届高三化学二轮复习 工业流程图专题训练答案不全.docx
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届高三化学二轮复习工业流程图专题训练答案不全
2020届高三化学二轮复习工业流程图专题训练(答案不全)
1(2020年北京顺义)侯德榜是我国著名科学家,1933年出版《纯碱制造》一书,创立了中国自己的制碱工艺。
其纯碱制造原理如下图所示:
(1)由NaHCO3制备纯碱的化学方程式是。
(2)过程Ⅰ通入NH3和CO2的顺序是。
(3)过程Ⅱ析出NH4Cl(s)的原因是。
(4)充分利用副产品NH4Cl生产NH3和HCl。
直接加热分解NH4Cl,NH3和HCl的产率
往往很低,原因是。
(5)采用MgO循环分解NH4Cl。
加热,在300℃以下获得NH3;继续加热至350℃~600℃获得HCl气体。
利用下列装置(加热及加持装置略)可测量NH3和HCl的产率。
①低于300℃时,干燥管盛装的干燥剂是。
NH3吸收完全后,更换干燥剂和吸收装置中的吸收液。
②产生NH3的化学反应方程式是。
③在350℃~600℃,上图虚线框内应选择的安全瓶是。
④MgO可以循环分解NH4Cl制得NH3和HCl的原因是(结合化学方
程式解释)。
答案
(1)2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑(2分)
(2)先通NH3,后通CO2(2分)
(3)NH4Cl(s)
NH4+(aq)+Cl-(aq),增大c(Cl-),平衡左移,促进氯化铵析出(2分)
(4)NH3+HCl=NH4Cl(2分)
(5)①碱石灰(1分)
②MgO+2NH4Cl
2NH3↑+MgCl2+H2O↑(2分)
③c(1分)
④因为MgO+2NH4Cl
2NH3↑+MgCl2+H2O↑,而MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl,
MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl↑;Mg(OH)2受热生成MgO,Mg(OH)2MgO+H2O,
所以MgO可以循环应用与NH4Cl反应制得NH3和HCl。
(2分)
2、钛精矿是从钛铁矿或钛磁铁矿中采选出来,主要成分为FeTiO3,是生产用途非常广泛的钛白粉的原料。
以钛精矿石为原料制备金属钛的流程如下图所示(某些过滤过程已忽略)。
已知强酸性溶液中,+4价的钛元素以TiO2+形式存在,金属钛不溶于稀非氧化性酸。
回答下列问题:
(1)步骤②中加入铁屑的作用是________。
(2)晶体K俗称绿矾,晶体K的化学式为__________________________
_________________________________________________________。
(3)试写出溶液C加热制备钛酸沉淀的化学方程式___________________
_________________________________________________________。
(4)步骤⑥加入过量的活性炭,则发生的化学方程式为________,已知TiO2+2Cl2
TiCl4+O2为吸热反应,且该条件下反应也能够发生,为何制备TiCl4过程中还要加入活性炭,试解释原因________。
(5)气体F为氩气,F的作用是________。
(6)溶液H是________,作用为________。
答案
(1)防止Fe2+被氧化
(2)FeSO4·7H2O
(3)TiOSO4+2H2O
H2TiO3↓+H2SO4
(4)TiO2+2Cl2+2C
TiCl4+2CO 活性炭与O2反应并放热,促进反应正向移动利于制备TiCl4
(5)做保护气
(6)稀盐酸 溶解MgCl2和未反应的Mg,过滤后提纯金属钛
3、.(2020届北京10中)以废旧锌锰电池初步处理分选出的含锰废料(MnO2、MnOOH、MnO 及少量Fe、Pb等) 为原料制备高纯MnCl2·xH2O,实现锰的再生利用。
其工作流程如下:
资料a.Mn的金属活动性强于Fe;Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被O2氧化。
资料b.生成氢氧化物沉淀的pH
Mn(OH)2
Pb(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
8.1
6.5
1.9
完全沉淀时
10.1
8.5
3.2
注:
金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1
(1)过程Ⅰ的目的是浸出锰。
经检验滤液1中含有的阳离子为Mn2+、Fe3+、Pb2+和H+。
①MnOOH 与浓盐酸反应的离子方程式是_______________________________。
②检验滤液1中只含Fe3+不含Fe2+的操作和现象是:
_________________________________________。
③Fe3+由Fe2+转化而成,可能发生的反应有:
a.2Fe2++Cl2=2Fe3+2Cl-
b.4Fe2++O2+4H+=2Fe3++2H2O
c.……
写出c的离子方程式:
____________________。
(2)过程Ⅱ的目的是除铁。
有如下两种方法,
ⅰ.氨水法:
将滤液1先稀释,再加适量10%的氨水,过滤。
ⅱ.焙烧法:
将滤液1浓缩得到的固体于290℃焙烧,冷却,取焙烧物,加水溶解,过滤,再加盐酸酸化至pH 小于5.5。
已知:
焙烧中发生的主要反应为2FeCl3+3O2=2Fe2O3+3Cl2,MnCl2和PbCl2不发生变化。
①氨水法除铁时,溶液pH 应控制在_____________之间。
②两种方法比较,氨水法除铁的缺点是____________。
(3)过程Ⅲ的目的是除铅。
加入的试剂是____________。
(4)过程Ⅳ所得固体中的x的测定如下,取m1g样品,置于氯化氢氛围中加热至失去全部结晶水时,质量变为m2g。
