北京市2023年高考化学模拟题汇编-27化学实验基础（推断题、解答题）

这是一份北京市2023年高考化学模拟题汇编-27化学实验基础（推断题、解答题），共24页。试卷主要包含了元素或物质推断题，工业流程题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
北京市2023年高考化学模拟题汇编-27化学实验基础（推断题、解答题）
一、元素或物质推断题
1．（2023·北京顺义·一模）以硫酸厂矿渣(含，，等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图所示：

资料：i.化学性质极不活泼，不溶于水也不溶于酸或碱。
ii.；。
回答下列问题：
(1)为了提高“酸浸”的效率可以采用的措施有_______。
(2)“还原”过程中的离子方程式为_______。
(3)“滤渣”中主要成分为(填化学式)_______。
(4)①“沉铁”过程中有气体产生，反应的离子方程式为_______。
②“沉铁”过程中往往有副产物生成，分析原因是_______。
③若用“沉铁”，则无副产物产生，当反应完成时，溶液中_______。
(5)写出氧化过程生成铁黄的化学方程式为_______。
(6)工业上为了充分利用铁资源，硫酸厂矿渣也可以用来炼铁，在1225℃、时，焙烧时间与金属产率的关系如下图：

请分析焙烧时间超过15min时，金属产率下降的原因可能是_______。

二、工业流程题
2．（2023·北京东城·统考一模）电解锰渣的主要成分是MnS。一种由电解锰渣制取高纯MnSO4，的流程如图：

(1)MnS与H2SO4发生复分解反应的离子方程式为_____。
(2)浸出过程中，加入MnO2可减少有毒气体的生成，同时产生更多MnSO4，利用的MnO2的化学性质是_____。
(3)结合离子方程式解释从浸出液中除去Fe3+的操作的原理：_____。
(4)过程I除去Ca2+并富集Mn2+的流程如图。

已知：
a.萃取剂E是溶解了P204(记为HA)的磺化煤油(一种有机溶剂)；
b.HA为一元弱酸，难溶于水，结构为[OR=]；
c.莘取时发生反应M2++2HAMA2+2H+(M2+表示Ca2+或Mn2+)。
①从结构角度分析MA2可溶于磺化煤油的原因：_____。
②反应M2++2A-MA2的平衡常数用β表示。已知β(CaA2)＞β(MnA2)，判断调pH时a____b(填“＜”或“＞”)，结合平衡常数解释原因：_____。
③试剂Y是_____。
(5)不同温度下MnSO4的溶解度如表。
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/g
52.9
59.7
62.9
62.9
60.0
53.6
45.6
40.9
35.3

过程II的操作为______，洗涤，干燥。
3．（2023·北京朝阳·统考一模）从低品位铜镍矿(含有、FeO、MgO、CuO等杂质)资源中提取镍和铜的一种工艺流程如下：

资料：一些物质的(25℃)如下。
物质










(1)上述流程中，加快反应速率的措施是___________。
(2)浸出过程中通入的目的是___________。
(3)萃取时发生反应：(HR、在有机层，、在水层)。
①某种HR的结构简式为 ，该分子中可能与形成配位键的，原子有___________。
②解释反萃取时的作用：___________。
(4)黄钠铁矾[]比更易形成沉淀。反应终点pH与、沉淀率的关系如下表。
反应终点pH
沉淀率/%


1.5
94.04
0.19
2.5
99.21
0.56
3.8
99.91
3.31

①生成黄钠铁矾的离子方程式是___________。
②沉淀时最适宜选用的反应终点pH是___________。
(5)第二次使用MgO调节pH使沉淀完全，宜将pH调节至___________(填序号)。
a．6~7    b．9~10    c．11~12
4．（2023·北京丰台·统考一模）煤化学链技术具有成本低、能耗低的捕集特性。以铁矿石(主要含铁物质为)为载氧体的煤化学链制氢⼯艺如下图。测定反应前后不同价态铁的含量，对工艺优化和运行监测具有重要意义。

