2019高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 專題四 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 第17講 化學(xué)工藝流程練習(xí)

1、第17講化學(xué)工藝流程1(2018三輪沖刺考前特訓(xùn))高純氧化鐵是現(xiàn)代電子工業(yè)的重要材料。以下是用硫酸廠產(chǎn)生的燒渣(主要成分為Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)為原料制備高純氧化鐵的生產(chǎn)流程示意圖：(1)酸浸時(shí)，常需將燒渣粉碎、并加入過量H2SO4，其目的是_提高鐵元素的浸出率，同時(shí)抑制鐵離子的水解_；濾渣的主要成分為_SiO2_(填化學(xué)式)。24(2)加入FeS2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為FeS214Fe38H2O=15Fe2SO216H。(3)加入NH4HCO3目的是_中和溶液中的酸，調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe2全部轉(zhuǎn)化為FeCO3_?！俺恋怼睍r(shí)，pH不宜過高，否則制備的FeCO3中可能混

2、有的雜質(zhì)是_Fe(OH)2_。檢驗(yàn)FeCO3是否洗滌干凈的方法是_取最后一次洗滌液少量放入試管，滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無沉淀生成，說明洗滌干凈_。高溫(4)煅燒時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCO3O2=2Fe2O34CO2。24解析(1)酸浸時(shí)，常需將燒渣粉碎、增大燒渣與酸的接觸面積，并加入過量H2SO4，除了使燒渣中的部分氧化物溶解外，還能抑制鐵離子的水解。酸性氧化物SiO2不與酸反應(yīng)。(2)加入FeS2時(shí)，把鐵離子還原為Fe2：FeS214Fe38H2O=15Fe2SO216H。(3)加入NH4HCO3目的是中和溶液中的酸，調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe2全部轉(zhuǎn)化為FeCO3；亞鐵離子的水

3、解能力較強(qiáng)，易發(fā)生水解，“沉淀”時(shí)，pH不宜過高，否則制備的FeCO3中可能混有的雜質(zhì)是Fe(OH)2；檢驗(yàn)FeCO3固體中附著有硫酸根離子，可以用鹽酸和氯化鋇溶液進(jìn)行檢驗(yàn)，取最后一次洗滌液少量放入試管，滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無沉淀生成，說明洗滌干凈。(4)在空氣中煅燒FeCO3，二價(jià)鐵被氧化為三價(jià)鐵，進(jìn)一步得到Fe2O3。4FeCO3O2=2FeO34CO2。2(2018濰坊二模)以粉煤灰(主要成分為Al2O3和SiO2，還含有少量的FeO、Fe2O3等)為原料制備Al2O3的流程如下：(1)“酸浸”時(shí)需加入過量的稀硫酸，目的是提高浸取率和_抑制Al3水解(或?yàn)楹罄m(xù)反應(yīng)提供H)_；濾渣

4、的主要成分是_SiO2_。3(2)“氧化”過程中，加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2H2O22H=2Fe12H2O。4(3)“提純”過程中，當(dāng)加入NaOH溶液達(dá)到沉淀量最大時(shí)，溶液中c(SO2)c(Na)_12_。(4)已知Ksp11039。“提純”過程中，當(dāng)c(Fe3)_11011_molL1。(5)“沉淀”過程中，通入過量CO2時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlO2CO232H2O=Al(OH)NaHCO3。3解析(1)根據(jù)含有成分，加入硫酸發(fā)生的反應(yīng)是Al2O36H=2Al3H2O，F(xiàn)eO2H23=FeH2O，F(xiàn)e2O36H=2Fe3H2O，加入硫酸的目的可以提高浸取率和抑制Al3

5、的水解，SiO2是不溶于水，不溶于酸，因此濾渣是SiO2。(2)過氧化氫具有強(qiáng)氧化性，能把Fe2氧化成Fe3，離子反應(yīng)方程式為H2O22Fe22H3=2Fe2H2O。3(3)加入NaOH溶液，達(dá)到沉淀量最大，發(fā)生Al33OH=Al(OH)，F(xiàn)e33OH34=Fe(OH)，此時(shí)溶液中溶質(zhì)為Na2SO4，即c(SO2)c(Na2)12。3(4)根據(jù)Kspc(Fe3)c3(OH)，因?yàn)閏(Fe3)1011molL1。(5)利用碳酸的酸性強(qiáng)于偏鋁酸，因此有：NaAlO2CO22H2O=Al(OH)NaHCO3。3(2018衡水二診)氯化亞銅(CuCl)常用作有機(jī)合成工業(yè)中的催化劑，是一種白色粉末；微溶

