2019年領(lǐng)軍高考化學(xué) 清除易錯(cuò)點(diǎn) 專題09 化工流程模擬題訓(xùn)練.doc

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易錯(cuò)點(diǎn)09 化工流程 模擬題訓(xùn)練 1．某化學(xué)興趣小組用含有鋁、鐵、銅的合金制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體[FeSO47H2O]和膽礬晶體，以探索工業(yè)廢料的再利用。其實(shí)驗(yàn)方案如下： 回答下列問題： (1)寫出合金與燒堿溶液反應(yīng)的離子方程式______________________。 (2)用濾渣F通過兩種途徑制取膽礬，與途徑③相比，途徑④明顯具有的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是__________________________ ，____________________________。 (3)進(jìn)行途徑②時(shí)，該小組用如圖所示裝置及試劑，將制得的CO2氣體通入濾液A中。一段時(shí)間后，觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀逐漸減少，其原因是________________________________________(用離子方程式表示)；為了避免沉淀D減少，應(yīng)該在裝置Ⅰ和裝置Ⅱ之間增加一個(gè)盛有____________的洗氣瓶。 (4)通過途徑④制取膽礬，必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟：加硫酸、加熱通氧氣、過濾、________、冷卻結(jié)晶、過濾、自然干燥。其中“加熱通氧氣”所起的作用為______________(用離子方程式表示)。 (5)白磷有劇毒，不慎沾到皮膚上，可取少量膽礬配制成CuSO4溶液沖洗解毒。白磷可與熱的CuSO4溶液反應(yīng)生成Cu3P(Cu為＋1價(jià))，與冷CuSO4溶液則析出Cu，反應(yīng)方程式分別(均未配平)為： ①P4＋CuSO4＋H2OCu3P＋H3PO4＋H2SO4 ②P4＋CuSO4＋H2O―→Cu＋H3PO4＋H2SO4 若上述兩反應(yīng)中被氧化的P4的物質(zhì)的量相等，則消耗的CuSO4的物質(zhì)的量之比為________。 【答案】2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2-＋3H2↑產(chǎn)生等量膽礬途徑④消耗硫酸少途徑④不會產(chǎn)生污染大氣的氣體Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O飽和NaHCO3溶液蒸發(fā)濃縮2Cu＋O2＋4H＋=2Cu2＋＋2H2O1∶1 2．硫酸鎳晶體（NiSO4?7H2O）可用于電鍍工業(yè)，可用含鎳廢催化劑為原料來制備。已知某化工廠的含鎳廢催化劑主要含有Ni，還含有Al、Fe的單質(zhì)及其他不溶雜質(zhì)（不溶于酸堿）。某小組通過查閱資料，設(shè)計(jì)了如下圖所示的制備流程： 已知： Ksp[Fe(OH)3]=4.010-38 ，Ksp[Ni(OH)2]=1.210-15 （1）“堿浸”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______________________________。 （2）操作a所用到的玻璃儀器有燒杯、________、________；操作c的名稱為____________、____________、過濾、洗滌。 （3）固體①是______________；加H2O2的目的是（用離子方程式表示）_____________。 （4）調(diào)pH為2-3時(shí)所加的酸是________。 （5）操作b為調(diào)節(jié)溶液的pH，若經(jīng)過操作b后溶液中c（Ni2＋）=2molL-1，當(dāng)鐵離子恰好完全沉淀溶液中c（Fe3＋）=1.010-5molL-1時(shí)，溶液中是否有Ni(OH)2沉淀生成？________（填“是”或“否”）。 （6）NiSO4?7H2O可用于制備鎳氫電池（NiMH），鎳氫電池目前已經(jīng)成為混合動力汽車的一種主要電池類型．NiMH中的M表示儲氫金屬或合金．該電池在放電過程中總反應(yīng)的化學(xué)方程式是NiOOH+MH=Ni(OH)2+M，則NiMH電池充電過程中，陽極的電極反應(yīng)式為_______。 【答案】 2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑ 漏斗 玻璃棒 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 不溶雜質(zhì) 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 硫酸（H2SO4） 否 Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O 3．硅是帶來人類文明的重要元素之一，在傳統(tǒng)材料發(fā)展到信息材料的過程中創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡。 (1)新型陶瓷Si3N4的熔點(diǎn)高、硬度大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上可以采用化學(xué)氣相沉積法，在H2的作用下，使SiCl4與N2反應(yīng)生成Si3N4沉積在石墨表面，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________。 (2)一種用工業(yè)硅(含少量鐵、銅的單質(zhì)及化合物)和氮?dú)?