十年高考(2015-2024)化学真题分类汇编专题84 工艺流程——结合理论综合(解析版)

章节:高考化学真题试卷 日期: 类别: 教材:

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1.(2023•山东卷,13)一种制备Cu2O的工艺路线如图所示,反应Ⅱ所得溶液在3~4之间,反应Ⅲ需及时补加以保持反应在条件下进行。常温下,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.3×10-8。下列说法正确的是(    )

A.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应

B.低温真空蒸发主要目的是防止NaHSO3被氧化

C.溶液Y可循环用于反应Ⅱ所在操作单元吸收气体Ⅰ

D.若Cu2O产量不变,参与反应Ⅲ的与CuSO4物质的量之比增大时,需补加NaOH的量减少

【答案】CD

【解析】铜和浓硫酸反应(反应Ⅰ)生成二氧化硫气体(气体Ⅰ)和硫酸铜,生成的二氧化硫气体与碳酸钠反应(反应Ⅱ),所得溶液pH在3~4之间,溶液显酸性,根据H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.3×10-8,可知NaHSO3溶液显酸性(电离大于水解),则反应Ⅱ所得溶液成分是NaHSO3,调节溶液pH值至11,使NaHSO3转化为Na2SO3,低温真空蒸发(防止Na2SO3被氧化),故固液分离得到Na2SO3晶体和Na2SO3溶液,Na2SO3和CuSO4反应的离子方程式是SO32-+2Cu2++2H2O=SO42-+ Cu2O+4H+,反应过程中酸性越来越强,使Na2SO3转化成SO2气体,总反应方程式是2CuSO4+3Na2SO3= Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4,需及时补加NaOH以保持反应在pH=5条件下进行。A项,反应Ⅰ是铜和浓硫酸反应,生成二氧化硫,是氧化还原反应,反应Ⅱ是SO2和碳酸钠溶液反应,生成NaHSO3、水和二氧化碳,是非氧化还原反应,反应Ⅲ是Na2SO3和CuSO4反应生成Cu2O,是氧化还原反应,故A错误;B项,低温真空蒸发主要目的是防止Na2SO3被氧化,而不是NaHSO3,故B错误;C项,经分析溶液Y的成分是Na2SO3溶液,可循环用于反应Ⅱ的操作单元吸收SO2气体(气体Ⅰ),故C正确;D项,制取Cu2O总反应方程式是2CuSO4+3Na2SO3= Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4,化合物X是指Na2SO3,若Cu2O产量不变,增大比,多的Na2SO3会消耗氢离子,用于控制pH值,可减少NaOH的量,故D正确;故选CD。

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