高考化学工艺流程题

高考化学工艺流程题 工艺流程题专题(教师版) 考察形式:流程图、表格图像、文字叙述 问题类型:措施、成分、物质、原因 能力考查:获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力 知识基础:基本生产理论，金属、非金属及其化合物、有机物的性质，实验基本操作 无机工业流程图题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题指导思想，能够综合考查各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。 【例】某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO、MgSiO、CaMg(CO)、AlO和FeO等，回33322323收其中镁的工艺流程如下: ?预处理 ?分离提纯 ?分离提纯 ? 还原 原 料:矿石(固体) 预处理:酸溶解(表述:“浸出”) 除 杂:控制溶液酸碱性使金属离子形成沉淀 2+核心化学反应是:控制条件，调节PH，使Mg全部沉淀 解题技巧: 明确整个流程及每一部分的目的 ? 仔细分析每步发生的反应及得到的产物 ? 结合基础理论与实际问题思考 ? 注意答题的模式与要点 在解这类题目时: 1、要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。 2、再精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。 3、要看清所问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性 在答题时应注意:前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。 一、分析流程图需要掌握的技巧是: 浏览全题，确定该流程的目的——由何原料获得何产物(副产物),对比原料和产物;了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用;解析流程图并思考: 从原料到产品依次进行了什么反应,利用了什么原理(氧化还原,溶解度,溶液中的平衡,)。 每一步操作进行到什么程度最佳,每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物, 杂质或副产物是怎样除去的, 1 二、无机化工题: 要学会看生产流程图，对于比较陌生且复杂的流程图，宏观把握整个流程，不必要把每个环节的原理都搞清楚，针对问题分析细节。 1.考察内容主要有: (1)原料预处理 (2)反应条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配比、PH调节、溶剂选择) (3)反应原理(离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质的分离与提纯) (4)绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用) (5)化工安全(防爆、防污染、防中毒)等。 2(规律 考 点 主线主产品 分支副产品 回头为循环 知识点 物质的分离操作 除杂试剂的选择 生产条件的控制产品分离提纯 3.熟悉工业流程常见的操作与名词 原料的预处理 ?溶 解 通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等 ?灼 烧 如从海带中提取碘 ?煅 烧 如煅烧高岭土，改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解 ?研 磨 适用于有机物的提取，如苹果中维生素C的测定等。 4.控制反应条件的方法 ?控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀 ---- pH值的控制。 例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH 如下表所示 物质 开始沉淀 沉淀完全 Fe(OH) 2.7 3.7 3 Fe(OH) 7.6 9.6 2 Mn(OH) 8.3 9.8 2 2，2，问题:若要除去Mn溶液中含有的Fe，应该怎样做, 调节pH所需的物质一般应满足两点: ，(1)能与H反应，使溶液pH值增大; (2)不引入新杂质。 2，3，例如:若要除去Cu溶液中混有的Fe，可加入CuO、Cu(OH)、Cu(OH)CO等物质来调节溶液的pH值 2223?蒸发、反应时的气体氛围 ?加热的目的 加快反应速率或促进平衡向某个方向移动 ?降温反应的目的 防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 的方向移动 ?趁热过滤 防止某物质降温时会析出 ?冰水洗涤 洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗 5.物质的分离和提纯的方法 ?结晶——固体物质从溶液中析出的过程(蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发) 2 ?过滤——固、液分离 ?蒸馏——液、液分离 ?分液——互不相溶的液体间的分离 ?萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。 ?升华——将可直接气化的固体分离出来。 ?盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出 6.常见名词 浸 出:固体加水(酸或碱)溶解得到离子 浸出率:固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少 酸 浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程 水 洗:通常为除去水溶性杂质 水 浸:与水接触反应或溶解 例1:(2015年新课标I高考化学试卷第27题)硼及其化合物在工业上有许多用途(以铁硼矿(主要成分 为MgBO•HO和FeO，还有少量FeO、FeO、CaO、AlO和SiO等)为原料制备硼酸(HBO)的工艺流程2252342323233如图所示: 回答下列问题: (1)写出MgBO•HO与硫酸反应的化学方程式 ，为提高浸出速2252 率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有 (写出两条)。 (2)利用 的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是 (填化学式)。 (3)“净化除杂”需先加HO溶液，作用是 ，然后在调节溶液的pH约为5，22 目的是 。 (4)“粗硼酸”中的主要杂质是 (填名称)( (5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式4 为 。 (6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢(以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式 表示制备过程 。 答案: (1)MgBO•HO+2HSO2HBO+2MgSO;提高反应温度或减小铁硼矿粉粒径; 225224334 (2)FeO;SiO、CaSO; 3424 (3)将亚铁离子氧化为铁离子;使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去; (4)七水硫酸镁; (5); 3 (6)2HBOBO+3HO、BO+3Mg2B+3MgO( 3323223 变式一:(2015年新课标I高考化学试卷第36题)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业(CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化(以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下: 回答下列问题: (1)步骤?中得到的氧化产物是 ，溶解温度应控制在60,70?，原因是 。 (2)写出步骤?中主要反应的离子方程式 。 (3)步骤?包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是 (写名称)。 4)上述工艺中，步骤?不能省略，理由是 。 ( (5)步骤?、?、?、?都要进行固液分离(工业上常用的固液分离设备有 (填字母) A、分馏塔 B、离心机 C、反应釜 D、框式压滤机 (6)准确称取所制备的氯化亚铜样品mg，将其置于过量的FeCl溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀3,12,3+硫酸，用amol/L的KCrO溶液滴定到终点，消耗KCrO溶液bmL，反应中CrO被还原为Cr，样品中22722727CuCl的质量分数为 。 答案: 2+(1)CuSO或Cu;温度低溶解速度慢，温度过高铵盐分解; 42+2,,2,+(2)2Cu+SO+2Cl+HO=2CuCl+SO+2H; 324 (3)硫酸; (4)醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化; (5)BD; 3+2+2+,(6)氯化亚铜与氯化铁发生Fe+CuCl?Fe+Cu+Cl，加入KCrO溶液，发生 2272++3+3+2,6Fe+CrO+14H=6Fe+2Cr+7HO， 2722+2,反应的关系式为6CuCl,6Fe,CrO， 27 6 1 ,3 n ab×10mol ,3n=6ab×10mol， ,3m(CuCl)=99.5g/mol×6ab×10mol=0.597g， 则样品中CuCl的质量分数为， 故答案为:( 例2:(2015年新课标II高考化学试卷第11题)苯酚和丙酮都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下: 4 相关化合物的物理常数 ,3物质 相对分子质量 密度(g/cm) 沸点/? 异丙苯 120 0.8640 153 丙酮 58 0.7898 56.5 苯酚 94 1.0722 182 回答下列问题: (1)在反应器A中通入的X是 。 (2)反应?和?分别在装置 和 中进行(填装置符号)( (3)在分解釜C中加入的Y为少量浓硫酸，其作用是 ，优点是用量少，缺点是 。 (4)反应?为 (填“放热”或“吸热”)反应(反应温度控制在50,60?，温度过高的安全隐患是 。 (5)中和釜D中加入的Z最适宜的是 (填编号(已知苯酚是一种弱酸) a(NaOH b(CaCO c(NaHCO d(CaO 33 (6)蒸馏塔F中的馏出物T和P分别为 和 ，判断的依据是 。 (7)用该方法合成苯酚和丙酮的优点是 。 答案: (1)氧气或空气; (2)A;C; (3)催化剂;腐蚀设备; (4)放热;温度过高会导致爆炸; (5)加入Z的目的是中和硫酸，且不能与苯酚反应， a(NaOH能与硫酸、苯酚反应，故不选; b(CaCO为固体，且与硫酸反应生成的硫酸钙微溶，会阻止碳酸钙与硫酸的反应，故b不选; 3 c(NaHCO能与硫酸反应，不与苯酚反应，故c选; 3 d(CaO能与苯酚反应，且与硫酸反应生成的硫酸钙微溶，会阻止碳酸钙与硫酸的反应，故d不选; 故选:c; (6)丙酮;苯酚;丙酮的沸点低于苯酚; (7)原子利用率高。 5 变式二:(2015年海南高考化学试卷第23题)铁在自然界分布广泛，在工业、农业和国防科技中有重要应 用( 回答下列问题: (1)用铁矿石(赤铁矿)冶炼生铁的高炉如图(a)所示(原料中除铁矿石和焦炭外还有 ，除去铁矿石中脉石(主要成分为SiO)的化学反应方程式2为 、 ;高炉排出气体的主 要成分有N、CO和 (填化学式)。 22,1(2)已知:?FeO(s)+3C(s)?2Fe(s)+3CO(g)?H=+494kJ•mol 23 ,1 ?CO(g)+O(g)?CO(g)?H=,283kJ•mol 22 ,1 ?C(s)+O(g)?CO(g)?H=,110kJ•mol 2 则反应FeO(s)+3C(s)+O(g)?2Fe(s)+3CO(g)的?H= ，理论上反应 放2322 出的热量足以供给反应 所需要的热量(填上述方程式序号)。 (3)有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图(b)所示，其中，还原竖炉相当于高炉的 部分，主要反应的化学方程式为 ;熔融造气炉相当于高炉的 部分( (4)铁矿石中常含有硫，使高炉气中混有SO污染空气，脱SO的方法是 。 22 答案: (1)石灰石;CaCOCaO+CO?;CaO+SiOCaSiO;CO; 3223 (2)利用盖斯定律将?+?×3得到FeO(s)+3C(s)+O(g)?2Fe(s)+3CO(g)?H=(+494kJ•mol2322,1,1,1)+3×(,283kJ•mol)=,355kJ•mol， 因?为吸热反应，??为放热反应，则??反应放出的热量可使?