则x=____________。
【答案】
(1).2MnOOH+6H++2Cl-
2Mn2++Cl2↑+4H2O
(2).取少量滤液1于试管中,滴入铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀生成或另取少量滤液1于试管中,滴加KSCN溶液,变红(3).MnO2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O 或MnOOH+3H++Fe2+=Mn2++Fe3++2H2O(4).3.2~6.5(5).引入杂质NH4+(6).Mn(7).7(m1-m2)/m2
4(2020年湖北名师联盟).高锰酸钾是中学化学常用的试剂。
主要用于防腐、化工、制药等。
实验室模拟工业上用软锰矿制备高锰酸钾的流程如下:
(1)实验室熔融二氧化锰、氧氧化钾、氯酸钾时应选择哪一种仪器________________
a.普通玻璃坩埚b.石英坩埚c.陶瓷坩埚d.铁坩埚
(2)第一步熔融时生成K2MnO4的化学方程式:
_________。
(3)操作Ⅰ中根据KMnO4和K2CO3两物质在____________(填性质)上的差异,采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4。
趁热过滤的原因是_______________。
(4)反应b是电解法制备KMnO4,其装置如图所示,a作____________极(填“阳”或“阴”),中间的离子交换膜是_____(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
阳极的电极反应式为____________。
(5)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。
其消毒原理与下列物质相同的________(填标号)
a.双氧水b.84消液(NaClO溶液)c.75%酒精
答案
(1)d
(2)3MnO2+KClO3+6KOH
3K2MnO4+KCl+3H2O
(3)溶解性避免温度下降,造成主产品的纯度降低
(4)阳阳MnO
-e−=MnO
(5)ab
5从废旧锂离子二次电池(主要成分为LiCoO2,还含有少量石墨和镀镍金属钢壳、铝箔以及钙等杂质)中回收钴和锂的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“碱浸”的目的是____________________________________________________。
(2)“酸浸”过程中LiCoO2发生反应的离子方程式为:
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________,
浸渣中含有的主要成分是________。
(3)“萃取净化”除去的杂质离子有Ni2+外,还有_____________________________________________________________________。
(4)“萃取分离”中钴、锂萃取率与平衡pH关系如图所示,pH一般选择5左右,理由是__________________________________________________________。
(5)“沉锂”中Li2CO3溶解度随温度变化曲线如下图所示:
①根据平衡原理分析Li2CO3在水中溶解度随温度变化的原因____________________________________________________________________。
②为获得高纯Li2CO3,提纯操作依次为趁热过滤、________、干燥。
③若“沉锂”中c(Li+)=1.0mol·L-1,加入等体积等浓度Na2CO3溶液,此时实验所得沉锂率为________。
(已知Li2CO3的Ksp为9.0×10-4)
答案
(1)除去铝
(2)2LiCoO2+H2O2+6H+===2Li++2Co2++O2↑+4H2O 石墨、硫酸钙 (3)Fe3+
(4)分离效率最高
(5)①Li2CO3溶解过程为放热反应 ②洗涤 ③88.0%
6、磷酸二氢钾(KH2PO4)在工业、农业、医药及食品等行业均有广泛的应用。
利用氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12)制备磷酸二氢钾的工艺流程如图所示(部分流程步骤已省略):
其中,萃取是因为KCl和H3PO4产生的HCl易溶于有机萃取剂。
请回答下列问题:
(1)氟磷灰石(Ca5P3FO12)中磷元素的化合价是________。
(2)用化学反应原理解释KCl和H3PO4生成KH2PO4的原因:
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
(3)若在实验室中进行操作Ⅰ和Ⅱ,则需要相同的玻璃仪器是________;沸腾槽不能采用陶瓷材质的原因是_____________________________________
(用化学方程式表示)。
(4)副产品N的化学式是________;在得到N的流程中“……”的操作步骤是_________________________________________________________、洗涤、干燥。
(5)在萃取过程中,影响萃取率的因素复杂,下图是投料比
对萃取率的影响曲线,在实际操作中,应选择投料比
的范围是________(填序号)。
A.0.2~0.4B.0.4~0.6
C.0.6~0.8D.0.8~1.0
E.1.0~1.2
(6)电解法制备KH2PO4是用石墨作电极,将电解槽分为a区和b区,中间用阳离子交换膜隔离,a区为3mol·L-1H3PO4,b区为3mol·L-1KCl。
阳极区为________(填“a”或“b”)区,其电极反应式是________________________。
解析
(1)在Ca5P3FO12中Ca为+2价、F为-1价、O为-2价,由化合物中元素化合价的代数和为0,则P为+5价。
