（福建专用）高三化学 题型强化卷（二） 无机化工生产流程题的突破方法（含解析）.doc

无机化工生产流程题的突破方法【考题体验组】(20分钟30分)1.(8分)(2013龙岩一模)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ph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)实验室里用硫酸厂烧渣(主要成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3.495 g。若该聚铁主要成分为n,则该聚铁中铁元素的质量分数为。【新题预测组】 (20分钟30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。先加入(填“na2co3”或“h2so4”)调节溶液的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 mol kmno4。(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caco3mgco3ca(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。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.na2o2b.na2sc.fecl2d.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【考题体验组】1.【解析】(1)通过加入硫酸可以使一次盐泥中的镁、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,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)3fe(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,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,再根据原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式为2cu2+3c+2h2o=cu2(oh)2co3+2hc。(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)3.74.7c、d(3)水浴加热cuo(4)2cu2+3c+2h2o=cu2(oh)2co3+2hc(5)取最后一次洗涤液,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 mol,根据聚铁主要成分为n,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。答案：(1)增大固液接触面积,加快溶解时的反应速率(2)na2co30.003(3)锌粉(4)znco32zn(oh)2h2o3zno+co2+3h2o2.【解析】(1)根据溶度积可以判断加入氢氧化钠后fe3+和mg2+生成沉淀;根据两者的溶度积可计算出ph=8时c(mg2+)=5.61 moll1,c(fe3+)=2.6410-21moll-1,即可求出两者的比值。(2)“趁热过滤”主要是防止碳酸钠晶体的损失,所以温度不能低于36。(3)母液中不完全是有用成分,要考虑到其他离子对工艺的影响。答案：(1)fe3+3oh-=fe(oh)3,mgco3+2oh-=mg(oh)2+c,mg2+2oh-=mg(oh)22.1251021(2)高于36(3)不可行若“母液”循环使用,则溶液中c(cl-)和c(s)增大,最后所得产物na2co3会混有杂质3.【解析】(1)160 gl-1naoh溶液表示的是1 l溶液中含有naoh的质量是160 g,naoh的物质的量是4 mol,所以此溶液的物质的量浓度是4 moll-1,若要计算该溶液溶质的质量分数,需要知道溶液的质量,所以还需要的条件是溶液的密度。(2)根据题给信息,纯clo2易分解爆炸,由此可判断发生器中鼓入空气的作用是稀释clo2以防止爆炸。(3)通过吸收塔内的反应制备naclo2,clo2是氧化剂,h2o2是还原剂,相应的氧化产物应是氧气,同时参加反应的还有naoh,此反应的化学方程式应为2naoh+2clo2+h2o2=2naclo2+2h2o+o2;h2o2分解的化学方程式为2h2o22h2o+o2。(4)判断naoh是否过量可以采用测定溶液ph的方法。(5)本实验的目的是制备纯净的亚氯酸钠(naclo2),制备过程中选取的还原剂不能引入杂质,h2o2相应的产物是h2o和氧气,没有引入