含少量氧氣)合成氮化硅的工藝主要流程如下： 已知硅的熔點(diǎn)是1 420 ℃，高溫下氧氣及水蒸氣能明顯腐蝕氮化硅。 ①N2凈化時(shí)，銅屑的作用是：__________________________； 硅膠的作用是_______________________________________。 ②在氮化爐中反應(yīng)為3Si(s)＋2N2(g)===Si3N4(s)　ΔH＝－727.5 kJ/mol，開始時(shí)須嚴(yán)格控制氮?dú)獾牧魉僖钥刂茰囟鹊脑蚴莀____________________。 ③X可能是________(選填“鹽酸”、“硝酸”、“硫酸”或“氫氟酸”)。 (3)工業(yè)上可以通過如下圖所示的流程制取純硅： ①整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。 ②假設(shè)每一輪次制備1 mol純硅，且生產(chǎn)過程中硅元素沒有損失，反應(yīng)Ⅰ中HCl的利用率為90%，反應(yīng)Ⅱ中H2的利用率為93.75%。則在第二輪次的生產(chǎn)中，補(bǔ)充投入HCl和H2的物質(zhì)的量之比是________。 【答案】3SiCl4＋2N2＋6H2===Si3N4＋12HCl除去原料氣中的氧氣　除去水蒸氣這是放熱反應(yīng)，防止局部過熱，導(dǎo)致硅熔化熔合成團(tuán)，阻礙與N2的充分接觸硝酸SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋3HCl＋H2↑5∶1 4．高鐵酸鉀(K2FeO4）是新型多功能水處理劑。其生產(chǎn)工藝如下： 回答下列問題： (1)反應(yīng)①應(yīng)在溫度較低的情況下進(jìn)行，因溫度較高時(shí)NaOH與Cl2反應(yīng)生成NaClO3，寫出溫度較高時(shí)反應(yīng)的離子方程式____________。 (2)在溶液I中加入NaOH固體的目的是_______（填字母）。 A．與反應(yīng)液I中過量的Cl2繼續(xù)反應(yīng)，生成更多的NaClO B．NaOH固體溶解時(shí)會放出較多的熱量，有利于提高反應(yīng)速率 C．為下一步反應(yīng)提供堿性的環(huán)境 D.使NaClO3轉(zhuǎn)化為NaClO (3)反應(yīng)的溫度、原料的濃度和配比對高鐵酸鉀的產(chǎn)率都有影響。圖1為不同的溫度下，不同質(zhì)量濃度的Fe(NO3)3對K2FeO4生成率的影響；圖2為一定溫度下，F(xiàn)e(NO3)3質(zhì)量濃度最佳時(shí)，NaClO濃度對K2FeO4的生成率的影響。 工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為_______，此時(shí)Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液的最佳質(zhì)量濃度之比為_____。 (4)反應(yīng)③中的離子反應(yīng)方程式為_________________；溶液Ⅱ中加入飽和KOH得到濕產(chǎn)品的原因是__________________。 (5)高鐵酸鉀作為水處理劑是能與水反應(yīng)其離子反應(yīng)是：4FeO42-+l0H2O=4Fe(OH)3（膠體）十3O2↑+8OH-。則其作為水處理劑的原理是：①_______________；②_______________。 【答案】 6OH-+3Cl2=ClO3- +5C1-+3H2O A、C 26℃ 6:5（或l.2:1） 2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉要小 高鐵酸鉀中的鐵為+6價(jià)具有強(qiáng)氧化性能殺菌消毒 水解產(chǎn)生氫氧化鐵膠體具有吸附作用而凈水 5．鐵黃是一種重要的顏料，化學(xué)式為Fe2O3?xH2O，廣泛用于涂料、橡膠、塑料、文教用品等工業(yè)。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)利用硫酸渣（含F(xiàn)e2O3及少量的CaO、MgO等）和黃鐵礦粉（主要成分為FeS2）制備鐵黃的流程如圖： （1）操作Ⅰ與操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在兩種操作中的作用分別是________、________。 （2）試劑a最好選用______（供選擇使用的有：鋁粉、空氣、濃HNO3）；其作用是________。 （3）上述步驟中需用到氨氣．下列裝置可用于實(shí)驗(yàn)室制氨氣的是______（填序號）。 （4）檢驗(yàn)溶液Z中含有NH4+的方法是________。 （5）查閱資料知，在不同溫度下Fe2O3被CO還原，產(chǎn)物可能為Fe3O4、FeO或Fe，固體質(zhì)量與反應(yīng)溫度的關(guān)系如下圖所示。 根據(jù)圖像推斷650℃時(shí)Fe2O3還原產(chǎn)物的化學(xué)式為________，并設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，證明該還原產(chǎn)物的成分（簡述實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論）________。儀器自選。可供選擇的試劑：稀H2SO4、稀鹽酸、H2O2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。 【答案】 攪拌加速溶解（或攪拌加速反應(yīng)） 引流 空氣 作氧化劑，將Fe2+氧化為Fe3+ bd 取少量溶液Z置于試管中，滴加過量濃NaOH溶液并微熱，將濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，試紙變藍(lán)色，證明含有NH4+ FeO 取少量還原產(chǎn)物置于試管中，加入過量稀硫酸（或稀鹽酸），固體完全溶解且無氣泡產(chǎn)生；再向其中滴加KSCN溶液，溶液不變色；最后滴加H2O2溶液，溶液變紅色，證明還原產(chǎn)物為FeO 6．