《高考化学重点专练8《 无机化工流程分析》（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学重点专练8《 无机化工流程分析》（解析版）（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、重点8 无机化工流程分析【命题规律】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，有实验器材的名称考查、元素化合物知识、沉淀溶解平衡、电化学知识等，而且考查频率较高；题型以填空题为主，难度中等。考查的核心素养以宏观辨识与微观探析为主。【备考建议】2020年高考备考的重点仍以盖斯定律的应用、H的相关计算及H的大小比较为主。【限时检测】（建议用时：30分钟）1.（2019东北育才学校科学高中部高考模拟）POCl3是重要的基础化工原料，广泛用于制药、染料、表面活性剂等行业。一种制备POCl3的原理为：PCl3+Cl2+SO2=POCl3+SOCl2。
2、某化学学习小组拟利用如下装置在实验室模拟制备POCl3。有关物质的部分性质如下：物质熔点/沸点/密度/gmL-1其它PCl3-93.676.11574遇水强烈水解，易与氧气反应POCl31.25105.81.645遇水强烈水解，能溶于PCl3SOCl2-10578.81.638遇水强烈水解，加热易分解（1）仪器甲的名称为_，与自来水进水管连接的接口编号是_。(填“a”或“b”)。（2）装置C的作用是_，乙中试剂的名称为_。（3）该装置有一处缺陷，解决的方法是在现有装置中再添加一个装置，该装置中应装入的试剂为_(写名称)。若无该装置，则可能会有什么后果?请用化学方程式进行说明_。（4）D中反应温
3、度控制在60-65，其原因是_。（5）测定POCl3含量。准确称取30.70gPOCl3产品，置于盛有60.00mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解；将水解液配成100.00mL溶液，取10.00mL溶液于锥形瓶中；加入10.00mL3.200mol/LAgNO3标准溶液，并加入少许硝基苯用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖；以Fe3+为指示剂，用0.2000mol/LKSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液，达到滴定终点时共用去10.00mLKSCN溶液。滴定终点的现象为_，用硝基苯覆盖沉淀的目的是_。反应中POCl3的百分含量为_。【答案】（1）球形冷凝管 a （2）干燥Cl2，同时作安全瓶，防止堵
4、塞 五氧化二磷(或硅胶) （3）碱石灰 POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl, SOCl2+H2O=SO2+2HCl （4）一是温度过高，PCl3会大量挥发，从而导致产量降低；二是温度过低，反应速率会变慢 （5）当最后一滴标准KSCN溶液滴入时，溶液变为红色，且半分钟不褪去 使生成的沉淀与溶液隔离，避免滴定过程中SCN-与AgCl反应 50%【分析】本题以POCl3的制备为载体，考查Cl2、SO2的实验室制备、实验条件的控制、返滴定法测定POCl3的含量。由于PCl3、POCl3、SOCl2遇水强烈水解，所以用干燥的Cl2、SO2与PCl3反应制备POCl3，则装置A、B、C、D、E、F
5、的主要作用依次是：制备Cl2、除Cl2中的HCl（g）、干燥Cl2、制备POCl3、干燥SO2、制备SO2；为防止POCl3、SOCl2水解和吸收尾气，D装置后连接盛碱石灰的干燥管。返滴定法测定POCl3含量的原理：POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl、AgNO3+HCl=AgCl+HNO3，用KSCN滴定过量的AgNO3，发生的反应为KSCN+AgNO3=AgSCN+KNO3，由消耗的KSCN计算过量的AgNO3，加入的总AgNO3减去过量的AgNO3得到与Cl-反应的AgNO3，根据Ag+Cl-=AgCl和Cl守恒计算POCl3的含量。【详解】（1）根据仪器甲构造特点，仪器甲的名称为
6、球形冷凝管。为了更充分的冷凝蒸气，冷凝管中的水应下进上出，与自来水进水管连接的接口的编号为a。（2）由于PCl3、POCl3、SOCl2遇水强烈水解，所以制备POCl3的Cl2和SO2都必须是干燥的。根据装置图和制备POCl3的原理，装置A用于制备Cl2，装置B用于除去Cl2中HCl（g），装置C用于干燥Cl2，装置F用于制备SO2，装置E用于干燥SO2，装置D制备POCl3；装置C的作用是干燥Cl2，装置C中有长直玻璃管，装置C的作用还有作安全瓶，防止堵塞。乙中试剂用于干燥SO2，SO2属于酸性氧化物，乙中试剂为五氧化二磷（或硅胶）。（3）由于SO2、Cl2有毒，污染大气，最后要有尾气吸收装
7、置；POCl3、SOCl2遇水强烈水解，在制备POCl3的装置后要连接干燥装置（防外界空气中H2O（g）进入装置D中），该装置缺陷的解决方法是在装置D的球形冷凝管后连接一个既能吸收SO2、Cl2又能吸收H2O（g）的装置，该装置中应装入的试剂是碱石灰。若没有该装置，POCl3、SOCl2发生强烈水解，反应的化学方程式为POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl、SOCl2+H2O=SO2+2HCl。（4）D中反应温度控制在6065，其原因是：温度太低，反应速率太慢；温度太高，PCl3会大量挥发（PCl3的沸点为76.1），从而导致产量降低。（5）以Fe3+为指示剂，当KSCN将过量的Ag+完全