反应， 故答案为:,355;??;?; (3)高炉炼铁时，炉腰部分发生FeO+3CO2Fe+3CO，还原竖炉发生此反应，熔融造气炉和高炉的232 炉腹都发生2C+O2CO以及CaCOCaO+CO?，CaO+SiOCaSiO反应，则熔融造气炉23223相当于高炉的炉腹部分， 故答案为:炉腰;FeO+3CO2Fe+3CO;炉腹; 232 6 (4)碱液或氢氧化钠、氨水( 例3:(2015年江苏高考化学试卷第18题)软锰矿(主要成分MnO，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水2 悬浊液与烟气中SO反应可制备MnSO•HO，反应的化学方程式为: 242 MnO+SO=MnSO 224 (1)质量为17.40g纯净MnO最多能氧化 L(标准状况)SO。 22,,33392)已知:K[Al(OH)]=1×10]=3×10开始沉淀(室温下，(，K[Fe(OH)，pH=7.1时Mn(OH)sp332sp3+3+,6,1除去MnSO溶液中的Fe、Al(使其浓度小于1×10mol•L)，需调节溶液pH范围为 。 4 (3)如图可以看出，从MnSO和MgSO混合溶液中结晶MnSO•HO晶体，需控制结晶温度范围为 。 44422+(4)准确称取0.1710gMnSO•HO样品置于锥形瓶中，加入适量HPO和NHNO溶液，加热使Mn全部氧化4224433+2+,13+2+2+成Mn，用c(Fe)=0.0500mol•L的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn被还原为Mn)，消耗Fe溶液20.00mL(计算MnSO•HO样品的纯度(请给出计算过程) 42 答案: (1)4.48; 3+3+(2)pH=7.1时Mn(OH)开始沉淀(室温下，除去MnSO溶液中的Fe、Al，氢氧化铝完全变成沉淀时的24,333+3,3+,6,1,,pH:Ksp[Al(OH)]=1×10=c(Al)×c(OH)，c(Al)=1×10mol•L，解得:c(OH)=1×1039,1+,5,1mol•L，c(H)=1×10mol•LpH=5，同理Fe(OH)完全变成沉淀时，pH约为3.5，故pH范围是:5.03 ,pH,7.1， 故答案为:5.0,pH,7.1; (3)从MnSO和MgSO混合溶液中结晶MnSO•HO晶体，根据图上信息，高于60?以后MnSO•HO的溶解度444242减小，而MgSO•6HO的溶解度增大，因此控制结晶温度范围是高于60?这样可以得到纯净的MnSO•HO， 4242故答案为:高于60?; 3+2+,3(4)根据氧化还原反应中得失电子守恒:n(Mn)×1=n(Fe)×1=0.02L×0.0500mol=1.00×10mol， ,3根据Mn元素守恒，m(MnSO•HO)=1.00×10mol×169g/mol=0.169g，纯度为×100%=98.8%， 42 答:MnSO•HO样品的纯度为98.8%( 42 变式三:烟气的脱硫(除SO)技术和脱硝(除NO)技术都是环境科学研究的热点。 2x (1)选择性催化还原法的脱硝原理为: 6NO，4x NH (3，2x)N，6xHO x322 ?上述反应中每转移3mol电子，生成标准状况下N的体积为________L。 2-1?已知:2H(g)，O(g) ,2HO (g) ΔH,-483.6 kJ?mol 222-1N(g)，3H(g),2NH(g) ΔH,-92.4 kJ?mol 223-1N(g)，O(g),2NO(g) ΔH,-180.5kJ?mol 22 则反应6NO(g)，4NH(g),5N(g)，6HO(g)的ΔH,__________。 322 (2)目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理，其脱硝机理示意图如下图1，脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2所示。 7 100 b 负载率 80 O、CO、NH222 a 0.5% c ，Cu 60 b 3.0% c 5.0% O 2d 40 H C24d 8.0% 脱硝率,% a 20 ，，Cu(NO) Cu(O) 22NO 0 200? 300? 400? 500? 600? 图1 图2 ?出该脱硝原理总反应的化学方程式:____________。 ?为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是____________。 答案: 16.8，11.2x,1 ?? (2分) ?,724.5kJ?mol(2分) x 催化剂 ??6NO，3O，2CH3N，4CO，4HO (2分) 224222 ?约为350?、负载率3.0 %(2分) 专题训练 1.(2015浙江)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为FeO、SiO、AlO，不考虑其他杂质) 23223制取七水合硫酸亚铁(FeSO•7HO)，设计了如下流程:42 下列说法不正确的是( ) A( 溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉 3+ B( 固体1中一定含有SiO，控制pH是为了使Al转化为Al(OH)，进入固体2 23 C( 从溶液2得到FeSO•7HO产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解 42 D( 若改变 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶 分离也可得到FeSO•7HO 42 答案:A(由流程分析可知，溶解烧渣选用足量硫酸，X为铁粉，故A正确; B(由流程分析可知，固体1中一定含有SiO，调节pH值使铝离子完全生成氢氧化铝沉淀，则固体2为氢2 氧化铝，故B正确; C(亚铁离子易被空气中的氧气氧化，而且受热易失去结晶水，所以从溶液2得到FeSO•7HO产品的过程42中，须控制条件防止其氧化和分解，故C正确; D(在溶液1中含有亚铁离子和铝离子，加过量的氢氧化钠，铝离子转化为偏铝酸根离子，亚铁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化亚铁沉淀，但是氢氧化亚铁很易被氧气氧化，则得到的氢氧化亚铁中含有氢氧化铁，最后得到的产品不纯，故D错误( 故选D( 2.(2015安徽)硼氢化钠(NaBH)在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠(NaBO)42为主要原料制备NaBH，其流程如图: 4 8 已知:NaBH常温下能与水反应，可溶于异丙胺(沸点:33?); 4 (1)在第?