2019届一轮复习人教版工业流程学案

2019届一轮复习人教版工业流程学案

工业流程 知识储备：‎ ‎1．熟记典型物质的性质和用途 ‎(1)金属及其化合物：Na、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、Al、Al2O3、Al(OH)3、FeCl3等。‎ ‎(2)非金属及其化合物：CO2、SiO2、Cl2、HClO、SO2、H2SO4、NO2、NH3、HNO3等。‎ ‎2．重要物质的物理性质 ‎(1)有色气体：NO2(红棕色)、Cl2(黄绿色)；无色、刺激性气味的气体：SO2、NH3、HCl。‎ ‎(2)溶液中的有色物质：Cu2＋(蓝色)、Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(黄色)、MnO[紫(红)色]。Br2在水中显黄(橙)色，在有机溶剂中显橙(红)色；I2在水中显黄(褐)色，在有机溶剂中显紫(红)色。‎ ‎(3)有色固体：(淡)黄(棕)色固体：Na2O2、S、FeS2、FeCl3；黑色固体：MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4；紫(黑)色固体：KMnO4、I2；(紫)红色固体：Cu。‎ ‎(4)有色沉淀：①白色沉淀：H2SiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO4、MgCO3等；②红褐色沉淀：Fe(OH)3；③蓝色沉淀：Cu(OH)2；④黑(褐)色沉淀：CuS、FeS。‎ ‎3．既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的物质 ‎(1)金属单质：Al。‎ ‎(2)两性物质：两性氧化物如Al2O3，两性氢氧化物如Al(OH)3，以及氨基酸等。‎ ‎(3)弱酸弱碱盐：如(NH4)2CO3、CH3COONH4等。‎ ‎(4)弱酸的酸式盐：如NaHCO3、Ca(HCO3)2、NaHSO3等。‎ ‎4．熟悉常见的转化关系 ‎(1)直线型转化关系 ABC ‎①X为O2‎ Na―→Na2O―→Na2O2‎ N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2‎ S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3‎ C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2‎ 醇―→醛―→羧酸 ‎②X为CO2‎ NaOHNa2CO3NaHCO3‎ ‎③X为强酸，如HCl NaAlO2Al(OH)3AlCl3‎ Na2CO3NaHCO3CO2‎ ‎④X为强碱，如NaOH AlCl3Al(OH)3NaAlO2‎ ‎(2)交叉型转化 ‎(3)三角型转化 ‎(4)注意反应形式与物质的关系，特别是置换反应 ‎①金属―→金属：金属＋盐―→盐＋金属，铝热反应。‎ ‎②金属―→非金属：活泼金属＋H2O(或H＋)―→H2,2Mg＋CO22MgO＋C。‎ ‎③非金属―→非金属：‎2F2＋2H2O===4HF＋O2,‎2C＋SiO2Si＋2CO↑，C＋H2O(g)CO＋H2，X2＋H2S===2HX＋S↓。‎ ‎④非金属―→金属：用H2、C冶炼金属。‎ 强化训练 ‎1、某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：‎ 另取‎10.80 g X在惰性气流中加热至完全分解，得到‎6.40 g固体1。‎ 请回答如下问题：‎ ‎(1)画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图______，写出气体甲的电子式______________。‎ ‎(2)X的化学式是____________，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是_____________________________________‎ ‎_________________________________________________________(用化学反应方程式表示)。