《高考化学热点专练7《 以“工艺流程”为背景的综合实验题》（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学热点专练7《 以“工艺流程”为背景的综合实验题》（解析版）（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热点7 以“工艺流程”为背景的综合实验题【命题规律】化学工艺生产主要解决的问题，归纳起来主要有六个方面：一是解决将原料转化为产品的生产原理；二是除去杂质并分离、提纯产品；三是提高产量与产率；四是减少污染，考虑“绿色化学”生产；五是原料的选择既要考虑来源丰富，还要考虑成本问题；六是生产设备简单，生产工艺简便、可行等。本专题的考查点主要是利用元素化合物知识结合化学实验和无机化工流程分析图进行分析，考查的面比较广，而且考查频率较高；题型以填空题为主，难度中等偏上。考查的核心素养以宏观辨识与微观探析为主。【备考建议】2020年高考备考的重点除了必须要掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识及分离、提
2、纯物质的基本技能外，还要掌握分析化工流程题的方法。【限时检测】（建议用时：45分钟）1.（2019安徽省六安市第一中学高考模拟）利用废蚀刻液(含FeCl2、CuCl2及FeCl3)制备碱性蚀刻液Cu(NH3)4Cl2溶液和FeCl36H2O的主要步骤：用H2O2氧化废蚀刻液，制备氨气，制备碱性蚀刻液CuCl2+4NH3=Cu(NH3)4Cl2、固液分离，用盐酸溶解沉淀并制备FeCl36H2O。下列有关实验说法正确的是（ ）A. 用H2O2氧化废蚀刻液的离子方程式为：2H+2Fe2+H2O2=2Fe3+2H2OB. 用装置甲可以制备Cu(NH3)4Cl2并沉铁C. 用装置乙可以分离Cu(NH3)
3、4Cl2溶液和Fe(OH)3D. 用装置丁由FeCl3溶液制备FeCl36H2O需要经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤等步骤【答案】A【分析】用H2O2氧化废蚀刻液，使亚铁离子生成铁离子，用甲装置制备氨气，生成的氨气通入乙装置，制备碱性蚀刻液CuCl2+4NH3=Cu(NH3)4Cl2，用丙装置过滤分离，用盐酸溶解氢氧化铁沉淀，将溶液在蒸发皿中进行蒸发，且应通入氯化氢防止铁离子水解，以达到制备FeCl36H2O的目的，以此解答该题。【详解】A.H2O2具有强的氧化性，可用H2O2氧化废蚀刻液中的Fe2+，反应的离子方程式为：2H+2Fe2+H2O2=2Fe3+2H2O，A正确；B.氨气易溶于水，注
4、意防止倒吸，所以要选用乙装置，氨气与溶液反应生成Cu (NH3)4Cl2和氢氧化铁，B错误；C.用装置丙可以分离可溶性Cu(NH3)4Cl2溶液和难溶性的固态Fe(OH)3，C错误；D.由FeCl3溶液制备FeCl36H2O需要在蒸发皿中蒸干，不能再烧杯中进行，D错误。2.（2019黑龙江省大庆一中高考模拟）钴元素由于其良好的物理化学性质，被广泛应用于生产生活中。从含钴废料(含CoO、Co2O3、单质Al、Li等)中制取粗CoCl26H2O的流程如下所示。请回答下列问题：（1）步骤I中主要发生的化学反应方程式为_。（2）已知Co2O3具有强氧化性，若步骤II中浸出剂为盐酸，造成的后果是_。（3
5、）步骤中的目的是除去Al3+，写出该步反应的离子方程式_。（4）若在实验室煅烧CoCO3，所需的硅酸盐质仪器除酒精灯和玻璃棒外，还有_、_(填仪器名称)。（5）操作是在HCl氛围中进行的，其步骤是_、_、过滤、洗涤、干燥。洗涤过程中可以用工业酒精代替水，其优点是_。（6）某同学用标准硝酸银溶液滴定未知浓度的CoCl2溶液，下列可作为指示剂的是_(填选项，忽略亚钴离子的颜色干扰)AKCl BKSCN CK2CrO4 DK2S已知几种物质在20时的颜色及Ksp值如下表：化学式AgClAgSCNAg2SAg2CrO4颜色白色浅黄色黑色红色Ksp2.010-101.010-122.010-482.01
