讲练测高考化学一轮复习 模块六 选修部分 专题十六 化学与技术 考点三 化学与材料的制造和应用 第4步.doc

第4步 模拟练习达标1(2016山东青岛模拟)菱锰矿(mnco3)常含有fe2o3、feo、hgco32hgo等杂质，工业常用菱锰矿制取锰，工艺流程如下：请回答下列问题：(1)向粗液1中加入的水最后需要_方法才能达到技术要求。(2)流程中用的空气是用膜分离法制备的富氧空气，该方法的原理是_。(3)净化剂主要成分为(nh4)2s，粗液2中发生主要反应的离子方程式为_。(4)写出阳极的电极反应式_，电解液循环的原因是_。(5)写出铝热法炼锰的化学方程式_ _。解析：(1)为保证水的纯净，粗液1中加入的水最后需要蒸馏。(2)制备富氧空气的原理是空气中的氧气和氮气透过分离膜的能力不同。(3)从流程图可知，加入净化剂(nh4)2s目的是除去hg2。(4)净液成分是硫酸锰，电解硫酸锰溶液得到二氧化锰，阳极的电极反应式：mn22h2o2e=mno24h，为节省资源，可循环电解液，回收未反应的mn2，提高二氧化锰的产率。(5)铝热法炼锰类似炼铁，反应的化学方程式为：3mno24al2al2o33mn。答案：(1)蒸馏(2)空气中的氧气和氮气透过分离膜的能力不同(3)hg2s2=hgs(4)mn22h2o2e=mno24h回收未反应的mn2，提高二氧化锰的产率 (5)3mno24al2al2o33mn2(2016河南开封模拟)硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。回答下列问题。(1)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：发生的主要反应电弧炉sio22csi2co流化床反应器si3hclsihcl3h2还原炉还原炉中发生主要反应的化学方程式为_。该工艺中可循环使用的物质为_(填化学式)。用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为_。在流化床反应的产物中，sihcl3大约占85%，还有sicl4、sih2cl2、sih3cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯sihcl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_。物质sisicl4sihcl3sih2cl2sih3clhclsih4沸点/2 35557.631.88.230.484.9111.9sihcl3极易水解，其完全水解的化学方程式为_。(2)氮化硅(si3n4)是一种高温结构材料，粉末状态的si3n4可以由sicl4的蒸气和nh3反应制取。粉末状si3n4遇空气和水都不稳定。但将粉末状的si3n4和适量氧化镁在2301.01105 pa和185的密闭容器中进行热处理，可以制得结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料，同时还得到遇水不稳定的mg3n2。由sicl4和nh3反应制取si3n4的化学方程式为_。四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，使生成的si3n4沉积在石墨表面可得较高纯度的氮化硅，该反应的化学方程式为_。si3n4和适量氧化镁在2301.01105 pa和185的密闭容器中进行热处理的过程中，除生成mg3n2外，还可能生成_(填化学式)。热处理后除去mgo和mg3n2的方法是_ _。解析：(1)还原炉中sihcl3被h2还原，主要反应的化学方程式为sihcl3h2si3hcl，分析流程可知循环物质是h2、hcl；石英砂和足量焦炭在高温下生产碳化硅，该反应的化学方程式为sio23csic2co。比较sihcl3、sicl4、sih2cl2、sih3cl的沸点，可得常温下sihcl3、sicl4为液体，sih2cl2、sih3cl为气体，沉降除去产物中的固体后，冷凝得到sihcl3、sicl4的混合液体，由于沸点差别较大，可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质。sihcl3水解反应方程式为sihcl33h2o=h2sio3h23hcl。(2)由sicl4和nh3反应制取si3n4相当于“置换反应”，化学方程式为3sicl44nh3si3n412hcl。四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热相当于先发生反应生成氨气，然后sicl4与nh3反应生成si3n4，该反应的化学方程式为3sicl42n26h2si3n412hcl。根据信息，si3n4和适量氧化镁在一定条件下反应除生成mg3n2外，还可能生成sio2或mgsio3。除去mgo和mg3n2可以利用它们溶于盐酸，sio2或mgsio3不溶于盐酸而除去。答案：(1)sihcl3h2si3hclh2、hclsio23csic2co精馏(或蒸馏)sihcl33h2o=h2sio3h23hcl(2)3sicl44nh3si3n412hcl3sicl42n26h2si3n412hclsio2(或mgsio3)加入足量稀盐酸，过滤3(2016山西大附中月考)金属钛(ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”。