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1、专题突破训练(二)化学工艺流程试题的突破方略1(2016全国卷，T26节选)过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题： 【导学号：95160088】过氧化钙的制备CaCO3滤液 过滤,白色结晶(1)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈_性(填“酸” “碱”或“中”)。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_。(2)步骤中反应的化学方程式为_，该反应需要在冰浴下进行，原因是_。(3)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_。(4)制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧
2、后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_，产品的缺点是_。【解析】(1)步骤中逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，该固体为CaCO3，溶液中含有CaCl2，由于溶解了生成的CO2，溶液呈弱酸性。将溶液煮沸，可排出溶解的CO2，防止与后续加入的氨水及生成的CaO2反应。(2)滤液中含有CaCl2，加入氨水和双氧水在冰浴条件下反应，经过滤得到白色晶体(CaO2)，结合元素守恒推知步骤中反应还生成NH4Cl和H2O，化学方程式为CaCl22NH3H2OH2O26H2O=CaO28H2O2NH4Cl或CaCl22NH3H2OH2O2=CaO22NH4Cl2H2O。H2
3、O2不稳定，受热易分解生成H2O和O2，故该反应在冰浴条件下进行，其目的是防止H2O2受热分解。(3)过氧化钙微溶于水，能溶于酸，白色结晶(CaO2)可依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面水分。(4)将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。与第一种方法相比，其优点是工艺简单、操作方便；产品的缺点是纯度较低。【答案】(1)酸除去溶液中的CO2(2)CaCl22NH3H2OH2O26H2O=CaO28H2O2NH4Cl或CaCl22NH3H2OH2O2=CaO22NH4Cl2H2O温度过高时双氧水易分解(3)去除结晶表面水分(4)工艺简单、操作方便纯度较
4、低2(2018长郡中学学生选拔考试)某工厂对工业污泥中的铬元素回收与再利用的工艺如图(已知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3，其次是少量的Fe2、Fe3、Al3、Ca2、Mg2)：部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示：阳离子Fe3Fe2Mg2Al3Cr3开始沉淀时的pH1.97沉淀完全时的pH3.2911.189(9溶解)(1)实验室用98%(密度为1.84 gcm3)的浓硫酸配制200 mL 4.8 molL1的硫酸溶液，配制时需要量取98%的浓硫酸的体积为_mL(保留小数点后一位小数)，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外，还需_。(2)过滤操作时，需要对沉淀进行洗涤，洗
5、涤沉淀的方法是_。(3)加入H2O2的作用一方面是氧化3价Cr使之转变成6价Cr(CrO或Cr2O)，以便于与杂质离子分离；另一方面是_。(用离子方程式表示)(4)调节溶液的pH8除去的杂质离子是_。(5)钠离子交换树脂的原理为MnnNaRMRnnNa，被交换的杂质离子是_。(6)通SO2气体时，还原过程发生以下反应(填写缺项物质并配平)：_Na2Cr2O7_SO2_=_Cr(OH)(H2O)5SO4_Na2SO4。【解析】(1)由于实验室中没有200 mL的容量瓶，故配制200 mL 4.8 molL1的硫酸溶液时需要用250 mL的容量瓶，根据题中数据可求出浓硫酸的物质的量浓度为 molL
6、118.4 molL1，设配制该硫酸溶液时需要量取的浓硫酸的体积为V，则18.4 molL1V4.8 molL1250 mL，解得V65.2 mL。(3)加入H2O2不仅能氧化Cr3，还能将Fe2氧化成Fe3：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(4)根据表格中数据可知当调节溶液的pH8时，Al3和Fe3均完全转化成沉淀除去。(5)根据硫酸浸取液中含有Cr3、Fe2、Fe3、Al3、Ca2、Mg2及题给流程图可知，被交换的杂质离子应为Ca2和Mg2。(6)根据得失电子守恒和原子守恒可配平该反应的化学方程式。【答案】(1)65.2250 mL容量瓶、胶头滴管(2)沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水，
