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1、唐玲出品 高中化学学习材料 唐玲出品 专题专项训练 二 无机化工流程 1 2016 南通模拟 ZrO2常用作陶瓷材料 可由锆英砂 主要成分为ZrSiO4 也可表示 为 ZrO2 SiO2 还含少量Fe2O3 Al2O3 SiO2等杂质 通过如下方法制取 已知 ZrO2能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3 Na2ZrO3与酸反应生成ZrO 2 部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表 金属离子Fe 3 Al 3 ZrO 2 开始沉淀时pH 1 9 3 3 6 2 沉淀完全时pH 3 2 5 2 8 0 1 熔融时 ZrSiO4发生反应的化学方程式为 滤渣 的化学式为 2 为使滤
2、液 的杂质离子沉淀完全 需用氨水调pH a 则a的范围是 继续 加氨水至pH b时 所发生反应的离子方程式为 3 向过滤 所得滤液中加入CaCO 3粉末并加热 得到两种气体 该反应的离子方程式为 4 为得到纯净的ZrO2 Zr OH 4需要洗涤 检验Zr OH 4是否洗涤干净的方法是 解析 1 锆英砂在NaOH熔融下 生成Na2ZrO3 Na2SiO3 Na Al OH 4 Fe2O3不溶 再 加入 HCl 酸浸时 Fe2O3溶解生成Fe 3 Na 2ZrO3转化成ZrO 2 Na 2SiO3转化成H2SiO3沉淀 Na Al OH 4 转化成 Al 3 ZrSiO 4与 NaOH 反应为非氧
3、化还原反应 根据元素守恒可配平反应 2 加入氨水 使Fe 3 Al3 杂质除去 但不可使 ZrO 2 沉淀 所以pH的范围为5 2 6 2 继续加入氨水 使ZrO 2 转化为 Zr OH 4沉淀 根据电荷守恒知 产物有2 mol NH 4生成 根 据 N守恒知 反应物有2 mol NH3 H2O参加反应 根据H O元素守恒知 反应物需要补充1 唐玲出品 mol H2O 3 NH 4水解显酸性 加入CaCO3可生成CO2 同时促进了NH 4水解 生成NH3 4 过滤 处的滤液为NH4Cl Zr OH 4沉淀是否洗涤干净 只要检验滤液中是否含有Cl 即可 答案 1 ZrSiO 4 4NaOH 高温
4、 Na2SiO3 Na2ZrO3 2H2O H2SiO3 或 H4SiO4 2 5 2 6 2 ZrO 2 2NH 3 H2O H2O Zr OH 4 2NH 4 3 2NH 4 CaCO3 Ca 2 2NH 3 CO2 H2O 4 取最后一次洗涤液 向其中滴加稀硝酸 再滴加硝酸银溶液 若无沉淀生成 则 Zr OH 4洗涤干净 2 2015 安徽高考 硼氢化钠 NaBH4 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 NaBO2 为主要原料制备NaBH4 其流程如下 已知 NaBH4常温下能与水反应 可溶于异丙胺 沸点 33 1 在第 步反应加料之前 需要将反应器加热至100 以上
5、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 NaBO2 SiO2 Na H2 NaBH4 Na2SiO3 3 第 步分离采用的方法是 第 步分出NaBH4并回收溶剂 采用的方法是 4 NaBH4 s 与水 l 反应生成NaBO2 s 和氢气 g 在 25 101 kPa 下 已知每消耗 3 8 g NaBH4 s 放热 21 6 kJ 该反应的热化学方程式是 解析 1 通入氩气后排净反应器中的水蒸气和空气 防止Na NaBH4与水和空气中的 O2反应 金属钠通常保存在煤油中 在取用钠时
