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    4．某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS．某同学用15.0g该废催化剂为原料，回收其中的锌和铜．采用的实验方案如下：

    回答下列问题：
    （1）在下列装置中，第一次浸出必须用D，第二次浸出应选用A．（填标号）

    （2）第二次浸出时，向盛有滤液1的反应器中加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液．若顺序相反，会造成H2O2与固体颗粒接触分解．滤渣2的主要成分是SiO2．
    （3）浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是蒸发皿．
    （4）某同学在实验完成之后，得到1.5gCuSO4•5H2O，则铜的回收率为30%．

    分析 （1）根据题目化学工艺流程知，第一次浸出发生反应：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O、ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S↑，有有毒的气体生成，必须用氢氧化钠溶液进行尾气处理，第二次浸出时发生反应：CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S↓+2H2O，不产生有毒气体；
    （2）H2O2与固体颗粒接触分解；二氧化硅不与硫酸反应；
    （3）浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用仪器为蒸发皿；
    （4）根据CuS质量分数计算废催化剂中Cu的物质的量，再计算硫酸铜晶体的物质的量，进而计算铜的回收率．

    解答 解：（1）根据题目化学工艺流程知，第一次浸出发生反应：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O、ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S↑，有有毒的气体生成，必须用氢氧化钠溶液进行尾气处理，选D装置，第二次浸出时发生反应：CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S↓+2H2O，不产生有毒气体，可以选用A装置，
    故答案为：D；A；
    （2）第二次浸出时，向盛有滤液1的反应器中加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液．若顺序相反，会造成H2O2与固体颗粒接触分解，
    二氧化硅不与硫酸反应，滤渣2的主要成分是SiO2，
    故答案为：H2O2与固体颗粒接触分解；SiO2；
    （3）浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用仪器为蒸发皿，
    故答案为：蒸发皿；
    （4）废催化剂中Cu的物质的量为15.0g×12.8%÷96g/mol=0.02mol，1.5g CuSO4﹒5H2O中Cu的物质含量的为1.5g÷250g/mol=0.006mol，则铜的回收率为$\frac{0.006mol}{0.02mol}$×100%=30%，
    故答案为：30%．

    点评 本题以金属回收为载体，综合考查化学实验，涉及化学工艺流程、对原理与装置的分析、物质的分离提纯、化学计算等，是对学生综合能力的考查．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    14．苯佐卡因（化学名称：对氨基苯甲酸乙酯，结构简式： 简称：EPABA）是白色粉末，味苦而麻，易溶于乙醇，不溶于水．是局部麻醉药，用于手术后创伤止痛，溃疡痛等．苯佐卡因的合成路线如下：（Na2Cr2O7是一种强氧化剂）
    [X]$→_{AlCl_{3}}^{①Y}$[A]$\stackrel{②}{→}$[B]$→_{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}^{③H_{2}SO_{4}}$[C（C7H5NO4）]$\stackrel{④}{→}$[D]$→_{Sn，HCl}^{⑤}$[EPABA]
    已知：
    ①石油裂解气的某一成分在一定条件下可三聚生成X，A是X的相邻同系物；
    ②烷基化反应：+RCl$\stackrel{AlCl_{3}}{→}$+HCl
    ③$→_{HCl}^{Sn}$
    ④酰基化反应：$\stackrel{（CH_{3}CO）_{2}O}{→}$
    （1）Y的结构简式：CH3Cl；EPABA有许多同分异构体，其中一种同分异构体G是蛋白质的组成单元之一（含有苯环），且G是人体不能合成的，必须依靠食物摄入，则G的结构简式为．
    （2）写出有机反应类型：反应③氧化反应，反应⑤还原反应．
    （3）反应②的另一反应物是浓硝酸，该反应有副产物，写出一种相对分子质量比B大90的副产物的结构简式．
    （4）写出反应④的化学方程式：．
    （5）检验反应③中的B已完全转化为C的方法是：取少量下层液体，滴加1滴酸性高锰酸钾溶液，不褪色．
    （6）甲同学尝试设计合成路线W：X$\stackrel{I}{→}$A$\stackrel{Ⅱ}{→}$B$\stackrel{Ⅲ}{→}$C7H9N$\stackrel{IV}{→}$C7H7O2N$\stackrel{V}{→}$EPABA，却始终没有成功，请分析可能原因：-NH2（氨基）容易被氧化，乙同学在甲的合成路线W中插入了两个反应：（a）与乙酸酐（CH3CO）2O反应、（b）与稀硫酸加热回流，于是获得了成功，则反应（b）插入在合成路线W中的第IV步．（填I、Ⅱ、Ⅲ、IV、V）

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    15．实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如下：

