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1、温馨提示：此套题为 Word 版，请按住 Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭 Word 文档返回原板块。题型强化卷题型强化卷( (二二) )无机化工生产流程题的突破方法无机化工生产流程题的突破方法考题体验组考题体验组(20(20 分钟分钟 3030 分分) )1.(8 分)(2013南京、盐城期末)MgSO47H2O 在医药上常用作泻药,工业上可用氯碱工业中的一次盐泥为原料生产。已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分。其主要工艺如下:请回答下列问题:(1)用 H2SO4调节溶液 pH 至 12,H2SO4的作用是 。(2)加 NaClO 溶液至
2、pH 为 56 并加热煮沸 5 分钟10 分钟,沉淀 2 中主要含有MnO2和另外两种难溶物,这两种难溶物的化学式分别为 、 ;其中 NaClO 溶液将 MnSO4转化为 MnO2的离子方程式为 。(3)检验滤液中是否含有 Fe3+的实验方法是 。(4)“操作 X”是将溶液 、 、过滤洗涤,即得到 MgSO47H2O 晶体。2.(10 分)(2013连云港一模)碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3是一种用途广泛的化工原料。工业上可用电子工业中刻蚀线路板的酸性废液(主要成分有FeCl3、CuCl2、FeCl2)制备,其制备过程如下:查阅资料知,通过调节溶液的酸碱性可使 Cu2+、F、F生成沉淀的 p
3、H2 +3 +如下:物质Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀 pH4.77.51.4沉淀完全 pH6.7143.7(1)氯酸钠的作用是 。(2)调节反应 A 所得溶液的 pH 范围为 ,可以选择的试剂是 (填序号)。a.氨水 b.硫酸铜 c.氢氧化铜 d.碱式碳酸铜(3)反应 B 的温度要控制在 60左右,且保持恒温,可采用的加热方法是 ;若温度过高,所得蓝绿色沉淀中会有黑色固体出现,黑色固体可能是 。(4)已知滤液中含有碳酸氢钠,写出生成碱式碳酸铜的离子方程式: 。(5)过滤得到的产品洗涤时,如何判断产品已经洗净。3.(12 分)(2013广州质检)实验室里用硫酸厂烧渣(主要成
4、分为铁的氧化物及少量 FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO47H2O),其过程如下:(1)过程中,FeS 和 O2、H2SO4反应的化学方程式为 。(2)过程中产生的尾气会对大气造成污染,可选用下列试剂中的 吸收。a.浓硫酸 b.蒸馏水c.NaOH 溶液d.浓硝酸(3)过程中,需要加入的物质名称是 。(4)过程的实验操作是 。(5)过程中,将溶液 Z 加热到 7080,目的是 。(6)实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验。用分析天平称取样品 2.700 g;将样品溶于足量盐酸后,加入足量的氯化钡溶液;过滤、洗涤、干燥、称量,得固体质量为 3
5、.495 g。若该聚铁主要成分为Fe(OH)SO4n,则该聚铁中铁元素的质量分数为 。新题预测组新题预测组(20(20 分钟分钟 3030 分分) )1.(6 分)活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下:一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的 pH 见下表:沉淀物Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Fe(OH)2pH3.76.78.09.7(1)“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒,目的是 。(2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有 Zn2+、S,还含有 Fe2+、Cu2+等杂质。2 4先加入 (填“Na2CO3”或“H2SO4”)调节溶液
6、的 pH 至 5.4,然后加入适量 KMnO4,Fe2+转化为 Fe(OH)3,同时 KMnO4转化为 MnO2。经检测溶液中 Fe2+的浓度为 0.009 molL-1,则每升溶液中至少应加入 molKMnO4。(3)杂质 Cu2+可利用置换反应除去,应选择的物质是 。(4)“沉淀”得到 ZnCO32Zn(OH)2H2O,“煅烧”在 450500下进行,“煅烧”反应的化学方程式为 。2.(12 分)工业碳酸钠(纯度约为 98%)中含有 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl、S等杂24质,提纯工艺线路如下:.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:.有关物质的溶度积如下:物质CaCO3
7、MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.9610-96.8210-64.6810-65.6110-122.6410-39回答下列问题:(1)加入 NaOH 溶液时发生的离子方程式为 ;向含有 Mg2+、Fe3+的溶液中滴加 NaOH 溶液,当两种沉淀共存且溶液的 pH=8 时,c(Mg2+)c(Fe3+)= 。(2)“趁热过滤”时的温度应控制在 。(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行? ,并说明理由 。3.(12 分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌
8、。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:已知:NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO23H2O;纯 ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到 10%以下较安全;HClO2可看成是强酸。(1)160 gL-1NaOH 溶液的物质的量浓度为 ,若要计算该溶液溶质的质量分数,还需要的一个条件是 。(2)在发生器中鼓入空气的作用可能是 (填序号)。A.将 SO2氧化成 SO3,增强酸性B.稀释 ClO2以防止爆炸C.将 NaClO3氧化成 ClO2(3)吸收塔内的反应的化学方程式为 ,吸收塔的温度不能超过 20,其目的是防止 H2O2分解,写出 H2O2分解的化
9、学方程式: 。(4)在碱性溶液中 NaClO2比较稳定,所以吸收塔中应维持 NaOH 稍过量,判断NaOH 是否过量的简单的实验方法是 。(5)吸收塔中为防止 NaClO2被还原成 NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外,还可以选择的还原剂是 (填序号)。A.Na2O2 B.Na2S C.FeCl2 D.PbO(悬浊液)(6)从滤液中得到 NaClO23H2O 粗晶体的实验操作依次是 (填序号)。A.蒸馏 B.蒸发 C.灼烧 D.过滤 E.冷却结晶要得到更纯的 NaClO23H2O 晶体必须进行的操作是 (填操作名称)。答案解析答案解析考题体验组1.【解析】(1)通过加入硫酸可以使一
10、次盐泥中的镁、铁、铝、锰转化为可溶的硫酸盐,同时生成 CaSO4和 H2SiO3沉淀而除去。(2)ClO-具有强氧化性,将 Mn2+转化为 MnO2。其反应离子方程式为Mn2+ClO-+H2O=MnO2+Cl-+2H+。同时将 Fe2+转化为 Fe3+,其反应离子方程式为 2Fe2+ClO-+2H+=2Fe3+Cl-+H2O,调节溶液的 pH 使Fe(OH)3(完全沉淀 pH3.2)、Al(OH)3沉淀(完全沉淀 pH3.2),分离出来。(3)利用 Fe3+与 SCN-形成特征颜色变化,或与苯酚显紫色等,现象明显,灵敏度高,可检验 Fe3+。(4)对滤液蒸发浓缩,得到高浓度的 MgSO4溶液,
11、然后经冷却结晶即可得到MgSO47H2O 晶体。答案:(1)将一次盐泥中的碳酸盐和硅酸盐转化为可溶性的硫酸盐,同时生成硫酸钙和硅酸沉淀而除去(2)Al(OH)3 Fe(OH)3Mn2+H2O+ClO-=MnO2+Cl-+2H+(3)取滤液1 mL2 mL 于试管中,加入少量的 KSCN 溶液,若不显红色,证明滤液中无 Fe3+(4)蒸发浓缩 冷却结晶2.【解析】(1)题中要除去 Fe2+、Fe3+杂质,必须先将 Fe2+转变为 Fe3+,再调节pH,故 NaClO3的作用是将 Fe2+转变为 Fe3+。(2)要将 Fe3+完全沉淀,但不能将 Cu2+沉淀,故 pH 应在 3.74.7。除杂时,
12、不能引入新的杂质,同时促进 Fe3+的水解,故应选 c、d。(3)控制反应温度在 100以下,可采用水浴加热法。碱式碳酸铜受热易分解成黑色的 CuO。(4)由信息知,反应物中有 Cu2+、C,生成物中有碱式碳酸铜,再根据原子守恒O2 3和电荷守恒,反应的离子方程式为 2Cu2+3C+2H2O=Cu2(OH)O2 32CO3+2HC。O 3(5)沉淀上会吸附 Na+、Cl-等,故可检验 Cl-。注意一定要强调“最后一次” 。答案:(1)将 Fe2+氧化为 Fe3+ (2)3.74.7 c、d(3)水浴加热 CuO(4)2Cu2+3C+2H2O=Cu2(OH)2CO3+2HCO2 3O 3(5)取
13、最后一次洗涤液,加入硝酸银、稀硝酸溶液,无沉淀产生则表明已洗净3.【解析】(1)根据固体 W 的成分中存在 S,推出 FeS 和 O2、H2SO4发生氧化还原反应,FeS 作还原剂,O2作氧化剂,产物有 Fe2(SO4)3、S、H2O。(2)污染物是 SO2,用碱液吸收。(3)溶液 X 中的铁是 Fe3+,绿矾中的铁为 Fe2+,故应加入铁粉,将 Fe3+还原为Fe2+。(4)将滤液进行蒸发浓缩,待有大量晶体析出时,冷却结晶,然后过滤,并洗涤沉淀。(5)温度过低水解程度低,升高温度促进 Fe3+的水解,过高温度不利于聚铁的形成。(6)得到的沉淀是 BaSO4,n(BaSO4)=0.015 mo
14、l,根据聚铁主要3.495 233 1成分为Fe(OH)SO4n,推出 n(Fe3+)=0.015 mol,则 m(Fe3+)=0.84 g,铁元素的质量分数:w(Fe)=(0.84 g/2.700 g)100%=31.11%。答案:(1)4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+6H2O+4S(2)c (3)铁粉(4)蒸发(浓缩)、(冷却)结晶、过滤、洗涤(5)促进 Fe3+的水解 (6)31.11%新题预测组1.【解析】(1)工业上通常将原料粉碎来加快反应速率;(2)只有加入碳酸钠才能使 pH 升高;锰元素的化合价经反应后改变三价,所以消耗的物质的量应为 Fe2+的 1/3;(3)要除去铜离子且不引入杂质离子,只能使用锌粉;(4)最终要得到的是纯净的氧化锌,所以煅烧的最终产物应是氧化锌
