2018高考化学复习无机化学工艺流程

2018高考化学复习无机化学工艺流程

专题二 无机化学工艺流程 ‎1．某一化工厂以废铁屑为原料制备FeCl3溶液，用作印刷电路铜板腐蚀剂，并对溶液B进行电解处理的实验流程如图：‎ ‎(1)试剂a应选用________(填写名称)；‎ ‎(2)步骤Ⅰ用到的主要玻璃仪器有漏斗、________(填写仪器名称)；‎ ‎(3)写出步骤Ⅱ中主要反应的化学方程式____________________；‎ ‎(4)实验室制取气体E的离子方程式是________________________，欲对气体E进行干燥和吸收，需选用下列装置中的________(填写序号)；‎ ‎(5)如何用化学方法检验气体E？_______________________________。‎ 解析　分析流程中的物质及其化学反应，废铁屑加入热碱液是除去铁屑表面的油污，将Fe反应生成Fe2＋的试剂只能选用HCl，才能由A经Cl2氧化后成FeCl3，若换成H2SO4、HNO3等其他酸，则引入SO、NO等杂质，过滤需用的玻璃仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒；2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，则B中含有FeCl2、CuCl2、FeCl3等溶质，将其电解时，根据阳离子放电顺序先析出Cu，阳极生成Cl2，但是由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，则Fe3＋一定放电成Fe2＋后才有Cu单质析出；Cl2的实验室制法为MnO2与浓盐酸反应，则Cl2中混有HCl、H2O等杂质，干燥Cl2用②，吸收Cl2用④；Cl2的检验方法是用湿润的淀粉－KI试纸。‎ 答案　(1)稀盐酸　(2)烧杯、玻璃棒 ‎(3)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2‎ ‎(4)MnO2＋4H＋＋2Cl－△,Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　②④‎ ‎(5)将湿润的KI－淀粉试纸靠近集气瓶口，试纸变蓝，证明该气体为Cl2‎ ‎2．(2016·金考卷)镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)2、碳粉和氧化铁等涂在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行回收研究，设计实验流程如下：‎ 已知：a.NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋。‎ b．某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示：‎ M(OH)n Ksp pH 开始沉淀 沉淀完全 Al(OH)3‎ ‎1.9×10－33‎ ‎3.43‎ ‎4.19‎ Fe(OH)3‎ ‎3.9×10－38‎ ‎2.53‎ ‎2.94‎ Ni(OH)2‎ ‎1.6×10－14‎ ‎7.60‎ ‎9.75‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)根据表中数据判断步骤②依次析出的沉淀Ⅱ________和沉淀Ⅲ________(填化学式)，则pH1________pH2(填“>”、“＝”或“<”)，控制两种沉淀析出可利用________(填序号)。‎ A．pH试纸　　　 B．石蕊指示剂　　　　 C．pH计 ‎(2)已知溶解度：NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O，则步骤③的化学方程式是_______________________。‎ 步骤③后，过滤沉淀所需的玻璃仪器有____________。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：_______________ _______________________________________________________。‎ ‎(3)④中阳极反应产生的气体E为________，验证该气体的试剂为___________________。‎ ‎(4)试写出步骤⑥的离子方程式：______________________________。‎ 解析　①注意电极材料的成分以及和盐酸反应后的离子；‎ ‎②A呈酸性，加入NiO的目的，是为了降低H＋浓度，促进Fe3＋、Al3＋的水解，根据表中提供信息，Fe3＋先形成沉淀；‎ ‎③只要注意到表中pH的数据，即可选出答案； ④溶解度越小，越先形成沉淀；‎ ‎⑤注意只要求写出玻璃仪器； ⑥注意D的成分为NaCl溶液； ⑦看准要求。‎ 答案　(1)Fe(OH)3　Al(OH)3　<　C ‎(2)NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O===NiC2O4·2H2O↓＋2NaCl　漏斗、玻璃棒和烧杯　玻璃棒划破滤纸、滤液超过滤纸边缘 ‎(3)Cl2　湿润的淀粉－KI试纸 ‎(4)2Ni(OH)2＋2OH－＋Cl2===2Ni(OH)3＋2Cl－‎ ‎3．(2015·福建理综，24)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。‎ ‎(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为________________________。‎ ‎(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：‎ 已知：‎ 物质 SiCl4‎ AlCl3‎ FeCl3‎ FeCl2‎ 沸点/℃‎ ‎57.6‎ ‎180(升华)‎ ‎300(升华)‎ ‎1 023‎ ‎①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是_______________________只要求写出一种)。