步反应加料之前，需要将反应器加热至100?以上并通入氩气，该操作的目的是 ，原料中的金属钠通常保存在 中，实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有 、 、玻璃片和小刀等; (2)请配平第?步反应的化学方程式: NaBO+ SiO+ Na+ H? NaBH+ NaSiO 222423 (3)第?步分离采用的方法是 ;第?步分出NaBH并回收溶剂，采用的方法4 是 ; (4)NaBH(s)与HO(l)反应生成NaBO(s)和H(g)(在25?、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH42224(s)放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是 。 答案:(1)NaBH常温下能与水反应，且氢气和氧气混合加热易产生爆炸现象，为防止NaBH水解、防止产44生安全事故，需要将装置中的空气和水蒸气排出; 钠极易和空气中氧气、和水反应，钠的密度大于煤油，为隔绝空气和水，原料中的金属钠通常保存在煤油中; 实验室取用少量金属钠时，需要镊子夹取钠、用滤纸吸煤油，所以实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有镊子、滤纸、玻璃片和小刀等， 故答案为:除去反应器中的水蒸气和空气;煤油;镊子、滤纸; (2)该反应中H元素化合价由0价变为,1价、Na元素化合价由0价变为+1价，转移电子总数为4， 根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为NaBO+2SiO+4Na+2H?NaBH+2NaSiO， 222423 故答案为:1;2;4;2;1;2; (3)分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，?中加入的溶剂是异丙胺，NaBH溶解与异丙胺、NaSiO不溶423于异丙胺，所以第?步分离采用的方法是过滤;熔沸点相差较大的可以采用蒸馏方法，异丙胺沸点:33?，将滤液采用蒸馏的方法分离，得到异丙胺和固体NaBH， 4 故答案为:过滤;蒸馏; (4)NaBH(s)与HO(l)反应生成NaBO(s)和H(g)，n(NaBH)==0.1mol，在25?、101kPa42224 下，每消耗0.1molNaBH(s)放热21.6kJ，则消耗1molNaBH(s)放热216.0kJ，则热化学方程式为NaBH444(s)+2HO(l)=NaBO(s)+4H(g)?H=,216.0kJ/mol， 222 故答案为:NaBH(s)+2HO(l)=NaBO(s)+4H(g)?H=,216.0kJ/mol( 4222 3.(2015福建)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛( (1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为 。 (2)工业上用铝土矿(主要成分为AlO，含有FeO、SiO等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意23232 如下: 9 已知: 物质 SiCl AlCl FeCl FeCl 4332 沸点/? 57.6 180(升华) 300(升华) 1023 ?步骤?中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是 (只要求写出一种)。 ?步骤?中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是 。 ?已知: ,1AlO(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g)?H=+1344.1kJ•mol 231,12AlCl(g)=2Al(s)+3Cl(g)?H=+1169.2kJ•mol 322 由AlO、C和Cl反应生成AlCl的热化学方程式为 。 2323 ?步骤?的经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为 、 、 。 ?结合流程及相关数据分析，步骤?中加入铝粉的目的是 。 )氯化铝是强酸弱碱盐，在溶液中铝离子发生水解反应产生氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，所答案:(13++以能净水，其反应的离子方程式为:Al+3HO?Al(OH)+3H， 233++故答案为:Al+3HO?Al(OH)+3H; 23 (2)?步骤1中铝土矿粉和焦炭在300?焙烧，因后续步骤反应生成氯化铝等强酸弱碱盐易水解，固体水分在焙烧的过程中挥发，防止后续步骤生成的盐水解、气孔数目增多增大反应物的接触面积，加快反应速率， 故答案为:防止后续步骤生成的AlCl水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率; 3 ?根据物质中含有的元素组成可知:若步骤?中不通入氯气和氧气，FeO与焦炭发生氧化还原反应，则反23 应生成相对原子质量比硅大的单质是铁， 故答案为:Fe或铁; ,1??、AlO(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g)?H=+1344.1kJ•mol 231,1?、2AlCl(g)=2Al(s)+3Cl(g)?H=+1169.2kJ•mol 322 根据盖斯定律，将?,?可得:AlO(s)+3C(s)+3Cl(g)=2AlCl(g))+3CO(g)?H=(+1344.1kJ•mol2323,1,1),(+1169.2kJ•mol)=+174.9J/mol， 故答案为:AlO(s)+3C(s)+3Cl(g)=2AlCl(g))+3CO(g)?H=+174.9J/mol; 2323 ?步骤?经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，Cl和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和HO，22CO和NaOH溶液反应生成NaCO和HO，所以生成的盐的化学式为NaCl、NaClO和NaCO， 223223故答案为:NaCl、NaClO、NaCO; 23 ?步骤?得到氯化铝的粗品，加入氯化钠熔融能降低FeCl的熔点，铝的金属活动性强于铁，加铝粉，可3 以将氯化铝的粗品中的氯化铁中的铁置换出来，生成铁和氯化铝，因AlCl在180?