(2)该反应是KCl+H3PO4KH2PO4+HCl,加入有机萃取剂后,HCl被萃取到有机层,水溶液中c(HCl)减小,使得平衡向生成KH2PO4的方向移动。
(3)在实验室中进行操作Ⅰ是过滤,操作Ⅱ是萃取,则需要用到相同的玻璃仪器是烧杯。
在沸腾槽中生成了HF,陶瓷中含有SiO2,可发生反应:
4HF+SiO2===2H2O+SiF4,故沸腾槽不能采用陶瓷材质。
(4)根据流程知副产品N是NH4Cl,通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥可得到。
(5)为了得到更多的KH2PO4,原料磷酸损失越少越好,所以磷酸的萃取率要低,但HCl的萃取率要比较高,由图像可知,在
=1.0~1.2为宜。
(6)因为中间用阳离子交换膜隔离,只能是K+通过隔膜到阴极区生成KH2PO4,故KCl所在的b区是阳极区,电极反应式:
2Cl--2e-===Cl2↑。
答案
(1)+5
(2)该反应是KCl+H3PO4KH2PO4+HCl,加入有机萃取剂后,HCl被萃取到有机层中,水溶液中c(HCl)减小,使得平衡向生成KH2PO4的方向移动
(3)烧杯 4HF+SiO2===2H2O+SiF4
(4)NH4Cl (减压)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
(5)E
(6)b 2Cl--2e-===Cl2↑
7、(2019·河南师范大学附属中学高三月考,27)铁的化合物有广泛用途,如碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂,铁红(Fe2O3)可作为颜料。
利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)制备FeCO3的流程如下:
(1)“酸溶”时加快反应速率的方法有_____(写出一种)。
(2)①“还原”时,FeS2与H2SO4不反应,Fe3+通过两个反应被还原,其中一个反应如下:
FeS2+14Fe3++8H2O===15Fe2++2SO
+16H+,则另一个反应的离子方程式为________。
②加入FeS2还原后,检验Fe3+是否反应完全的方法是__________________________
(3)①“沉淀”时,需要控制温度在35℃以下,其可能原因是________________________。
②所得FeCO3需充分洗涤,检验沉淀已洗净的方法是_______________________
(4)FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,同时释放出CO2,则与FeCO3反应的物质为________(填化学式)。
(5)写出在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的化学方程式:
____________________________________________________________________。
FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时,也会生成FeO。
现煅烧23.2kg的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物15.84kg,则Fe2O3的质量为________kg。
答案
(1)加热(或适当增加硫酸的浓度、将烧渣粉碎、搅拌等)
(2)①FeS2+2Fe3+===3Fe2++2S↓
②取少量溶液,滴入几滴KSCN溶液,若溶液变为红色,说明其中含有Fe3+,未反应完全
(3)①防止碳酸铵分解,减小亚铁离子的水解程度
②取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加稀盐酸,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明沉淀已洗涤干净,反之,则说明没洗涤干净
(4)O2、H2O (5)4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2 14.4
8、(2020届湖北四地七校)制备锌印刷电路板是用稀硝酸腐蚀锌板,产生的废液称“烂板液”。
“烂板液”中除含有硝酸锌外,还含有自来水带入的Cl-和Fe3+。
在实验室里用“烂板液”制取znSO4·7H2O的过程如下:
(1)若稀硝酸腐蚀锌板时还原产物为NH4NO3,氧化剂与还原剂的物质的量之比是_________
(2)若步骤①的pH>12,则Zn(OH)2溶解生成四羟基合锌酸钠,写出Zn(OH)2被溶解的离子方程式___________________________
(3)滤液D中除了含有OH-离子外,还含有的阴离子有_________(填离子符号)。
(4)若滤液E的pH=4,c(Zn2+)=2mol/L,c(Fe3+)=2.6×10-9mol/L能求得的溶度积是____(填选项)
A.Ksp[Zn(OH)2]B.Ksp[Zn(OH)2]和Ksp[Fe(OH)3]C.Ksp[Fe(OH)3]
(5)已知:
①Fe(OH)3(s)
Fe3+(aq)+3OH-(aq)△H=akJ/mol
②H2O(l)
H+(aq)+OH-(aq)△H=bkJ/mol
请写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式_____________________
(6)若Fe(OH)3的溶度积常数为Ksp,H2O的离子积常数为Kw,Fe3+发生水解反应的平衡常数K=________。
(用含Ksp、Kw的代数式表示)
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备战2020年高考化学精选考点专项突破卷
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