‎ ‎②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是_____________________。‎ ‎③已知：‎ Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋1 344.1 kJ·mol－1‎ ‎2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g) ΔH2＝＋1 169.2 kJ·mol－1‎ 由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为_____________________________________。‎ ‎④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为_____________________________。‎ ‎⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是________________________________________。‎ 解析　(1)AlCl3属于强酸弱碱盐，在溶液中Al3＋发生水解反应生成Al(OH)3胶体：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋；(2)①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，可以防止后续步骤生成的AlCl3水解，同时也增大了反应物的接触面积，从而加快反应速率。②根据物质的组成元素可知：若步骤Ⅱ中不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比Si大的单质是Fe。③对已知两个热化学方程式由上到下依次标记为(i)和(ii)，根据盖斯定律，(i)－(ii)可得所求热化学方程式：Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)　ΔH＝＋174.9 kJ·mol－1；④步骤Ⅲ经冷却至室温后，气体中含有Cl2、CO2、O2等，用足量的NaOH冷溶液吸收。因此，得到的3种盐分别为NaCl、NaClO、Na2CO3。⑤Al的活动性强于Fe，在步骤Ⅴ中加入Al粉与FeCl3发生置换反应，以除去FeCl3从而提高AlCl3的纯度。‎ 答案　(1)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋‎ ‎(2)①防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率 ‎②Fe或铁 ③Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)　ΔH＝＋174.9 kJ·mol－1‎ ‎④NaCl、NaClO、Na2CO3 ⑤除去FeCl3，提高AlCl3纯度 ‎4．(2016·江苏化学，16)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：‎ ‎(1)氯化过程控制电石渣过量、在75 ℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2 分解为CaCl2和O2。‎ ‎①生成Ca(ClO)2的化学方程式为____________________________________。‎ ‎②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有________(填序号)。‎ A．适当减缓通入Cl2速率 B．充分搅拌浆料 C．加水使Ca(OH)2完全溶解 ‎(2)氯化过程中Cl2 转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为：6Ca(OH)2＋6Cl2===Ca(ClO3)2＋5CaCl2＋6H2O 氯化完成后过滤。‎ ‎①滤渣的主要成分为_________(填化学式)。‎ ‎②滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比n[Ca(ClO3)2] ∶n[CaCl2] ________1∶5(填“>”、“<”或“＝”)。‎ ‎(3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3，若溶液中KClO3的含量为100 g·L－1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是________。 ‎ 解析　(1)①Cl2与Ca(OH)2反应生成Ca(ClO)2和CaCl2，配平。②适当缓慢通氯气，气液充分接触，提高Cl2的吸收率，A正确；充分搅拌，增大气液接触面积，提高Cl2的吸收率，B正确；由于Ca(OH)2溶解度小，加水使Ca(OH)2溶解，生成Ca(ClO3)2浓度小，无法提高Cl2的转化率，错误。(2)①电石渣中含有不溶于水的CaCO3及溶解度小的Ca(OH)2，滤渣为CaCO3、Ca(OH)2。②因为Ca(OH)2与Cl2还可以发生反应生成Ca(ClO)2和CaCl2，Ca(ClO)2少量分解也会生成CaCl2，所以Ca(ClO3)2含量偏低。(3)由溶解度图可知，KClO3随温度升高溶解度变大，可以采用蒸发浓缩，冷却结晶的方法生成沉淀。‎ 答案　(1)①2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O　②AB ‎(2)①CaCO3、Ca(OH)2　②＜‎ ‎(3)蒸发浓缩、冷却结晶