6、于水、不溶于乙醇及稀硫酸。下圖是工業(yè)上用印刷電路的蝕刻液的廢液(含F(xiàn)e3、Cu2、Fe2、Cl)生產(chǎn)CuCl的流程：按要求回答下列問題：(1)廢液的主要含有的金屬陽(yáng)離子是_Fe2_(填化學(xué)符號(hào)，下同)；廢渣的成分是_Fe、Cu_，Y為_HCl_。3(2)廢液與Z反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2Cl2=2Fe2Cl或2Fe22H3H2O2=2Fe2H2O。(3)寫出廢渣生成二氧化硫的化學(xué)方程式Cu2H2SO4(濃)=CuSO4SO22H2O。(4)為得到純凈的CuCl晶體，可用下列_b_(填序號(hào))進(jìn)行洗滌。a純凈水c稀硫酸b乙醇d氯化銅溶液(5)生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)溶液的pH不能過大的原因是_防止生成氫氧

7、化銅沉淀或防止CuCl水2解_。4(6)寫出產(chǎn)生CuCl的離子方程式SO22Cu22Cl2H2O=2CuClSO24H。(7)氯化亞銅的定量分析：稱取樣品0.25g加入10mL過量的FeCl3溶液250mL錐形瓶中，不斷搖動(dòng)；待樣品溶解后，加水50mL和2滴指示劑；立即用0.10molL1硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至綠色出現(xiàn)為終點(diǎn)；重復(fù)三次，消耗硫酸鈰溶液平均體積為25.00mL。23已知：CuCl的分子式量為99；CuClFeCl3=CuClFeCl2；Fe2Ce4=FeCe3。則CuCl的純度為_99%_。解析向工業(yè)上以制作印刷電路的廢液(含F(xiàn)e3、Cu2、Fe2、Cl)加入過量的鐵粉，三價(jià)鐵離子與

8、鐵粉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵離子，銅離子與鐵反應(yīng)生成銅，然后過濾，濾渣為過量的鐵和生成的銅，依據(jù)銅與鐵的活潑性，將濾渣溶于鹽酸，銅與鹽酸不反應(yīng)，過濾得到濾渣即為銅，廢液中加入Z為氯水或雙氧水，氧化亞鐵離子為鐵離子，得到蝕刻液，然后銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化硫，銅與氯氣反應(yīng)生成氯化銅，硫酸銅、二氧化硫、氯化銅反應(yīng)生成氯化亞銅。(1)印刷電路的廢液(含F(xiàn)e3、Cu2、Fe2、Cl)加入鐵，三價(jià)鐵離子能夠與鐵反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子，銅離子能夠與鐵反應(yīng)生成銅，過濾后濾渣中含有銅和鐵，加入鹽酸，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，銅與鹽酸不反應(yīng)，將銅分離出來。3(2)根據(jù)以上分析可知廢液與Z反應(yīng)的離子方程式為2Fe2C

9、l2=2Fe2Cl或2Fe232HH2O2=2Fe2H2O。(3)廢渣生成二氧化硫的反應(yīng)是銅和濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成，應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2H2SO4(濃)=CuSO4SO22H2O。(4)為減少CuCl的損失，析出的CuCl晶體不用水而用無水乙醇洗滌，答案選b。(5)生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)溶液的pH不能過大的原因是防止生成氫氧化銅沉淀或防止CuCl水解。4(6)依據(jù)圖示可知：CuCl2、CuSO4、SO2、H2O反應(yīng)生成H2SO4、CuCl，產(chǎn)生CuCl的化學(xué)方程式依據(jù)得失電子守恒得到：CuCl2CuSO4SO22H2O=2CuCl2H2SO4，反應(yīng)的離子方程式為：SO22Cu22Cl2H2O=