6、0-12【答案】（1）2Al + 2NaOH +2H2O=2NaAlO2 + 3H2、2Li + 2H2O=2 Li OH + H2 （2）会产生有毒气体氯气 （3）2Al3+ + 3CO32- + 3H2O=2Al(OH)3 + 3CO2 （4）坩埚 泥三角 （5）蒸发浓缩 冷却结晶 减少晶体的溶解损失 （6）C【分析】含钴废料(含CoO、Co2O3、单质Al、Li)加入碱液，Al能溶于强碱溶液生成偏铝酸盐和氢气，锂能够被水溶解，过滤得到钴渣和含铝溶液；钴渣中加入浸出剂得到含有Co2+及微量Li+、Al3+溶液，向该溶液中加入20%碳酸钠溶液调节溶液的pH为4.5-5之间，然后加入NaF，过
7、滤得到铝锂渣和滤液，滤液中加入30%碳酸钠溶液调节溶液的pH为8-8.5，得到CoCO3沉淀，煅烧碳酸钴得到CoO，CoO与盐酸反应生成CoCl2，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出CoCl26H2O结晶水合物，据此分析解答。【详解】（1）步骤I中Al能溶于强碱溶液生成偏铝酸盐和氢气，锂能够被水溶解，发生的主要化学反应方程式有2Al + 2NaOH +2H2O=2NaAlO2 + 3H2、2Li + 2H2O=2 Li OH + H2，故答案为：2Al + 2NaOH +2H2O=2NaAlO2 + 3H2、2Li + 2H2O=2 Li OH + H2；（2）Co2O3具有强氧化性，若步骤II中
8、浸出剂为盐酸，盐酸中的氯元素可能被氧化生成氯气，污染环境，故答案为：会产生有毒气体氯气(或生成氯气，污染环境)；（3）步骤中的目的是除去Al3+，与加入的碳酸钠能够发生双水解反应，反应的离子方程式为2Al3+ + 3CO32- + 3H2O=2Al(OH)3 + 3CO2，故答案为：2Al3+ + 3CO32- + 3H2O=2Al(OH)3 + 3CO2；（4）实验室煅烧CoCO3需要在坩埚中进行，所需的硅酸盐质仪器除酒精灯和玻璃棒外，还有坩埚、泥三角，故答案为：坩埚；泥三角；（5）CoCl2能够水解，生成的氯化氢容易挥发，因此操作是需要在HCl氛围中进行，从CoCl2溶液中获得CoCl26
9、H2O晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。洗涤过程中可以用工业酒精代替水，减少晶体的溶解损失，且酒精更加容易挥发，便于晶体干燥，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；减少晶体的溶解损失；（6）某同学用标准硝酸银溶液滴定未知浓度的CoCl2溶液，根据几种物质在20时的颜色及Ksp值，滴定过程中需要有明显的现象，应该选用K2CrO4为指示剂，故答案为：C。3（2020广东惠州市高三第三次调研）KMnO4在实验室、生活、科学研究、工业生产中有广泛的应用。已知一种制备KMnO4的实验流程、原理及相关数据如下：原理：反应I：3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O反应：3
10、K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3 (墨绿色) (紫红色)已知：25物质的溶解度g/100g水K2CO3KHCO3KMnO411133.76.34（1）步骤的副反应有少量单质气体生成，该反应的化学方程式为_。（2）步骤中CO2_(填“能”或“不”能)过量，原因是_。（3）流程中可循环利用的物质主要是_(写化学式)。（4）忽略本流程中含锰物质的循环利用，理论上0.3mol MnO2最多得到产品KMnO4的质量为_g。某同学在实验中得到干燥产品的质量多于理论值，排除称量因素，从步骤分析，可能的原因是_。（5）草酸钠滴定法分析高锰酸钾纯度步骤如下：.称取1.5800g高锰酸