‎ ‎(4)一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式______________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，并设计实验方案验证该反应的产物________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)　 ‎ ‎(2)CaFe(CO3)2　CaFe(CO3)2CaO＋FeO＋2CO2↑‎ ‎(3)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3‎ ‎(4)2FeO＋CO2Fe2O3＋CO 检测Fe2O3：将固体用稀盐酸溶解，加入KSCN溶液若显红色，表明产物中有Fe3＋；检测CO：将气体通过灼热的CuO，黑色固体变为红色，表明产物中有CO ‎2(2018·黑河质检)以黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含少量杂质SiO2等)为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)。其主要工艺流程如图所示：‎ 已知：部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表所示：‎ 沉淀物 Cu(OH)2‎ Fe(OH)3‎ Fe(OH)2‎ 开始沉淀pH ‎4.7‎ ‎2.7‎ ‎7.6‎ 完全沉淀pH ‎6.7‎ ‎3.7‎ ‎9.6‎ ‎(1)反应Ⅰ的化学方程式为________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。反应物中Fe元素被________(填“氧化”或“还原”)，其目的是____________________________。‎ ‎(2)试剂a是________，具体操作为________________________________________________，‎ 目的是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)反应Ⅲ的离子方程式为_______________________________________________________。‎ 试剂c参与反应的离子方程式分别为______________________________________________、‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O　氧化　将Fe元素氧化成Fe3＋易于利用其水解分离Fe2＋和Cu2＋‎ ‎(2)CuO[或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等]　加入试剂调节pH至3.7～4.7之间　使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀，防止生成Cu(OH)2沉淀 ‎(3)Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O ‎3、(2018·长沙调研)工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下(金属单质E可由滤液C制取)：‎ 已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。‎ ‎(1)实验操作Ⅰ的名称为________；在空气中灼烧固体混合物D时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有________(填仪器名称)。‎ ‎(2)滤液A中铁元素的可能存在形式为________(填离子符号)，生成该离子的方程式为 ‎________________________________________________________________________，若滤液A中存在Fe3＋，检验该离子的试剂为________(填试剂名称)。‎ ‎(3)金属E和固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)过滤　坩埚　(2)Fe2＋(或Fe2＋、Fe3＋)　Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　硫氰化钾溶液　(3)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe ‎4、（2019年北京海淀）以废治废、变废为宝可以实现资源的综合利用。用废铁块、废盐酸可以生产净水剂聚合氯化铁和高铁酸钠，转化关系如下图所示：‎ ‎（1）A溶液中一定含有的溶质是_______。‎ ‎（2）若使③中水解程度变大，可采取的措施是_______（填字母序号）。‎ a．加热 b．加入NaHCO‎3 c．加入NH4Cl ‎（3）写出③中水解生成Fe2(OH) m Cl6－m反应的化学方程式：______。‎ ‎（4）将废铁块进行预处理制成电极，通过电解制备 高铁酸钠，该装置原理示意图如右。