化学高考工艺流程专题

化学高考工艺流程专题

‎1、(南充一诊)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、MgSO4，含有少量Fe、Al的氧化物)为原料制备MgCO3·3H2O。实验过程如下:‎ ‎(1)为加快酸溶速率,可采取的办法有______,写出酸溶时废渣中主要成分发生反应的化学方程式为_________________。‎ ‎(2)加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为_________________。‎ ‎(3)用萃取分液的方法除去溶液中的Fe3+。‎ ‎①检验溶液中是否含有Fe2+的最佳试剂是_________________。‎ ‎②为使Fe3+ 尽可能多地从水相转移至有机相,采取的操作:向水溶液中加入一定量的萃取剂，_______、静置、分液,并重复多次。‎ ‎③萃取时,向混合溶液(含Fe2+、Al3+、Mg2+)中加入适量盐酸,使Fe2+ 与Cl-生成[FeCl4]-,再用足量的乙醚(Et2O)进行萃取,乙醚与H+结合,生成了离子Et2O·H+,由于[FeCl4]-与Et2O·H+离子容易形成缔合物Et2O·H+·[FeCl4]-。该缔合物中,Cl-和Et2O分别取代了Fe2+和H+的配位水分子,并且中和了电荷,具有疏水性,能够溶于乙醚中。因此,就从水相转移到有机相中。该萃取剂不能萃取Al3+、Mg2+的原因是_________。‎ ‎ (4)已知:Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,Ksp[(Mg(OH)2)=1.0×10-12.pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀。室温下,除去MgSO4溶液中的Al3+(使其浓度小于1×10-6mol·L-1),需加入氨水调节溶液pH的范围为____________。‎ ‎(5)向滤液中加入Na2CO3溶液生成MgCO3 沉淀并用蒸馏水洗涤,检验沉淀是否洗净的操作是________________。‎ ‎(6)干燥时需低温干燥，温度较高时发生副反应,写出MgCO3·3H2O在323K温度时发生转化的化学方程式________________。‎ ‎(1) 适当升高温度、搅拌、提高硫酸浓度(答案合理即给分) (1分)‎ MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑(2分)‎ ‎(2) H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O (2分)‎ ‎(3) ①KSCN 溶液(1分)；②充分振荡(1分)；‎ ‎③A13+、Mg2+与Cl-结合(生成配离子) 的能力很弱(2分)‎ ‎(4) 5.0-8.5 (1分)‎ ‎(5) 取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉定，则表明已选涤完全。(2分)‎ ‎(6) 5MgCO3·3H2OMg5(OH)2(CO3)4·4H2O+CO2↑+10H2O (2分)‎ ‎2、（双流11月月考）实验室里用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，其过程如下：‎ ‎(1)过程③中，需要加入的物质名称是 。 ‎ ‎(2)过程②中产生的尾气会对大气造成污染，可选用下列试剂中的 吸收。‎ a.浓硫酸 b.蒸馏水 c.NaOH溶液 d.浓硝酸 ‎(3)过程①中，FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为 。‎ ‎(4)过程④的实验操作是 。‎ ‎(5)过程⑥中，将溶液Z加热到70℃～80℃，目的是 。‎ ‎(6)某种脱硫脱硝工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设废气中的SO2、NO2的物质的量之比为1：1，则该反应的化学方程式为 。‎ ‎(7)实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验。①用分析天平称取样品2.700 g；②将样品溶于足量盐酸后，加入足量的氯化钡溶液：③过滤、洗涤、干燥、称量，得固体质量为3.495g，若该聚铁主要成分为[Fe(OH)SO4]a，则该聚铁中铁元素的质量分数为 。‎ ‎(1)铁粉 ‎(2) c ‎(3) 4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+6H2O+4S ‎(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥(未写过滤洗涤干燥扣一分)‎ ‎(5)促进Fe3+的水解生成聚铁胶体 ‎ ‎(6)4SO2+4NO2+12NH3+3O2+6H2O=4(NH3)2SO4+4NH4NO3‎ ‎(7)31.11%‎ ‎3、（南充高中第四次理综检测）LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6。其流程如下:‎ 已知: HCl的沸点是-85.0℃,HF的沸点是19.5℃。‎ ‎(1) 第①步反应中无水HF的作用是________、__________。