    反应中存在的主要副反应有：在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯．
    有关数据列如表：
    物质　熔点/℃　沸点/℃　密度/g•cm-3　溶解性
    　苯　5.5　80　0.88　微溶于水
    　硝基苯　5.7　210.9　1.205　难溶于水
    　间二硝基苯　89　301　1.57　微溶于水
    　浓硝酸　83　1.4　易溶于水
    　浓硫酸　338　1.84　易溶于水
    实验步骤如下：①取100mL烧杯，用20mL浓硫酸与18mL浓硝酸配制混和酸，将混合酸小心加入B中；②把18mL（15.84g）苯加入A中；③向室温下的苯中逐滴加入混酸，边滴边搅拌，混和均匀．在50～60℃下发生反应，直至反应结束；④将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5%NaOH溶液、水洗涤并分液；⑤分出的产物加入无水CaCl2颗粒，静置片刻，然后倒入蒸馏烧瓶，弃去CaCl2，进行蒸馏纯化，收集205～210℃馏分，得到纯硝基苯18g．
    回答下列问题：
    （1）图中装置C的作用是冷凝回流．
    （2）配制混合酸时，能否将浓硝酸加入到浓硫酸中，说明理由：不能，容易发生迸溅．
    （3）为了使反应在50℃～60℃下进行，常用的方法是水浴加热．反应结束并冷却至室温后A中液体就是粗硝基苯，粗硝基苯呈黄色的原因是溶有浓硝酸分解产生的NO2（或硝酸）等杂质．
    （4）在洗涤操作中，第二次水洗的作用是洗去残留的NaOH及生成的盐．
    （5）在蒸馏纯化过程中，因硝基苯的沸点高于140℃，应选用空气冷凝管，不选用水直形冷凝管的原因是以免直形冷凝管通水冷却时导致温差过大而发生炸裂．
    （6）本实验所得到的硝基苯产率是72.06%．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    12．向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸（忽略体积变化），下列数值变小的是（　　）
    A．c（CO32-）B．c（Mg2+）C．c（H+）D．Ksp（MgCO3）

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    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

    19．工业上可由乙苯生产苯乙烯：，下列说法正确的是（　　）
    A．该反应的类型为消去反应
    B．乙苯的同分异构体共有三种
    C．可用Br2、CCl4鉴别乙苯和苯乙烯
    D．乙苯和苯乙烯分子内共平面的碳原子数均为7

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    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

    9．下列单元操作中采用了热交换设计的有（　　）
    A．电解食盐水制烧碱B．合成氨中的催化合成
    C．硫酸生产中的催化氧化D．氨碱法中的氨盐水碳酸化

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    6．镁及其化合物用途非常广泛，目前世界上60%的镁是从海水中提取．从海水中先将海水淡化获得淡水和浓海水，浓海水的主要成分如下：
    离子Na+Mg2+Cl-SO42-
    浓度/（g•L-1）63.728.8144.646.4
    再利用浓海水提镁的一段工艺流程如下图：