(1)进入燃烧反应器前，铁矿石需要粉碎，煤需要烘干研磨，其目的是___________。
(2)分离燃烧反应器中产生的(g)和，可进行高纯捕集和封存，其分离方法是___________。
(3)测定铁矿石中全部铁元素含量。
i．配制铁矿石待测液：铁矿石加酸溶解，向其中滴加氯化亚锡()溶液。
ii．用重铬酸钾()标准液滴定可测定样品中全部铁元素含量。配制铁矿石待测液时溶液过量会对测定结果产生影响，分析影响结果及其原因___________。
(4)测定燃烧反应后产物中单质铁含量：取a g样品，用溶液充分浸取(FeO不溶于该溶液)，向分离出的浸取液中滴加b 溶标准液，消耗标准液V mL。已知被还原为，样品中单质铁的质量分数为___________。
(5)⼯艺中不同价态铁元素含量测定结果如下。

①制氢产物主要为，写出蒸汽反应器中发生反应的化学方程式___________。
②⼯艺中可循环使用的物质是___________(填化学式)。
5．（2023·北京西城·北师大实验中学校考模拟预测）是重要化工原料。由软锰矿制备的一种工艺流程如下：

资料：①软锰矿的主要成分为，主要杂质有和。
②金属离子沉淀的





开始沉淀时
1.5
3.4
5.8
6.3
完全沉淀时
2.8
4.7
7.8
8.3

③该工艺条件下，与不反应。
(1)溶出
①溶出前，软锰矿需研磨。目的是__________。
②溶出时，的氧化过程及得到的主要途径如图所示。

ⅰ．Ⅱ是从软锰矿中溶出的主要反应，反应的离子方程式是__________。
ⅱ．若全部来自于反应，完全溶出所需与的物质的量比值为2。而实际比值(0.9)小于2，原因是__________。
(2)纯化
已知：的氧化性与溶液有关。纯化时先加入，后加入，调溶液。说明试剂加入顺序及调节的原因：__________。
(3)电解
纯化液经电解得，生成的电极反应式是__________。
(4)产品纯度测定
向产品中依次加入足量和足量稀，加热至充分反应，再用溶液滴定剩余至终点，消耗溶液的体积为。(已知：及均被还原为。相对分子质量： 86.94； 134.0)
产品纯度为__________(用质量分数表示)。
6．（2023·北京石景山·统考模拟预测）一种利用低品位铜矿(、CuS、FeO和等)为原料制取CuCl的工艺流程如下：

已知：i.水溶液中不存在碳酸铜，碳酸铜遇水立即水解为碱式碳酸铜和氢氧化铜。
ii.室温时，的溶度积常数。
(1)铜矿中被氧化的物质有_______。
(2)滤液D中铁离子的浓度约为_______，向滤液D中先通氨气的目的_______。
(3)固体E主要是，生成的离子方程式是_______。
(4)滤液F加热生成、和CuO，反应的化学方程式是_______。
(5)查阅资料：+1价Cu和可以形成2种配离子和。滤液G加大量水析出CuCl沉淀，从平衡移动角度分析，滤液G中的配离子是哪种更有利于CuCl的生成_______。
(6)CuCl质量分数的测定
称取mg样品，溶于25mL过量的硫酸铁铵溶液(将+1价Cu氧化)，滴加2滴试亚铁灵指示剂(与发生特征反应，溶液呈红棕色)，用含的硫酸铁铈标准液滴定，共消耗硫酸铁铈标准液VmL，则CuCl质量分数的计算式_______。
7．（2023·北京平谷·统考模拟预测）工业以软锰矿(主要成分是，含有、等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰()。其工业流程如下：

(1)浸锰过程中与反应的离子方程式为，该反应是经历以下两步反应实现的。
i.
ii.……
写出ii的离子方程式：_______。
(2)氧化过程中被氧化的物质主要有(写化学式)：_______。
(3)“浸锰”反应中往往有副产物生成，温度对“浸锰”反应的影响如图所示：

