广西专用2020版高考化学二轮复习非选择题专项训练1工艺流程题含解析

广西专用2020版高考化学二轮复习非选择题专项训练1工艺流程题含解析

非选择题专项训练一　工艺流程题 ‎1.(2017全国Ⅲ)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)步骤①的主要反应为 FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2‎ 上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的计量数比为　　　。‎ 该步骤不能使用陶瓷容器,原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)滤渣1中含量最多的金属元素是　　　　,滤渣2的主要成分是　　　及含硅杂质。 ‎ ‎(3)步骤④调滤液2的pH使之变　　　　(填“大”或“小”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 ‎ ‎(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到　　　　　　　(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。 ‎ a.80℃　b.60℃　c.40℃　d.10℃‎ 步骤⑤的反应类型是　　　　　　　。 ‎ ‎(5)某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2 kg,产率为　　　　。 ‎ 答案:(1)2∶7　陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 ‎(2)Fe　Al(OH)3‎ ‎(3)小　2CrO‎4‎‎2-‎+2H+Cr2O‎7‎‎2-‎+H2O ‎(4)d　复分解反应 ‎(5)‎190‎m‎2‎‎147‎m‎1‎×100%‎ 解析:(1)根据反应的化学方程式可知Fe由+2价升至+3价,Cr由+3价升至+6价,1个FeO·Cr2O3共升高1价+3×2价=7价,N由+5价降至+3价,降低2价,根据化合价升降总值相等配平反应的化学方程式,则FeO·Cr2O3前的计量数为2,NaNO3‎ - 6 -‎ 前的计量数为7,即两者的计量数之比为2∶7;陶瓷中的SiO2在高温下可以与Na2CO3反应生成Na2SiO3,因此不能使用陶瓷容器。(2)由步骤①知,生成的Na2CrO4和NaNO2均能溶于水,Fe2O3难溶于水,故滤渣1中含量最多的金属为铁。调滤液1的pH使铝杂质会转化为Al(OH)3沉淀,则滤渣2的主要成分是Al(OH)3和含硅杂质。(3)最终获得的产品为K2Cr2O7,CrO‎4‎‎2-‎在酸性条件下会转化为Cr2O‎7‎‎2-‎,故需要将滤液2的pH变小。(4)在滤液3中加入KCl发生反应:Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7↓+2NaCl,该反应为复分解反应。从溶解度曲线知,K2Cr2O7比Na2Cr2O7更难溶,当温度降至10 ℃时,得到的K2Cr2O7更多。(5)由铬元素守恒可得出产率为m‎2‎m‎1‎‎×40%‎‎152‎‎×294‎×100%=‎190‎m‎2‎‎147‎m‎1‎×100%。‎ ‎2.硼泥主要由MgO和SiO2组成,含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质。用硼泥生产氢氧化镁的工艺流程如下图所示:‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 已知某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示:‎ 氢氧化物 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH Mg(OH)2‎ ‎9.3‎ ‎10.8‎ Fe(OH)2‎ ‎7.6‎ ‎9.6‎ Fe(OH)3‎ ‎2.7‎ ‎3.7‎ Al(OH)3‎ ‎3.7‎ ‎4.7‎ ‎(1)MgO的电子式为　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)滤渣2的主要成分是　　　　　　　　　　　　　,向滤渣2中继续加入过量的NaOH溶液,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)加入NaOH调节溶液pH=12.0时,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(4)利用Mg(OH)2与含SO2的烟气反应生成MgSO4,可以使烟气脱硫,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)若取a吨硼泥为原料,最后得到b吨Mg(OH)2产品(假设生产过程中镁元素无损失),则硼泥中MgO的质量分数为　　　　　　　　(用含有a、b的代数式表示)。 ‎ 答案:(1)Mg2+‎[‎‎·‎‎·‎O‎··‎‎··‎‎·‎‎·‎]2-‎ ‎(2)Fe(OH)3、Al(OH)3　Al(OH)3+OH-AlO‎2‎‎-‎+2H2O ‎(3)Mg2++2OH-Mg(OH)2↓‎ ‎(4)2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O ‎(5)‎‎20b‎29a 解析:(2)加工业硫酸时,只有SiO2不反应,所有金属元素均以离子形式存在于滤液1中;加H2O2后,溶液中的阳离子为Mg2+、Al3+、Fe3+,根据已知的沉淀表格,可知pH调至6.0时,Al3+、Fe3+均已经完全转化为氢氧化物沉淀,所以滤渣2的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3;因Al(OH)3为两性氢氧化物,所以继续加过量NaOH,Al(OH)3会溶解。‎ ‎(3)经过前几步操作,滤液2中金属阳离子只有Mg2+,根据已知的沉淀表格,调pH=12.0时,Mg2+会转化成Mg(OH)2沉淀。‎ - 6 -‎ ‎(4)已知条件是Mg(OH)2与SO2反应生成MgSO4,由得失电子守恒,可知反应物还有一种氧化剂,应该是O2;再由原子守恒,可知生成物中还有H2O;最后配平即可。‎ ‎(5)设a吨硼泥原料中含MgO的质量为x吨,则 MgO~Mg(OH)2‎ ‎40 58‎ x b ‎40‎x‎=‎‎58‎b解得x=‎‎20b‎29‎ 所以硼泥中MgO的质量分数为xa‎=‎20b‎29‎a=‎‎20b‎29a ‎3.