反应设备不能用玻璃材质的原因是______________(用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示: 如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的____________溶液冲洗。‎ ‎(2) 该流程需在无水条件下进行，第③步反应中PF5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式:________________。‎ ‎(3) 第④步分离采用的方法是_____________；第⑤步分离尾气中HF、HC1采用的方法是____________。‎ ‎(4) LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品wg。测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiPF6的物质的量为__________mol (用含有w、n 的代数式表示)。‎ ‎(1)反应物；溶剂；SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；NaHCO3‎ ‎(2) PF5+4H2O=H3PO4+5HF ‎(3) 过滤、冷凝 ‎(4)(本题部分小题属于开放试题，合理答案均给分)‎ ‎4、（内江一诊）KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐( 主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题:‎ ‎ ‎ ‎(1)请写出镓(与铝同主族的第四周期元素)的原子结构示意图_________。‎ ‎(2)为尽量少引入杂质,试剂①应选用______(填标号)。理由是______________。‎ A.HCl溶液 B.H2SO4 溶液 C.氨水 D.NaOH溶液 ‎(3)沉淀B的化学式为________；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是________(用离子方程式表示)。‎ ‎(4)科学研究证明NaAlO2 在水溶液中实际上是Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠)，易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为___________________。‎ ‎(5)常温下，等pH的NaAlO2 和NaOH两份溶液中，由水电离出的c(OH-)前者为后者的108倍，则两种溶被的pH=__________。‎ ‎(6)已知室温下，Kw=10×10-14，Al(OH)3AlO2-+H++H2O K=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于_________。‎ ‎(1) (1分)；‎ ‎(2) D(1分)；易拉罐中主要成分Al能与强碱溶液反应，而杂质Fe、Mg不能(2 分)‎ ‎(3)Al(OH)3(2 分)；Al3++ 3H2O=Al(OH)3+3H+(2分)‎ ‎(4)2A1+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4] +3H2↑(写成NaAlO2不给分) (2分)‎ ‎(5)11(2分)‎ ‎(6)20 (2 分)‎ ‎5、（凉山一诊）聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点，一种用钢管厂的废铁渣（主要成分Fe3O4，少量C 及SiO2）为原料制备的流程如下:‎ 已知:在一定温度下酸浸时Fe3+在pH=2 开始沉淀，pH=3.7 沉淀完全 ‎(1)废铁渣进行“粉碎”的目的是____________。‎ ‎(2)“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等，其中酸浸温度对铁浸取率的影响如下表所示:‎ 温度℃‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ ‎120‎ 铁浸取率 ‎50‎ ‎62‎ ‎80‎ ‎95‎ ‎85‎ ‎①请写出酸浸过程中Fe3O4发生的离子反应方程式____________。‎ ‎②硫酸酸浸时应控制溶液的pH____________，其原因是____________。‎ ‎③当酸浸温度超过100℃时,铁浸取率反而减小，其原因是____________。‎ ‎(3) 上述过滤步骤的滤液的主要成分为____________(填化学式)。‎ ‎(4 )Fe3+浓度定量检则，是先用SnCl2将Fe3+还原为Fe2+；在酸性条件下，再用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+(Cr2O72-被还原为Cr3+)，该滴定反应的离子方程式为____________。‎ ‎（1）增大接触面积，同时增大浸取时的反应速率和提高铁浸取率 ‎（2）①4Fe3O4+O2+36H+=12Fe3++18H2O ②小于2 pH≥2时将有部分Fe3+沉淀损失 ‎ ‎ ③温度超过100℃明显加快了Fe3+水解反应的速率，导致Fe3+浓度降低 ‎（3）Fe2(SO4)3 和H2SO4 （4）6Fe2++Cr2O72－+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O ‎6、（资阳市高中12月月考）三盐基硫酸铅（3PbO·PbSO4·H2O，Mr＝990）简称三盐，白色或微黄色粉末，稍带甜味、有毒。