    请回答下列问题
    （1）浓海水主要含有的四种离子中物质的量浓度最小的是SO42-．在上述流程中，可以循环使用的物质是Cl2、HCl．
    （2）在该工艺过程中，X试剂的化学式为CaCl2．
    （3）“一段脱水”目的是制备MgCl2•2H2O；“二段脱水”的目的是制备电解原料．若将MgCl2•6H2O直接加热脱水，则会生成Mg（OH）Cl．若电解原料中含有Mg（OH）Cl，电解时Mg（OH）Cl与阴极产生的Mg反应，使阴极表面产生MgO钝化膜，降低电解效率．生成MgO的化学方程式为2Mg（OH）Cl+Mg=MgCl2+2MgO+H2↑．
    （4）若制得Mg（OH）2的过程中浓海水的利用率为80%，由Mg（OH）2至“二段脱水”制得电解原料的过程中镁元素的利用率为90%，则1m3浓海水可得“二段脱水”后的电解原料质量为82080g．
    （5）以LiCl-KCl共熔盐为电解质的Mg-V2O5电池是战术导弹的常用电源，该电池的总反应为：Mg+V2O5+2LiCl MgCl2+V2O4•Li2O  该电池的正极反应式为V2O5+2Li++2e-=V2O4•Li2O．
    （6）Mg合金是重要的储氢材料．2LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图如下，则：
    Mg（s）+2B（s） MgB2（s）△H=-93kJ/mol．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    3．苯甲酸乙酯（C9H10O2）稍有水果气味，用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工业中，也可用作有机合成中间体、溶剂等．其制备方法如图1
    已知：
    颜色、状态沸点（℃）密度（g•cm-3）
    苯甲酸*无色、片状晶体2491.2659
    苯甲酸乙酯无色澄清液体212.61.05
    乙醇无色澄清液体78.30.7893
    环己烷无色澄清液体80.80.7318
    *苯甲酸在100℃会迅速升华．
    实验步骤如下：
    ①在100mL圆底烧瓶中加入12.20g苯甲酸、25mL乙醇（过量）、20mL环己烷，以及4mL浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按图2所示连接好仪器，并在分水器中预先加入水，使水面略低于分水器的支管口，控制温度在65～70℃加热回流2h．反应时环己烷-乙醇-水会形成“共沸物”（沸点62.6℃）蒸馏出来．在反应过程中，通过分水器下部的旋塞分出生成的水，注意保持分水器中水层液面原来的高度，使油层尽量回到圆底烧瓶中．
    ②反应结束，打开旋塞放出分水器中液体后，关闭旋塞．继续
    加 热，至分水器中收集到的液体不再明显增加，停止加热．
    ③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na2CO3至溶液呈中性．
    ④用分液漏斗分出有机层，水层用25mL乙醚萃取分液，然后合并至有机层．加入氯化钙，对粗产物进行蒸馏，低温蒸出乙醚后，继续升温，接收210～213℃的馏分．
    ⑤检验合格，测得产品体积为12.86mL．
    回答下列问题：
    （1）步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是分离产生的水，使平衡向正反应方向移动，提高转化率．
    （2）反应结束的标志是分水器中的水层不再增加时，视为反应的终点．
    （3）步骤②中应控制馏分的温度在C．
    A．65～70℃B．78～80℃C．85～90℃D．215～220℃
    （4）若Na2CO3加入不足，在步骤④蒸馏时，蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因是苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸，在受热至100℃时发生升华．
    （5）关于步骤④中的分液操作叙述正确的是AD．
    A．水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞．将分液漏斗倒转过来，用力振摇
    B．振摇几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
    C．经几次振摇并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层
    D．放出液体时，需将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔
    （6）蒸馏时所用的玻璃仪器除了酒精灯、冷凝管、接收器、锥形瓶外还有蒸馏烧瓶，温度计．
    （7）该实验的产率为90%．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    4．高锰酸钾是一种重要的化学试剂，其溶液不很稳定，在酸性条件下会分解生成二氧化锰和氧气，在中性或弱碱性溶液中分解速度很慢，见光分解速度加快．
    （1）高锰酸钾溶液应配成中性溶液并保存在棕色试剂瓶中（填保存的注意事项）；酸性条件下高锰酸钾溶液分解的离子方程式4MnO4-+4H+═4MnO2↓+3O2↑+2H2O．
    （2）请配平高锰酸钾溶液与草酸钠Na2C2O4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：2MnO4-+
    5C2O42-+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
    （3）某学习小组为了探究高锰酸钾溶液和草酸钠溶液的反应过程，将高锰酸钾溶液逐滴地滴入一定体积的酸性草酸钠溶液中（温度相同，并不断振荡时），记录的现象如表：

    滴入高锰酸钾溶液的次序（每滴溶液的体积相同）    		高锰酸钾溶液紫色褪去的时间
    先滴入第1滴1min
    褪色后再滴入第2滴15s
    褪色后再滴入第3滴3s
    褪色后再滴入第4滴1s
    请分析高锰酸钾溶液褪色时间变化的原因反应生成的Mn2+对反应有催化作用，且c（Mn2+）浓度大催化效果更好．
    （4）该学习小组在获取了上述经验和结论以后，用稳定的物质草酸钠Na2C2O4（相对分子质量134.0）来标定高锰酸钾溶液的浓度．他们准确称取1.340g纯净的草酸钠配成250mL溶液，每次准确量取25.00mL溶液酸化后用KMnO4溶液滴定．
    ①高锰酸钾溶液应装在丙（填如图中的仪器编号）．
    ②为了防止高锰酸钾在酸性条件下分解而造成误差，滴定时应注意的是逐滴滴入高锰酸钾溶液，待前一滴高锰酸钾溶液颜色褪去后再滴加．
    ③若在实验过程中存在下列操作，其中会使所测KMnO4浓度偏低的是A．
    A．未润洗盛放KMnO4的滴定管
    B．滴定前尖嘴部分无气泡，滴定终点时出现气泡
    C．定容时，俯视刻度线
    D．锥形瓶用水洗之后未用待测液润洗
    ④当溶液呈微红色且半分钟内不褪色，消耗KMnO4溶液20.00mL（多次测定的平均值），则KMnO4溶液的浓度为0.02mol/L．（附原子相对质量K=39  Mn=55  O=16   Na=23  C=12）

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