以钛铁矿(主要成分fetio3，钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下：回答下列问题：(1)钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是tioso4，反应中无气体生成。副产品甲的阳离子是_。(2)上述生产流程中加入铁屑的目的是_ _。(3)此时溶液中含有fe2、tio2和少量mg2等阳离子。常温下，其对应氢氧化物的ksp如下表所示。氢氧化物fe(oh)2tio(oh)2mg(oh)2ksp8.010161.010201.81011常温下，若溶液中mg2的物质的量浓度为0.001 8 moll1，当溶液的ph等于_时，mg(oh)2开始沉淀。若将含有fe2、tio2和mg2的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，写出该反应的离子方程式：_ _。(4)mg还原ticl4过程中必须在1 070 k的温度下进行，你认为还应控制的反应条件是_ _。(5)在8001 000 时电解tio2也可制得海绵钛，装置如右图所示。图中b是电源的_极，阴极的电极反应式为_。解析：(1)fetio32h2so4=tioso4feso42h2o，所以副产品甲的阳离子为fe2。(2)fe2易被氧化，加入fe可防止fe2氧化。(3)c(oh)moll1104 moll1。所以当ph10时，mg(oh)2开始沉淀。由于tio(oh)2的ksp很小，所以加水稀释时，tio2强烈水解：tio22h2o=tio(oh)22h。(4)由于ti易与o2反应生成tio2，所以在用mg还原ticl4时，应隔绝空气。(5)阴离子移向阳极，故b为正极，阴极电极反应式为：tio24e=ti2o2。答案：(1)fe2 (2)防止fe2被氧化 (3)10tio22h2o=tio(oh)22h(4)隔绝空气(或惰性气氛中)(5)正 tio24e=ti2o24(2016陕西西安一中月考)多晶硅(硅单质的一种)被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以sicl4为主，它环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用sicl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成分为baco3，且含有铁、镁等离子)制备bacl22h2o，工艺流程如下：已知：常温下fe3、mg2完全沉淀的ph分别是3.4、12.4。baco3的相对分子质量是197；bacl22h2o的相对分子质量是244。回答下列问题：(1)sicl4发生水解反应的化学方程式为_ _。(2)用h2还原sicl4蒸气可制取纯度很高的硅，当反应中有1 mol电子转移时吸收59 kj热量，则该反应的热化学方程式为_。(3)加钡矿粉并调节ph7的目的是：_，_。(4)过滤后的滤液中fe3浓度为_(滤液温度25 ，kspfe(oh)32.21038)。(5)生成滤渣a的离子方程式：_ _。(6)列式计算出10吨含78.8%baco3的钡矿粉理论上最多能生成bacl22h2o的质量为多少吨？解析：(1)sicl4水解生成h4sio4和hcl。(2)sicl42h2si4hcl，当有4 mol电子转移时，吸收热量为236 kj，所以热化学方程式为sicl4(g)2h2(g)=si(s)4hcl(g) h236 kjmol1。(3)加入baco3，可发生反应baco32hcl=co2h2obacl2，并降低c(h)，使fe3完全水解生成fe(oh)3沉淀。(4)c(oh)107moll1，c(fe3)moll12.21017moll1。(5)根据信息，当ph12.5时，mg2完全沉淀，mg22oh=mg(oh)2。(6)根据ba2守恒得：m(bacl22h2o)244 gmol19.76 t。答案：(1)sicl44h2o=h4sio44hcl(2)sicl4(g)2h2(g)=si(s)4hcl(g)h236 kjmol1(3)使baco3转化为bacl2使fe3完全沉淀(4)2.21017moll1(5)mg22oh=mg(oh)2(6)m244 gmol19.76 t5(2016湖北质检)镁合金废料回收最常用的是熔炼法，其主要工艺流程为：废料预处理熔化除铁除气和除渣铸造。(1)废料预处理包括粉碎、除油污和油漆。粉碎方法有干态机械粉碎法和湿喷机械粉碎法，其中容易造成危险的方法是_，理由是_ _。把油污和油漆一次性除去最适宜的方法是_。a用热碱洗涤，过滤b用有机溶剂溶解，过滤c加热气化除去(2)镁合金在加热到935 k时熔化，并不断向其中通入氢气作保护气。若液态镁与空气接触，不但会发生反应产生杂质，而且降低了镁的回收率。写出与空气反应的两个主要反应方程式：_、_ _。(3)向熔融镁中加入固体硼砂(b2o3)除铁，生成feb2沉渣，写出有关的化学反应方程式：_ _。(4)镁合金除了含有铁之外，还含有少量铝。加入c2cl6可以除去液态镁中的氢气，还能把铝转化为al4c3沉渣：c2cl6=2c3cl2(1)3c4al=al4c3(2)除气除渣炉排出的污染性气体有_ _。如果1 t镁合金中铝占3.6，则除去铝最少需要加入c2cl6_g。解析：(1)产生危险的方法是干态机械粉碎法，理由是干态机械粉碎法产生金属粉尘，在空气中容易引起爆炸；油污和油漆一块除去。可以利用加热气化法。(2)镁合金在加热时与空气中的氧气和氮气反应，两个主要反应方程式为2mgo22mgo、3mgn2mg3