6、 应用镊子将钠从煤油中取出 并用滤纸吸 干表面的煤油 2 在该反应中 金属Na由 0 价升高到 1 价 而 H2中的 H 由 0 价降低到 1 价 其余 元素的化合价都未改变 可设 NaBH4的系数为1 根据 H守恒可知H2的系数为2 根据电子守 恒可知 Na的系数为4 根据 B守恒可知NaBO2的系数为1 根据 Na守恒可知Na2SiO3的系数 为 2 根据 Si 守恒可知SiO2的系数为2 3 经过第 步后得到溶液和固体 故该操作为过滤 由于异丙胺的沸点较低 故第 唐玲出品 步可以采用蒸馏的方法分离出NaBH4并回收溶剂 4 NaBH4与水反应的化学方程式为NaBH4 2H2O NaBO
7、2 4H2 3 8 g NaBH4的物质的 量为 0 1 mol 故 1 mol NaBH4与水反应时放出216 0 kJ热量 由此可写出热化学方程式 答案 1 除去反应器中的水蒸气和空气煤油镊子滤纸 2 1 2 4 2 1 2 3 过滤蒸馏 4 NaBH4 s 2H2O l NaBO2 s 4H2 g H 216 0 kJ mol 1 3 2016 文登市二模 MnO2是重要化学物质 某学习小组设计了将粗MnO2 含有较多的 MnO MnCO3和 Fe2O3 样品转化为纯MnO2实验 其流程如下 按要求回答下列问题 1 第 步操作中 氧化性强弱顺序 ClO 3 MnO2 填 或 当 NaCl
8、O3 转移 2 mol电子时 生成的氧化产物的物质的量为 mol NaClO3在常温下能够与盐 酸反应生成氯气 该反应的离子方程式为 2 第 步操作中 最终得到的固体除NaClO3外 还一定含有下列物质中的 a NaCl B NaClO c NaClO4d NaOH 3 MnO2是碱性锌锰电池的正极材料 则碱性锌锰电池放电时 正极的电极反应式是 4 为得到纯净的MnO2 须将过滤后的MnO2合并后进行洗涤 判断是否洗涤干净可选用 的试剂是 填写一组即可 工业上可以以石墨为电极电解酸化 的硫酸锰制取二氧化锰 该反应的阳极反应式为 解析 粗MnO2 含有较多的MnO MnCO 3和 Fe2O3 样
9、品中加入过量的稀硫酸 由于MnO2不 溶于硫酸 则样品中的MnO 和 MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4 过滤得滤液为硫酸 锰溶液 加入NaClO3发生反应为5Mn 2 2ClO 3 4H2O 5MnO2 Cl2 8H 再过滤得到滤 液和二氧化锰固体 而氯气与热的氢氧化钠反应生成氯酸钠方程式为3Cl2 6NaOH NaClO 3 5NaCl 3H2O 1 已知 5Mn 2 2ClO 3 4H2O 5MnO2 Cl2 8H ClO 3作氧化剂 MnO2作氧化产物 则氧化性 ClO 3 MnO2 当 NaClO3转移 2 mol 电子时 消耗NaClO3为 0 4 mol 则生成MnO
10、2 为 1 mol NaClO3在常温下与盐酸反应生成氯气 其反应的离子方程式为ClO 3 5Cl 6H 3Cl2 3H2O 2 第 步操作中NaOH过量 发生的反应为3Cl2 6NaOH NaClO 3 5NaCl 3H2O 则最 终得到的固体除NaClO3外 还有NaOH 和 NaCl 唐玲出品 3 原电池中负极失去电子 正极得到电子 因此碱性锌锰电池放电时 正极是二氧化 锰得到电子 则电极反应式为MnO2 H2O e MnOOH OH 4 若沉淀没有洗涤干净 则滤液中含有硫酸根离子 检验硫酸根离子选用氯化钡溶液 电 解时 Mn 2 在阳极失电子生成MnO2 其电极方程式为Mn 2 2e
11、2H 2O MnO2 4H 答案 1 1 ClO 3 5Cl 6H 3Cl 2 3H2O 2 ad 3 MnO2 H2O e MnOOH OH 4 氯化钡溶液Mn 2 2e 2H2O MnO2 4H 4 2015 山东高考 毒重石的主要成分为BaCO3 含 Ca 2 Mg2 Fe3 等杂质 实验室 利用毒重石制备BaCl2 2H2O的流程如下 1 毒重石用盐酸浸取前需充分研磨 目的是 实验室用 37 的盐酸配制15 的盐酸 除量筒外还需使用下列仪器中的 a 烧杯B 容量瓶c 玻璃棒d 滴定管 2 加入 NH3 H2O调 pH 8 可除去 填离子符号 滤渣 中含 填化学 式 加入 H2C2O4时
