2019版高考化學一輪復習 第七單元 金屬及其化合物 小專題七 化學工藝流程題的突破策略課時練.doc

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小專題七化學工藝流程題的突破策略1工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的_吸收。a濃H2SO4 b稀HNO3cNaOH溶液 d氨水(1) 用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中存在_(填離子符號)，檢驗溶液中還存在Fe2的方法是_(注明試劑、現(xiàn)象)。(3)由泡銅冶煉粗銅的化學反應方程式為_。(4)取一定量的泡銅，加入1 L 0.6 molL1HNO3溶液恰好完全溶解，同時放出2240 mL NO氣體(標準狀況)，另取等量的泡銅，用足量的H2還原，得到的銅的質(zhì)量為_g。2(2018屆東北三省四市聯(lián)合體一模)鎂的化合物在化工生產(chǎn)和藥物合成上有重要用途。某興趣小組以一種工業(yè)廢渣(主要成分為MgCO3、MgSiO3和少量Fe的氧化物)為原料制備MgCO33H2O。實驗過程如下：(1)濾渣的成分為_(填化學式)，過濾裝置在使用一段時間后需用NaOH溶液清洗，用化學方程式表示其清洗原理：_。(2)加入H2O2的目的是_，一段時間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)并放熱，則產(chǎn)生氣泡的原因是_。(3)萃取分液中要用到分液漏斗，分液漏斗在使用前須洗干凈并_。萃取分液的目的是_(填序號)。A除去水溶液中的鐵離子B增加鎂離子在水中的溶解性C富集鐵元素，可以回收利用(4)萃取后得到的水溶液制備MgCO33H2O的實驗操作：邊攪拌邊向溶液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成，靜置，_，確定沉淀完全后，過濾、_，得到MgCO33H2O。3(2018屆河北衡水武邑中學調(diào)研)KMnO4和MnO2都是重要的化學物質(zhì)，在實驗室可以作氧化劑和催化劑。某學習小組對兩種物質(zhì)的制備和性質(zhì)探究如下：.MnO2的制備：該學習小組設計了將粗MnO2(含有較多的MnO、MnCO3和Fe2O3)樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2的實驗，其工藝流程如下：請回答下列問題：(1)第步操作中，生成CO2的化學方程式為_。(2)第步操作中，NaClO3氧化MnSO4的離子方程式為_。(3)第步操作中，最終得到的固體除NaClO3外，還一定含有下列物質(zhì)中的_(填序號)。aNaCl bNaClO cNaClO4 dNaOH(4)為得到純凈的MnO2，須將過濾后的MnO2合并后進行洗滌。洗滌沉淀所用的玻璃儀器有_，判斷是否洗滌干凈可選用的試劑是_(填化學式)。(5)NaClO3和MnO2在一定條件下都可以氧化濃鹽酸制取氯氣，制取等量的氯氣消耗NaClO3與MnO2的物質(zhì)的量之比為_。(6)工業(yè)上可以以石墨為電極電解酸化的硫酸錳制取二氧化錳，該過程的陽極反應式為_。.KMnO4的制備和性質(zhì)：(7)實驗室由二氧化錳制備高錳酸鉀可分兩步進行：第一步：MnO2與KOH共熔并通入氧氣：2MnO24KOHO22K2MnO42H2O；第二步：通入CO2，可使K2MnO4發(fā)生歧化反應生成KMnO4和MnO2。第二步完成反應時，轉(zhuǎn)化為KMnO4的K2MnO4占其全部的百分率約為_(精確到0.1%)。4(2018屆河北石家莊二中模擬)某工廠用一固體廢渣(主要成分為Al2O3Cr2O3，還含有FeO、SiO2)為主要原料回收利用，生產(chǎn)紅礬鈉晶體(Na2Cr2O72H2O)，同時制備明礬KAl(SO4)212H2O。其主要工藝流程如下：已知：NaBiO3不溶于冷水，在堿性條件下能將Cr3氧化為CrO。(1) 、的目的是_。(2) 實驗室中操作的名稱為_。(3) 已知：KspFe(OH)33.01039，KspAl(OH)311033。當pH5.6時Cr(OH)3開始沉淀。室溫下，中需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為_(雜質(zhì)離子濃度小于1106 molL1視為沉淀完全)。(4)寫出中發(fā)生反應的離子方程式：_。(5)中酸化是用硫酸而不用鹽酸酸化，理由是_(結(jié)合化學方程式回答)。