铁块做 ‎_______（填“阳极”或“阴极”），对应的电极 反应式为_______。‎ ‎（5）高铁酸钠在水中缓慢产生红褐色沉淀和一种 气体，该反应的离子方程式：_______。‎ 答案．（1）FeCl2 （2）a b ‎ ‎（3）2FeCl3 + mH2O Fe2(OH) mCl6－m + mHCl ‎ ‎（4）阳极 Fe - 6e- + 8OH - === FeO42- + 4H2O ‎ ‎（5）4FeO42-+10H2O === 4Fe(OH)3↓ + 3O2↑ + 8OH- （Fe2O3或水合物，合理正确给分）‎ ③Zn(HSO3)2 + O2 === ZnSO4 + H2SO4 （Zn(HSO4)2或离子方程式正确给分） 1分 ‎5、（2019年北京西城期末）KMnO4在实验室和工业上均有重要应用，其工业制备的部分工艺如下： ‎ Ⅰ．将软锰矿（主要成分MnO2）粉碎后，与KOH固体混合，通入空气充分焙烧，生成暗绿色熔融态物质。‎ Ⅱ．冷却，将固体研细，用稀KOH溶液浸取，过滤，得暗绿色溶液。‎ Ⅲ．向暗绿色溶液中通入CO2，溶液变为紫红色，同时生成黑色固体。‎ Ⅳ．过滤，将紫红色溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，得KMnO4固体。 ‎ 资料：K2MnO4为暗绿色固体，在强碱性溶液中稳定，在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应（Mn的化合价既升高又降低）。‎ ‎（1）Ⅰ中，粉碎软锰矿的目的是________。‎ ‎（2）Ⅰ中，生成K2MnO4的化学方程式是________。‎ ‎（3）Ⅱ中，浸取时用稀KOH溶液的原因是________。‎ ‎（4）Ⅲ中，CO2和K2MnO4在溶液中反应的化学方程式是________。‎ ‎（5）将K2MnO4溶液采用惰性电极隔膜法电解，也可制得KMnO4。装置如下图：‎ ① b极是______极（填“阳”或“阴”），D是________。‎ ② 结合电极反应式简述生成KMnO4的原理：________。‎ ③ 传统无膜法电解时，锰元素利用率偏低，与之相比，用阳离子交换膜可以提高锰元素的利用率，其原因是________。‎ ‎（6）用滴定法测定某高锰酸钾产品的纯度，步骤如下： ‎ 已知：Na‎2C2O4 + H2SO4 == H‎2C2O4 + Na2SO4 ‎ ‎5H‎2C2O4 + 2MnO4−+ 6H+ == 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O ‎ 摩尔质量：Na‎2C2O4 ‎134 g·mol− 1 KMnO4 ‎158 g·mol− 1‎ ⅰ．称取a g产品，配成50 mL溶液。‎ ⅱ．称取b g Na‎2C2O4，置于锥形瓶中，加蒸馏水使其溶解，再加入过量的硫酸。‎ ⅲ．将锥形瓶中溶液加热到75℃～‎80℃‎，恒温，用ⅰ中所配溶液滴定至终点，消耗溶液V mL（杂质不参与反应）。‎ 产品中KMnO4的质量分数的表达式为________。‎ 答案：焙烧 （1）增大反应物接触面积，加快反应速率（1分）‎ ‎（2）2MnO2 + 4KOH + O2 ===== 2K2MnO4 + 2H2O（2分）‎ ‎ （3）保持溶液呈强碱性，防止K2MnO4发生歧化反应（1分）‎ ‎（4）3K2MnO4 + 2CO2 == 2KMnO4 + MnO2↓+ 2K2CO3（2分）‎ ‎（5）① 阴（1分） 较浓的KOH溶液（1分）‎ ‎② a极：MnO42− − e− == MnO4−，部分K+通过阳离子交换膜进入阴极区，阳极区生成KMnO4（1分）‎ ‎③ 用阳离子交换膜可防止MnO4−、MnO42−在阴极被还原（1分）‎ ‎（6） （2分）‎ ‎6、（2019年北京西城期末）直接排放含SO2的烟气会危害环境。利用工业废碱渣（主要成分Na2CO3）可 ‎ 吸收烟气中的SO2并制备无水Na2SO3，其流程如图1。‎ 图1‎ 已知： H2SO3、HSO3−、SO32−在水溶液中的物质的量分数随pH的分布如图2，‎ Na2SO3·7H2O 和Na2SO3的溶解度曲线如图3。 ‎ 图2 图3‎ ‎（1）Na2CO3溶液显碱性，用离子方程式解释其原因：________。‎ ‎（2）吸收烟气 ‎ ‎① 为提高NaHSO3的产率，应控制吸收塔中的pH为________。‎ ‎② NaHSO3溶液中c(SO32−)＞c(H2SO3)，结合方程式解释其原因：________。‎ ‎③ 已知下列反应：‎ ‎ SO2(g) + 2OH− (aq) == SO32− (aq) + H2O(l) ΔH1＝−164.3 kJ·mol− 1‎ ‎ CO2(g) + 2OH− (aq) == CO32− (aq) + H2O(l) ΔH2＝−109.4 kJ·mol− 1‎ ‎ 2HSO3− (aq) == SO32− (aq) + SO2(g) + H2O(l) ΔH3＝+34.0 kJ·mol− 1‎ ‎ 吸收塔中Na2CO3溶液吸收SO2生成HSO3−的热化学方程式是________。