12、应避免过量 原因是 Ca 2 Mg 2 Fe 3 开始沉淀时的pH 11 9 9 1 1 9 完全沉淀时的pH 13 9 11 1 3 2 已知 Ksp BaC2O4 1 6 10 7 Ksp CaC2O4 2 3 10 9 3 利用间接酸碱滴定法可测定Ba 2 的含量 实验分两步进行 已知 2CrO 2 4 2H Cr 2O 2 7 H2O Ba 2 CrO2 4 BaCrO4 步骤 移取xmL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中 加入酸碱指示剂 用bmol L 1 盐酸标准液滴定至终点 测得滴加盐酸的体积为V0 mL 步骤 移取ymL BaCl2溶液于锥形瓶中 加入xmL与步骤 相同浓度
13、的Na2CrO4溶液 待 Ba 2 完全沉淀后 再加入酸碱指示剂 用 bmol L 1 盐酸标准液滴定至终点 测得滴加盐 酸的体积为V1 mL 滴加盐酸标准液时应使用酸式滴定管 0 刻度位于滴定管的 填 上方 或 下方 BaCl2溶液的浓度为 mol L 1 若步骤 中滴加盐酸时有少量待测液 溅出 Ba 2 浓度测量值将 填 偏大 或 偏小 解析 1 毒重石用盐酸浸取前需充分研磨 目的是增大与盐酸的接触面积 加快反应 速率 实验室配制一定质量分数的溶液时 需用到的仪器是量筒 烧杯和玻璃棒 2 由流 唐玲出品 程图和表中数据可知 pH 8 时 可除去Fe 3 调节 pH 12 5 时 Mg2 完
14、全沉淀 Ca2 部分 沉淀 故滤渣 中含有Mg OH 2和 Ca OH 2 加入 H2C2O4的目的是除去溶液中剩余的Ca 2 使 Ca 2 aq C 2O 2 4 aq CaC2O4 s 当 H2C2O4过量时 也可能使c Ba 2 c C2O 2 4 Ksp BaC2O4 而生成BaC2O4沉淀 导致产品BaCl2 2H2O 的量减少 3 由方程式2CrO 2 4 2H Cr 2O 2 7 H2O知 步骤 中加入的CrO 2 4的总物质的量为b mol L 1 V0 1 000 L bV0 1 000 mol 步骤 中 加入BaCl2充分反应后 剩余的CrO 2 4的物质的量为b mol
15、L 1 V1 1 000 L bV1 1 000 mol 与 Ba 2 反应的 CrO2 4的物质的量为 bV0 1 000 mol bV1 1 000 mol b V0 V1 1 000 mol 由方 程式Ba 2 CrO 2 4 BaCrO4 得 n Ba 2 n CrO 2 4 所以BaCl2的浓度 c BaCl2 b V0 V1 1 000 mol y 1 000 L b V0 V1 y mol L 1 若步骤 中滴加盐酸时 有少量待测液溅出 造成 V1的 用量减小 所以 b V0 V1 y 的测量值将偏大 答案 1 增大接触面积从而使反应速率加快a c 2 Fe 3 Mg OH 2
16、Ca OH 2H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀 产品产量减少 3 上方 b V0 V1 y 偏大 5 氧化锌为白色粉末 可用于湿疹 癣等皮肤病的治疗 纯化工业级氧化锌 含有 Fe Mn Ni 等杂质 的流程如下 滤液 Zn 过滤 滤液 Na2CO3 过滤 滤饼 煅烧 ZnO 提示 在本实验条件下 Ni 不能被氧化 高锰酸钾的还原产物是MnO2 回答下列问题 1 反应 中除掉的杂质离子是 发生反应的离子方程式为 在加高锰酸钾溶液前 若pH较低 对除杂的影响是 2 反 应 的 反 应 类 型 为 过 滤 得 到 的 滤 渣 中 除 了 过 量 的 锌 外 还 有 3 反应 形成的沉淀要用水洗 检验沉淀是否洗涤干净的方法是 4 反应 中产物的成分可能是ZnCO3 xZn OH 2 取干燥后的滤饼11 2 g 煅烧后可得 唐玲出品 到产品 8 1 g 则x等于 解析 1 经反应 所得浸出液中含有Zn 2 Fe2 Mn2 Ni2 经反应 Fe 2 被氧化 为 Fe 3 进而形成 Fe OH 3沉淀 Mn 2 被氧化为 MnO 2 发生反应的离子方程式分别为 MnO 4 3Fe 2 7H