200℃以上开始失去结晶水，不溶于水及有机溶剂。可用作聚氯乙烯的热稳定剂。以100.0吨铅泥（主要成分为PbO、Pb及PbSO4等）为原料制备三盐的工艺流程如下图所示。‎ 已知：Ksp(PbSO4)＝1.82×10-8，Ksp(PbCO3)＝1.46×10-13。‎ 请回答下列问题：‎ ‎（1）步骤①转化的目的是________。‎ ‎（2）步骤③酸溶时，为提高酸溶速率，可采取的措施是________（任写一条）。其中铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2和NO的离子方程式为________。‎ ‎（3）滤液2中可循环利用的溶质为________（填化学式）。若步骤④沉铅后的滤液中c(Pb2+)＝1.82×l0-5 mol·L-1，则此时 c(SO42-)＝________mol·L-1。‎ ‎（4）步骤⑥合成三盐的化学方程式为________。若得到纯净干燥的三盐49.5 t，假设铅泥中的铅元素有80%转化为三盐，则铅泥中铅元素的质量分数为________。‎ ‎（1）将PbSO4转化为PbCO3，提高铅的利用率（2分）；‎ ‎（2）适当升高温度（或适当增大硝酸浓度或减小沉淀粒直径等其他合理答案）（2分）；‎ ‎3Pb＋8H+＋2NO3-＝3Pb2+＋2NO↑＋4H2O（2分）；‎ ‎（3）HNO3（2分）； 1.0×10－3 （2分）；‎ ‎（4）4PbSO4＋6NaOH3Na2SO4＋3PbO·PbSO4·H2O＋2H2O（2分）； 52%（2分）； ‎ ‎7、（成都七中）绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法：‎ ‎25 ℃ 时 pH 饱和H2S溶液 ‎3.9‎ SnS沉淀完全 ‎ ‎1.6‎ FeS开始沉淀 ‎3.0‎ FeS沉淀完全 ‎5.5‎ 查询资料，得有关物质的数据如下表：‎ ‎(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3＋，可选用的试剂为________。‎ A．KSCN溶液　　　B．NaOH溶液 C．KMnO4溶液 D淀粉碘化钾溶液 ‎(2)操作Ⅱ中，通入硫化氢至饱和的目的是_______________________________________；在溶液中用硫酸酸化至pH＝2的目的是_______________________________________。‎ ‎(3)操作Ⅳ的顺序依次为______________、冷却结晶、_________________。‎ ‎(4)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；‎ ‎②_______________________________________________________________________。‎ ‎(5)测定绿矾产品中Fe2＋含量的方法：a.称取2.85 g绿矾产品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；c.用硫酸酸化的0.010 00 mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。‎ ‎①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为__________________(填仪器名称)。‎ ‎②判断此滴定实验达到终点的方法是_________________________________________。‎ ‎③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为______________________。‎ ‎（1）AD（2）除去溶液中的Sn2+离子，并防止Fe2+被氧化；防止Fe2+离子生成FeS沉淀；‎ ‎（3）蒸发浓缩； (4)降低洗涤过程中FeSO4•7H2O的损耗 ‎（5）①酸式滴定管 ②当滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液恰好变为浅红色且半分钟内不恢复为原色 ‎③97.5%‎ ‎8、（成都七中）草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备．用水钴矿（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等）制取CoC2O4•2H2O工艺流程如下：‎ 已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等；‎ ‎②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：‎ 沉淀物 Fe(OH)3‎ Al(OH)3‎ Co(OH)2‎ Fe(OH)2‎ Mn(OH)2‎ 完全沉淀的pH ‎3.7[来 ‎5.2‎ ‎9.2‎ ‎9.6‎ ‎9.8‎ ‎（1）浸出过程中加入Na2SO3的目的是　 　．‎ ‎（2）加Na2CO3能使浸出液中某些金属离子转化成氢氧化物沉淀．试用离子方程式和必要的文字简述其原理： 　‎ ‎（3）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如下图1．