連二亞硫酸鈉（）俗稱保險(xiǎn)粉，是一種強(qiáng)還原劑，工業(yè)上可通過吸收大氣污染物（含有、NO等）制取，同時(shí)還可得到產(chǎn)品，工藝流程圖如下（Ce為鈰元素）： 請回答下列問題： （1）裝置Ⅰ中可生成。常溫下溶液呈酸性的原因是_____________。 （2）裝置Ⅱ中酸性條件下，NO被氧化為時(shí)，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為_______________。 （3）裝置Ⅲ中陰極上的電極反應(yīng)式為_______________。若裝置Ⅳ中的濃度為11.5g，要使1該溶液中的完全轉(zhuǎn)化為,至少向裝置Ⅳ中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的____________L。 （4）在空氣中容易被氧化，其反應(yīng)方程式可能為： ①; ②。 請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明氧化時(shí)一定有反應(yīng)②發(fā)生____________。 （5）一空氣質(zhì)子交換膜燃料電池原理示意圖如下： 質(zhì)子的流動方向?yàn)開___________（“從A到B”或“從B到A”），負(fù)極的電極反應(yīng)式為____________________。 【答案】 HSO3-在溶液中存在電離平衡和水解平衡：HSO3-SO32-+H+，HSO3-+H2OH2SO3+OH-，由于HSO3-的電離程度大于水解程度，故溶液中的c（H+）＞c（OH-），溶液呈酸性 1:3 2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O 2.8 取少量固體溶于水中，加入BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，則證明是②（或取少量固體溶于水中，若聞到刺激性氣味，則證明是②） 從A到B SO2-2e- +2H2O=SO42-+4H+ 7．鹽酸法是在一定溫度下鹽酸與鋁土礦、高嶺土或粉煤灰等固體中的活性Al2O3發(fā)生反應(yīng)制備Al2O3的工藝。氯化鋁溶液可通過蒸發(fā)結(jié)晶生成結(jié)晶氯化鋁，進(jìn)而焙燒得到氧化鋁；也可利用氯化鋁在酸溶液中的溶解度隨著鹽酸濃度的升高而急劇降低的特點(diǎn)，生成氯化鋁晶體，從而焙燒得到氧化鋁。圖1是我國某公司研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“一步酸溶法”工藝流程。 回答下列問題: (1)“氯化鋁在酸溶液中的溶解度隨著鹽酸濃度的升高而急劇降低”的原因是__(結(jié)合必要的化學(xué)方程式說明)。 (2)精制液蒸發(fā)結(jié)晶后分離出純凈結(jié)晶氯化鋁的操作名稱是_______,用_____洗滌。 (3)寫出結(jié)晶氯化鋁(AlCl36H2O)焙燒的化學(xué)方程式:_____________________________。 (4)工業(yè)上冶煉金屬鋁的方法是電解熔融的_______(填化學(xué)式)，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是___________________________。 (5)鋁粉在1000℃時(shí)可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備,其主要原因是_______________________________________。 【答案】 AlCl3溶液中存在水解平衡AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl，及結(jié)晶溶解平衡AlCl3(s)Al3+(aq)+3Cl-(aq)，鹽酸濃度越大，兩平衡都向左移動，AlCl3溶解度越小 過濾 濃鹽酸 2(AlCl36H2O) Al2O3+6HCl+9H2O Al2O3 石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化 NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜 8．某工業(yè)廢液主要成分為SiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3 等，為綜合利用，對其進(jìn)行如下處理，制備Al2O3及(NH4)2Fe(SO4)26H2O。 相關(guān)數(shù)據(jù)如下： Kb(NH3H2O) 1.810-5 溶解度/g 10℃ 30℃ 50℃ Ksp[A1(OH)3] 1.310-33 (NH4)2SO4 73.0 78.0 84.5 Ksp[Fe(OH)2] 8.010-16 FeSO47H2O 40.0 60.0 Ksp[Fe(OH)3] 4.010-38 |(NH4)2Fe(SO4)26H2O 18.1 24.5 31.3 （1）酸浸過程中產(chǎn)生的濾渣的主要成分是_______________。 （2）濾液①中加入鐵粉的作用是__________________。 （3）已知加入氨水前，溶液中H+、Fe2+、Al3+的濃度分別為0.02 mol/L、0.16mol/L、0.04mol/L，加人氨水后，溶液的體積剛好增加1倍。為防止Fe2+ 產(chǎn)生沉淀，則溶液中的pH不能超過_______，此時(shí)溶液中n(NH3H2O)：n(NH4+)≤_____________；若調(diào)節(jié)溶液pH為5，則溶液中所有離子的物質(zhì)的量濃度由大到小排列的順序是_________________。 （4）由濾液②制備(NH4)2Fe(SO4)26H2O 晶體時(shí)，為防止有(NH4)2SO4或FeSO4晶體析出，須先向?yàn)V液②中加人適量的______________，再蒸發(fā)濃縮、__________、過濾、__________、干燥。 【答案】 SiO2 將溶液中的Fe3+還原成Fe2+，使調(diào)節(jié)pH時(shí)只沉淀Al3+ 7 1∶180 c(SO)＞c(Fe2+)＞c(NH)＞c(H+)＞c(Al3+)＞c(OH－) (NH4)2SO4 冷卻結(jié)晶 洗滌 9．高錳酸鉀可用于生活消毒，是中學(xué)化學(xué)常見的氧化劑。工業(yè)上，用軟錳礦制高錳酸鉀的流程如下： 請回答下列問題： （1）MnO2和KOH在熔融前粉碎的目的是_____________________________________________。 （2）寫出二氧化錳和氫氧化鉀熔融物中通入空氣時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。 （3）通入CO2后，生成的KMnO4與MnO2的物質(zhì)的量之比為___________。 （4）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有___________、___________(填化學(xué)式)。 （5）已知：常溫下，Ksp[Mn(OH)2]=2.410-13工業(yè)上，調(diào)節(jié)pH可以沉淀廢水中Mn2+,當(dāng)pH=10時(shí),溶液中c(Mn2+)=___________mol/L。 （6）操作Ⅰ的名稱是___________，操作Ⅱ根據(jù)下表KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在溶解性上的差異，采用___________、___________(填操作步驟)得到KMnO4粗晶體。 10 20 30 40 60 K2CO3 109.0 111.0 114.0 117.0 126.0 KMnO4 4.3 6.3 9.0 12.6 22.1 【答案】 增大反應(yīng)物與空氣的接觸面積，加快反應(yīng)速率 2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O 2∶1 KOH MnO2 2.410-5 過濾 蒸發(fā)濃縮 趁熱過濾 K2CO3混合溶液；由圖可知KMnO4、K2CO3的溶解度隨溫度變化差異較大，KMnO4的溶解度隨溫度降低減小較明顯，故可以采用蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾的方式得到KMnO4粗晶體。故答案為：過濾；蒸發(fā)濃縮；趁熱過濾。 10．硫代硫酸鈉（Na2S2O3）可由亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應(yīng)制得，反應(yīng)原理為: ①Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 ②Na2S+SO2+H2O=Na2SO3+H2S ③2H2S+SO2=3S↓+2H2O ④Na2SO3+ S Na2S2O3， 常溫下溶液中析出晶體為Na2S2O3?5H2O。Na2S2O35H2O于40～45℃熔化，48℃分解；Na2S2O3 易溶于水，不溶于乙醇。在水中有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖所示。 Ⅰ．現(xiàn)按如下方法制備Na2S2O35H2O： 將硫化鈉和碳酸鈉按反應(yīng)要求比例一并放入三頸燒瓶中，注入150mL蒸餾水使其溶解，在分液漏斗中，注入濃鹽酸，在裝置2中加入亞硫酸鈉固體，并按下圖安裝好裝置。 請問：（1）儀器2的名稱為________，裝置6中可放入_________。 A．BaCl2溶液 B．濃H2SO4 C．酸性KMnO4溶液 D．NaOH溶液 （2）打開分液漏斗活塞，注入濃鹽酸使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化硫氣體較均勻的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中，并用磁力攪拌器攪動并加熱。隨著二氧化硫氣體的通入，看到溶液中有大量淺黃色固體析出。持續(xù)通二氧化硫氣體，反應(yīng)約半小時(shí)。當(dāng)溶液中pH接近或不小于7時(shí)，即可停止通氣和加熱。溶液pH要控制不小于7理由是________(用離子方程式表示)。 Ⅱ．分離Na2S2O35H2O并標(biāo)定溶液的濃度： （1）為減少產(chǎn)品的損失，操作①為______，操作②是_____、洗滌、干燥，其中洗滌操作是用_________（填試劑）作洗滌劑。 （2）蒸發(fā)濃縮濾液直至溶液呈微黃色渾濁為止，蒸發(fā)時(shí)為什么要控制溫度不宜過高_(dá)______。 （3）稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品配制成硫代硫酸鈉溶液，并用間接碘量法標(biāo)定該溶液的濃度：用分析天平準(zhǔn)確稱取基準(zhǔn)物質(zhì)K2Cr2O7（摩爾質(zhì)量294g/mol）0.5880克。平均分成3份分別放入3個(gè)錐形瓶中，加水配成溶液，并加入過量的KI并酸化，發(fā)生下列反應(yīng)：6I-+Cr2O72-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O，再加入幾滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)： I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為_____________________。三次消耗Na2S2O3溶液的平均體積為20.00mL，則所標(biāo)定的硫代硫酸鈉溶液的濃度為_________ mol/L。 