(2018天津理综)下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:‎ ‎(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外):　　　　　　　　　　　　　　, Mg在元素周期表中的位置:　　　　　　　　　,Mg(OH)2的电子式:　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)A2B的化学式为　　　　　　　。反应②的必备条件是　　　　　　。上图中可以循环使用的物质有　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料　　　　　　　(写化学式)。 ‎ ‎(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:‎ RBrRMgBr(R:烃基;R':烃基或H)‎ 依据上述信息,写出制备所需醛的可能的结构简式: 　　　　　　　　　。 ‎ 答案:(1)r(H+)0‎ 沉砷率与温度关系如图。沉砷最佳温度为　　　,高于85 ℃时,沉砷率下降的原因是　　　　　。‎ ‎(4)“还原”过程中获得H3AsO3的反应化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　;“操作A”为　　　　、过滤;滤液Ⅱ的主要成分是　　　　　。 ‎ ‎(5)若每步均完全反应,“氧化”和“还原”时消耗相同条件下O2和SO2体积分别为x L、y L,则废水中n(H3AsO3)∶n(H3AsO4)=　　　　　　　　　　(写出含x、y的计算式)。 ‎ 答案:(1)搅拌或多次浸取　H3AsO3+3OH-AsO‎3‎‎3-‎+3H2O ‎(2)增大O2溶解度,增大反应速率 ‎(3)85 ℃　高于85 ℃,随着温度升高,反应①中c(Ca2+)、c(OH-)减小,温度对平衡移动的影响①大于②,使反应②中平衡逆向移动,Ca5(OH)(AsO4)3沉淀率下降 ‎(4)H3AsO4+H2O+SO2H3AsO3+H2SO4　加热　H2SO4‎ ‎(5)2x∶(y-2x)‎ - 6 -‎ ‎5.(2019广东惠州高三模拟)由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下:‎ ‎(1)写出KIO3在日常生活中的一个重要应用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)检验“含碘废水”中是否含有单质I2的常用试剂是　　　　(写试剂名称)。 ‎ ‎(3)通入SO2的目的是将I2还原为I-,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)工艺中五种物质的制备反应,其中不涉及氧化还原反应的步骤是“制　　　　”。 ‎ ‎(5)“制KI(aq)”时,该温度下水的离子积为KW=1.0×10-13,Ksp[Fe(OH)2]=9.0×10-15。‎ 为避免0.9 mol·L-1 FeI2溶液中Fe2+水解生成胶状物吸附I-,起始加入K2CO3必须保持溶液的pH不大于　　　　。 ‎ ‎(6)“制KIO3(aq)”反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(7)KCl、KIO3的溶解度曲线如图所示。流程中由“KIO3(aq)”得到KIO3晶体的操作步骤为　　　　。‎ 答案:(1)食盐添加剂,补充碘,预防碘缺乏病 ‎(2)淀粉溶液 ‎(3)SO2+I2+2H2OSO‎4‎‎2-‎+2I-+4H+(或2SO2+I2+2Cu2++4H2O2CuI↓+2SO‎4‎‎2-‎+8H+)‎ ‎(4)KI(aq)‎ ‎(5)6.0‎ ‎(6)5Cl2+I2+12OH-2IO‎3‎‎-‎+10Cl-+6H2O ‎(7)蒸发浓缩,降温结晶 ‎6.(2019福州高三检测)溴酸镉[Cd(BrO3)2]常用于生产颜料和荧光粉。以镉铁矿(成分为CdO2、Fe2O3、FeO及少量的Al2O3和SiO2)为原料制备[Cd(BrO3)2]的流程如下:‎ 已知:Cd(SO4)2溶于水。‎ ‎(1)Cd(BrO3)2中Cd的化合价为　　　　价。 ‎ ‎(2)酸浸时,为了提高镉的浸取率可以采取的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出一种即可)。 ‎ ‎(3)还原镉时,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,其发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　。‎ - 6 -‎ ‎(4)用H2O2溶液氧化时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　　。 ‎ ‎(5)已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表,调pH时,应调整的pH范围为　　　　　　　　,滤渣2的主要成分为　　　　　　　　　(填化学式)。 ‎ 金属离子 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH Fe3+‎ ‎1.5‎ ‎2.8‎ Al3+‎ ‎3.0‎ ‎5.0‎ Fe2+‎ ‎6.3‎ ‎8.3‎ Cd2+‎ ‎7.4‎ ‎9.4‎ ‎(6)实际工业生产中,有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中Cd2+的含量,其原理是Cd2++2NaR2Na++CdR2,其中NaR为阳离子交换树脂。常温下,将沉镉后的溶液(此时溶液pH=6)经过阳离子交换树脂后,测得溶液中的Na+比交换前增加了0.046 g·L-1,则该条件下Cd(OH)2的Ksp=　　　　　　。 ‎ ‎(7)已知镉铁矿中CdO2的含量为72%,整个流程中镉元素的损耗率为8%,则2 t该镉铁矿可制得Cd(BrO3)2(相对分子质量为368)　　　　　 kg。 ‎ 答案:(1)+2‎ ‎(2)将矿石粉碎、适当升高浸取时的温度、延长浸取的时间、增大浸取液的浓度、充分搅拌等 ‎(3)3Cd4++CH3OH+H2O3Cd2++CO2↑+6H+‎ ‎(4)1∶2‎ ‎(5)5.0≤pH<7.4　Fe(OH)3和Al(OH)3‎ ‎(6)1.0×10-19‎ ‎(7)3 385.6‎ - 6 -‎