《2020高考化学二轮复习题型专练八工艺流程题含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高考化学二轮复习题型专练八工艺流程题含解析（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 - 题型专练 (八)工艺流程题 A组 1.(2019 宁夏银川一中二模 ) 某工厂用软锰矿 ( 主要成分是MnO 2, 含少量 Al2O3和 SiO2) 和闪锌矿 ( 主要成分是ZnS,含少量 FeS 、CuS等杂质 ) 为原料制备MnO 2和 Zn(干电池原料 ), 其简化流程如 下: 已知: 反应中所有金属元素均以离子形式存在。回答下列问题: (1) 滤渣 1 中除了 SiO2以外, 还有一种淡黄色物质 , 该物质是由MnO 2、 CuS与硫酸共热时产生的, 请写出该反应还原产物的化学式。 (2) 反应中加入适量金属锌的目的是为了回收某种金属, 请写出该反应的离子方程 式。 (3)
2、 反应中X可以是( 填字母代号 ) 。它的作用是。 a.MgOb.Zn(OH)2 c.Cu2(OH)2CO3d.MnCO3 (4) 反应中电极均是惰性电极, 写出阴极电极反应式。 (5) 已知:H2S的电离常数K1=1.010 -7 ,K2=7.010 -15 。0.1molL -1 NaHS的 pH7(填 “”“=”或“ HS -的水解常数 Kh= KW K1 = 110 -14 110 -7=10 -7 , 由于 10 -7 7.010 -15 , 故 HS - 的水解程度大于其电 离程度 , 溶液显碱性 (6)5 解析(1)MnO2、CuS与硫酸共热发生氧化还原反应生成MnSO 4、Cu
3、SO4、S 和 H2O,CuS中硫元素化 合价升高 , 氧化产物是S单质, 锰元素由 +4 价降低为 +2 价, 还原产物是MnSO4; (2) 根据流程图 , 反应中加入适量金属锌可以置换出金属铜, 反应的离子方程式是 Cu 2+Zn Cu+Zn 2+; (3) 根据流程图 , 反应中加入X的目的是增大溶液的pH使 Fe 3+和 Al3+转化为氢氧化物沉 淀; 加入 MgO会引入杂质Mg 2+, 故不选 a; 若加入 Zn(OH) 2, 能调节 pH且不引入杂质 ; 加入 Cu2(OH)2CO3会引入杂质Cu 2+, 故不选 c; 若加入 MnCO 3, 能调节 pH且不引入杂质 , 故选b
4、d。 (4) 反应中 , 阴极发生还原反应生成金属锌, 阴极电极反应式是Zn 2+2e- Zn; (5)NaHS 溶液中 HS -既能水解又能电离 ,HS- 的电离常数是7.0 10 -15 ,HS - 的水解常数是 KW K1 = 10-14 1.010 -7=1.010 -7 K2=7.010 -15 , 即 HS -在溶液中水解大于电离 , 溶液呈碱性 ,pH7; - 2 - (6) 向含有 0.020molL -1 Mn 2+废水通入 H2S,Mn 2+开始沉淀时, c(S 2-)=Ksp(MnS) c(Mn 2+)= 1.410 -15 0.02 molL -1 =710 -14 m
5、olL -1 , 此时 HS - 浓度为 1.0 10 -4 molL -1, 根据 K2= c(H +)c(S2- ) c(HS - ) =7.010 -15 ,c(H +)=7.010 -15110-4 710 -14molL -1 =110 -5 molL -1, 所以 a=5。 2.(2019 河南中原名校第一次联考) 重铬酸钠是一种用途极广的氧化剂, 工业上可以用铬铁 矿 主要成分Fe(CrO2)2( 或写成 FeO Cr2O3), 还含有 Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质 制备, 同时还可 回收 Cr。其主要工艺流程如图所示: 已知部分物质的溶解度曲线如图1 所示。 请回答下