(6) 寫出溶液F和硫酸溶液反應的離子方程式：_，若用足量二氧化碳通入F中，則生成的溶液中離子濃度關系為_。5(2018屆湖北聯(lián)考)鎂在工業(yè)、醫(yī)療等領域均有重要用途。某化學小組利用硼砂工廠的固體廢棄物(主要含有MgCO3、MgSiO3、Al2O3和Fe2O3等)設計了回收其中鎂的工藝流程：(1)酸浸前，將固體廢棄物研磨的目的是_，為達到此目的，還可以采取的措施是_(任寫一條)。(2)酸浸時，生成濾渣1的離子方程式為_。(3)第一次調(diào)節(jié)pH的目的是_。當加入氨水使Al3開始沉淀時，溶液中為_。已知KspFe(OH)3 41038，KspAl(OH)3 11033。(4)設計簡單方案分離濾渣2，簡述實驗過程：_。(5)濾液3中可回收利用的物質(zhì)主要是_(填化學式)，其陽離子的電子式為_。(6)寫出工業(yè)上從濾渣3中獲得鎂錠的所有反應的化學方程式：_。6(2017屆江蘇南京、鹽城二模)硫酸鋅可用于制造鋅鋇白、印染媒染劑等。用鋅白礦(主要成分為ZnO，還含有Fe2O3、CuO、SiO2等雜質(zhì))制備ZnSO4 7H2O的流程如下：相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 molL1計算)如下表：金屬離子開始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31.13.2Fe25.88.8Zn26.48.0(1)“濾渣1”的主要成分為_(填化學式)?！八峤边^程中，提高鋅元素浸出率的措施有：適當提高酸的濃度、_(填一種)。(2)“置換”過程中，加入適量的鋅粉，除與溶液中的Fe3、H反應外，另一主要反應的化學方程式為_。(3)“氧化”一步中，發(fā)生反應的離子方程式為_。溶液pH控制在3.2,6.4)之間的目的是_。(4)“母液”中含有的鹽類物質(zhì)有_ (填化學式)。7(2018屆湖南株洲質(zhì)檢)常用于印染工業(yè)的連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險粉，可溶于水，但不溶于甲醇，其固體受熱、遇水都會發(fā)生反應放出大量的熱，甚至引起燃燒，工業(yè)制備流程如下：請回答下列問題：(1)保險粉應如何保存？_(填一個注意事項)。(2)由鋅塊制備鋅粉的目的是_；向鋅液中鼓入M氣體，使液態(tài)鋅霧化，冷卻得到粒度約為180 m(1 m106 m)的鋅粉。鼓入的氣體M為常見的雙原子單質(zhì)分子，則M的化學式為_；分散系A為_(填“溶液”“膠體”或“懸濁液”)。(3)流程的化學方程式為_。(4)流程的分離方法步驟為_、洗滌、干燥，其中洗滌所用試劑是_；實驗室加入NaCl固體的作用是_。(5)保險粉可以用于除去廢水中的重鉻酸根離子(Cr2O被轉(zhuǎn)化為Cr3，S2O被轉(zhuǎn)化為SO)，這是目前除去酸性廢水中重鉻酸根離子的有效方法之一，寫出該反應的離子方程式：_。(6)保險粉在空氣中容易吸收氧氣而發(fā)生氧化。其化學方程式為2Na2S2O4O2H2O=4NaHSO3或Na2S2O4O2H2O=NaHSO3NaHSO4。若在此條件下NaHSO3不會被氧化，請設計實驗證明氧化時發(fā)生的反應是：_。小專題七化學工藝流程題的突破策略1(1)cd(2)Fe3取少量溶液，滴加2滴KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色褪去(3)3Cu2O2AlAl2O36Cu(4)16解析：(1)由流程圖轉(zhuǎn)化關系可知，氣體A中的大氣污染物主要是二氧化硫，故應選擇能吸收二氧化硫，且不產(chǎn)生新污染氣體的試劑。濃H2SO4不能吸收二氧化硫，故a錯誤；稀HNO3可以吸收二氧化硫，但生成NO污染大氣，故b錯誤；NaOH溶液與二氧化硫反應生成亞硫酸鈉，故c正確；氨水與二氧化硫反應生成亞硫酸銨，故d正確。(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明含有Fe3；Fe2具有還原性，可以利用KMnO4溶液檢驗，取少量溶液，滴加2滴(或少量)KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色褪去。(3)由流程圖轉(zhuǎn)化可知，Cu2O與Al反應置換反應生成Al2O3與Cu，反應方程式為3Cu2O2AlAl2O36Cu。