为减少的生成，“浸锰”的适宜温度是_______，向过滤II所得的滤液中加入溶液时温度不宜太高的原因是_______。
(4)加入溶液后，生成沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：_____。
(5)滴定法测产品纯度
I.取固体产品1.160g于烧杯中，加入过量稀充分振荡，再加入NaOH溶液至碱性，发生反应：；
II.加入过量KI溶液和适量稀，沉淀溶解，溶液变黄；
III.取上述混合液的于锥形瓶中，加入淀粉溶液作指示剂，用0.1000mol/L 溶液进行滴定，发生反应：，滴定终点时消耗溶液20.00mL。
①写出II中反应的离子方程式_______；
②判断滴定终点的方法是_______；
③假设杂质不参与反应，则产品纯度为_______。(保留四位有效数字)
8．（2023·北京房山·统考一模）高纯氯化锰在电子技术和精细化工领域有重要应用。一种由粗锰粉(含磷酸盐、硅酸盐、铁、铅等)制备高纯氯化锰的工艺流程如下(部分操作和条件略)。
Ⅰ．将粗锰粉加入盐酸中充分反应，再加入NaOH溶液调节pH=6，过滤；
Ⅱ．向Ⅰ所得滤液中加入酸性溶液，充分反应后加入调节，过滤；
Ⅲ．向Ⅱ所得滤液中通入气体，待充分反应后加热一段时间，冷却后过滤；
Ⅳ．浓缩、结晶、分离、干燥，得到产品
(1)氯化锰中锰元素的化合价是___________。
(2)步骤Ⅰ中去除了磷酸盐和硅酸盐，且对磷酸盐的去除效果比硅酸盐好，这与酸性有关。从原子结构角度解释酸性原因：___________。
(3)步骤Ⅰ所得滤液中的金属离子主要含有、和等，且不被氧化。
已知：生成氢氧化物沉淀的pH





开始沉淀时
6.5
1.5
8.1
6.5
完全沉淀时
8.3
2.8
10.1
8.5

注：金属离子的起始浓度为0.1mol/L
①结合表中数据，解释步骤Ⅱ中加入酸性溶液的目的：___________。
②配平加入后发生反应的离子方程式：,________
(4)步骤Ⅲ的目的是去除：。推测溶解度：PbS___________MnS(填“＞”、“＜”或“=”)。
(5)已知：氯化锰的溶解度随温度的变化如图。

步骤Ⅲ所得滤液中仍含有少量易溶杂质，补充步骤Ⅳ浓缩、结晶的操作：将滤液___________，析出晶体后过滤。重复操作2～3次，收集晶体。

三、原理综合题
9．（2023·北京朝阳·统考一模）工业烟气中常含有(NO、)。用NaClO溶液将氧化为，实现烟气中的脱除。
(1)在大气中会形成酸雨。形成酸雨的过程中，NO表现___________性。
(2)向NaClO溶液中加入硫酸，研究初始pH对脱除率的影响，结果如下。

已知：
①不用盐酸调节NaClO溶液初始pH的原因是___________。
②将pH=3.5时NaClO溶液脱除NO的离子方程式补充完整：___________。
□NO+□___________+□___________□□□___________
③pHFe>Ni>Pb，所以溶液中Pb2+会与未反应完全的Mn反应，造成Pb2+浓度下降；第二步加入过氧化氢，主要是为了将亚铁离子氧化为铁离子，便于沉淀的去除；第三步通入H2S，是想通过生成硫化物沉淀的方式去除残余的锌离子和铅离子。
【详解】(1) 氯化锰中锰元素的化合价是+2；
(2) 磷酸和硅酸是P和Si的最高价氧化物对应的水化物，同周期，P的非金属性强于Si，故磷酸酸性更强；
(3)①加入酸性过氧化氢主要是为了将亚铁离子氧化为铁离子，方便后续沉淀去除；
②配平加入后发生反应的离子方程式：；
(4)若硫化锰的溶解度小于硫化铅，则硫化锰会先沉淀，故硫化铅的溶解度小于硫化锰；
(5) 浓缩、结晶的操作应为：将滤液加热至80℃使溶液接近饱和，冷却至0℃左右，析出晶体后过滤。重复操作2～3次，收集晶体。
9．(1)还原
(2)     盐酸具有还原性，能与NaClO反应          溶液初始pH高，小，有利于和正向进行，脱除率大
(3)               偏低

