高考化学一轮复习 第10章 综合课时5 化工流程型实验题限时训练（含解析）.doc

综合课时5化工流程型实验题(时间：45分钟)1(2014江苏，16)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含al2o3、sio2等)制备碱式硫酸铝al2(so4)x(oh)62x溶液，并用于烟气脱硫研究。(1)酸浸时反应的化学方程式为_；滤渣的主要成分为_(填化学式)。(2)加caco3调节溶液的ph至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使al2(so4)3转化为al2(so4)x(oh)6 2x。滤渣的主要成分为_(填化学式)；若溶液的ph偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低， 其原因是_(用离子方程式表示)。 (3)上述流程中经完全热分解放出的so2量总是小于吸收的so2量，其主要原因是_；与吸收so2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的ph将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析(1)酸浸时粉煤灰中al2o3与h2so4反应生成可溶性al2(so4)3，sio2不与h2so4反应，过滤，滤渣是sio2。(2)加caco3调节ph，caco3与h反应生成ca2，ca2遇so生成caso4沉淀(滤渣)。若溶液ph偏高，即碱性偏强，则部分al3生成沉淀al(oh)3而导致溶液中铝元素的含量降低。其反应可以理解为：反应物有al2(so4)3、caco3，al3水解生成al(oh)3，溶液显酸性，促进caco3溶解生成ca2和co2，ca2再和溶液中的so结合成caso4沉淀，由此可写出其反应的离子方程式。(3)溶液中的so具有较强的还原性，易被氧化生成so从而导致完全分解放出的so2量小于吸收的so2量。碱式硫酸铝溶液吸收so2，可以理解为2ohso2=soh2o，相当于碱式硫酸铝转化为al2(so4)3和al2(so3)3，加热又促进了al2(so3)3的水解(so与al3水解相互促进)放出so2，进而又转化为碱式硫酸铝，但在加热的过程中由于部分so被氧化成so留在溶液，代替了碱式硫酸铝中oh，所以使碱式硫酸铝中x不断增大，则c(oh)减小，ph减小。答案(1)al2o33h2so4=al2(so4)33h2osio2(2)caso43caco32al33so3h2o=2al(oh)33caso43co2(3)溶液中的部分so被氧化成so减小2(2014广东理综，32)石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含sio2(7.8%)、al2o3(5.1%)、fe2o3 (3.1%)和mgo(0.5%)等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：(注：sicl4的沸点为57.6 ，金属氯化物的沸点均高于150 )(1)向反应器中通入cl2前，需通一段时间n2，主要目的是_。 (2)高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体中的碳氧化物主要为_，由气体中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_。(3)步骤为：搅拌、_、所得溶液中的阴离子有_。 (4)由溶液生成沉淀的总反应的离子方程式为_，100 kg初级石墨最多可获得的质量为_kg。 (5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并作相应标注。解析(1)向反应器中通入cl2前，通一段时间n2的主要目的是排净反应器中的空气，作为保护气，防止石墨在高温下被氧化。(2)初级石墨中的氧化物杂质主要是sio2、al2o3、fe2o3和mgo，经高温反应后，均转变为相应的氯化物，则氧元素与碳(过量)在高温下结合为co，故气体中的碳氧化物主要为co,80 冷凝气体，由于sicl4的沸点为57.6 ，金属氯化物的沸点均高于150 ，故气体为sicl4。