8、沉淀时，再滴入一滴KSCN溶液与Fe3+作用，溶液变红色，滴定终点的现象为：当最后一滴标准KSCN溶液滴入时，溶液变为红色，且半分钟不褪去。硝基苯是难溶于水且密度大于水的液体，用硝基苯覆盖沉淀的目的是：使生成的沉淀与溶液隔离，避免滴定过程中SCN-与AgCl反应。n（AgNO3）过量=n（KSCN）=0.2000mol/L0.01L=0.002mol，沉淀10.00mL溶液中Cl-消耗的AgNO3物质的量为3.200mol/L0.01L-0.002mol=0.03mol，根据Ag+Cl-=AgCl和Cl守恒，样品中n（POCl3）=0.1mol，m（POCl3）=0.1mol153.5g/mo
9、l=15.35g，POCl3的百分含量为100%=50%。2.（2019东北三省三校（辽宁实验中学、东北师大附中、哈师大附中）高考联考模拟）黄钾铁矾渣经如下流程可将其转化为锰锌铁氧体：已知：黄钾铁矾渣中铁主要以形式存在，锌主要以硫酸锌()、氧化锌(ZnO)、硅酸锌()形式存在，黄钾铁矾渣的某些元素成分如下表所示：元素FeZnCuCdCaMgSi质量分数%28.98.770.370.180.370.844.63溶液用于沉淀和 Fe和Cd的金属活动性相近（1）“酸浸”后，滤渣1的主要成分为_(写化学式)；为了提高浸出率，可采取的措施有_(写出一种即可)。（2）“还原除杂”工序中，加入铁粉是为了除去
10、溶液中_、_等金属杂质离子。（3）加入沉淀时应避免过量，原因是_；若此过程中溶液搅拌时间过长，则会导致去除率偏低，原因是_。(已知：CdS的溶度积Ksp=810-27，FeS的溶度积Ksp=810-19，ZnS的溶度积Ksp=810-24)（4）写出“共沉淀工序中生成的离子反应方程式为：_。（5）锰锌铁氧体是种重要的磁性材料。测定铁氧体中ZnO的实验步骤如下：写出除锰()步骤中的离子方程式：_。准确量取25.00mL溶液A，掩蔽铁后，用二甲酚橙作指示剂，用0.0100的EDTA()标准溶液滴定其中的(反应原理为Zn2+H2Y2-=ZnY2-+2H+)；至消定终点时消耗EDTA标准溶液20.00
11、mL。通过计算确定该铁氧体中ZnO的质量分数为_。【答案】（1） 适当提高硫酸浓度、提高温度、搅拌、粉碎原料(合理即可) （2） （3）过量、会转化为FeS、ZnS沉淀，造成、损失 当搅拌时间过长时，部分Fe2+被氧化变成Fe3+，会与发生反应，使浓度下降，从而导致去除率降低；(也可是将氧化，造成浓度下降) （4）Fe2+2HCO3-=FeCO3+CO2+H2O （5） 16.20%【解析】（1）黄钾铁矾渣加入硫酸酸浸，硅酸锌与硫酸反应生成硅酸，则滤渣1为H2SiO3，为了提高浸出率，可采取的措施有适当提高硫酸浓度、提高温度、搅拌、粉碎原料；（2）根据金属活动顺序及离子氧化性强弱，离子氧化性F
12、e3+Cu2+ Fe2+；“还原除杂”工序中，加入铁粉是为了除去溶液中Fe3+、Cu2+等金属杂质离子，反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2+Cu；（3）加入沉淀时应避免过量，原因是过量、会转化为FeS、ZnS沉淀，造成、损失；若此过程中溶液搅拌时间过长，则会导致去除率偏低，原因是当搅拌时间过长时，部分Fe2+被氧化变成Fe3+，会与发生反应，使浓度下降，从而导致去除率降低；(也可是将氧化，造成浓度下降)；（4）“共沉淀工序中硫酸亚铁与碳酸氢铵反应生成、硫酸铵、二氧化碳和水，反应的离子反应方程式为：Fe2+2HCO3-=FeCO3+CO2+H2O；（5）除锰(
13、)步骤中(NH4)2S2O8将锰离子氧化生成二氧化锰而除去，反应的离子方程式：；根据反应Zn2+H2Y2-=ZnY2-+2H+可知，n(ZnO)=n(Zn2+)=n(EDTA)= 0.010020.00mL L/mL=2.0mol；该铁氧体中ZnO的质量分数为。3.（2019福建省莆田一中、四中高考模拟）工业采用氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯碳酸锰的流程如图所示：已知：菱锰矿的主要成分是MnCO3，其中含Fe、Ca、Mg、Al等元素。Al3、Fe3沉淀完全的pH分别为4.7、3.2，Mn2、Mg2开始沉淀的pH分别为8.1、9.1。焙烧过程中主要反应为MnCO32NH4ClMnCl22NH3CO2H2O。（1）结合图1、2、3，分析焙烧过程中最佳的焙烧温度、焙烧时间、分别为_、_、_。（2）对浸出液净化除杂时，需先加入MnO2将Fe2转化为Fe3，再调节溶液pH的范围为_，将Fe3和Al3变为沉淀而除去，然后加入NH4F将Ca2、Mg2变为氟化物沉淀除去。（3）“碳化结晶”步骤中，加入碳酸氢铵时反应的离子方程式为_。（4）上述流程中可循环使用的物质是_。（5）现用滴定法测定浸出液中Mn2含量。实验步骤：称取1.000 g试样，向其中加入稍过量的磷酸和硝酸，加热使反应2Mn2NO3-4PO43-2H2Mn(PO4)23NO2-H2O充分进行并除去多余的硝酸；加入稍过量的硫酸
