艺流程如下：已知：草酸钙、草酸镁不溶于水。(1)写出“氧化”时发生反应的离子方程式：________________________________________。(2)“中和”的目的是将铁、铝元素转化为沉淀除去，化合物X可用________(写一种物质的化学式)。(3)该工艺流程中固体1和固体2均需用水洗涤，目的是________________________________。(4)“除杂”时，除去的金属离子有____________。(5)“电解”原理如下图所示，阳极的电极反应式为_______________________________。(6)该流程中可以循环使用的物质有________________。答案(1)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O(2)CaCO3(或MnCO3等合理答案)(3)用水洗涤滤渣，洗出液用于酸浸工序，提高锰的回收率(或用水洗涤滤渣，洗出液循环利用，提高锰的回收率等合理答案)(4)Ca2＋、Mg2＋(5)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋(6)H2SO4、MnO2解析(1)酸浸后溶液中含有亚铁离子，能被二氧化锰氧化，则“氧化”时发生反应的离子方程式为MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。(2)“中和”的目的是将铁、铝元素转化为沉淀除去，由于不能再引入新杂质，则化合物X可用MnCO3或CaCO3。(3)过滤得到的沉淀表面含有杂质离子，因此该工艺流程中固体1和固体2均需用水洗涤滤渣，洗出液用于酸浸工序，提高锰的回收率。(4)已知草酸钙、草酸镁不溶于水，则“除杂”时，除去的金属离子有Ca2＋、Mg2＋。(5)阳极锰离子失去电子转化为二氧化锰，则阳极的电极反应式为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋。(6)硫酸锰电解生成二氧化锰和硫酸，则该流程中可以循环使用的物质有H2SO4、MnO2。17．麻黄素是中枢神经兴奋剂，其合成路线如图所示。已知：CH3C≡CH＋H2O――→HgSO4稀硫酸(1)F中的含氧官能团名称为________和________。(2)E的结构简式为________。(3)写出B→C的化学方程式：_____________________________________________。(4)F→G历经两步反应，反应类型依次为__________________________________________、______________________。(5)请写出同时满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式：________。①能发生银镜反应；②水解产物能与FeCl3溶液发生显色反应；③核磁共振氢谱显示有四组峰。(6)请写出以乙醇为原料制备强吸水性树脂的合成路线流程图(可选择题干中的相关试剂，无机试剂任选，合成路线流程图示例见本题题干)。答案(1)羟基羰基(2)(3)(4)加成反应消去反应(5)(6)解析(1)根据F的结构简式可知F中的含氧官能团名称为羟基和羰基。(2)根据已知信息结合F的结构简式可知E的结构简式为。(3)B→C是卤代烃的水解反应，反应的化学方程式为。(4)F→G历经两步反应，首先是羰基的加成反应生成羟基，然后羟基发生消去反应生成双键。(5)①能发生银镜反应，含有醛基；②水解产物能与FeCl3溶液发生显色反应，含有酚羟基形成的酯基；③核磁共振氢谱显示有四组峰，则符合条件的有机物结构简式为。(6)根据逆推法结合题干信息可知以乙醇为原料制备强吸水性树脂的合成路线流程图为。18．摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是一种重要的化工原料，可用于制取纳米Fe3O4和草酸合铁酸钾等。(1)取一定质量摩尔盐样品与过量NaOH溶液反应。①根据生成气体的体积计算得到摩尔盐的纯度小于实际值，其原因是____________。②向所得Fe(OH)2沉淀中加入NaNO2溶液可制得纳米Fe3O4，同时产生NO。该反应的离子方程式为__________________________________________________。(2)摩尔盐经氧化后与KOH和H2C2O4反应可得到草酸合铁酸钾[KaFeb(C2O4)c·dH2O]，其中Fe元素化合价为＋3。①已知25℃，H2C2O4的电离常数Ka1＝5.6×10－2，Ka2＝5.4×10－5。pH＝4的H2C2O4溶液中c(C2O2－4)∶c(HC2O－4)＝________。②为了确定草酸合铁酸钾的组成，准确称取4.910g样品在氮气气氛下加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示。已知：a.120℃时已完全失去结晶水。b．200～580℃分解产生的CO和CO2恢复至标准状况下体积为1.008L。c．580℃以上残留固体为FeO和K2CO3的混合物。根据以上实验数据计算草酸合铁酸钾中的n(Fe3＋)∶n(C2O2－4)(写出计算过程)。答案(1)①氨气极易溶于水，溶液中有部分氨气没有逸出②3Fe(OH)2＋2NO－2===Fe3O4＋2NO↑＋2OH－＋2H2O(2)①0.54②根据元素守恒得到分解产生的气体为CO和CO2，n(CO)＋n(CO2)＝1.008L22.4L·mol－1＝4.5×10－2mol，2n(C2O2－4)＝n(K2CO3)＋n(CO)＋n(CO2)＝n(K2CO3)＋4.5×10－2mol，n(Fe2＋)×72g·mol－1＋12n(K＋)×138g·mol－1＝2.79g,3n(Fe3＋)＋n(K＋)＝2×[12n(K＋)＋4.5×10－2mol]×12，解得：n(Fe3＋)＝1×10－2mol，n(K＋)＝3×10－2mol，n(C2O2－4)＝3×10－2mol，n(Fe3＋)∶n(C2O2－4)＝(1×10－2mol)∶(3×10－2mol)＝1∶3解析(1)①摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]与氢氧化钠反应生成氨气，氨气极易溶于水，溶液中有部分氨气没有逸出，因此根据生成气体的体积计算得到摩尔盐的纯度小于实际值。