10、2CuClSO24H。(7)滴定0.25g樣品消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積是25.00mL，結(jié)合方程式可知：CuCl2FeCl3=CuClFeCl2，CuCl的純度為(25.00103L0.1mol/L99g/mol)/0.25g100%99%。4(2018河南洛陽(yáng)是五月模擬)鉬酸鈉(Na2MoO4)具有廣泛的用途?？勺鲂滦退幚韯?、優(yōu)良的金屬緩蝕劑及可用于局部過熱的循環(huán)水系統(tǒng)；Al(OH)3工業(yè)和醫(yī)藥上都具有重要用途，現(xiàn)從某廢鉬催化劑(主要成分MoO3、Al2O3、Fe2O3等)中回收Na2MoO4和Al(OH)3，其工藝如圖：3回答下列問題：(1)已知MoO3、Al2O3與SiO2相似，均

11、能在高溫下跟Na2CO3發(fā)生類似反應(yīng)，試寫出MoO3與高溫Na2CO3反應(yīng)的化學(xué)方程式：MoO3Na2CO3=Na2MoO4CO2。(2)第步操作所得的濾液中，溶質(zhì)有Na2MoO4、_NaAlO2_和過量的Na2CO3；檢驗(yàn)第步操作所得濾渣中含有三價(jià)鐵的方法是_取少量濾渣洗滌液于試管中滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變紅，則證明含3價(jià)鐵_。(3)第步操作H2SO4需要適量，通常是通過_測(cè)溶液的pH值_來調(diào)控H2SO4的用量；與Na2SO4相比，Na2MoO4的溶解度受溫度的影響變化_較小_(填“較大”或“較小”)。(4)利用鋁熱反應(yīng)可回收金屬鉬。將所得鉬酸鈉溶液用酸處理得到沉淀，再加熱可得MoO3

12、。高溫寫出MoO3發(fā)生鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式：4Al2MoO3=2Mo2Al2O3。(5)取廢鉬催化劑5.00g，加入5.30gNa2CO3(足量)，經(jīng)上述實(shí)驗(yàn)操作后，最終得到2.34gAl(OH)3和6.39gNa2SO4晶體，則廢鉬催化劑中Al2O3、MoO3的物質(zhì)的量的比值為_31_。解析(1)MoO3、Al2O3與Na2CO3的反應(yīng)和SiO2與Na2CO3的反應(yīng)相似，加入碳酸鈉焙燒時(shí)高溫、可生成Na2MoO4和NaAlO2，MoO3與Na2CO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為MoO3Na2CO3=Na2MoO4CO2。(2)高溫條件下，氧化鋁和碳酸鈉反應(yīng)生成NaAlO2，濾液中含有焙燒后生成Na2M

13、oO4NaAlO2以及過量的Na2CO3，檢驗(yàn)第步操作所得濾渣中含有三價(jià)鐵，取少量濾渣洗滌液于試管中滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變紅，則證明含三價(jià)鐵。(3)第步操作H2SO4需要適量，避免氫氧化鋁溶解，通常是通過測(cè)溶液的pH來調(diào)控H2SO4的用量，轉(zhuǎn)化關(guān)系中蒸發(fā)結(jié)晶溶液得到硫酸鈉晶體和Na2MoO4溶液，與Na2SO4相比，Na2MoO4的溶解度受溫度的影響變化較小，硫酸鈉溶解度收溫度影響大，先析出晶體。(4)MoO3發(fā)生鋁熱反應(yīng)，高溫下和鋁反應(yīng)生成鉬和氧化鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Al高溫2MoO3=2Mo2Al2O3。(5)加入稀硫酸后，濾渣為Al(OH)3，濾液中含有Na2SO4和Na2

14、MoO4，已知：n(Na2CO3)5.30g6.39g106g/mol0.05mol，n(Na2SO4)142g/mol0.045mol，則由Na守恒可知n(Na2MoO4)2.34g0.005mol,2.34gAl(OH)3的物質(zhì)的量為78g/mol0.03mol，根據(jù)Al元素守恒，Al2O3的物質(zhì)的量為0.015mol，因此，Al2O3、MoO3的物質(zhì)的量之比為0.015mol0.005mol31。5以含有Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì)的鉻鐵礦為主要原料生產(chǎn)重鉻酸鈉晶體(Na2Cr2O72H2O)的主要工藝流程如下：4己知：鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成Na2CrO4和一種紅棕色固體，同時(shí)釋放