(4)取一定量的泡銅，加入1 L 0.6 molL1HNO3溶液恰好完全溶解，同時放出2240 mL NO氣體(標準狀況)即0.1 mol，所得溶液的溶質(zhì)為Cu(NO3)2，根據(jù)氮元素守恒可知，溶液中NO的物質(zhì)的量為0.6 mol0.1 mol0.5 mol，所以溶液中Cu2的質(zhì)量為 g16 g，所以另取等量的泡銅，用足量的H2還原，得到的銅的質(zhì)量也應為16 g。2(1)H2SiO3H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O(2)將Fe2氧化成Fe3Fe3催化H2O2分解(3)檢漏AC(4)向上層清液中滴加Na2CO3溶液，若無沉淀生成用水洗滌固體23次低溫干燥解析：由題意及流程圖可知，向廢渣中加入40%H2SO4進行酸溶，MgCO3和少量Fe的氧化物溶解，MgSiO3與硫酸反應生成H2SiO3沉淀；過濾后向所得溶液中加30%H2O2，F(xiàn)e2被氧化為Fe3，然后加入有機萃取劑將Fe3分離出去；最后溶液經(jīng)過一系列處理，得到MgCO33H2O。3(1)MnCO3H2SO4=MnSO4H2OCO2(2)2ClO5Mn24H2O=Cl25MnO28H(3)ad(4)燒杯、漏斗、玻璃棒BaCl2溶液(5)13(6)Mn22e2H2O=MnO24H(7)66.7%解析：(3)第步操作中氯氣與氫氧化鈉反應生成氯酸鈉、氯化鈉和水，又因為氫氧化鈉過量，則最終得到的固體除NaClO3外，還一定含有氯化鈉和氫氧化鈉。(4)洗滌沉淀后的濾液中含有SO，可通過檢驗SO判斷沉淀是否洗滌干凈，檢驗SO可選用的試劑是BaCl2溶液。(5)NaClO3的還原產(chǎn)物是氯氣，HCl的氧化產(chǎn)物也是氯氣，1 mol NaClO3對應3 mol Cl2；MnO2的還原產(chǎn)物是Mn2，1 mol MnO2對應1 mol Cl2，因此制取等量的氯氣消耗NaClO3與MnO2的物質(zhì)的量之比為13。(6)電解池中陽極失去電子，發(fā)生氧化反應，則該電解池中陽極是Mn2放電，陽極反應式為Mn22e2H2O=MnO24H。(7)Mn元素化合價從6價部分升高到7價，部分降低到4價，因此根據(jù)電子得失守恒可知生成的KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為21，所以第二步完成反應時，轉(zhuǎn)化為KMnO4的K2MnO4占其全部的百分率為100%66.7%。4(1)使Fe2轉(zhuǎn)化為Fe3，并調(diào)節(jié)pH使Fe3和Al3完全沉淀，與鉻元素完全分離(2)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾(3)5.0pHc(HCO)c(OH)c(H)c(CO)解析：固體廢渣的主要成分為Al2O3Cr2O3，還含有FeO、SiO2，向廢渣中加入過量的硫酸，氧化鋁、氧化亞鐵和Cr2O3與硫酸反應生成硫酸鋁、硫酸亞鐵和硫酸鉻，SiO2與硫酸不反應，過濾，得到的固體A為SiO2，溶液B為硫酸鋁、硫酸亞鐵和硫酸鉻及硫酸的混合溶液，加入H2O2將Fe2氧化成Fe3，調(diào)節(jié)pH形成氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀，過濾，得到的固體C為氫氧化鐵和氫氧化鋁的混合物，溶液D為硫酸鉻溶液，向固體C中加入過量的KOH溶液，得到氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鉀溶液，固體E為氫氧化鐵，溶液F為偏鋁酸鉀溶液，加入稀硫酸，然后蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到明礬；向溶液D中加入過量的NaOH溶液和NaBiO3，發(fā)生氧化還原反應生成Bi(OH)3固體和Na2CrO4溶液，溶液G為Na2CrO4溶液，然后酸化得到Na2Cr2O7溶液和Na2SO4溶液，最終得到紅礬鈉晶體。(3)Al3完全除去時c(OH)311027，c(OH)109 molL1，此時溶液pH5.0，F(xiàn)e3完全除去時c(OH)331033，c(OH)1.41011 molL1，此時溶液pH3.1，而pH5.6時Cr(OH)3開始沉淀，所以調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為5.0pHc(HCO)c(OH)c(H)c(CO)。