升华，在300?，废渣3 为Fe，冷却得到成品氯化铝， 故答案为:除去FeCl，提高AlCl纯度( 33 4((2015广东)七铝十二钙(12CaO•7AlO)是新型的超导材料和发光材料，用白云石(主要含CaCO和233MgCO)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下: 3 10 (1)锻粉主要含MgO和 ，用适量NHNO溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，或滤液?中c432+,6,1,12(Mg)小于5×10mol•L，则溶液pH大于 (Mg(OH)的K=5×10);该工艺中不能2sp用(NH)SO代替NHNO，原因是 42443 。 (2)滤液?中阴离子有 (忽略杂质成分的影响);若滤液?中仅通入CO，会生2成 ，从而导致CaCO产率降低( 3 (3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为 。 (4)电解制备Al(OH)时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为 3 。 ,,(5)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl和AlCl两种离子在Al电极上相互转化，其它离子427 不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为 。 答案:(1)锻粉是由白云石高温煅烧而来，在煅烧白云石时，发生反应:CaCOCaO+CO?，32MgCOMgO+CO?，故所得锻粉主要含MgO和CaO;用适量NHNO溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不3243 2+2,,122+溶，即得Mg(OH)的饱和溶液，根据Mg(OH)的K可知:K=c(Mg)•c(OH)=5×10，而c(Mg)22spsp,6,1,,3+,11小于5×10mol•L，故c(OH)大于10mol/L，则溶液中的c(H)小于10mol/L，溶液的pH大于2+11;CaSO微溶于水，如果用(NH)SO代替NHNO，会生成CaSO沉淀引起Ca的损失， 44244342+故答案为:CaO;11;CaSO微溶于水，用(NH)SO代替NHNO，会生成CaSO沉淀引起Ca的损失; 4424434(2)在锻粉中加入适量的NHNO溶液后，镁化合物几乎不溶，由于NHNO溶液水解显酸性，与CaO反应生4343成Ca(NO)和NH•HO，故过滤后溶液中含Ca(NO)和NH•HO，将CO和NH通入滤液I中后发生反应:3232323223,,Ca(NO)+2NH+CO+HO=CaCO?+2NHNO，故滤液中的阴离子主要为NO，还含有OH;若滤液?中仅通323223433,,入CO，会造成CO过量，则会生成Ca(HCO)，从而导致CaCO产率降低，故答案为:NO，OH;Ca(HCO)2232333; 2,,(3)氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，离子反应为AlO+2OH?2AlO+HO，故答案为:AlO+2OH232223,,?2AlO+HO; 22,3+(4)用Al片和石墨作电极来制备Al(OH)，故Al做阳极，石墨做阴极，阳极反应为:Al,3e=Al?，3+,,阴极上是来自于水的H放电:2HO+2e=2OH+H? ? 22 将?×2+?×3可得总反应:2Al+6HO2Al(OH)?+3H?，故答案为:2Al+6HO2Al(OH)2322?+3H?; 32,,(5)放电时负极电极本身Al放电，失电子，由于AlCl中氯元素的含量高于AlCl中氯元素的含量，故427,,,,AlCl做反应物而AlCl为生成物，由于其它离子不参与电极反应，故电极反应为:Al,3e+7AlCl4274,,,,=4AlCl，故答案为:Al,3e+7AlCl=4AlCl( 27427 5((2015江苏)以磷石膏(只要成分CaSO，杂质SiO、AlO等)为原料可制备轻质CaCO( 42233 11 2,(1)匀速向浆料中通入CO，浆料清液的pH和c(SO)随时间变化见图(清液pH,11时CaSO转化的244 ;能提高其转化速率的措施有 离子方程式为 (填序号) A(搅拌浆料 B(加热浆料至100?C(增大氨水浓度 D(减小CO通入速率 2 (2)当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体(滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为 和 (填化学式);检验洗涤是否完全的方法是 。 2+(3)在敞口容器中，用NHCl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中c(Ca)增大的4 原因是 。 2,答案:(1)由图象可知，经充分浸取，c(SO)逐渐增大，pH逐渐减小，清液pH,11时CaSO生成碳酸44+2,2钙、铵根离子和硫酸根离子，反应的离子方程式为CaSO+2NH•HO+CO=CaCO+2NH+SO+HO或CaSO+CO4322344243,2,2,=CaCO+SO，为提高其转化速率，可进行搅拌并增大氨水浓度，增大c(CO)， 343+2,2,2,故答案为:CaSO+2NH•HO+CO=CaCO+2NH+SO+HO或CaSO+CO=CaCO+SO;AC; 4322344243342,,2,(2)当清液pH接近6.5时，溶液酸性相对较强，可充分转化生成SO并有HCO生成，沉淀吸附SO，434可用盐酸酸化的氯化钡检验，方法是取少量最后一次的洗涤过滤液与试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全， 2,,故答案为:SO;HCO;取少量最后一次的洗涤过滤液与试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若43 不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全; (3)随着浸取液温度上升，氯化铵水解程度增大，溶液酸性增强，则钙离子浓度增大， 故答案为:浸取液温度上升，溶液中氢离子浓度增大，促进固体中钙离子浸出( ((2015山东)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料(LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通6 过处理钴渣获得( (1)利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液(B极区电解液为 +溶液(填化学式)，阳极电极反应式为 ，电解过程中Li向 电极迁移(填“A”或“B”)( (2)利用钴渣[含Co(OH)、Fe(OH)等]制备钴氧化物的工艺流程如下: 33 12 Co(OH)溶解还原反应的离子方程式为 ，铁渣中铁元素3 的化合价为 ，在空气中煅烧CoCO生成钴氧化物和CO，测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO的2422体积为1.344L(标准状况)，则钴氧化物的化学式为 。 