萃取剂的作用是　　　 　　　；其使用的适宜pH范围是　　　　　．‎ A．2.0～2.5 B．3.0～3.5 C．4.0～4.5‎ ‎（4）滤液I“除钙、镁”是将其转化为MgF2、CaF2沉淀．已知Ksp（MgF2）=7.35×10﹣11、Ksp（CaF2）=‎ ‎1.05×10﹣10，当加入过量NaF后，所得滤液=　　 　　　．‎ ‎（5）已知：NH3•H2O⇌NH4++OH﹣ Kb=1.8×10﹣5；‎ H2C2O4⇌H++HC2O4﹣ Ka1=5.4×10﹣2；HC2O4﹣⇌H+C2O42﹣ Ka2=5.4×10﹣5‎ 则该流程中所用（NH4）2C2O4溶液的pH　　　　7（填“＞”或“＜”或“=”）‎ ‎（6）CoC2O4•2H2O热分解质量变化过程如下图2所示（其中600℃以前是隔绝空气加热，600℃以后是在空气中加热）；A、B、C均为纯净物；C点所示产物的化学式是______________________________　‎ ‎(1）　还原Fe3+、Co3+为Fe2+、Co2+　．‎ ‎（2）　加入的碳酸钠（或CO32﹣）与H+反应，c（H+）降低，使Fe3+和Al3+（用R3+代替）的水解平衡R3++3H2O⇌R（OH）3+3H+，向右移动，而产生氢氧化物沉淀（直接用用双水解解释也给分）　‎ ‎（3）　除去溶液中的Mn2+　；　B　（1分）（4）　0.7　（5）　＜　‎ ‎（6）　Co3O4（或CoO•Co2O3）‎ ‎9、（成都七中）CuCl是有机合成的重要催化剂，并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质)生产CuCl的工艺流程如下：‎ 物质 开始沉淀 沉淀完全 Fe(OH)3‎ ‎2.7‎ ‎3.7‎ Cu(OH)2‎ ‎5.6‎ ‎6.7‎ Al(OH)3‎ ‎3.8‎ ‎4.7‎ 已知：CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl，CuCl的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀。‎ ‎(1)煅烧的主要目的是____________________________________________________。‎ ‎(2)操作Ⅰ为调节溶液的pH，范围为_________________，加入的物质X可以是________。‎ A．CuO B．Cu(OH)2 C．NaOH溶液 D．CaCO3‎ ‎(3)滤渣Ⅱ的主要成分是__________________________________________________。‎ ‎(4)往滤液Ⅱ中加入食盐并通入SO2可生成CuCl，请写出反应的离子方程式：‎ ‎_________________________________________________________________________。‎ (5) 在反应Ⅰ中，温度控制在70～80℃并使用浓NaCl溶液，主要目的是：‎ ‎(1)使铜转化为可溶于酸的氧化物（2分）‎ ‎(2)4.7≤pH＜5.6　（2分）ABC（3分）‎ ‎(3)Fe(OH)3、Al(OH)3（2分）‎ ‎(4)2H2O＋2Cu2＋＋SO2＋4Cl－===2CuCl＋4H＋＋SO42 （3分）-‎ ‎(5)加快CuCl2-的生成速率并提高其产率（2分）‎ ‎10、（成都七中）电镀污泥是指电镀废水处理后产生的污泥和镀槽淤泥，被列入国家危险废物名录，属于第十七类危险废物。电镀污泥中含有Cr(OH)3、Al2O3、ZnO、CuO、NiO等物质，工业上通过“中温焙烧—钠氧化法”回收得到Na2Cr2O7等物质。 ‎ ‎ ‎ 已知：①水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等物质 ‎②不同钠盐在不同温度下的溶解度(g)如下表 ‎ 温度 物质 ‎20 ℃‎ ‎60 ℃‎ ‎100 ℃‎ Na2SO4[来 ‎19.5‎ ‎45.3‎ ‎42.5‎ Na2Cr2O7‎ ‎183‎ ‎269‎ ‎415‎ Na2CrO4‎ ‎84‎ ‎115‎ ‎126‎ ‎(1)水浸后的溶液呈________(“酸”“碱”或“中”)性。‎ ‎(2)完成在空气中氧化焙烧生成Na2CrO4的化学方程式：‎ ‎_________________________________________________________________________‎ ‎(3)滤渣Ⅱ的主要成分有Zn(OH)2、________。‎ ‎(4)“系列操作”中为继续加入H2SO4，________________(填操作方法)，过滤。继续加入H2SO4目的是_________________________________________(结合平衡移动的原理予以说明)。‎ ‎(5)工业上还可以在水浸过滤后的溶液(Na2CrO4)加入适量H2SO4，用石墨作电极电解生产金属铬，写出生成铬的电极反应方程式：_________________________________________________________。‎ ‎(1)碱　(2)4Cr(OH)3＋4Na2CO3＋3O2===4Na2CrO4＋4CO2＋6H2O (3)Al(OH)3‎ ‎(4)蒸发浓缩、冷却结晶　促进平衡2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O向正反应方向移动，尽可能生成更多溶解度更大的Na2Cr2O7‎ ‎(5)CrO＋8H＋＋6e－===Cr＋4H2O