2019-2020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4 無機(jī)化工流程 新人教版.doc

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2019-2020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： Fe3＋ Cu2＋ Cr3＋ 開始沉淀pH 2.1 4.7 4.3 完全沉淀pH 3.2 6.7 a (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：①加入石灰乳調(diào)節(jié)pH范圍為________～________；②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)①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3.2～4.3；②80 ℃ 時CaSO4的溶解度已經(jīng)很小，此時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2H2O＋HSO＋2Cu2＋===Cu2O↓＋SO＋5H＋；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)①3.2　4.3?、诔脽徇^濾 (3)2H2O＋HSO＋2Cu2＋===Cu2O↓＋SO＋5H＋　產(chǎn)生SO2污染環(huán)境 2．(xx佛山質(zhì)檢，21)某化學(xué)實驗室產(chǎn)生的廢液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ba2＋、Cl－四種離子，現(xiàn)設(shè)計下列方案對廢液進(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)。 A．BaCl2 B．BaCO3 C．NaOH D．Ba(OH)2 (4)檢驗沉淀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的實驗操作依次為________、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)：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，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Ba2＋或Cl－的存在與否。(5)由于FeCl3溶液加熱時，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)2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O (3)B、D (4)取最后一次洗滌液少許，滴入1～2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1～2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)Ⅱ包含2NaHSO3Na2S2O5＋H2O等多步反應(yīng)。 (1)反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為_________________________________________ ________________________________________________________________， 反應(yīng)Ⅰ所得副產(chǎn)物的用途是________(填一項即可)。 (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)Ⅱ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)Ⅰ中生成NaHCO3，加熱生成Na2CO3，反應(yīng)Ⅱ中生成NaHSO3，加熱生成Na2S2O5。 (1)反應(yīng)Ⅰ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CO2＋NH3＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl；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)Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)為2SO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHSO3＋CO2，2NaHSO3Na2S2O5＋H2O，故SO2與Na2CO3的物質(zhì)的量之比接近2∶1時恰好完全反應(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元素的化合價未發(fā)生變化，反應(yīng)的離子方程式為S2O＋2H＋===2SO2↑＋H2O。 答案　(1)CO2＋NH3＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl　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)2∶1　Na2S2O5產(chǎn)品中Na2SO3、Na2CO3等雜質(zhì)含量增加，Na2S2O5產(chǎn)率降低 (4)S2O＋2H＋===2SO2↑＋H2O 4．(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) SiCl4 AlCl3 FeCl3 FeCl2 沸點/℃ 57.6 180(升華) 300(升華) 1 023 ①步驟Ⅰ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)。 ②步驟Ⅱ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___________________________________________________________________。 ③已知： Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋1 344.1 kJmol－1 2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g) ΔH2＝＋1 169.2 kJmol－1 由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為 ___________________________________________________________________。 ④步驟Ⅲ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_________________________________________。 ⑤結(jié)合流程及相關(guān)數(shù)據(jù)分析，步驟Ⅴ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：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋；(2)①步驟Ⅰ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，同時也增大了反應(yīng)物的接觸面積，從而加快反應(yīng)速率。②根據(jù)物質(zhì)的組成元素可知：若步驟Ⅱ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。③對已知兩個熱化學(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)　ΔH＝＋174.9 kJmol－1；④步驟Ⅲ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。⑤Al的活動性強(qiáng)于Fe，在步驟Ⅴ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)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋ (2)①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 ②Fe或鐵 ③Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)　ΔH＝＋174.9 kJmol－1 ④NaCl、NaClO、NaClO3