‎ ‎④ 吸收塔中的温度不宜过高，可能的原因是________（写出1种即可）。‎ ‎（3）制备无水Na2SO3‎ ‎ 将中和塔中得到的Na2SO3溶液________（填操作），过滤出的固体用无水乙醇洗涤、干燥，得无水Na2SO3固体。‎ 答案（1）CO32− + H2O OH− + HCO3−（1分）‎ ‎（2）① 4～5（1分） ‎ ‎② 溶液中，HSO3−存在：HSO3− H+ + SO32−和HSO3− + H2O H2SO3 + OH−，HSO3−的电离程度强于水解程度 ‎③ 2SO2(g) + CO32− (aq) + H2O(l) == 2HSO3−(aq) + CO2 (g) ΔH＝− 88.9 kJ·mol− 1 ‎ ‎④ 防止SO2的溶解度下降；防止HSO3−受热分解；防止HSO3−的氧化速率加快等 ‎ ‎（3）隔绝空气，加热浓缩至有大量固体析出，高于‎34℃‎过滤 ‎7（2019年北京朝阳期末）溴主要以Br- 形式存在于海水（呈弱碱性）中，利用空气吹出法从海水中提溴，工艺流程示意如下。‎ ‎ ‎ 资料：常温下溴呈液态，深红棕色，易挥发。‎ ‎ （1）酸化：将海水酸化的主要目的是避免 （写离子反应方程式）。‎ ‎ （2）脱氯：除去含溴空气中残留的Cl2‎ ‎ ① 具有脱氯作用的离子是 。‎ ‎② 溶液失去脱氯作用后，补加FeBr2或加入 ，脱氯作用恢复。‎ ‎ （3）富集、制取Br2：‎ 用Na2CO3溶液吸收溴，Br2歧化为BrO3- 和Br-。再用H2SO4酸化歧化后的溶液得到Br2，其离子反应方程式为 。 ‎ ‎ （4）探究（3）中所用H2SO4浓度对Br2生成的影响，实验如下：‎ 序号 A B C 试剂组成 ‎1 mol/L NaBr ‎20% H2SO4‎ ‎1 mol/L NaBr ‎98% H2SO4‎ 将B中反应后溶液用水稀释 实验现象 无明显现象 溶液呈棕红色，放热 溶液颜色变得很浅 ‎ ① B中溶液呈棕红色说明产生了 。‎ ‎② 分析C中溶液颜色变浅的原因，甲同学认为是发生了化学反应所致；乙同学认为是用水稀释所致。若认为甲同学的分析合理，请用具体的反应说明理由；若认为乙同学的分析合理，进一步设计实验方案说明。理由或方案： 。‎ ‎ ③ 酸化歧化后的溶液宜选用的酸是 （填“稀硫酸”或“浓硫酸”）。‎ 答案： （1）（其它答案合理均可） ‎ ‎（2）① 、 ‎ ‎ ② 铁粉 ‎ ‎（3） ‎ ‎（4）① Br2 ‎ ‎ ② 理由：‎ ‎ 方案：用萃取颜色很浅的溶液，观察溶液下层是否呈棕红色 ‎ ‎ ③ 稀硫酸 ‎ ‎8、（2018年北京模拟）硼镁泥是一种工业废料，主要成分是MgO（ 占40%，还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2 等杂质，以此为原料制取的流酸镁，可用于印染、选纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O 的流程如下：‎ 根据题意回答下列问题：‎ ‎（1）实验中需用1mol/L的硫酸800mL，若用18.4mol/L的浓硫酸来配制，量取浓硫酸时，需使用的量筒的规格为______。‎ A．10mL B．20mL C．50mL D．100mL ‎（2）加入的NaClO可与Mn2+反应：Mn2+ +ClO-+H2O=MnO2 ↓+2H++Cl-，还有一种离子也会被NaClO 氧化，该反应的离子方程式为____________________。‎ ‎（3）滤渣中除含有Fe(OH)3、A(OH)3 外还有_________________。‎ ‎（4）在“除钙”前，需检验滤波中Fe3+是否被除尽，简述检验方法：__________________________‎ ‎_____________________________________________________________________________________。‎ ‎（5）已知MeSO4、CaSO4的溶解度如下表：‎ 温度/℃‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ ‎70‎ MgSO4‎ ‎30.9‎ ‎33.4‎ ‎35.6‎ ‎36.9‎ CaSO4‎ ‎0.210‎ ‎0.207‎ ‎0.201‎ ‎0.193‎ ‎“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4 除去，根据上表数据，简要说明操作步骤： ______________________________。