sicl4与naoh溶液反应得到na2sio3、nacl和h2o，其化学方程方式为sicl46naoh=na2sio34nacl3h2o。(3)由(2)知，固体为alcl3、fecl3、mgcl2，加入过量naoh溶液，al3转变为alo，而fe3、mg2转化为fe(oh)3、mg(oh)2沉淀，故步骤为：搅拌、过滤，所得溶液中的阴离子有alo、oh、cl。(4)溶液中加入乙酸乙酯，消耗了oh，促进alo的水解，最终转化为al(oh)3沉淀，反应的离子方程式为ch3cooch2ch3alo2h2oal(oh)3ch3cooch3ch2oh,100 kg石墨中含al2o3为5.1 kg，根据原子守恒al(oh)3的质量为278 gmol17 800 g7.8 kg。答案(1)排出装置中的氧气，防止初级石墨被氧化(2)cosicl46naoh=na2sio34nacl3h2o(3)过滤oh、alo和cl(4)ch3cooch2ch3alo2h2oal(oh)3ch3cooch3ch2oh7.8(5)3(2014长沙模拟)三氧化二镍主要用作陶瓷、玻璃、搪瓷等的着色颜料，也经常用于制造镍电池。现欲利用以下工艺流程回收某废旧含镍催化剂(主要成分为nio，另含fe2o3、cao、cuo、bao等)以生产ni2o3(部分条件未给出)。(1)niooh中，ni元素的化合价为_价。(2)“浸出渣”含有三种主要成分：caso42h2o、ni(oh)2、物质a，其中“物质a”为_。(3)工艺流程中“副产品”的化学式为_，酸浸过滤所得的滤液中通入h2s发生的氧化还原反应的离子方程式为_。(4)已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的ph如下表：氢氧化物fe(oh)3fe(oh)2ni(oh)2开始沉淀的ph1.56.57.7沉淀完全的ph3.79.79.2操作b是为了除去滤液中的铁元素，某同学设计了如下实验方案：向操作a所得的滤液中加入naoh溶液，调节溶液ph为3.77.7，静置，过滤。请对该实验方案进行评价：_(若原方案正确，请说明理由；若原方案错误，请说明如何改正)。解析(1)niooh中，o元素的化合价为2价，h元素的化合价为1价，则ni元素的化合价为3价；(2)含镍催化剂中含有bao，因此加入稀硫酸肯定会生成baso4沉淀；(3)工艺流程中“副产品”是由cus经灼烧、硫酸酸浸、结晶转化得到，故最终生成物为cuso45h2o；酸浸过滤所得的滤液中含有fe3，fe3与h2s发生氧化还原反应。(4)由于操作a所得的滤液中铁元素以fe2的形式存在，故在调节ph前，应先在滤液中加入h2o2，使溶液中的fe2氧化为fe3。答案(1)3(2)baso4(3)cuso45h2o2fe3h2s=2fe22hs(4)方案错误。在调节ph前，应先在滤液中加入h2o2，使溶液中的fe2氧化为fe34(2013江苏，16)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为mgco3，含少量feco3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下： 菱镁矿 mgo (1)mgco3与稀硫酸反应的离子方程式为_。(2)加入h2o2氧化时，发生反应的化学方程式为_。(3)滤渣2的成分是_(填化学式)。(4)煅烧过程存在以下反应：2mgso4c2mgo2so2co2mgso4cmgoso2comgso43cmgos3co利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。d中收集的气体是_(填化学式)。b中盛放的溶液可以是_(填字母)。anaoh溶液bna2co3溶液c稀硝酸dkmno4溶液a中得到的淡黄色固体能与热的naoh溶液反应，产物中元素的最高价态为4，写出该反应的离子方程式：_。解析(4)题目中要求利用图中装置进行气体的分步吸收或收集。煅烧后存在四种气体：s、so2、co2和co。由可知a中得淡黄色固体，即s，b吸收so2，c吸收co2，d中收集co。b吸收so2但不吸收co2，可选用kmno4溶液，注意不能用naoh溶液或na2co3溶液，因为它们吸收so2的同时也吸收co2，题目要求是分步吸收。中发生s与热的naoh溶液反应，产生4价硫的化合物即na2so3，说明另外有硫元素的化合价降低，即有2价硫的化合物生成，其离子方程式为：3s6oh2s2so3h2o。