6、列问题: (1) 煅烧生成Na2CrO4的化学方程式为 。 (2) 煅烧后的浸出液中除了含有NaOH 、Na2CO3、 Na2CrO4外, 还含有( 填化学式 ) 。 (3) 调节溶液pH所选的试剂为( 填名称 ) 。 (4) 操作 a 的实验步骤为。 (5) 加入 Na2S溶液后 , 反应使硫元素全部以S2O 3 2- 的形式存在 , 写出生成Cr(OH)3的离子方程 式。 (6) 采用石墨电极电解Na2CrO4溶液制备 Na2Cr2O7, 其原理如图2 所示。 写出电极b 的电极反应方程式:。 测定阳极液中Na元素和 Cr 元素的含量 , 若 Na元素与 Cr 元素的物质的量之比为n, 则
7、此时 Na2CrO4的转化率为。 (7) 根据有关国家标准 , 含CrO 4 2- 的废水要经化学处理使其浓度降至5.0 10 -7 molL -1 以下才能 排放。可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀Ksp(BaCrO4)=1.2 10 -10 , 再加入硫酸处理多余 的 Ba 2+的方法处理废水。加入可溶性钡盐后 , 废水中Ba 2+的浓度应不小于 molL -1 , 废 水处理后方能达到国家排放标准。 答案(1)4Fe(CrO 2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 (2)Na2SiO3、NaAlO2 (3) 稀硫酸 (4) 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
8、(5)23H2O+6S 2- +8CrO 4 2- 8Cr(OH)3+3S2O 3 2- +22OH - (6) 2H2O-4e - O2+4H + (2-n) 100% (7)2.4 10 -4 - 3 - 解析(1) 铬铁矿主要成分Fe(CrO2)2, 还含有 Al2O3、Fe2O3、 SiO2等杂质 , 加入纯碱和空气高温煅烧 生成 Na2CrO4的化学方程式为 :4Fe(CrO 2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2。 (2) 根据调节pH后产生滤渣Al(OH)3和 H2SiO3可知, 加入纯碱和空气高温煅烧后再加水过 滤, 浸出液中除了含有NaOH 、
9、Na2CO 3、Na2CrO4外应该还含有Na2SiO3、NaAlO2。 (3) 根据酸化后的产物中有Na2SO4, 可知调节溶液pH所选的试剂为稀硫酸。 (4) 溶液通过操作a 后分离为溶液a 和固体 a 两部分 , 从溶液a 可以提取重铬酸钠晶体 , 则 固体 a 为硫酸钠晶体。根据溶解度曲线, 硫酸钠的溶解度在较高温度下较小, 在较低温度下也 较小, 故可以蒸发浓缩得到硫酸钠的饱和溶液, 再降温结晶析出硫酸钠晶体, 所以操作a 为蒸发 浓缩、冷却结晶、过滤。 (5) 含 Na2CrO4的滤液加入 Na2S溶液后 , 硫元素全部以S2O 3 2- 的形式存在 ,CrO 4 2- 转化成 C
10、r(OH)3, 反应的离子方程式为23H2O+6S 2- +8CrO 4 2- 8Cr(OH)3+3S2O 3 2- +22OH - 。 (6) 根据电池的正负极确定电解池b 为阳极 , 电极反应式为 :2H 2O-4e - O2+4H +。 电解制备Na2Cr2O7过程的总反应方程式为2Na2CrO4+3H2ONa2Cr2O7+2NaOH+2H2+O2, 设加入反应容器内的Na2CrO4为 1 mol, 反应过程中有xmol Na2CrO4转化为 Na2Cr2O7, 则阳极区 剩余 Na2CrO4为(1-x)mol, 对应的n(Na)=2(1-x)mol, 生成的 Na2Cr2O7为 x 2
11、 mol, 对应的n(Na)=x mol,n(Cr)=xmol, 根据:Na 与 Cr 的物质的量之比为n, 计算得出x=(2-n)mol, 转化率为 2- n 1 100%=(2-n) 100%; (7) 国家标准含CrO 4 2- 的废水要经化学处理 , 使其浓度降至5.0 10 -7 molL -1 以下才能排放, 所以c(Ba 2+)=Ksp(BaCrO4) c(CrO4 2- ) = 1.210 -10 5.010 -7 molL -1 =2.410 -4 molL -1 。 3.(2019 广东揭阳二模 ) 无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。 (1) 氯化铝水溶液呈性, 原因是 (