“操怍I：是将滤液继续蒸发依缩，冷却结晶，________，便得到了MgSO4·7H2O。‎ ‎（6）实验中提供的硼镁泥共‎10g，得到的MgSO4·7H2O为172.2 g，则MgSO4·7H2O的产率为_______。‎ ‎【答案】（1）D （2）2Fe2++C1O- +2H+==2Fe3++Cl-+H2O （3）MnO2、SiO2 ‎ ‎（4）取少量滤液，向其中加入硫氰化钾容液，如果溶液不变红色，说明溶液中不含Fe3+；如果溶液变红色，说明滤液中含Fe3+ ‎ ‎（5）蒸发农缩，趁热过滤 过滤（或过滤洗涤） （6）70%‎ ‎9、（2018年海淀2模）铅精矿可用于冶炼金属铅，其主要成分为PbS。‎ I．火法炼铅将铅精矿在空气中焙烧，生成PbO和SO2。‎ ‎（1）用铅精矿火法炼铅的反应的化学方程式为 。‎ ‎（2）火法炼铅的废气中含低浓度SO2，可将废气通入过量氨水中进行处理，反应的离子方程式为 ‎ ‎ 。‎ II．湿法炼铅在制备金属铅的同时，还可制得硫磺，相对于火法炼铅更为环保。湿法炼铅的工艺流程如下：‎ 已知：①不同温度下PbCl2的溶解度如下表所示。‎ 温度（℃）‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ 溶解度（g）‎ ‎1．00‎ ‎1.42‎ ‎1.94‎ ‎2.88‎ ‎3.20‎ ‎②PbCl2为能溶于水的弱电解质，在Cl-浓度较大的溶液中，存在平衡：‎ PbCl2(aq) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq) ‎ ‎（3）浸取液中FeCl3的作用是 。‎ ‎（4）操作a为加适量水稀释并冷却，该操作有利于滤液1中PbCl2的析出，分析可能的原因是 。‎ ‎（5）将溶液3和滤液2分别置于右图所示电解装置的两个极室中，可制取金属铅并使浸取液中的FeCl3再生。‎ ‎①溶液3应置于 （填“阴极室”或“阳极室”）中。‎ ① 简述滤液2电解后再生为FeCl3的原理： 。‎ ② 若铅精矿的质量为a g，铅浸出率为b ，当电解池中通过c mol电子时，金属铅全部析出，铅精矿中PbS的质量分数的计算式为 。‎ 答案（1）2PbS + 3O2 2PbO + 2SO2‎ ‎（2）2NH3·H2O + SO2 2NH4+ + SO32- + H2O ‎（3）使Pb元素从难溶固体PbS转化成溶液中的PbCl4-，S元素转化成单质硫成为滤渣 ‎（4）加水稀释使PbCl2(aq) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq)平衡向左移动；温度降低PbCl2溶解度减小 ‎（5）①阴极室 ‎②阳极发生电极反应：Fe2+ - e- Fe3+（或2Cl- -2e- Cl2；Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl-，文字表述也可），使c(Fe3+)升高，同时Cl-通过阴离子交换膜向阳极移动，使FeCl3再生 ‎③ ‎10镁的化合物在化工生产和药物合成上有重要用途。某兴趣小组以一种工业废渣（主要成分为MgCO3、MgSiO3和少量Fe的氧化物）为原料制备MgCO3·3H2O。实验过程如下：‎ ‎（1）废渣的成分为_________（填化学式），过滤装置在使用一段时间后需用NaOH溶液清洗，用化学方程式表示其清洗原理_____________________。‎ ‎（2）加入H2O2的目的是__________________，一段时间后，溶液中有气泡出现并放热，则产生气泡的原因是_____________________________。‎ ‎（3）萃取分液中要用到分液漏斗，分液漏斗在使用前须洗干净并________________。‎ 萃取分液的目的是____________。（填序号）‎ A．除去水溶液中的铁离子 B、增加镁离子在水中的溶解性 C．富集铁元素，可以回收利用 ‎（4）萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验操作：边搅拌边向溶液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，静置，________，确定沉淀完全后，过滤、____________，得到MgCO3·3H2O。‎ 答案（1）H2SiO3 H2SiO3+2NaOH＝Na2SiO3+2H2O （2）将Fe2+氧化成Fe3+ Fe3+催化H2O2分解 （3）检漏 A C （4）向上层清液中滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成 用水洗涤固体2-3次、在‎50℃‎下干燥