【三维设计】（江苏专用）高考化学大一轮复习 “无机化工流程题”的解题策略课时跟踪监测试题(1).doc

热点专题专练(一)“无机化工流程题”的解题策略1(2014盐城摸底考试)利用磷肥厂的副产品氟硅酸生产冰晶石晶体，既充分利用资源又提高经济效益，其部分工艺流程如下：氟硅酸(1)冰晶石用途之一是_(选填序号：a.炼钢b.电冶铝c.冶镁 )工业作助熔剂。(2)制取nh4f反应器材质适宜是_(选填序号：a.聚四氟乙烯b玻璃c陶瓷)，过滤1所得滤渣的成分为_(填化学式)。(3)图中的废气经吸收可循环利用，该气体是_(填化学式)，含氟废水可用石灰处理生成难溶caf2，其溶度积常数表达式为ksp(caf2)_。(4)冰晶石能在碱溶液中分解，写出冰晶石与足量氢氧化钠溶液反应生成两种钠盐的化学方程式_。2四氯化钛(ticl4)是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是fetio3)制备ticl4等产品的一种工艺流程示意图如下：回答下列问题：(1)往中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：2fe3fe=3fe22tio2(无色)fe4h=2ti3(紫色)fe22h2oti3(紫色)fe3h2o=tio2(无色)fe22h加入铁屑的作用是_。(2)在工艺过程中需要控制条件以形成tio2nh2o溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在_范围。(3)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_(只要求写出一项)。(4)依据表格信息，要精制含少量sicl4杂质的ticl4，可采用_方法。ticl4sicl4熔点/25.068.8沸点/136.457.63.(2014苏北四市高三第一次调研)辉铜矿主要成分cu2s，此外还含有少量sio2、fe2o3等杂质，软锰矿主要含有mno2，以及少量sio2、fe2o3等杂质。研究人员综合利用这两种资源，开发出同槽酸浸湿法冶炼工艺，制备硫酸锰和碱式碳酸铜。主要工艺流程如下：已知：mno2有较强的氧化性，能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫cu(nh3)4so4常温稳定，在热水溶液中会分解生成nh3部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的ph范围(开始沉淀和完全沉淀的ph)：fe3：1.53.2mn2：8.39.8cu2：4.46.4(1)实验室配制250 ml 4.8 moll1的稀硫酸，所需的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还需要_、_。(2)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_(任写一点)。(3)酸浸时，得到的浸出液中主要含有cuso4、mnso4等。写出该反应的化学方程式_。(4)调节浸出液ph4的作用是_。(5)本工艺中可循环使用的物质是_(写化学式)。(6)获得的mnso4h2o晶体后常用酒精洗涤，主要目的是_。(7) 用标准的bacl2溶液测定样品中mnso4h2o质量分数时，发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因有_(任写一种) 。4(2014南京二模)轻质碳酸镁是广泛应用于橡胶、塑料、食品和医药工业的化工产品，以卤块(主要成分为mgcl2，含fe2、fe3、mn2等杂质离子)为原料制备轻质碳酸镁的工艺流程如下：(1)“氧化”一步中发生反应的离子方程式为_。(2)“调节ph”一步应调节溶液的ph9.8，其目的是_。(3)“热解”一步温度控制在75 左右，其原因是_。(4)从“过滤2”步骤中得到的滤液中能回收的盐类物质主要有_(填化学式)。表生成氢氧化物沉淀的ph物质开始沉淀沉淀完全fe(oh)32.73.7fe(oh)27.69.6mn(oh)28.39.8mg(oh)29.911.1注：fe(oh)2沉淀呈絮状，不易从溶液中除去。(5)轻质碳酸镁的成分为碱式碳酸镁mgco3mg(oh)23h2o，则“热解”一步发生反应的离子方程式为_。5(2014南通二模)工业上以碳酸锰矿为主要原料生产mno2的工艺流程如下：有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的ph如下表：氢氧化物al(oh)3fe(oh)3fe(oh)2cu(oh)2pb(oh)2mn(oh)2开始沉淀的ph3.31.56.54.28.08.3沉淀完全的ph5.23.79.76.78.89.8请问答下列问题：(1)酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是_。(2)酸浸后的溶液中含有mn2、so，另含有少量fe2、fe3、al3、cu2、pb2等，其除杂过程如下： 加入mno2将fe2氧化，其反应的离子方程式为_。加入cao将溶液的ph调到5.26.0，其主要目的是_。加入bas，除去cu2、pb2后，再加入naf溶液，除去_。(3)从溶液a中回收的主要物质是_，该物质常用作化肥。(4)mno2粗品中含有少量mn3o4，可以用稀硫酸处理，将其转化为mnso4和mno2，然后再用氧化剂将mn2转化为mno2，制得优质mno2。写出mn3o4与稀硫酸反应的化学方程式_。6(2014苏锡常镇徐连六市高三调研)k2so4是无氯优质钾肥，mn3o4是生产软磁铁氧体材料的主要原料。