12、 用离子方程式表 示); 把 AlCl 3溶液蒸干 , 灼烧, 最后得到的主要固体产 物是。 (2) 工业上用铝土矿 ( 主要成分为Al2O3, 含有 Fe2O3、SiO2等杂质 ) 制取无水氯化铝的一种工艺流 程示意如下: 已知: 物 质 SiCl 4AlCl3FeCl3FeCl2 沸 点 / 57.6 180(升 华) 300(升 华) 1 023 步骤中焙烧使固体中水分挥发、气孔数目增多, 其作用是( 只要求 写出一种 ) 。 - 4 - 步骤中若不通入氯气和氧气, 则反应生成相对原子质量比硅大的单质是。 已知: Al2O3(s)+3C(s)2Al(s)+3CO(g) H1=+1 344
13、.1kJmol -1 2AlCl3(g)2Al(s)+3Cl 2(g) H2=+1 169.2kJmol -1 由 Al2O3、C 和 Cl2反应生成AlCl 3的热化学方程式 为。 步骤经冷却至室温后, 气体用足量的NaOH 冷溶液吸收 , 生成的盐主要有3 种, 其化学式分 别为、。 结合流程及相关数据分析, 步骤中加入铝粉的目的是。 答案(1) 酸Al 3+3H 2OAl(OH)3+3H + Al2O3 (2) 防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大与Cl2、O2的接触面积 , 增大反应速率Fe 或铁Al2O3(s)+3C(s)+3Cl 2(g)2AlCl3(g)+3CO(g)H=+17
14、4.9 kJ mol -1 NaCl NaClONa2CO3除去 FeCl3, 提高 AlCl 3纯度 解析(1)AlCl 3为强酸弱碱盐 ,Al 3+水解使溶液呈酸性 , 水解离子方程式为 Al 3+3H 2OAl(OH)3+3H +。将 AlCl 3溶液蒸干 , 由于HCl 具有挥发性 , 从溶液中逸出 , 促进Al 3+的 水解, 最终 Al 3+完全水解生成 Al(OH)3, 经过蒸干、灼烧 ,Al(OH)3分解生成Al2O3。 (2) 步骤中焙烧使固体水分挥发、物质中没有水 , 可以防止后续步骤生成的AlCl3水解; 同时使固体中气孔数目增多, 使得固体物质表面积增大, 增大后续化学
15、反应速率。 步骤如果不通入氯气和氧气, 铝土矿粉中的Al2O3、Fe2O3、SiO2会与 C发生置换反应, 得到 Al、Fe、Si, 相对原子质量比硅大的单质是Fe。 将两个反应编号为反应、反应, 应用盖斯定律 , 将反应 - 反应 , 可以得到目标热 化学方程式Al2O3(s)+3C(s)+3Cl 2(g)2AlCl3(g)+3CO(g)H=+1 344.1kJ mol -1 -(+1 169.2kJmol -1 )=+174.9kJ mol -1 。则热化学方程式为 Al2O3(s)+3C(s)+3Cl 2(g)2AlCl3(g)+3CO(g)H=+174.9kJ mol -1 。 尾气中
16、含Cl2、 O2、CO2、 SiCl 4等, 冷却至室温后的气体中含Cl2、O2、CO2, 气体用足量NaOH 冷溶液吸收 , 氯气与足量的NaOH冷溶液的反应为 :Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,CO2与足量的 NaOH 冷溶液的反应为 :CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,所以 3 种钠盐分别为NaCl、NaClO 、Na2CO3。 步骤中生成了FeCl3, 根据表中的数据 , 在氯化铝的粗品中含有FeCl3杂质, 加入 Al 可 以与 FeCl3反应置换出铁 , 生成AlCl3, 提高 AlCl3的纯度。 4.(2019 山东泰安二模 ) 六水合高氯酸铜 Cu(ClO 4)26H2O是一种易溶于水的蓝色晶体, 常用 作助燃剂。以食盐等为原料制备高氯酸铜晶体的一种工艺流程如下: 回答下列问题: (1)Cu2(OH)2CO3在物质类别上属于( 填序号 ) 。 A.碱 B.盐 C.碱性氧化物 (2) 发生“电解”时所用的是( 填“阳离子”或“阴离子”) 交换膜。 - 5 - (3) 歧化反应是同一种物质中同种元素自身的氧化还原反应, 已知上述工