5(1)加快浸出速率提高反應溫度或適當增大硫酸濃度(或其他合理答案)(2)MgSiO32H=Mg2H2SiO3(3)使Fe3、Al3沉淀從而分離出來4.0105(4)將濾渣2溶于適量氫氧化鈉溶液，過濾得Fe(OH)3，另向濾液中通入過量CO2，過濾得Al(OH)3(5)(NH4)2SO4(6)Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O、MgCl2(熔融)MgCl2解析：(2)MgCO3、MgSiO3、Al2O3、Fe2O3能與硫酸反應，生成了MgSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3以及H2SiO3沉淀，酸浸時，生成濾渣1的離子方程式為MgSiO32H=Mg2H2SiO3。(3)濾液1中含有MgSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3，根據(jù)陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH，在調(diào)節(jié)pH至5.0時，F(xiàn)e3和Al3已經(jīng)完全沉淀，濾渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，第一次調(diào)節(jié)pH的目的是使Fe3、Al3沉淀從而分離出來；當加入氨水使Al3開始沉淀時，溶液中4.0105。(4)濾渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，利用Al(OH)3 具有兩性，分離操作：將濾渣2溶于適量氫氧化鈉溶液，過濾得Fe(OH)3；向濾液中通入過量CO2，過濾得Al(OH)3。(5)上述過濾后濾液中陰離子主要是SO，加入NH3H2O后調(diào)節(jié)pH使Mg2完全沉淀，溶質(zhì)主要成分是(NH4)2SO4。(6)濾渣3為Mg(OH)2，工業(yè)上從濾渣3生產(chǎn)鎂錠的反應為Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O、MgCl2(熔融)MgCl2。6(1)SiO2粉碎鋅白礦(或充分攪拌漿料、適當加熱等)(2)ZnCuSO4=CuZnSO4(3)3Fe2MnO7ZnO9H=3Fe(OH)3MnO27Zn2使Fe3沉淀完全，而Zn2不沉淀，MnO變?yōu)镸nO2沉淀，避免引入雜質(zhì)(4)ZnSO4、K2SO4解析：鋅白礦中加入稀硫酸浸取，ZnO、Fe2O3、CuO分別和稀硫酸反應生成ZnSO4、Fe2(SO4)3、CuSO4，SiO2和稀硫酸不反應，然后過濾，得到的濾液中含有ZnSO4、Fe2(SO4)3、CuSO4、H2SO4，向濾液中加入Zn，將Fe3還原為Fe2，且得到Cu，然后過濾，得到的濾液中含有ZnSO4、FeSO4，向濾液中加入高錳酸鉀，高錳酸鉀將Fe2氧化為Fe3，向溶液中加入適量氧化鋅，調(diào)節(jié)溶液pH，使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾，得到的濾液中含有ZnSO4，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到ZnSO47H2O。7(1)密封、陰涼處保存(或其他合理答案)(2)增大鋅反應的表面枳，加快化學反應速率N2懸濁液(3)Zn2SO2=ZnS2O4(4)過濾 甲醇降低Na2S2O4的溶解度或增大Na濃度，便于Na2S2O4結(jié)晶析出(5)Cr2OS2O6H=2Cr32SO3H2O (6)取少許固體溶于水中，加入BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，則證明是解析：鋅塊加熱熔化，向鋅液中鼓入M氣體，使液態(tài)鋅霧化，冷卻得到鋅粉，加水形成分散系，再通入二氧化硫反應得到ZnS2O4，加入NaOH溶液反應得到氫氧化鋅沉淀、Na2S2O4，最后加入NaCl降低Na2S2O4的溶解度，析出Na2S2O4，溶液D中含有NaCl。(1)根據(jù)題目的信息，保險粉受熱、遇水都會發(fā)生分解反應放出大量的熱，甚至引起燃燒，所以保險粉要密封、陰涼處保存。(4)流程是分離固體與溶液，分離方法為過濾、洗滌、干燥，為減少溶解導致的損失，用甲醇洗滌，過濾前加入NaCl增大Na濃度，便于Na2S2O4結(jié)晶析出。(6)反應與反應中都生成亞硫酸氫鈉，而反應中還生成硫酸氫鈉，硫酸氫鈉在水溶液中完全電離產(chǎn)生氫離子、鈉離子和硫酸根離子，可以通過檢驗產(chǎn)物中是否存在硫酸根離子來證明發(fā)生的反應是。