以硫酸工业的尾气联合制备k2so4和mn3o4的工艺流程如下：(1)几种盐的溶解度见图1。反应中，向(nh4)2so4溶液中加入kcl溶液充分反应后，进行蒸发浓缩、_、洗涤、干燥等操作即得k2so4产品。(2)检验k2so4样品是否含有氯化物杂质的实验操作是：_。(3)反应的化学方程式为_。(4)mn3o4与浓盐酸加热时发生反应的离子方程式为_。(5)图2是煅烧mnso4h2o时温度与剩余固体质量变化曲线。该曲线中b段所表示物质的化学式为_。煅烧过程中固体锰含量随温度的升高而增大，但当温度超过1 000 时，再冷却后，测得产物的总锰含量反而减小。试分析产物总锰含量减小的原因：_。答 案1解析：(1)冰晶石可以作为冶炼铝的降低熔点的物质。(2)含f的物质与含si物质易反应，故不能用硅酸盐产品作为制nh4f的容器。由元素守恒知，h2sif6与nh3h2o反应生成nh4f外，还应有sio2。(3)nh与naoh反应生成的nh3，可用于制nh4f。(4)先确定出两种钠盐为naalo2和naf，再由f守恒知naf前配6，然后由na守恒确定出naoh前的系数为4，最后确定出h2o前配2。答案：(1)b (2)asio2(或h2sio3、h4sio4、sio2nh2o)(3)nh3ksp(caf2)c(ca2)c2(f)(4)na3alf64naoh=naalo26naf2h2o2解析：(1)从图中可以看出，对进行处理的目的是得到富含tio2的溶液和绿矾(feso47h2o)，所以加入铁粉的目的是将fe3还原为fe2，同时将部分tio2还原成ti3，以防止fe2被氧化成fe3。(2)胶体的分散质微粒直径大小在1100 nm之间。(3)该反应产生废渣、废液和废气，不符合绿色化学的零排放要求。(4)ticl4和sicl4的沸点相差较大，可以用蒸馏的方法将二者分离。答案：(1)使fe3还原为fe2；生成ti3保护fe2不被氧化(2)1100 nm(3)产生三废(4)蒸馏或精馏3解析：(3)由流程图知：酸浸时发生反应，反应物有cu2s、mno2、h2so4 ，产物有cuso4、mnso4、s，由元素守恒知还有产物h2o生成，cu2s2cuso4失2e，cu2ss失2e，mno2mn2得2e，故cu2s与mno2以12的比例反应，再通过元素守恒配平其他物质。(4)由已知条件知：fe3在ph3.2时完全沉淀，故调节浸出液ph4的作用是使fe3完全水解生成fe(oh)3沉淀，同时又不影响溶液中mn2和cu2的含量。(5)由流程知：最后步骤中加热赶出的氨气可以用来制氨水而循环利用。答案：(1)250 ml容量瓶、胶头滴管(2)粉碎矿石或适当升高温度或搅拌(其它合理答案也得分) (3)cu2s2mno24h2so4=2cuso42mnso4s 4h2o (4)使fe3完全水解生成fe(oh)3沉淀 (5)nh3(6)减少mnso4h2o晶体的损失(7)混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水4解析：(1)由于卤块有杂质fe2、fe3、mn2等，需要除杂，fe2一般先氧化成fe3再调节ph题给信息fe(oh)2沉淀呈絮状，不易从溶液中除去，用naclo氧化fe2，流程中第一步加入了盐酸，故溶液呈酸性。(2)调节ph9.8是为了除去杂质离子而mg2不沉淀。(3)温度过高，nh4hco3会分解，温度低反应速率慢。(4)由于所加试剂有盐酸、naclo、naoh及nh4hco3，放出co2，能回收的盐类主要是nacl、nh4cl。(5)热解这步主要是mg2与nh4hco3反应生成碱式碳酸镁，同时放出co2，根据电荷守恒配平。答案：(1)clo2h2fe2=2fe3clh2o(2)使fe3、mn2等杂质离子生成氢氧化物沉淀除去，且尽量避免mg2转化为沉淀。(3)温度太低，反应速率慢，温度太高nh4hco3会分解。(4)nacl、nh4cl(5)2mg24hco2h2omgco3mg(oh)23h2o3co25解析：(2)结合题目的文字描述，可知主要反应物为fe2和mno2，主要产物为fe3和mn2，然后结合溶液呈酸性进行配平。结合表中信息，可以确定ph调到5.26.0的目的是除去fe3、al3。另外，结合中描述，也能判断出的目的是除去fe3、al3。一方面，由于溶液中含有大量so，能结合ba2形成沉淀，所以加入naf的目的不是除去ba2。另一方面，由于caso4微溶于水，溶液中必然含有较多ca2，只能靠外加naf溶液除去，caf2是一种难溶的物质。(3)结合溶液中主要元素和信息中“化肥”的提示，可知a是(nh4)2so4。(4)结合题意，可知锰有2和4价两种常见价态。而mn3o4组成与fe3o4类似，应为2和4价锰的复杂化合物，根据正负化合价代数和为零的规则，可以写成2mnomno2。答案：(1)增大接触面积，加快反应速率(使反应更充分)(2)2fe2mno24h=2fe3mn22h2o 除去fe3、al3ca2 (3)(nh4)2so4(4)mn3o42h2so4=2mnso4mno22h2o6解析：(1)由溶解度曲线可知k2so4在相同温度下溶解性最小，所以可通过在热的过饱和溶液下过滤的方法得到。(2)实质上就是检验cl的存在，但so的存在会对cl的检验产生干扰，所以先要加足量的ba(no3)2溶液来除去so，再用agno3来检验。(3)发生的是so2与mno2生成mnso4的反应。(4)mn2o3具有较强的氧化性，可将cl氧化为cl2，本身被还原为mn2。(5)由图像可知n(mnso4h2o)0.000 6 mol，猜测a点是失去水的物质的量，计算可知若减少的是水，其物质的量为(100 mg89.35 mg)/18 gmol10.000 6 mol，得到验证确实是