(2)①已知25℃，H2C2O4的电离常数Ka1＝5.6×10－2，Ka2＝5.4×10－5。pH＝4的H2C2O4溶液中cC2O2－4cHC2O－4＝cC2O2－4·cH＋cHC2O－4·cH＋＝Ka2cH＋＝5.4×10－51.0×10－4＝0.54。19．某化学兴趣小组以菱铁矿(主要成分为FeCO3，含有SiO2、Al2O3等少量杂质)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的实验过程如下：(1)酸溶及后续过程中均需保持酸过量，其目的除了提高铁元素的浸出率之外，还有________________________________________________________________________。(2)操作Ⅰ名称是________________________________________________________。(3)滴加H2O2溶液氧化时，发生主要反应的离子方程式为____________________________。(4)在氧化过程中，如何检验铁元素全部以Fe3＋形式存在：___________________________。(5)加入过量NaOH溶液的目的是_______________________________________________。(6)请补充完整由过滤后得到的固体制备FeCl3·6H2O的实验方案：向过滤后所得固体________________________________________________________________________________________________________________________________________________，用水洗涤固体2～3次，低温干燥，得到FeCl3·6H2O。答案(1)抑制Fe3＋水解(2)过滤(3)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(4)取少许氧化后的溶液于试管中，向试管中滴加1～2滴酸性高锰酸钾溶液，紫色不褪去，说明铁元素全部以Fe3＋形式存在(5)将Al3＋转化为AlO－2，分离Fe3＋与Al3＋(6)加入稀盐酸使固体完全溶解，在氯化氢氛围内蒸发浓缩、冷却结晶，过滤解析(1)酸溶及后续过程中均需保持酸过量，其目的除了提高铁元素的浸出率之外，还有抑制Fe3＋水解。(4)在氧化过程中，检验铁元素全部以Fe3＋形式存在的实验方案为取少许氧化后的溶液于试管中，向试管中滴加1～2滴酸性高锰酸钾溶液，紫色不褪去，说明铁元素全部以Fe3＋形式存在。20．粉煤灰的综合利用既有利于节约资源又有利于保护环境。某粉煤灰(主要含Al2O3、Fe2O3、CaCO3等)的铝、铁分离工艺流程如下：(1)①“酸浸”时Al2O3发生反应的离子方程式为_________________________。②当硫酸质量分数大于50%时，金属氧化物浸出率明显下降。其原因是_____________。(2)有关金属离子以氢氧化物沉淀时离子浓度随pH变化如图所示。若浸出液不经还原直接与氨水混合，铝、铁元素分离效果较差的原因是______________________________________。(3)沉铝后所得FeSO4溶液可用于烟气中NO吸收，其原理为Fe2＋＋2NO[Fe(NO)2]2＋，烟气中O2的体积分数对NO吸收率的影响如图所示。①为提高烟气中NO的吸收率，可采取的措施有_________________(答一条，并说明理由)。②“再生”过程中，[Fe(NO)2]2＋在微生物的作用下与C6H12O6发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)Al(OH)3经过一系列反应可获得粗铝，利用熔融状态下物质密度不同，通过三层液电解精炼法可由粗铝获得高纯铝(装置如图所示)。①该装置工作时，电极A作________极。②熔融粗铝时加入铜的作用是_________________________________________________。答案(1)①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O②生成的CaSO4覆盖在固体反应物表面，阻止铁、铝氧化物的溶解(2)Fe3＋完全沉淀与Al3＋开始沉淀的pH相近(3)①增大FeSO4溶液的浓度，有利于使吸收NO的平衡向正反应方向移动(或增大氧气含量，有利于NO与O2、H2O反应转化为HNO3等被吸收或减缓通入气体的速率，增大气液接触时间)(答案合理即可)②C6H12O6＋6[Fe(NO)2]2＋=====微生物6Fe2＋＋6N2↑＋6CO2↑＋6H2O(4)①阴②增大阳极熔融物的密度解析(1)②硫酸钙微溶于水。当硫酸质量分数大于50%时，生成的硫酸钙覆盖在固体反应物表面，阻止铁、铝氧化物的溶解，使得金属氧化物浸出率明显下降。(2)根据金属离子以氢氧化物沉淀时离子浓度随pH变化图像知，Fe3＋完全沉淀与Al3＋开始沉淀的pH相近，导致浸出液不经还原直接与氨水混合，铝、铁元素分离效果较差。(3)①FeSO4溶液吸收NO的原理为Fe2＋＋2NO[Fe(NO)2]2＋，为提高烟气中NO的吸收率，可采取的措施有增大FeSO4溶液的浓度，有利于使吸收NO的平衡向正反应方向移动；根据烟气中O2的体积分数对NO吸收率的影响图像，可以增大氧气含量，有利于NO与O2、H2O反应转化为HNO3等被吸收；也可以减缓通入气体的速率，增大气液接触