专题限时训练(十九)以工艺流程及物质推断为载体的元素化合物综合考查题(时间：60分钟分数：75分)1．(15分)(2015·天津卷)废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：回答下列问题：(1)反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)，反应中H2O2的作用是_________________________________________________________。写出操作①的名称：________。(2)反应Ⅱ是铜氨溶液中的Cu(NH3)4与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式：________________。操作②用到的主要仪器名称为________，其目的是(填序号)________。a．富集铜元素b．使铜元素与水溶液中的物质分离c．增加Cu2＋在水中的溶解度(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和________。若操作③使用上图装置，图中存在的错误是_________________________________________________________。(4)操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。阴极析出铜，阳极产物是______________________________________________________。操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是__________________。(5)流程中有三处实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是________。循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是_________________________________________________________。答案：(1)作氧化剂过滤(2)Cu(NH3)4＋2RH===2NH4＋2NH3＋CuR2分液漏斗ab(3)RH分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、液体过多(4)O2、H2SO4加热浓缩、冷却结晶、过滤(5)H2SO4防止由于溶液中c(OH－)过高，生成Cu(OH)2沉淀解析：(1)Cu转化为Cu(NH3)4，化合价升高，发生氧化反应，故H2O2作氧化剂，将Cu氧化。从图中可以看出，经过操作①得到溶液和残渣，故操作①是过滤。(2)铜氨溶液中的Cu(NH3)4与有机物RH反应生成NH3和NH4Cl及溶解在有机层中的CuR2，故反应的离子方程式为Cu(NH3)4＋2RH===2NH3＋2NH4＋CuR2。操作②得到溶液和有机层，故该操作是分液，用到的主要仪器是分液漏斗。其目的是使铜元素与水溶液中的物质分离，富集铜元素。(3)根据反应Ⅲ可以判断出CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和RH。图中的错误是分液漏斗的尖端未紧靠烧杯内壁，分液漏斗中的液体太多。(4)电解CuSO4溶液，阳极是水放电，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故阳极产物是O2和H2SO4。将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤即得胆矾晶体。(5)反应Ⅲ消耗H2SO4，操作④电解CuSO4溶液产生H2SO4，实现了H2SO4的循环使用。反应Ⅰ中H2O2将铜氧化为Cu2＋，Cu2＋与NH3产生Cu(NH3)4，因为NH3溶于水，溶液显碱性，如果c(OH－)过高，会产生Cu(OH)2沉淀，为了防止产生Cu(OH)2沉淀，在反应Ⅰ中加入了NH4Cl。2．(15分)锌焙砂是锌精矿经焙烧后所得的产物，以锌焙砂为原料制取金属锌的流程如图所示。已知：①当溶液中Zn2＋浓度较大时，Zn2＋优先于H＋放电。②Mn(Ⅱ)可以被氧气氧化生成Mn(Ⅶ)。请回答下列问题：(1)ZnFe2O4中Fe的化合价为________，酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐，该反应的化学方程式为_____________________________。(2)净化Ⅰ操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe2＋氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀。①写出酸性条件下H2O2与Fe2＋反应的离子方程式：___________。②25℃时，pH＝3的滤液(滤去氢氧化铁沉淀)中，c(Fe3＋)＝________mol·L－1(已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38)。(3)电解硫酸锌溶液时阳极上有气体析出，写出阳极的电极反应式__________________________________________________________；电解时不断补充电解液的目的是_________________________。(4)电解时，阳极附近发生化学反应生成HMnO4，使得溶液变为紫红色，生成的HMnO4，又将Mn2＋氧化生成MnO2，一部分二氧化锰沉于槽底形成阳极泥，另一部分附于阳极表面形成保护膜。写出HMnO4将Mn2＋氧化生成MnO2的化学方程式__________________。答案：(1)＋3ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O(2)①H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O②4.0×10－5(3)4OH－－4e－===2H2O...
