（福建專用）高三化學(xué) 題型強(qiáng)化卷（二） 無機(jī)化工生產(chǎn)流程題的突破方法（含解析）.doc

無機(jī)化工生產(chǎn)流程題的突破方法【考題體驗組】(20分鐘30分)1.(8分)(2013龍巖一模)mgso47h2o在醫(yī)藥上常用作瀉藥,工業(yè)上可用氯堿工業(yè)中的一次鹽泥為原料生產(chǎn)。已知一次鹽泥中含有鎂、鈣、鐵、鋁、錳的硅酸鹽和碳酸鹽等成分。其主要工藝如下：請回答下列問題：(1)用h2so4調(diào)節(jié)溶液ph至12,h2so4的作用是_ 。(2)加naclo溶液至ph為56并加熱煮沸5分鐘10分鐘,沉淀2中主要含有mno2和另外兩種難溶物,這兩種難溶物的化學(xué)式分別為、;其中naclo溶液將mnso4轉(zhuǎn)化為mno2的離子方程式為 _。(3)檢驗濾液中是否含有fe3+的實驗方法是 。(4)“操作x”是將溶液、過濾洗滌,即得到mgso47h2o晶體。2.(10分)(2013連云港一模)堿式碳酸銅是一種用途廣泛的化工原料。工業(yè)上可用電子工業(yè)中刻蝕線路板的酸性廢液(主要成分有fecl3、cucl2、fecl2)制備,其制備過程如下：查閱資料知,通過調(diào)節(jié)溶液的酸堿性可使cu2+、f、f生成沉淀的ph如下：物質(zhì)cu(oh)2fe(oh)2fe(oh)3開始沉淀ph4.77.51.4沉淀完全ph6.7143.7(1)氯酸鈉的作用是 。(2)調(diào)節(jié)反應(yīng)a所得溶液的ph范圍為 ,可以選擇的試劑是(填序號)。a.氨水b.硫酸銅c.氫氧化銅d.堿式碳酸銅(3)反應(yīng)b的溫度要控制在60左右,且保持恒溫,可采用的加熱方法是;若溫度過高,所得藍(lán)綠色沉淀中會有黑色固體出現(xiàn),黑色固體可能是。(4)已知濾液中含有碳酸氫鈉,寫出生成堿式碳酸銅的離子方程式： _。(5)過濾得到的產(chǎn)品洗滌時,如何判斷產(chǎn)品已經(jīng)洗凈 。3.(12分)實驗室里用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量fes、sio2等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(feso47h2o),其過程如下：(1)過程中,fes和o2、h2so4反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(2)過程中產(chǎn)生的尾氣會對大氣造成污染,可選用下列試劑中的吸收。a.濃硫酸b.蒸餾水c.naoh溶液d.濃硝酸(3)過程中,需要加入的物質(zhì)名稱是。(4)過程的實驗操作是 。(5)過程中,將溶液z加熱到7080,目的是 。(6)實驗室為測定所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),進(jìn)行下列實驗。用分析天平稱取樣品2.700 g;將樣品溶于足量鹽酸后,加入足量的氯化鋇溶液;過濾、洗滌、干燥、稱量,得固體質(zhì)量為3.495 g。若該聚鐵主要成分為n,則該聚鐵中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為?！拘骂}預(yù)測組】 (20分鐘30分)1.(6分)活性氧化鋅用作橡膠硫化的活性劑、補(bǔ)強(qiáng)劑。以氧化鋅粗品為原料制備活性氧化鋅的生產(chǎn)工藝流程如下：一些陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的ph見下表：沉淀物fe(oh)3cu(oh)2zn(oh)2fe(oh)2ph3.76.78.09.7(1)“溶解”前將氧化鋅粗品粉碎成細(xì)顆粒,目的是 。(2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有zn2+、s,還含有fe2+、cu2+等雜質(zhì)。先加入(填“na2co3”或“h2so4”)調(diào)節(jié)溶液的ph至5.4,然后加入適量kmno4,fe2+轉(zhuǎn)化為fe(oh)3,同時kmno4轉(zhuǎn)化為mno2。經(jīng)檢測溶液中fe2+的濃度為0.009 moll-1,則每升溶液中至少應(yīng)加入 mol kmno4。(3)雜質(zhì)cu2+可利用置換反應(yīng)除去,應(yīng)選擇的物質(zhì)是 。(4)“沉淀”得到znco32zn(oh)2h2o,“煅燒”在450500下進(jìn)行,“煅燒”反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。2.(12分)工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中含有ca2+、mg2+、fe3+、cl、s等雜質(zhì),提純工藝線路如下：.碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如下圖所示：.有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下：物質(zhì)caco3mgco3ca(oh)2mg(oh)2fe(oh)3ksp4.9610-96.8210-64.6810-65.6110-122.6410-39回答下列問題：(1)加入naoh溶液時發(fā)生的離子方程式為 ;向含有mg2+、fe3+的溶液中滴加naoh溶液,當(dāng)兩種沉淀共存且溶液的ph=8時,c(mg2+)c(fe3+)=。(2)“趁熱過濾”時的溫度應(yīng)控制在。(3)有人從“綠色化學(xué)”角度設(shè)想將“母液”沿流程中虛線所示進(jìn)行循環(huán)使用。請你分析實際工業(yè)生產(chǎn)中是否可行?,并說明理由 _。3.(12分)亞氯酸鈉(naclo2)是一種重要的含氯消毒劑,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌。以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖：已知：naclo2的溶解度隨溫度升高而增大,適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出naclo23h2o;純clo2易分解爆炸,一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下較安全;hclo2可看成是強(qiáng)酸。(1)160 gl-1naoh溶液的物質(zhì)的量濃度為 ,若要計算該溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),還需要的一個條件是。(2)在發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是(填序號)。a.將so2氧化成so3,增強(qiáng)酸性b.稀釋clo2以防止爆炸c.將naclo3氧化成clo2(3)吸收塔內(nèi)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ,吸收塔的溫度不能超過20,其目的是防止h2o2分解,寫出h2o2分解的化學(xué)方程式：。(4)在堿性溶液中naclo2比較穩(wěn)定,所以吸收塔中應(yīng)維持naoh稍過量,判斷naoh是否過量的簡單的實驗方法是。(5)吸收塔中為防止naclo2被還原成nacl,所用還原劑的還原性應(yīng)適中。除h2o2外,還可以選擇的還原劑是(填序號)。a.na2o2b.na2sc.fecl2d.pbo(懸濁液)(6)從濾液中得到naclo23h2o粗晶體的實驗操作依次是(填序號)。a.蒸餾b.蒸發(fā)c.灼燒d.過濾e.冷卻結(jié)晶要得到更純的naclo23h2o晶體必須進(jìn)行的操作是(填操作名稱)。答案解析【考題體驗組】1.【解析】(1)通過加入硫酸可以使一次鹽泥中的鎂、鐵、鋁、錳轉(zhuǎn)化為可溶的硫酸鹽,同時生成caso4和h2sio3沉淀而除去。(2)clo-具有強(qiáng)氧化性,將mn2+轉(zhuǎn)化為mno2。其反應(yīng)離子方程式為mn2+clo-+h2o=mno2+cl-+2h+。同時將fe2+轉(zhuǎn)化為fe3+,其反應(yīng)離子方程式為2fe2+clo-+2h+=2fe3+cl-+h2o,調(diào)節(jié)溶液的ph使fe(oh)3(完全沉淀ph3.2)、al(oh)3沉淀(完全沉淀ph3.2),分離出來。(3)利用fe3+與scn-形成特征顏色變化,或與苯酚顯紫色等,現(xiàn)象明顯,靈敏度高,可檢驗fe3+。(4)對濾液蒸發(fā)濃縮,得到高濃度的mgso4溶液,然后經(jīng)冷卻結(jié)晶即可得到mgso47h2o晶體。答案：(1)將一次鹽泥中的碳酸鹽和硅酸鹽轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸鹽,同時生成硫酸鈣和硅酸沉淀而除去(2)al(oh)3fe(oh)3mn2+h2o+clo-=mno2+cl-+2h+(3)取濾液1 ml2 ml于試管中,加入少量的kscn溶液,若不顯紅色,證明濾液中無fe3+(4)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶2.【解析】(1)題中要除去fe2+、fe3+雜質(zhì),必須先將fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)閒e3+,再調(diào)節(jié)ph,故naclo3的作用是將fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)閒e3+。