11、钾产品，配成100mL溶液.准确称取三份0.5360g已烘干的Na2C2O4，置于三个不同的洁净锥形瓶中，分别加入少量蒸馏水使其溶解，再加入少量硫酸酸化；.锥形瓶中溶液加热到7580，趁热用I中配制的高锰酸钾溶液滴定至终点。记录实验数据如表实验次数V1(滴定前读数/mL)V2(滴定后读数/mL)(V2 -V1)/mL12.6522.6720.0222.6023.0220.4232.6022.5819.98已知：2MnO4+ 5C2O42+16H+ =2Mn2+ 10CO2+ 8H2O，则KMnO4的纯度为_(保留四位有效数字)；若滴定后俯视滴定管读数，所得KMnO4的纯度将_(填“偏高”或“偏
12、低”或“无影响”)。【答案】（1）2KClO32KCl + 3O2 （2）不能 CO2(过量）+KOH = KHCO3，因生成KHCO3的溶解度比K2CO3的小，可能在KMnO4析出时结晶析出而影响产品的纯度（3）MnO2 （4）31.6 蒸发过度，使K2CO3伴随KMnO4析出 （5）80.00% 偏高 【解析】【分析】（1）步骤的副反应有少量单质气体，则可能为KClO3在MnO2的催化作用下发生分解；（2）从表中数据可以看出，若CO2过量，则会与K2CO3反应生成KHCO3，溶解度小，可能随KMnO4一起结晶析出；（3）流程中起初投入MnO2，在步骤中又生成MnO2，可循环利用；（4）从方
13、程式3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O、3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3可以看出，0.3mol MnO2最多得到产品0.2mol KMnO4，由此可计算出生成KMnO4的质量；从步骤中加热前混合液的组成，可确定干燥产品的质量多于理论值的原因；（5）依据反应方程式2MnO4-+ 5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O，代入数据即可求出KMnO4的纯度；若滴定后俯视滴定管读数，则读取的KMnO4的体积偏小，则所得KMnO4的浓度偏大，可推出纯度的变化。【详解】（1）步骤的副反应有少量单质气体生成，则可能为KClO3在Mn
14、O2的催化作用下发生分解，该反应的化学方程式为2KClO32KCl + 3O2；（2）步骤中CO2不能过量，原因是CO2(过量)+KOH=KHCO3，因生成KHCO3的溶解度比K2CO3的小，可能在KMnO4析出时结晶析出而影响产品的纯度；CO2(过量)+KOH=KHCO3，因生成KHCO3的溶解度比K2CO3的小，可能在KMnO4析出时结晶析出而影响产品的纯度；（3）起初投入MnO2，在步骤中又生成MnO2，则流程中可循环利用的物质主要是MnO2；（4）从方程式3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O、3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3可以
15、看出，0.3mol MnO2最多得到产品0.2mol KMnO4，质量为0.2mol 158g/mol=31.6g；某同学在实验中得到干燥产品的质量多于理论值，排除称量因素，从步骤分析，可能的原因是蒸发过度，使K2CO3伴随KMnO4析出；（5）设参加反应的KMnO4的物质的量为xx=0.0016mol，则KMnO4的纯度为=80.00%；若滴定后俯视滴定管读数，则读取的KMnO4的体积偏小，由此计算出的KMnO4的浓度偏大，KMnO4的质量偏大，所得KMnO4的纯度将偏高。【点睛】寻找可循环使用的物质时，先从添加的物质入手，明确反应过程中添加了哪些物质；然后再找反应过程中生成的副产物，与添加物对