【答案】 蒸餾燒瓶 CD S2O32-+2H+＝S↓+SO2↑+H2O 過濾 過濾 乙醇 溫度過高會導(dǎo)致析出的晶體分解 溶液由藍(lán)色恰好變成無色，且半分鐘不恢復(fù)原色 0.2000 11．氯化亞銅是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空氣中會被迅速氧化成綠色堿式鹽。從酸性電鍍廢液(主要含Cu2＋、Fe3＋)中制備氯化亞銅的工藝流程圖如下： 金屬離子含量與混合液pH、CuCl產(chǎn)率與混合液pH的關(guān)系圖如圖。 【已知：金屬離子濃度為1 molL-1時(shí)，F(xiàn)e(OH)3開始沉淀和沉淀完全的pH分別為1.4和3.0，Cu(OH)2開始沉淀和沉淀完全的pH分別為4.2和6.7】 請回答下列問題： （1）酸浸時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________；析出CuCl晶體時(shí)的最佳pH在_______左右。 （2）鐵粉、氯化鈉、硫酸銅在溶液中反應(yīng)生成CuCl的離子反應(yīng)方程式為________________。 （3）析出的CuCl晶體要立即用無水乙醇洗滌，在真空干燥機(jī)內(nèi)于70℃干燥2 h、冷卻密封包裝。70℃真空干燥、密封包裝的目的是_____________。 （4）產(chǎn)品濾出時(shí)所得濾液的主要分成是________，若想從濾液中獲取FeSO47H2O晶體，還需要知道的是__________________。 （5）若將鐵粉換成亞硫酸鈉也可得到氯化亞銅，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________。為提高CuCl的產(chǎn)率，常在該反應(yīng)體系中加入稀堿溶液，調(diào)節(jié)pH至3.5。這樣做的目的是_____________。 （6）工業(yè)上還可以采用以碳棒為電極電解CuCl2溶液得到CuCl。寫出電解CuCl2溶液中的陰極上發(fā)生的電極反應(yīng):___________。 【答案】 Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O 3 2Cu2＋＋2Cl－＋Fe=2CuCl↓＋Fe2＋ 加快乙醇和水的蒸發(fā)，防止CuCl被空氣氧化 Na2SO4和FeSO4 不同溫度下硫酸鈉和硫酸亞鐵的溶解度 2CuSO4＋Na2SO3＋2NaCl＋H2O=2CuCl↓＋2Na2SO4＋H2SO4 OH－中和了反應(yīng)中的H＋，有利于平衡向右移動，提高CuCl的產(chǎn)率。但當(dāng)OH－濃度過大時(shí)，Cu＋能與OH－結(jié)合，生成氫氧化亞銅，從而降低了CuCl的產(chǎn)率 Cu2＋＋Cl－＋e-=CuCl↓ 12．工業(yè)上用鉻鐵礦(FeO、Cr2O3、含SiO2、Al2O3雜質(zhì))生產(chǎn)紅礬鈉(Na2Cr2O7)的工藝流程如下: (1)上述四個(gè)步驟中，有氧化還原反應(yīng)發(fā)生的是________(填序號)，被氧化的元素是______(寫元素符號)。 (2)濾渣1的主要成分是________(寫化學(xué)式)，寫出步驟③發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___________________。 (3)操作1包括______、________、過濾、洗滌、干燥。 (4)向橙紅色的紅釩鈉溶液中滴入氨氧化鈉溶液，變?yōu)辄S色Na2CrO4溶液，寫出該轉(zhuǎn)化過程的離子方程式______________。 【答案】 ① Fe、Cr Fe2O3 、CaSiO3 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 Cr2O72-+2OH- ＝ 2CrO42-+H2O 13．工業(yè)上利用氯堿工業(yè)中的固體廢物鹽泥（主要成分為Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4，除此之外還有NaCl、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mn(OH)2等。）與廢稀硫酸反應(yīng)制備七水硫酸鎂，產(chǎn)率高，既處理了三廢，又有經(jīng)濟(jì)效益。其工藝流程如下： 已知： i）部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH 沉淀物 Mn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2 pH值（完全沉淀） 10.02 8.96 3.20 4.70 11.12 ii）兩種鹽的溶解度圖（單位為g/100g水） 根據(jù)以上流程圖并參考表格pH數(shù)據(jù)和溶解度圖，請回答下列問題。 （1）酸解時(shí)，加入的酸為____________，在酸解過程中，想加快酸解速率，請?zhí)岢鰞煞N可行的措施____________、____________。 （2）加入的NaClO可與Mn2+反應(yīng)產(chǎn)生MnO2沉淀，該反應(yīng)的離子方程式是____________。 （3）本工藝流程多次用到抽濾操作，其優(yōu)點(diǎn)在于____________，四次抽濾時(shí)：抽濾①所得濾渣A的成分為____________、CaSO4；抽濾②所得濾渣B的成分為MnO2、____________、____________；抽濾③所得濾液C中主要雜質(zhì)陽離子的檢驗(yàn)方法是____________；抽濾④將產(chǎn)品抽干。 （4）依據(jù)溶解度曲線，操作M應(yīng)采取的方法是適當(dāng)濃縮，____________。 （5）每制備1噸MgSO47H2O，需要消耗鹽泥2噸。