7、至刚好浸没沉淀物，等蒸馏水自然流尽后，再重复操作23次(3)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O(4)Fe3、Al3(5)Ca2、Mg2(6)1311H2O213(2013全国卷)氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌含有Fe2、Mn2、Ni2等杂质的流程如下：工业ZnO浸出液滤液滤液 滤饼ZnO提示：在本实验条件下，Ni2不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。回答下列问题： 【导学号：95160089】(1)反应中除掉的杂质离子是 _，发生反应的离子方程式为_；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是_。(2)反应的反应类型为_，过滤得到的滤渣中，除了过
8、量的锌外还有_。(3)反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是_。(4)反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g，则x等于_。【解析】从分析整个流程图入手，明确每步发生的反应，从而解决相关问题。(1)在反应中，通过调节溶液的pH，高锰酸钾能将溶液中的Fe2氧化为Fe3，将Mn2氧化为MnO2而除去；若开始溶液的pH过低，Fe2、Mn2将很难生成沉淀而除去。(2)第一次过滤后的滤液中含有的阳离子有Zn2、Ni2、H等，加入锌后可将Ni置换出来，故滤渣中还含有金属镍。(3)反应生成的沉淀为ZnCO3，同时生成Na2SO4，
9、若沉淀未洗涤干净，洗涤液中应含有SO和Na，故只要对洗涤液中是否含有SO进行检验即可。(4)煅烧过程中ZnCO3、Zn(OH)2均发生分解反应生成ZnO，根据关系式ZnCO3xZn(OH)2(x1)ZnO，可得，故x1。【答案】(1)Fe2和Mn2MnO3Fe27H2O=3Fe(OH)3MnO25H，2MnO3Mn22H2O=5MnO24H铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质(2)置换反应镍(3)取少量水洗液于试管中，滴入12滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净(4)14合成氨是将空气变成“面包”的反应。某合成氨厂为了综合利用另一生产过程中的副产品
10、CaSO4，设计了以下制备(NH4)2SO4的工艺流程： 【导学号：95160090】(1)煤的气化是生产合成氨原料气的重要方法，若a g焦炭与足量水蒸气反应，放出Q kJ的热量，则该反应的热化学方程式为_。(2)合成氨反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0。在实际生产中，为了提高氢气的转化率而采取的措施是_(填序号)。A降低温度B升高温度C增大压强D减小压强E及时移出氨(3)沉淀池中生成了碳酸钙，该反应能够发生的原因是_。(4)提纯滤液以获得(NH4)2SO4晶体，必要的操作步骤是_(填序号)。A萃取B蒸发浓缩C冷却结晶D蒸馏(5)该生产过程中可以循环使用的物质X是_(填化学式)。【
11、解析】(1)a g焦炭与足量水蒸气反应，放出Q kJ的热量，则12 g焦炭完全反应放出的热量是 kJ。(2)提高氢气的转化率即要使平衡正向移动，该反应是气体体积减小的放热反应，则增大压强可以提高氢气的转化率，移去生成物也可以，但不能降低温度，因为实际生产中要考虑催化剂的催化效果。(3)NH3和CO2通入溶液中可以生成(NH4)2CO3，而CaSO4微溶，CaCO3难溶，所以CaSO4可转化为CaCO3。(4)(NH4)2SO4易溶于水，从其盐溶液中分离出(NH4)2SO4的方法是蒸发结晶。(5)沉淀池中的CaCO3经过高温煅烧后得到生石灰和CO2，CO2可循环使用。【答案】(1)C(s)H2O
12、(g)=CO(g)H2(g)H kJmol1(2)CE(3)生成的CaCO3溶解度小于CaSO4，有利于反应向正反应方向进行 (4)BC(5)CO25过氧化钙(CaO2)难溶于水，常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧气，因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面。如图所示是以大理石(主要杂质是氧化铁)为原料制取过氧化钙(CaO2)的流程。生成氢氧化物的pH： 难溶电解质溶度积Ksp开始沉淀时pH沉淀完全时pHFe(OH)21.301033 mol3L37.69.6Fe(OH)32.641039 mol4L -41.53.2请回答下列问题： 【导学号：95160091】(1)操作应包括下列操作中的_(填字母)。A溶解B过滤C蒸馏D分液E蒸发结晶(2)用氨水调节pH至89的目的：_。(3)若测得滤液C中c(CO)103 molL1