答案(1)mgco32h=mg2co2h2o(2)2feso4h2o2h2so4=fe2(so4)32h2o(3)fe(oh)3(4)cod3s6oh2s2so3h2o5(2014新余二模)氯酸镁mg(clo3)2常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备少量mg(clo3)26h2o的流程如下：已知：卤块主要成分为mgcl26h2o，含有mgso4、fecl2等杂质。四种化合物的溶解度(s)随温度(t)变化曲线如图所示。(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有_。(2)加入bacl2的目的是_，加mgo后过滤所得滤渣的主要成分为_。(3)加入naclo3饱和溶液后发生反应的化学方程式为_。(4)产品中mg(clo3)26h2o含量的测定：步骤1：准确称量3.50 g产品配成100 ml溶液。步骤2：取10.00 ml于锥形瓶中，加入10.00 ml稀硫酸和20.00 ml 1.000 moll1的feso4溶液，微热。步骤3：冷却至室温，用0.100 moll1 k2cr2o7溶液滴定剩余的fe2至终点，此过程中反应的离子方程式为：cr2o6fe214h=2cr36fe37h2o。步骤4：将步骤2、3重复两次，平均消耗k2cr2o7溶液15.00 ml。写出步骤2中发生反应的离子方程式：_；产品中mg(clo3)26h2o的质量分数为_。解析(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒。(2)卤块中加入h2o2把其中的杂质fecl2氧化为fecl3，加入bacl2的目的是使so转化为baso4沉淀而除去，加入mgo调节ph4是为了促进fe3水解转化为fe(oh)3沉淀而除去，所以加mgo后过滤所得滤渣的主要成分为baso4、fe(oh)3，此时滤液的主要成分是mgcl2。(3)根据图中信息，可知mg(clo3)2的溶解度较大，而nacl的溶解度较小，而naclo3和mgcl2的溶解度居于二者中间，即mgcl2和naclo3发生反应生成易溶的mg(clo3)2和溶解度更小的nacl，由此可写出加入naclo3饱和溶液后发生反应的化学方程式：mgcl22naclo3=mg(clo3)22nacl。(4)根据cr2o6fe214h=2cr36fe37h2o，可计算出反应后剩余的fe2的物质的量为0.100 moll10.015 l60.009 mol，则参加步骤2反应的fe2的物质的量为1.000 moll10.02 l0.009 mol0.011 mol，根据步骤2反应的离子方程式clo6fe26h=cl6fe33h2o，可计算出10.00 ml样品溶液中含有mg(clo3)2的物质的量为0.011 mol9.17104 mol，则产品中mg(clo3)26h2o的质量分数为100%78.3%。答案(1)漏斗、玻璃棒、烧杯(2)除去sobaso4和fe(oh)3(3)mgcl22naclo3=mg(clo3)22nacl(4)clo6fe26h=6fe3cl3h2o78.3%6(2014合肥预测)我国制碱专家侯德榜先生潜心研究制碱技术，发明了侯氏制碱法。制碱过程中重要的一步反应为naclco2nh3h2o=nahco3nh4cl。工业上以侯氏制碱法为基础生产焦亚硫酸钠(na2s2o5)的工艺流程如下：已知：反应包含2nahso3na2s2o5h2o等多步反应。(1)在进行反应时，往nacl溶液中是先通入co2还是先通入nh3？_(填“co2”或“nh3”)。(2)“灼烧”时发生反应的化学方程式为_。(3)已知na2s2o5与稀硫酸反应放出so2，反应的离子方程式为_。(4)副产品x的化学式是_。生产中可循环利用的物质为_(填化学式)。(5)为了减少产品na2s2o5中的杂质含量，理论上需控制反应中气体与固体反应物的物质的量之比为_。检验产品中是否含有碳酸钠杂质，所需试剂是_(填编号)。酸性高锰酸钾溶液品红溶液澄清石灰水饱和碳酸氢钠溶液naoh溶液稀盐酸解析(1)co2在氨水中的溶解度较大，在水中的溶解度较小，所以应先通入氨气，以增大co2的溶解量。(2)在空气中“灼烧”cus时，生成cuo和so2。(3)s2o中的硫显4价，与h发生非氧化还原反应生成so2和h2o。(4)黑色固体是cuo，与硫酸反应得到cu