15、出CO2氣體，煅燒且Al2O3Na2CO3=2NaAlO2CO2。請(qǐng)回答：(1)在鉻鐵礦Fe(CrO2)2中，Cr的化合價(jià)為_3_。(2)濾渣2的成分為_Al(OH)3_。4(3)將濾渣1放入稀硫酸溶解后得溶液W，檢驗(yàn)該溶液中金屬離子的方法是_取少量溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅，證明有Fe3(其他合理答案也可)_。(4)根據(jù)有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，含CrO2的廢水要經(jīng)化學(xué)處理，使其濃度降至5.0107mol/L4以下才能排放。含CrO2的廢水處理通常有以下兩種方法。沉淀法：加入可溶性鋇鹽生成BaCrO4沉淀，再加入可溶性硫酸鹽處理多余的Ba2。加入可溶性鋇鹽后的廢水中Ba2的濃度應(yīng)不小于

16、_2.4104_mol/L，后續(xù)廢水處理方能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。綠礬石灰水4H4還原法：CrO2Cr3Cr(OH)3。寫出酸性條件下CrO2與綠鞏在溶液中反應(yīng)的43離子方程式：CrO23Fe28H=Cr3Fe34H2O。4(5)某高效凈水劑是由K2FeO4得到的，工業(yè)上以溶液W、次氯酸鉀和氫氧化鉀為原料制備K2FeO4，該反應(yīng)的離子方程式是2Fe33ClO10OH=2FeO3Cl5H2O。解析(1)在鉻鐵礦Fe(CrO2)2中，F(xiàn)e的化合價(jià)為2，所以Cr的化合價(jià)為3。(2)含雜質(zhì)的鉻鐵礦經(jīng)煅燒、溶于水后，只有氧化鐵不溶于水，作為濾渣除去，所以濾渣1的成分是Fe2O3，此時(shí)溶液為Na2CrO4和N

17、aAlO2的混合液，通入CO2氣體會(huì)和NaAlO2反應(yīng)產(chǎn)生Al(OH)3，所以濾渣2的成分是Al(OH)3。(3)將濾渣放入稀硫酸溶解后得溶液W為Fe2(SO4)3，檢驗(yàn)Fe3的方法是取少量溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅，證明有Fe3。4(4)Ksp(BaCrO4)1.21010，c(CrO2)5.0107mol/L，所以c(Ba2)1.21010/5.01072.4104mol/L。44酸性條件下CrO2與綠礬FeSO47H2O反應(yīng)，CrO2作氧化劑，綠礬作還原劑，其離子方43程式為CrO23Fe28H=Cr3Fe34H2O。(5)W為Fe2(SO4)3，以溶液Fe2(SO4)

18、3、次氯酸鉀和氫氧化鉀為原料制備K2FeO4，該反應(yīng)的4離子方程式是2Fe33ClO10OH=2FeO3Cl5H2O。6(2018四川重慶二模)從某廢液(含有Fe2、Cu2、Cl)中回收銅并制得純凈的FeCl35溶液?，F(xiàn)以制得純凈的FeCl3溶液為原料制取優(yōu)良的水處理劑高鐵酸鉀(K2FeO4)，其流程如下：3已知：高鐵酸鉀(K2FeO4)為暗紫色固體，可溶于水。在中性或酸性溶液中逐漸分解，在堿性溶液中穩(wěn)定。高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性。高鐵酸鉀(K2FeO4)與水作用產(chǎn)生Fe(OH)3。(1)檢驗(yàn)廢液中含有Fe2選用的試劑是_KMnO4_(填化學(xué)式)；從廢液中制得純凈的FeCl3溶液加入的試劑除鐵粉外

19、，還需要一種試劑是_Cl2_(填化學(xué)式)，加入時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2Cl2=2Fe2Cl。(2)高鐵酸鉀(K2FeO4)在處理水過程中的作用是_強(qiáng)氧化性_和_殺菌消毒_。4(3)“氧化”過程反應(yīng)的離子方程式為2Fe310OH3ClO=2FeO3Cl5H2O。(4)過濾時(shí)需用的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和_漏斗_，上述工藝得到的高錳酸鉀常含有雜質(zhì)，可用重結(jié)晶法提純，操作是：將粗產(chǎn)品用_稀KOH溶液_溶解，然后_加入飽和KOH溶液，冷卻結(jié)晶_。(5)用回收的銅為原料可制得粗制CuSO45H2O晶體(含有少量的FeSO47H2O)，除去CuSO45H2O晶體中雜質(zhì)的方法是：向溶液中加入H2O2