若生產(chǎn)過程中的轉(zhuǎn)化率為70%，則鹽泥中鎂（以氫氧化鎂計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為____________。 【答案】 硫酸 升溫 把鹽泥粉碎、攪拌等 Mn2++ ClO-+ H2O == MnO2↓ + 2H++ Cl- 速度快 BaSO4 Fe（OH）3 Al（OH）3 焰色反應(yīng) 趁熱過濾 16.8%（16%、17%均可給分） 14．硼鎂泥是一種工業(yè)廢料，主要成分是MgO( 占40%，還有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2 等雜質(zhì)，以此為原料制取的硫酸鎂，可用于印染、選紙、醫(yī)藥等工業(yè)。從硼鎂泥中提取MgSO47H2O 的流程如下: 根據(jù)題意回答下列問題: （1）實(shí)驗(yàn)中需用1mol/L的硫酸800mL，若用18.4mol/L的濃硫酸來配制，量取濃硫酸時(shí)，需使用的量筒的規(guī)格為______。 A.10mL B.20mL C.50mL D.100mL （2）加入的NaClO可與Mn2+反應(yīng):Mn2+ +ClO-+H2O=MnO2 ↓+2H++Cl-，還有一種離子也會被NaClO 氧化，該反應(yīng)的離子方程式為____________________。 （3）濾渣中除含有Fe(OH)3、A(OH)3 外還有_________________。 （4）在“除鈣”前，需檢驗(yàn)濾波中Fe3+是否被除盡，簡述檢驗(yàn)方法:_________。 （5）已知MeSO4、CaSO4的溶解度如下表: 溫度/℃ 40 50 60 70 MgSO4 30.9 33.4 35.6 36.9 CaSO4 0.210 0.207 0.201 0.193 “除鈣”是將MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4 除去，根據(jù)上表數(shù)據(jù)，簡要說明操作步驟: _________?！安兮鬒：是將濾液繼續(xù)蒸發(fā)依縮，冷卻結(jié)晶，______，便得到了MgSO47H2O。 （6）實(shí)驗(yàn)中提供的硼鎂泥共100g，得到的MgSO47H2O為172.2 g，則MgSO47H2O的產(chǎn)率為_____________________。 【答案】 D 2Fe2++C1O-+2H+==2Fe3++Cl-+H2O MnO2、SiO2 取少量濾液,向其中加入硫氰化鉀容液.如果溶液不變紅色.說明溶液中不含F(xiàn)e3+，如果溶液變紅色，說明濾液中含F(xiàn)e3+ 蒸發(fā)農(nóng)縮，趁熱過濾 過濾(或過濾洗滌) 70% 上可得到40g =246 g的MgSO47H2O，故它的產(chǎn)率為100%=70%。 15．工業(yè)上用鉻鐵礦(FeO、Cr2O3、含SiO2、Al2O3雜質(zhì))生產(chǎn)紅礬鈉(Na2Cr2O7)的工藝流程如下: (1)上述四個(gè)步驟中，有氧化還原反應(yīng)發(fā)生的是________(填序號)，被氧化的元素是______(寫元素符號)。 (2)濾渣1的主要成分是________(寫化學(xué)式)，寫出步驟③發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___________________。 (3)操作1包括______、________、過濾、洗滌、干燥。 (4)向橙紅色的紅釩鈉溶液中滴入氨氧化鈉溶液，變?yōu)辄S色Na2CrO4溶液，寫出該轉(zhuǎn)化過程的離子方程式______________。 【答案】 ① Fe、Cr Fe2O3 、CaSiO3 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 Cr2O72-+2OH- ＝ 2CrO42-+H2O 16．高錳酸鉀常用作消毒殺菌、水質(zhì)凈化劑等。某小組用軟錳礦(主要含MnO2,還含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì))模擬工業(yè)制高錳酸鉀流程如下。試回答下列問題。 (1)配平焙燒時(shí)化學(xué)反應(yīng): □MnO2+□_____+□O2□K2MnO4+□H2O；工業(yè)生產(chǎn)中采用對空氣加壓的方法提高M(jìn)nO2利用率，試用碰撞理論解釋其原因__________。 (2)濾渣II 的成分有_______(化學(xué)式);第一次通CO2不能用稀鹽酸代替的原因是_________。 (3)第二次通入過量CO2生成MnO2的離子方程式為_________。 (4)將濾液Ⅲ進(jìn)行一系列操作得KMnO4。 由下圖可知,從濾液Ⅲ得到KMnO4需經(jīng)過_____、______、洗滌等操作。 (5)工業(yè)上按上述流程連續(xù)生產(chǎn)。含MnO2a%的軟錳礦1噸，理論上最多可制KMnO4___噸。 (6)利用電解法可得到更純的KMnO4。用惰性電極電解濾液II。 ①電解槽陽極反應(yīng)式為____________； ②陽極還可能有氣體產(chǎn)生,該氣體是__________。 【答案】 2 4 KOH 1 2 2 加壓增大了氧氣濃度，使單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)增加，有效碰撞次數(shù)增多,反應(yīng)速率加快,使MnO2反應(yīng)更充分 Al(OH)3、H2SiO3 稀鹽酸可溶解Al(OH)3，不易控制稀鹽酸的用量 3MnO42-+4CO2+2H2O=MnO2↓+2MnO4-+4HCO3- 蒸發(fā)結(jié)晶 趁熱過濾 0.018a MnO42--e-=MnO4- O2 17．重金屬元素鉻的毒性較大，含鉻廢水需經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后才能排放。