【详解】（1）在大气中最终被氧化成硝酸，形成酸雨，该过程中表现还原性，故答案为：还原；
（2）①盐酸是还原性酸，能与NaClO发生氧化还原反应，因此不能用盐酸调节NaClO溶液的pH值，故答案为：盐酸具有还原性，能与NaClO反应；
②pH=3.5时NaClO首先结合氢离子生成HClO，HClO表现强氧化性将NO氧化为，1molNaClO得2mol电子生成1molNaCl，1molNO失3mol电子生成，根据得失电子守恒得：，故答案为：；
③由反应：和，可知反应初始阶段随pH值升高，氢离子浓度减小，有利于平衡正向移动，从而提高脱除率，故答案为：溶液初始pH高，小，有利于和正向进行，脱除率大；
（3）①在电解池中被还原为NO，1mol得2mol电子，2mol失2mol电子生成1mol碘单质，结合电解质环境提供氢离子最终生成，根据得失电子守恒可得反应方程式：，故答案为：；
②可用转移电子物质的量表示的物质的量，则脱除前的物质的量为amol，则脱出后的物质的量为bmol，的脱出率为：。故答案为：；
③电解池中若检测到少量和，说明没有完全转化为，导致测定值偏低，故答案为：偏低。
10．(1)过滤；
(2)；
(3)     还原所需电子：3.24×10-4mol，Fe2+最多提供的电子：3.6×10-5mol。Fe2+失去的电子数明显小于所需电子数；     7.2×10-5mol NaCl；
(4)，Fe2+破坏了钝化层；
(5)     ；     偏大。

【详解】（1）由步骤II得四氧化三铁和废水，因为四氧化三铁难溶于水，可得步骤II的分离操作为过滤；
故答案为：过滤；
（2）由步骤II反应产物为四氧化三铁和，且铁粉和在酸性条件下发生该反应，所以该氧化还原反应为；
故答案为：；
（3）根据物质得失电子的计量关系，可知，Fe2+最多提供的电子：3.6×10-5mol，，所需电子：3.24×10-4mol，Fe2+失去的电子数明显小于所需电子数；为说明是否是破坏钝化层，根据控制变量法的思想将（即）替换为氯离子物质的量相同的氯化钠，即7.2×10-5mol NaCl看是否能达到同样的去除率，若不能达到同样的去除率说明不能破坏钝化层，反知为Fe2+破坏了钝化层；
故答案为：还原所需电子：3.24×10-4mol，Fe2+最多提供的电子：3.6×10-5mol。Fe2+失去的电子数明显小于所需电子数； 7.2×10-5mol NaCl；
（4）根据上述分析可知生成的(导电)覆盖在铁粉表面；随着反应的进行，产生(不导电)，它覆盖在表面，形成钝化层，阻碍电子传输。而
，破坏了钝化层有利于内层的铁能继续与硝酸根反应；
故答案为：，Fe2+破坏了钝化层；
（5）步骤1.取v含氮()水样，加入催化剂、标准溶液(过量)，再加入稀。发生，
步骤2.用标准溶液滴定剩余的(被还原为)，终点时消耗。发生，根据标准溶液的用量求得剩余的的物质的量=6c2v2×10-3mol，则参与步骤I反应的的物质的量=，根据该反应可得反应消耗的硝酸根物质的量，所以原水样中的含量；因为溶液中存在，也会消耗，所以用量偏小，由于总量一定，所以参与步骤I反应的物质的量会偏大（计算造成的误差），自然计算出来的水样中的含量也偏大；
故答案为：① ；② 偏大。