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1、十三、化学与技术1(2013高考新课标全国卷)化学选修2：化学与技术草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下： 回答下列问题：(1) CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为_、_。(2)该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作的滤液是_，滤渣是_；过滤操作的滤液是_和_，滤渣是_。(3)工艺过程中和的目的是_。(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是_。(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250 g溶于水，用0.0
2、50 0 molL1的酸性KMnO4溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00 mL, 反应的离子方程式为_；列式计算该成品的纯度：_。解析：以工艺流程为载体分析各步转化的反应实质，反应产物判断，实验操作的目的，试剂选择的原则，滴定实验的计算应用。(1)依据反应物和生成物组成，结合质量守恒定律，配平书写化学方程式。CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠，反应的化学方程式为CONaOHHCOONa；甲酸钠加热脱氢生成草酸钠，需要2 mol甲酸钠去氢生成，反应的化学方程式为2HCOONa Na2C2O4H2。(2)依据流程图分析，草酸钠钙化是加入Ca(OH)2，反应生成草酸钙沉淀和氢氧
3、化钠，过滤的目的是分离沉淀草酸钙和溶液氢氧化钠，滤液是NaOH溶液，滤渣是CaC2O4；过滤的目的是将过滤得到的CaC2O4用H2SO4酸化溶解，发生反应CaC2O4H2SO4=CaSO4H2C2O4，CaSO4微溶于水，SO浓度较大，沉淀转化生成CaSO4，过滤得到的滤液是H2C2O4溶液和过量的H2SO4溶液。(3)根据流程转化图分析可知，步骤把得到的NaOH溶液浓缩后循环利用制备甲酸钠；步骤是把滤液中过量的H2SO4分离出来循环利用，减小污染，降低成本。(4)甲酸钠脱氢后得到的是草酸钠，直接用硫酸酸化，发生反应Na2C2O4H2SO4=Na2SO4H2C2O4，溶液结晶过程中草酸晶体中会
4、引入杂质Na2SO4。(5)草酸溶于水形成草酸溶液，用酸性KMnO4溶液滴定，发生氧化还原反应，草酸被氧化为CO2，KMnO4被还原为Mn2，依据电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平反应的离子方程式为5C2O2MnO16H=2Mn28H2O10CO2，依据反应的定量关系：5H2C2O42MnO52 n(H2C2O4)0.015 L0.050 0 molL1n(H2C2O4)成品的纯度100%94.5%。答案：(1)CONaOHHCOONa2HCOONaNa2C2O4H2(2)NaOH溶液CaC2O4H2C2O4溶液H2SO4溶液CaSO4(3)分别循环利用氢氧化钠和硫酸(降低成本)，减小污染(4)
5、Na2SO4(5)5C2O2MnO16H=2Mn28H2O10CO2100%94.5%2(2013高考山东卷) 化学化学与技术废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：(1)电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为_。(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是_。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的_。(3)溶液的主要成分是_。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是_。(4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为_。解析：(1)HCl溶液
6、为电解液，阴极上溶液中阳离子H发生还原反应，电极反应式为2H2eH2。(2)废旧刀具电解时，得到WC固体，阳极上Fe、Co发生氧化反应，生成Fe2、Co2，进入电解液。电解液中加入H2O2可将Fe2氧化成Fe3，通入NH3后析出Fe(OH)3沉淀，过滤所得滤饼的主要成分为Fe(OH)3。滤饼洗涤液中含有Co2，回收洗涤液的目的是回收利用Co2(或Co)。(3)加入(NH4)2C2O4溶液后发生反应：CoCl2(NH4)2C2O4=CoC2O42NH4Cl，溶液中主要含有NH4Cl，若CoC2O4洗涤不充分，加热过程中，NH4Cl发生分解产生NH3和HCl气体。(4)H2与Co2O3发生氧化还原
7、反应，生成Co和H2O，反应的化学方程式为3H2Co2O3=2Co3H2O。答案：(1)2H2eH2(2)Fe(OH)3Co2(或Co)(3)NH4Cl焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl(4)3H2Co2O3=2Co3H2O3(2013高考浙江自选模块)化学与技术电石浆是氯碱工业中的一种废弃物，其大致组成如下表所示：用电石浆可生产无水CaCl2，某化工厂设计了以下工艺流程：已知氯化钙晶体的化学式是CaCl26H2O；H2S是一种酸性气体，且具有还原性。(1)反应器中加入的酸应选用_。(2)脱色槽中应加入的物质X是_；设备A的作用是_；设备B的名称为_；设备C的作用是_。(3)为了满足环保要
8、求，需将废气H2S通入吸收池，下列物质中最适合作为吸收剂的是_。A水B浓硫酸C石灰乳D硝酸(4)将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是_。解析：分析电石浆中所含成分的性质，结合工艺流程图进行分析、解决问题。(1)该工艺的目的是用电石浆生产无水CaCl2，为防止引入杂质阴离子，可向电石浆中加入盐酸，溶解其中的CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaS等物质。(2)沉降池中加入石灰乳，可将Al3、Fe3、Mg2沉淀。脱色槽的作用是对过滤器中所得滤液进行脱色，可选用吸附性能较强的活性炭。滤液在设备A中进行蒸发浓缩，在结晶池中降温结晶，然后在设备B中进行过滤，得到氯化钙晶体，最后在设备C中脱水
9、干燥，得到无水CaCl2。(3)H2S气体在水中的溶解度不大，与浓硫酸反应易产生污染性气体SO2，与硝酸反应易产生污染性气体NO2或NO，这些物质都不能作为H2S的吸收剂。H2S气体被石灰乳吸收，且石灰乳的价格较低。(4)设备B中的母液含有CaCl2等物质，对母液进行回收利用，可以提高经济效益，同时降低废弃物的排放量，有助于保护环境。答案：(1)盐酸(2)活性炭蒸发浓缩达滤器脱水干燥(3)C(4)对母液回收利用，降低废弃物排放量，提高经济效益C29C91AFE4CED1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C
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