(2)要將fe3+完全沉淀,但不能將cu2+沉淀,故ph應(yīng)在3.74.7。除雜時,不能引入新的雜質(zhì),同時促進(jìn)fe3+的水解,故應(yīng)選c、d。(3)控制反應(yīng)溫度在100以下,可采用水浴加熱法。堿式碳酸銅受熱易分解成黑色的cuo。(4)由信息知,反應(yīng)物中有cu2+、c,生成物中有堿式碳酸銅,再根據(jù)原子守恒和電荷守恒,反應(yīng)的離子方程式為2cu2+3c+2h2o=cu2(oh)2co3+2hc。(5)沉淀上會吸附na+、cl-等,故可檢驗cl-。注意一定要強(qiáng)調(diào)“最后一次”。答案：(1)將fe2+氧化為fe3+(2)3.74.7c、d(3)水浴加熱cuo(4)2cu2+3c+2h2o=cu2(oh)2co3+2hc(5)取最后一次洗滌液,加入硝酸銀、稀硝酸溶液,無沉淀產(chǎn)生則表明已洗凈3.【解析】(1)根據(jù)固體w的成分中存在s,推出fes和o2、h2so4發(fā)生氧化還原反應(yīng),fes作還原劑,o2作氧化劑,產(chǎn)物有fe2(so4)3、s、h2o。(2)污染物是so2,用堿液吸收。(3)溶液x中的鐵是fe3+,綠礬中的鐵為fe2+,故應(yīng)加入鐵粉,將fe3+還原為fe2+。(4)將濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮,待有大量晶體析出時,冷卻結(jié)晶,然后過濾,并洗滌沉淀。(5)溫度過低水解程度低,升高溫度促進(jìn)fe3+的水解,過高溫度不利于聚鐵的形成。(6)得到的沉淀是baso4,n(baso4)=0.015 mol,根據(jù)聚鐵主要成分為n,推出n(fe3+)=0.015 mol,則m(fe3+)=0.84 g,鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：w(fe)=(0.84 g/2.700 g)100%=31.11%。答案：(1)4fes+3o2+6h2so4=2fe2(so4)3+6h2o+4s(2)c(3)鐵粉(4)蒸發(fā)(濃縮)、(冷卻)結(jié)晶、過濾、洗滌(5)促進(jìn)fe3+的水解(6)31.11%【新題預(yù)測組】1.【解析】(1)工業(yè)上通常將原料粉碎來加快反應(yīng)速率;(2)只有加入碳酸鈉才能使ph升高;錳元素的化合價經(jīng)反應(yīng)后改變?nèi)齼r,所以消耗的物質(zhì)的量應(yīng)為fe2+的1/3;(3)要除去銅離子且不引入雜質(zhì)離子,只能使用鋅粉;(4)最終要得到的是純凈的氧化鋅,所以煅燒的最終產(chǎn)物應(yīng)是氧化鋅。答案：(1)增大固液接觸面積,加快溶解時的反應(yīng)速率(2)na2co30.003(3)鋅粉(4)znco32zn(oh)2h2o3zno+co2+3h2o2.【解析】(1)根據(jù)溶度積可以判斷加入氫氧化鈉后fe3+和mg2+生成沉淀;根據(jù)兩者的溶度積可計算出ph=8時c(mg2+)=5.61 moll1,c(fe3+)=2.6410-21moll-1,即可求出兩者的比值。(2)“趁熱過濾”主要是防止碳酸鈉晶體的損失,所以溫度不能低于36。(3)母液中不完全是有用成分,要考慮到其他離子對工藝的影響。答案：(1)fe3+3oh-=fe(oh)3,mgco3+2oh-=mg(oh)2+c,mg2+2oh-=mg(oh)22.1251021(2)高于36(3)不可行若“母液”循環(huán)使用,則溶液中c(cl-)和c(s)增大,最后所得產(chǎn)物na2co3會混有雜質(zhì)3.【解析】(1)160 gl-1naoh溶液表示的是1 l溶液中含有naoh的質(zhì)量是160 g,naoh的物質(zhì)的量是4 mol,所以此溶液的物質(zhì)的量濃度是4 moll-1,若要計算該溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),需要知道溶液的質(zhì)量,所以還需要的條件是溶液的密度。(2)根據(jù)題給信息,純clo2易分解爆炸,由此可判斷發(fā)生器中鼓入空氣的作用是稀釋clo2以防止爆炸。(3)通過吸收塔內(nèi)的反應(yīng)制備naclo2,clo2是氧化劑,h2o2是還原劑,相應(yīng)的氧化產(chǎn)物應(yīng)是氧氣,同時參加反應(yīng)的還有naoh,此反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)為2naoh+2clo2+h2o2=2naclo2+2h2o+o2;h2o2分解的化學(xué)方程式為2h2o22h2o+o2。(4)判斷naoh是否過量可以采用測定溶液ph的方法。(5)本實驗的目的是制備純凈的亞氯酸鈉(naclo2),制備過程中選取的還原劑不能引入雜質(zhì),h2o2相應(yīng)的產(chǎn)物是h2o和氧氣,沒有引入