答案:(1)电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，由图可知，右侧生成氢气，则B中 +氢离子放电，可知B为阴极，在B中制备LiOH，B极区电解液为LiOH溶液;Li由A经过阳离子交换膜向 ,,2B移动;A中为LiCl溶液，氯离子放电生成氯气，则阳极反应式为2Cl,2e=Cl?， ,,22Cl,2e=Cl?; 故答案为:LiOH;++2,2(2)Co(OH)溶解还原反应为Co(OH)、H、SO的氧化还原反应，其离子反应为2Co(OH)+4H+SO33333,2+2,=2Co+SO+5HO;由制备流程可知，加硫酸溶解后为铁离子，再与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成亚铁42 离子，在浸液中通入氧气时亚铁离子被氧化为铁离子，可知铁渣中铁元素的化合价为+3价;煅烧CoCO24生成钴氧化物和CO，测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO的体积为1.344L(标准状况)，n(CO)222==0.06mol，由化学式可知n(Co)=0.06mol×=0.03mol，则氧化物中n(O)==0.04mol，则n(Co):n(O)=0.03mol:0.04mol=3:4，所以钴氧化物的化学式为CoO， 34+2+2,2,故答案为:2Co(OH)+4H+SO=2Co+SO+5HO;+3;CoO( 334234 7.(2015山东)工业上利用氨氧化获得的高浓度NO气体(含NO、NO)制备NaNO、NaNO，工艺流程如下: x223 已知:NaCO+NO+NO?2NaNO+CO 23222 (1)中和液所含溶质除NaNO及少量NaCO外，还有 (填化学式)。 223 (2)中和液进行蒸发?操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是 。蒸发?产生的蒸汽中含有少量的NaNO等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用2 于流程中的 (填操作名称)最合理( 13 (3)母液?进行转化时加入稀HNO的目的是 (母液?需回收利用，下列处理方3 法合理的是 ( a(转入中和液 b(转入结晶?操作 c(转入转化液 d(转入结晶?操作 (4)若将NaNO、NaNO两种产品的物质的量之比设为2:1，则生产1.38吨NaNO时，NaCO的理论用量23223为 吨(假定NaCO恰好完全反应)( 23 答案:(1)由上述分析可知，二氧化氮与碱液反应生成NaNO，还可生成NaNO，中和液中含剩余的少量NaCO，2323 故答案为:NaNO; 3 (2)中和液进行蒸发?操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是防止NaNO的析出，蒸发?产2生的蒸汽中含有少量的NaNO等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的溶碱，循环利用，提2 高利用率，故答案为:防止NaNO的析出;溶碱; 2 (3)由上述分析可知，母液?进行转化时加入稀HNO的目的是将NaNO转化为NaNO(母液?需回收利用，323可转入转化液或转入结晶?操作，提高其利用率， 故答案为:将NaNO转化为NaNO;cd; 23 4(4)生产1.38吨NaNO时，n(NaNO)==2×10mol，NaNO、NaNO两种产品的物质的量之2223 4比为2:1，则n(NaNO)=1×10mol，由Na原子守恒可知，2n(NaCO)=n(NaNO)+n(NaNO)，m(NaCO)3232323 446=(2×10mol+1×10mol)××106g/mol=1.59×10g=1.59t， 故答案为:1.59( 8.(2015四川)为了保护坏境，充分利用资源(某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧 渣(Fe主要以Fe O存在)转变成重要的化工原料FeSO(反应条件略)( 234 3+活化硫铁矿还原Fe的主要反应为:FeS+7Fe(S0)+8HO?15FeSO+8HSO，不考虑其它反应，请回答下22432424列问题: (1)第?步HSO与FeO反应的离子方程式是 。 24233+(2)检验第?步中Fe是否完全还原，应选择 (填字母编号)( A(KMnO溶液 B(K[Fe(CN)]溶液 C(KSCN 溶液 4362+(3)第?步加FeCO调溶液PH到5.8左右，然后在第?步通入空气使溶液pH到5.2，此时Fe不沉淀，3 滤液中铝、硅杂质被除尽，通入空气引起溶液pH降低的原因是 。 (4)FeSO可转化FeCO，FeCO在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料( 433 已知25?，101kPa时: 4Fe(s)+3O(g)?2FeO(s)?H=,1648kJ/mol 223 C(s)+O(g)?CO(g)?H=,393kJ/mol 22 2F(s)+2C(s)+3O(g)?2FCO(s)?H=,1480kJ/mol e2e3 FeCO在空气中加热反应生成FeO的热化学方程式是 323 。 (5)FeSO在一定条件下可制得FeS(二硫化亚铁)纳米材料(该材料可用于制造高容量锂电池，电池放42 电时的总反应为4Li+FeS?Fe+2LiS，正极反应式是 。 22 14 (6)假如烧渣中的铁全部视为FeO，其含量为50%(将akg质量分数为b%的硫酸加入到ckg烧渣中浸取，23 铁的浸取率为96%，其它杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性，所残留的硫酸忽略不计，按上述 流程，第?