2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 真題專訓(xùn) 第三章 金屬及其化合物 專題課時(shí)4 無機(jī)化工流程 新人教版

2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 真題專訓(xùn) 第三章 金屬及其化合物 專題課時(shí)4 無機(jī)化工流程 新人教版1工業(yè)上利用電解污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分難溶雜質(zhì))回收銅和鉻等金屬，回收流程如下：已知部分物質(zhì)沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲線如下：Fe3Cu2Cr3開始沉淀pH2.14.74.3完全沉淀pH3.26.7a(1)在浸出過程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外，主要還有_。(2)在除鐵操作中，需要除去Fe3和CaSO4，請完成相關(guān)操作：加入石灰乳調(diào)節(jié)pH范圍為_；將濁液加熱到80 后的操作是_。(3)寫出還原步驟中加入NaHSO3生成Cu2O固體的離子反應(yīng)方程式_，此步驟中加入NaHSO3得到Cu2O的產(chǎn)率為95%，若NaHSO3過量，除了浪費(fèi)試劑外，還會出現(xiàn)的問題是_。解析(1)Fe2O3、CuO、Cr2O3與硫酸反應(yīng)生成Fe2(SO4)3、CuSO4、Cr2(SO4)3，所以在浸出過程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外，主要還有CuSO4。(2)除鐵操作中Fe3沉淀完全，而Cu2與Cr3不能沉淀，F(xiàn)e3沉淀完全的pH是3.2，而Cu2與Cr3開始沉淀的最小pH是4.3，所以調(diào)節(jié)溶液pH范圍3.24.3；80 時(shí)CaSO4的溶解度已經(jīng)很小，此時(shí)主要以固體形式存在，若不趁熱過濾，溫度下降后，CaSO4的溶解度又增大，重新溶解到溶液中，達(dá)不到除雜質(zhì)的目的，所以將濁液加熱到80 ，要趁熱過濾，以除去CaSO4。(3)Cu元素以Cu2形式存在于溶液中，加入NaHSO3二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Cu2O固體，HSO被氧化成SO，所以該離子反應(yīng)方程式為2H2OHSO2Cu2=Cu2OSO5H；若NaHSO3過量，該步驟中Cu2被還原后的溶液酸性增強(qiáng)，則H會與過量的NaHSO3反應(yīng)產(chǎn)生SO2，污染環(huán)境。答案(1)CuSO4(2)3.24.3趁熱過濾(3)2H2OHSO2Cu2=Cu2OSO5H產(chǎn)生SO2污染環(huán)境2(xx·佛山質(zhì)檢，21)某化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液中含有Fe3、Cu2、Ba2、Cl四種離子，現(xiàn)設(shè)計(jì)下列方案對廢液進(jìn)行處理，以回收金屬并制備氯化鋇、氯化鐵晶體。(1)沉淀1中含有的金屬單質(zhì)是_。(2)氧化時(shí)加入H2O2溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(3)下列物質(zhì)中，可以作為試劑X的是_(填字母編號)。ABaCl2 BBaCO3CNaOH DBa(OH)2(4)檢驗(yàn)沉淀2洗滌是否完全的方法是_。(5)制備氯化鐵晶體過程中需保持鹽酸過量，其目的是_。(6)由過濾2得到的濾液制備BaCl2的實(shí)驗(yàn)操作依次為_、冷卻結(jié)晶、_、洗滌、干燥。解析(1)過量鐵屑與Fe3、Cu2發(fā)生反應(yīng)：2Fe3Fe=3Fe2、Cu2Fe=Fe2Cu，沉淀1為銅與過量的鐵。(2)H2O2氧化Fe2得到Fe3，自身被還原為水，根據(jù)溶液呈酸性補(bǔ)H配平。(3)試劑X是與H反應(yīng)調(diào)節(jié)pH使Fe3沉淀，由流程圖最后有BaCl2生成可知，應(yīng)加入能與H反應(yīng)的鋇的化合物。(4)沉淀2為Fe(OH)3，可能含有的可溶性雜質(zhì)離子有Ba2、Cl等，故可取最后一次洗滌液檢驗(yàn)Ba2或Cl的存在與否。(5)由于FeCl3溶液加熱時(shí)，F(xiàn)e3水解生成Fe(OH)3沉淀，所以加鹽酸以抑制其水解。(6)從濾液中獲得溶質(zhì)的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。答案(1)鐵、銅(2)2Fe22HH2O2=2Fe32H2O(3)B、D(4)取最后一次洗滌液少許，滴入12滴硫酸鈉溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表明已洗滌完全(或取最后一次洗滌液少許，滴入12滴硝酸銀溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表明已洗滌完全)(5)抑制Fe3水解(合理答案均可)(6)蒸發(fā)濃縮過濾3焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)常用作食品漂白劑，其制備工藝流程如下：已知：反應(yīng)包含2NaHSO3Na2S2O5H2O等多步反應(yīng)。(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，反應(yīng)所得副產(chǎn)物的用途是_(填一項(xiàng)即可)。(2)硫黃燃燒前先加熱成液態(tài)并通過噴嘴噴入焚硫爐中，目的是_，在上述工藝流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是_。