高考化学一轮复习江苏专用限时训练103化工流程型实验题Word格式文档下载.docx
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(3)第④步分离采用的方法是______________________________________________________________;
第⑤步分离尾气中的HF、HCl采用的方法是_________________________________________________________________。
(4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。
取样品wg,测得Li的物质的量为nmol,则该样品中LiPF6的物质的量为________mol(用含w、n的代数式表示)。
解析
(1)LiF(s)+HF(l)===LiHF2(aq),即生成的LiHF2溶于无水液态HF中得饱和LiHF2溶液,无水HF的作用是作反应物和溶剂;
由于玻璃材质的主要成分是SiO2,SiO2能和HF反应,反应设备不能用玻璃材质;
由于NaHCO3溶液呈碱性能中和HF,且对皮肤腐蚀性小,可用2%的NaHCO3溶液冲洗沾到皮肤上的HF。
(2)PF5中P、F元素的化合价分别为+5价和-1价,水解产物分别为H3PO4、HF,其水解反应的化学方程式为PF5+4H2O===H3PO4+5HF。
(3)第④步分离的是固态LiPF6和液态HF,则采用的方法是过滤;
由于HCl和HF的沸点差别较大,分离尾气中HF和HCl应采用冷凝液化的方法(HF冷凝为液体时,HCl仍为气体)。
(4)设wg样品中含有LiPF6、LiF的物质的量分别为x、y,则有:
解得:
x=
mol。
答案
(1)反应物 溶剂 SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O NaHCO3
(2)PF5+4H2O===H3PO4+5HF
(3)过滤 冷凝
(4)
2.(2014·
广东理综,32)石墨在材料领域有重要应用,某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质,设计的提纯与综合利用工艺如下:
(注:
SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃)
(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是
________________________________________________________。
(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,气体Ⅰ中的碳氧化物主要为____________________,由气体Ⅱ中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为______________________________________________
______________________________________________________________。
(3)步骤①为:
搅拌、________、所得溶液Ⅳ中的阴离子有________。
(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为__________________________________________________________________
_______________________________________________________________,
100kg初级石墨最多可获得Ⅴ的质量为________kg。
(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成如图防腐示意图,并作相应标注。
解析
(1)向反应器中通入Cl2前,通一段时间N2的主要目的是排净反应器中的空气,作为保护气,防止石墨在高温下被氧化。
(2)初级石墨中的氧化物杂质主要是SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO,经高温反应后,均转变为相应的氯化物,则氧元素与碳(过量)在高温下结合为CO,故气体Ⅰ中的碳氧化物主要为CO,80℃冷凝气体Ⅰ,由于SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃,故气体Ⅱ为SiCl4。
SiCl4与NaOH溶液反应得到Na2SiO3、NaCl和H2O,其化学方程方式为SiCl4+6NaOH===Na2SiO3+4NaCl+3H2O。
(3)由
(2)知,固体Ⅲ为AlCl3、FeCl3、MgCl2,加入过量NaOH溶液,Al3+转变为AlO
,而Fe3+、Mg2+转化为Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀,故步骤①为:
搅拌、过滤,所得溶液Ⅳ中的阴离子有AlO
、
OH-、Cl-。
(4)溶液Ⅳ中加入乙酸乙酯,消耗了OH-,促进AlO
的水解,最终转化为Al(OH)3沉淀,反应的离子方程式为CH3COOCH2CH3+AlO
+2H2O
Al(OH)3↓+CH3COO-+CH3CH2OH,100kg石墨中含Al2O3为5.1kg,根据原子守恒Al(OH)3的质量为
×
2×
78g·
mol-1=7800g=7.8kg。
答案
(1)排出装置中的氧气,防止初级石墨被氧化
(2)CO SiCl4+6NaOH===Na2SiO3+4NaCl+3H2O
(3)过滤 OH-、AlO
和Cl-
(4)CH3COOCH2CH3+AlO
Al(OH)3↓+CH3COO-+CH3CH2OH 7.8
(5)
3.(2013·
江苏,16)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。
硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。
以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
(2)加入H2O2氧化时,发生反应的化学方程式为_______________________________________________________________。
(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C
2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+C
MgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3C
MgO+S↑+3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
①D中收集的气体是________(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a.NaOH溶液b.Na2CO3溶液
c.稀硝酸d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应,产物中元素的最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:
_____________________________________________________________。
解析 (4)题目中要求利用图中装置进行气体的分步吸收或收集。
煅烧后存在四种气体:
S、SO2、CO2和CO。
由③可知A中得淡黄色固体,即S,B吸收SO2,C吸收CO2,D中收集CO。
B吸收SO2但不吸收CO2,可选用KMnO4溶液,注意不能用NaOH溶液或Na2CO3溶液,因为它们吸收SO2的同时也吸收CO2,题目要求是分步吸收。
③中发生S与热的NaOH溶液反应,产生+4价硫的化合物即Na2SO3,说明另外有硫元素的化合价降低,即有-2价硫的化合物生成,其离子方程式为:
3S+6OH-
2S2-+SO
+3H2O。
答案
(1)MgCO3+2H+===Mg2++CO2↑+H2O
(2)2FeSO4+H2O2+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2O
(3)Fe(OH)3
(4)①CO ②d ③3S+6OH-
+3H2O
4.三氧化二镍主要用作陶瓷、玻璃、搪瓷等的着色颜料,也经常用于制造镍电池。
现欲利用以下工艺流程回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)以生产Ni2O3(部分条件未给出)。
(1)NiOOH中,Ni元素的化合价为________价。
(2)“浸出渣”含有三种主要成分:
CaSO4·
2H2O、Ni(OH)2、物质a,其中“物质a”为_________________________________________________________________。
(3)工艺流程中“副产品”的化学式为________,酸浸过滤所得的滤液中通入H2S发生的氧化还原反应的离子方程式为________________________________________________________________。
(4)已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Ni(OH)2
开始沉淀的pH
1.5
6.5
7.7
沉淀完全的pH
3.7
9.7
9.2
操作B是为了除去滤液中的铁元素,某同学设计了如下实验方案:
向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液,调节溶液pH为3.7~7.7,静置,过滤。
请对该实验方案进行评价:
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
(若原方案正确,请说明理由;
若原方案错误,请说明如何改正)。
解析
(1)NiOOH中,O元素的化合价为-2价,H元素的化合价为+1价,则Ni元素的化合价为+3价;
(2)含镍催化剂中含有BaO,因此加入稀硫酸肯定会生成BaSO4沉淀;
(3)工艺流程中“副产品”是由CuS经灼烧、硫酸酸浸、结晶转化得到,故最终生成物为CuSO4·
5H2O;
酸浸过滤所得的滤液中含有Fe3+,Fe3+与H2S发生氧化还原反应。
(4)由于操作A所得的滤液中铁元素以Fe2+的形式存在,故在调节pH前,应先在滤液中加入H2O2,使溶液中的
Fe2+氧化为Fe3+。
答案
(1)+3
(2)BaSO4 (3)CuSO4·
5H2O 2Fe3++H2S===2Fe2++2H++S↓ (4)方案错误。
在调节pH前,应先在滤液中加入H2O2,使溶液中的Fe2+氧化为
Fe3+
5.氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2·
6H2O的流程如下:
①卤块主要成分为MgCl2·
6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。
(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有________。
(2)加入BaCl2的目的是________________,加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为________。
(3)加入Na
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