步应加入FeCO kg。 3+3+答案:(1)HSO与FeO反应生成硫酸铁与水，反应离子方程式为:FeO+6H=2Fe+3HO，故答案为:2423232+3+FeO+6H=2Fe+3HO; 2322+(2)KMnO溶液、K[Fe(CN)]溶液可以检验有Fe生成，取第?步反应中溶液少许与试管中，滴加KSCN 4363+溶液，若溶液不变红色， 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 Fe完全被还原， 故答案为:C; 2+3+3++(3)氧气可以将Fe离子氧化为Fe离子，Fe离子水解生成H，使溶液pH降低， 2+3+3++故答案为:氧气可以将Fe离子氧化为Fe离子，Fe离子水解生成H; (4)发生反应:4FeCO+O2FeO+4CO， 32232 已知:?4Fe(s)+3O(g)?2FeO(s)?H=,1648kJ/mol 223 ?C(s)+O(g)?CO(g)?H=,393kJ/mol 22 ?2Fe(s)+2C(s)+3O(g)?2FeCO(s)?H=,1480kJ/mol 23 根据盖斯定律，?,?×2+?×?可得4FeCO(s)+O(g)=2FeO(s)+4CO(g)，故?H=,1648kJ/mol32232,2×(,1480kJ/mol)+4×(,393kJ/mol)=,260kJ/mol， 故反应热化学方程式为:4FeCO(s)+O(g)=2FeO(s)+4CO(g)?H=,260kJ/mol， 32232 故答案为:4FeCO(s)+O(g)=2FeO(s)+4CO(g)?H=,260kJ/mol; 322322,5)电池放电时的总反应为:4Li+FeS?Fe+2LiS，正极发生还原反应，FeS获得电子生成Fe、S，正(222,2,极电极反应式为:FeS+4e=Fe+2S， 2,2,故答案为:FeS+4e=Fe+2S; 2 (6)FeO含量为50%，ckg烧渣中，FeO质量为50%×ckg，铁的浸取率为96%，侧参加反应的FeO质量2323233为50%×ckg×96%，其物质的量为(50%×c×10×96%)g?160g/mol=3c mol， 3akg质量分数为b%的硫酸中m(HSO)=b%×akg，其物质的量为(b%×a×10)g?98g/mol= mol， 24 3+第?步应加入FeCO后，浸取时加入的硫酸、活化硫铁矿还原Fe时生成的硫酸完全转化为FeSO， 34根据FeS,7Fe(S0),7FeO，可知参加反应的FeS的物质的量×3c mol， 2243232 根据硫元素守恒计算n(FeSO)=×3c mol×2+ mol， 总4 由Fe元素守恒n(FeCO)=n(FeSO),n(FeS),2n(FeO)=×3c mol×2+ mol,×3c mol3总4223 ,2×3c mol= mol, mol，故m(FeCO)=(,) mol×116g/mol?(118ab,646c)g，3 即为(0.118ab,0.646c)Kg， 故答案为:(0.118ab,0.646c)( 9.(2015天津)废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍，湿法技术是将粉 碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜产品(某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流 程简图如图1: 15 回答下列问题: 2+(1)反应?是将Cu转化为Cu(NH)，反应中HO的作用是 ，写出操作?的名3422 称: ; 2+(2)反应?是铜氨溶液中的Cu(NH)与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式: 34 ，操作?用到的主要仪器名称为 ，其目的是(填序号) 。 a(富集铜元素 b(使铜元素与水溶液中的物质分离 2+c(增加Cu在水中的溶解度 (3)反应?是有机溶液中的CuR与稀硫酸反应生成CuSO和 ，若操作?使用如图2装置，图中存24 在的错误是 ; (4)操作?以石墨作电极电解CuSO溶液，阴极析出铜，阳极产物是 ，操作?由硫酸4 铜溶液制胆矾的主要步骤是 ; (5)流程中有三处实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是 ，循环使用的NHCl在反应?中的主要作用是 。 4 答案:(1)双氧水具有氧化性，能氧化还原性物质Cu，所以双氧水作氧化剂;分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，该混合溶液中贵重金属是难溶物、铜氨溶液是液体，所以操作?是过滤，故答案为:氧化剂;过滤; 2++(2)反应?是铜氨溶液中的Cu(NH)与有机物RH反应生成CuR，同时生成NH和NH，根据反应物和342432++生成物书写该反应的离子方程式Cu(NH)+2RH=CuR+2NH+2NH;分离互不相溶的液体采用分液方法，分34243 液时常用分液漏斗，分液的目的是富集铜元素、使铜元素与水溶液中的物质分离，所以ab正确， 2++(NH故答案为:Cu)+2RH=CuR+2NH+2NH;分液漏斗;ab; 34243 (3)反应?是有机溶液中的CuR与稀硫酸反应相当于复分解反应，所以生成CuSO和RH，分液时分液漏24斗下端要紧靠烧杯内壁，且分液漏斗内不能盛放太多溶液，故答案为:RH;分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁;液体过多; (4)以石墨为电极电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电、阴极上铜离子放电，所以阳极上生成O，2+2,同时有大量的H生成，且SO也向阳极移动在阳极积累，因此阳极产物还有HSO;从溶液中获取晶体采424用加热浓缩、冷却结晶、过滤方法，故答案为:O、HSO; 224 (5)电解硫酸铜溶液时能得到硫酸，在反应III中用到硫酸，所以HSO能循环利用;氯化铵是强酸弱碱24 盐，铵根离子水解导致溶液呈酸性，能和氢氧根离子反应，从而抑制氢氧化铜生成， ,故答案为:HSO;防止由于溶液中c(OH)过高，生成Cu(OH)沉淀( 242 16 3+10((2014山东)工业上用重铬酸钠(NaCrO)结晶后的母液(含少量杂质Fe)生产重铬酸钾(KCrO)。227227工艺流程及相关物质溶解度曲线如图: (1)由NaCrO生产KCrO的化学方程式为____________________________，通过冷却结晶析出大量KCrO227227227的原因是____________________________。 (2)向NaCrO母液中加碱液调PH的目的是____________________________。 227 (3)固体A主要为__________________(填化学式)，固体B主要为________(填化学式)。 (4)用热水洗涤固体A，回收的洗涤液转移到母液______(填“I”“II”或“III”)中，既能提高产率又可使能耗最低。 答案:(1)NaCrO+2KCl=KCrO+2NaCl; 227227 低温下KCrO溶解度远小于其他组分，随温度的降低，KCrO溶解度明显减小。 2272273+(2)除去Fe (3)NaCl;KCrO 227 (4)II 11.(2014年江苏)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含AlO、SiO等)制备232碱式硫酸铝[Al(SO)(OH)]溶液，并用于烟气脱硫研究。 24x6—2x (1)酸浸时反应的化学方程式为 ;滤渣?的主要成分为 。 17 (2)加CaCO调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al(SO)转化为Al(SO4)x(OH)。324326—2x 滤渣?的主要成分为 (填化学式);若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低， 其原因是 (用离子方程式表示)。 (3)上述流程中经完全热分解放出的SO量总是小于吸收的SO量，其主要原因是 ;与吸22 收SO前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不2 变”)。 答案:(1)AlO+ 3HSO= Al(SO)+ 3HO SiO 23 24243 223，2,(2)CaSO 3CaSO+ 2Al+ 3SO+ 3HO= 2Al(OH)+ 3CaSO+ 3CO? 44 4 2 3 4 22,2,(3)溶液中的部分SO被氧化成SO 减小 34,12.(2014年江苏)实验室从含碘废液(除HO外，含有CCl、I、I等)中回收碘，其实验过程如下: 242 ,(1)向含碘废液中加入稍过量的NaSO溶液，将废液中的I还原为I，其离子方程式为 ;232,该操作将I还原为I的目的是 。 2 2)操作X的名称为 。 (,(3)氧化时，在三颈瓶中将含I的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl，20在 40C左右反应(实验装置如右图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是 ;锥形瓶里盛放的溶液为 。 2——，2—(4)已知:5SO+2IO+2H,I+5SO+HO 33242,—某含碘废水(pH约为8)中一定存在I，可能存在I、IO中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中23,—是否含有I、IO的实验方案:取适量含碘废水用CCl多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出碘34 单质存在; 。 实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl溶液、NaSO溶液 3232, , 2, ，答案:(1)SO+ I + HO = 2I+ SO+ 2H 使CCl中的碘进入水层 32244(2)分液 (3)使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I升华或防止I进一步被氧化) NaOH溶液 22 (4)从水层取少量溶液，加入1,2mL淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加FeCl溶液，若溶液变蓝，说明废水3,,中含有I;若溶液不变蓝，说明废水中不含有I。 另从水层中取少量溶液，加入1,2mL淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加NaSO溶液，若溶液变蓝，说明废水23,,中含有IO;若溶液不变蓝，说明废水中不含有IO。 33 13.(2014福建)铁及其化合物与生产、生活关系密切。 (1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。 ?该电化腐蚀称为 。 ?图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是 (填字母)。 (2)用废铁皮制取铁红(FeO)的部分流程示意图如下: 23 18 ?步骤I若温度过高，将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为 ?步骤II中反应:4Fe(NO)+O+ (2n +4)HO=2FeO?nHO+8HNO，反应产生的HNO又将废铁皮 322223233中的铁转化为Fe(NO)，该反应的化学方程式为 32 ?上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是 (任写一项) (3)已知t?时，反应FeO(s)+CO(g)Fe( s) +CO2(g)的平衡常数K= 0.25。 ?t?时，反应达到平衡时n(CO):n(CO2)= ?时反应达到平衡。此时FeO(s)转 ?若在 1L密闭容器中加人0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO，t化率为50%，则x= 。 答案:(1)?吸氧腐蚀 ?B (2)?4 HNO4NO?+O?+2HO 3222 ?4Fe+10HNO=4 Fe(NO)+NHNO+3 HO 332432 ?氮氧化物排放少 (或其他合理答案) (3)?4:1 ?0.05 14.氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下: 依据上图完成下列问题: (1)在电解过程中，阴极上生成气体的电子式为 。 2+2+2+(2)精制过程中除去阳离子中的Ca、Mg等杂质，除去Mg的离子方程式为 。 2,(3)精制过程要除去SO，可选择下列溶液中的 (填字母序号)，并将加入的顺序以箭头4 符号(?)的形式画在图上(精制过程中加入试剂从左到右的顺序为先后顺序)。 a. Ba(OH) b.Ba(NO) c.BaCl 23222,(4)在实际生产中也可以用BaCO除去SO(已知溶解度BaSO