(3)反應(yīng)中需控制參加反應(yīng)的氣體與固體的物質(zhì)的量之比接近_，若氣體量不足，則會導(dǎo)致_。(4)Na2S2O5與稀硫酸反應(yīng)放出SO2，其離子方程式為_。解析由制備流程可知，反應(yīng)中生成NaHCO3，加熱生成Na2CO3，反應(yīng)中生成NaHSO3，加熱生成Na2S2O5。(1)反應(yīng)中，氯化鈉溶液通入氨氣、二氧化碳生成碳酸氫鈉與氯化銨，其化學(xué)方程式為CO2NH3NaClH2O=NaHCO3NH4Cl；副產(chǎn)物氯化銨可作氮肥；(2)硫黃燃燒前先加熱成液態(tài)并通過噴嘴噴入焚硫爐中，其目的是增大硫與空氣的接觸面積，使硫黃充分燃燒，加快反應(yīng)速率；由流程圖知，反應(yīng)中需要CO2、H2O，其他反應(yīng)又生成CO2、H2O，故CO2、H2O可以循環(huán)利用；(3)反應(yīng)中發(fā)生的反應(yīng)為2SO2Na2CO3H2O=2NaHSO3CO2，2NaHSO3Na2S2O5H2O，故SO2與Na2CO3的物質(zhì)的量之比接近21時(shí)恰好完全反應(yīng)；若SO2不足，Na2S2O5產(chǎn)品中Na2SO3、Na2CO3等雜質(zhì)含量增加，Na2S2O5產(chǎn)率降低；(4)Na2S2O5與稀硫酸反應(yīng)生成SO2，反應(yīng)中S元素的化合價(jià)未發(fā)生變化，反應(yīng)的離子方程式為S2O2H=2SO2H2O。答案(1)CO2NH3NaClH2O=NaHCO3NH4Cl氮肥(2)增大硫與空氣的接觸面積，使硫黃充分燃燒，加快反應(yīng)速率CO2、H2O(3)21Na2S2O5產(chǎn)品中Na2SO3、Na2CO3等雜質(zhì)含量增加，Na2S2O5產(chǎn)率降低(4)S2O2H=2SO2H2O4(xx·福建理綜，24)無水氯化鋁在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。(1)氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體，其反應(yīng)的離子方程式為_。(2)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制取無水氯化鋁的一種工藝流程示意如下：已知：物質(zhì)SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸點(diǎn)/57.6180(升華)300(升華)1 023步驟中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多，其作用是_(只要求寫出一種)。步驟中若不通入氯氣和氧氣，則反應(yīng)生成相對原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是_。已知：Al2O3(s)3C(s)=2Al(s)3CO(g)H11 344.1 kJ·mol12AlCl3(g)=2Al(s)3Cl2(g)H21 169.2 kJ·mol1由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為_。步驟的尾氣經(jīng)冷卻至室溫后，氣體用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的鹽主要有3種，其化學(xué)式分別為_。結(jié)合流程及相關(guān)數(shù)據(jù)分析，步驟中加入鋁粉的目的是_。解析(1)AlCl3屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，在溶液中Al3發(fā)生水解反應(yīng)生成Al(OH)3膠體：Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H；(2)步驟中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多，可以防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解，同時(shí)也增大了反應(yīng)物的接觸面積，從而加快反應(yīng)速率。根據(jù)物質(zhì)的組成元素可知：若步驟中不通入氯氣和氧氣，則反應(yīng)生成相對原子質(zhì)量比Si大的單質(zhì)是Fe。對已知兩個(gè)熱化學(xué)方程式由上到下依次標(biāo)記為(i)和(ii)，根據(jù)蓋斯定律，(i)(ii)可得所求熱化學(xué)方程式：Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)H174.9 kJ·mol1；步驟經(jīng)冷卻至室溫后，氣體用足量的NaOH冷溶液吸收，Cl2與濃NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO3和H2O。隨著反應(yīng)進(jìn)行，溶液濃度變小，這時(shí)Cl2與稀NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O。因此，得到的3種鹽分別為NaCl、NaClO、NaClO3。Al的活動性強(qiáng)于Fe，在步驟中加入Al粉與FeCl3發(fā)生置換反應(yīng)，以除去FeCl3從而提高AlCl3的純度。答案(1)Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H(2)防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解或增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率Fe或鐵Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)H174.9 kJ·mol1NaCl、NaClO、NaClO3