已知部分陽離子常溫下以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH見下表 氫氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 Al(OH)3 Cr(OH)3 pH 3.7 9.6 11.1 8 9(＞9溶解) I.某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+，同時(shí)還含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性較強(qiáng)。為回收利用，通常采用如下流程處理： （1）氧化過程中可代替H2O2加入的試劑是________(填序號)。 a.Na2O2　　b.HNO3　　c.FeCl3　　d.KMnO4 （2）加入NaOH溶液調(diào)溶液pH=8時(shí)，除去的離子是________(填序號)；已知鈉離子交換樹脂的原理：Mn++nNaRMRn+nNa+，此步操作被交換除去的雜質(zhì)離子__________(填序號)。 a.Fe3+　　b.Al3+　　c.Ca2+　　d.Mg2+ II.酸性條件下，鉻元素主要以Cr2O72-形式存在，工業(yè)上常用電解法處理含Cr2O72-的廢水。該法用Fe、石墨分別作電極電解含Cr2O72-的酸性廢水，隨著電解進(jìn)行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr(OH)3和Fe(OH)3 （3）電解時(shí)連接鐵棒的一極是電源的_________極。 （4）寫出電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式____________________；陽極附近溶液中Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+的離子方程式為______________________________； （5）常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp=110-32，溶液的pH應(yīng)為________時(shí)才能使c(Cr3+)降至110-5mol?L-1 【答案】 a ab cd 正 Fe-2e-=Fe2+ Cr2O72-+6Fe2++14H+==2Cr3++6Fe3++7H2O 5 18．磁性納米四氧化三鐵在催化劑、DNA檢測、疾病的診斷和治療等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，其制備方法有多種，“共沉淀法”制備納米Fe3O4的流程如下： （1）Ⅱ中的反應(yīng)溫度需控制在50℃~60℃之間，實(shí)驗(yàn)室控制該溫度的最佳方法是___________。 （2）Ⅱ中生成Fe3O4的離子方程式是_____________________________________。 （3）操作Ⅲ包含的方法有_______________。 （4）檢驗(yàn)納米Fe3O4中含有+2價(jià)鐵元素的方法是_________________________________。 （5）某同學(xué)依據(jù)上述“共沉淀法”的思路在實(shí)驗(yàn)室模擬制備納米Fe3O4: ① 制備時(shí)該同學(xué)選擇n(Fe3+)∶n(Fe2+)小于2∶1，原因是_______________________。 ②經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)混合溶液中n(Fe3+)∶n(Fe2+)＝1∶1時(shí)，容易得到理想的納米Fe3O4。該實(shí)驗(yàn)室無FeCl2溶液，現(xiàn)用5mLFeCl3溶液制備Fe3O4，配制n(Fe3+)∶n(Fe2+)＝1∶1混合溶液的方法是_____________________（其它試劑和儀器自選）。 【答案】 水浴加熱 Fe2++2Fe3++8OH－Fe3O4↓+4H2O 過濾、洗滌 取少量樣品于燒杯中，加入稀鹽酸，加熱溶解，過濾，取少量濾液于試管中，滴加酸性高錳酸鉀溶液，若高錳酸鉀溶液的顏色褪去，則說明樣品中含+2鐵。（或滴加幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，若有藍(lán)色沉淀生成，則說明樣品中含+2鐵） 制備過程中少量Fe2+被氧化 取2mLFeCl3溶液于試管中，加入足量鐵粉，振蕩使其充分反應(yīng)，過濾，在濾液中加入剩余的3mLFeCl3溶液，即為n(Fe3+)∶n(Fe2+)=1:1混合溶液 19．乙酰苯胺是較早使用的一種解熱鎮(zhèn)痛藥，可由苯胺和乙酸反應(yīng)制備： 已知：① 苯胺易被氧化； ② 乙酰苯胺、苯胺和醋酸的部分物理性質(zhì)如下表： 物質(zhì) 熔點(diǎn) 沸點(diǎn) 溶解度(20 ℃) 乙酰苯胺 114.3 ℃ 305 ℃ 0.46 苯胺 －6 ℃ 184.4℃ 3.4 醋酸 16.6 ℃ 118 ℃ 易溶 實(shí)驗(yàn)步驟如下： 步驟1：在50 mL圓底燒瓶中，加入5 mL苯胺、7.5 mL冰醋酸及少許鋅粉，依照右圖裝置組裝儀器。 步驟2：控制溫度計(jì)示數(shù)約105 ℃，小火加熱回流1 h。 步驟3：趁熱將反應(yīng)混合物倒入盛有100 mL冷水的燒杯中，冷卻后抽濾，洗滌，得到粗產(chǎn)品。 請回答下列問題： （1）步驟1中加入鋅粉的作用是________________ 、起著沸石的作用。 （2）步驟2中控制溫度計(jì)示數(shù)約105 ℃，接引管流出的主要物質(zhì)是________________，若溫度過高，會導(dǎo)致________________。刺形分餾柱中，由下到上，溫度逐漸________________（填“升高”、“降低”或“不變”）。 （3）步驟3中抽濾裝置所包含的儀器除減壓系統(tǒng)外，還有吸濾瓶、________________（填儀器名稱）。 （4）步驟3得到的粗產(chǎn)品可采取重結(jié)晶的方法進(jìn)一步提純，操作步驟是________________。 【答案】 防止苯胺被氧化 水 未反應(yīng)的醋酸蒸出 降低 布氏漏斗 將粗產(chǎn)品在較高溫度下溶解形成濃溶液，降溫結(jié)晶，過濾，洗滌，重復(fù)2~3次 20．含鈷催化劑廢料(含F(xiàn)e3O4、Co2O3、Al2O3、CaO及SiO2為原料制取Co3O4的一種工藝流程如下: 回答下列問題: （1）CoC2O4中Co的化合價(jià)為_____。 （2）步驟②經(jīng)溶解后過濾，濾渣1的主要成分為____(填化學(xué)式)，濾液中含有_____種陽離子。 （3）步驟③氧化對Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+，反應(yīng)的離子方程式為_______，檢驗(yàn)其是否已完全氧化自方法是______________。 （4）步驟國加Na2CO3溶液的目的是_____________，濾渣2中含有Na2Fe6(S04)4(OH)x，則x=____，濾渣2中__________(填“含有”或“不含”Al(OH)3。 （5）某工廠用m1kg含鈷催化劑廢料Co2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%)制備Co3O4，最終得到產(chǎn)品m2kg,其產(chǎn)率為________(列出算式即可)。 【答案】 +2 SiO2 和CaSO4 6 6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O 取少量上層清液，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，觀察有無藍(lán)色沉淀(或滴入酸性高錳酸鉀溶液，振蕩，觀察溶液紫色是否褪去等合理答案) 調(diào)節(jié)溶液pH以除去Fe3+、Al3+ 12 含有 21．鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下: 注:SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。 （1）“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為____________。 （2）向“過濾I”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的PH_____(填“增大”、“不變”或“減小”)，NaHCO3中存在化學(xué)鍵有______ （3）“電解I”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是________。 （4）“電解II”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。 陽極的電極反應(yīng)式為_______，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為_______。 （5）鋁粉在1000℃時(shí)可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是________________。 【答案】 Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O 減小 離子鍵和共價(jià)鍵 石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化 4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3- H2 NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜 22．水是生命之源，它與我們的生活密切相關(guān)。自來水廠常用高鐵酸鈉(Na2FeO4)改善水質(zhì)。高鐵酸鈉具有很強(qiáng)的氧化性，是一種新型的綠色凈水消毒劑，在工業(yè)上制備高鐵酸鈉的方法有多種。 （1）簡述高鐵酸鈉用于殺菌消毒同時(shí)又起到凈水作用的原理________________________________。 （2）干法制備高鐵酸鈉的反應(yīng)原理如下： 2FeSO4+6Na2O2==aNa2FeO4+bM↑+2Na2O+2Na2SO4 ①高鐵酸鈉中鐵元素的化合價(jià)為________________。 ②上述方程式中b=____。每生成1molM，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_____________mol。 （3）工業(yè)上可以通過次氯酸鈉氧化法制備高鐵酸鈉，生產(chǎn)過程如下： ①步驟③中除生成Na2FeO4外，還有副產(chǎn)品Na2SO4、NaCl，則步驟③中反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。 ②己知Na2FeO4在強(qiáng)堿性溶液中的溶解度較小?？上騈a2FeO4溶液中繼續(xù)加入氫氧化鈉固體得到懸濁液。從Na2FeO4懸濁液得到固體的操作名稱為_____________________。 （4）計(jì)算Na2FeO4的消毒效率（以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示）約是氯氣的_______倍(結(jié)果保留兩位小數(shù)。) 【答案】 高鐵酸鈉具有很強(qiáng)的氧化性，能殺菌消毒，本身被還原為Fe3+、Fe2+水解生成氫氧化鐵膠體能吸附水中的雜質(zhì)，起到凈水作用 +6 1 10 2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 過濾 0.64