高考化学 专题专项训练（二）无机化工流程 新人教版.doc

专题专项训练（二） 无机化工流程1(2016南通模拟)zro2常用作陶瓷材料，可由锆英砂(主要成分为zrsio4，也可表示为zro2sio2，还含少量fe2o3、al2o3、sio2等杂质)通过如下方法制取。已知：zro2能与烧碱反应生成可溶于水的na2zro3，na2zro3与酸反应生成zro2。部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的ph如下表。金属离子fe3al3zro2开始沉淀时ph1.93.36.2沉淀完全时ph3.25.28.0(1)熔融时zrsio4发生反应的化学方程式为_，滤渣的化学式为_。(2)为使滤液的杂质离子沉淀完全，需用氨水调pha，则a的范围是_；继续加氨水至phb时，所发生反应的离子方程式为_。(3)向过滤所得滤液中加入caco3粉末并加热，得到两种气体。该反应的离子方程式为_。(4)为得到纯净的zro2，zr(oh)4需要洗涤，检验zr(oh)4是否洗涤干净的方法是_。解析：(1)锆英砂在naoh熔融下，生成na2zro3、na2sio3、naalo2，fe2o3不溶，再加入hcl酸浸时，fe2o3溶解生成fe3，na2zro3转化成zro2，na2sio3转化成h2sio3沉淀，naalo2转化成al3，zrsio4与naoh反应为非氧化还原反应，根据元素守恒可配平反应。(2)加入氨水，使fe3、al3杂质除去，但不可使zro2沉淀，所以ph的范围为5.26.2。继续加入氨水，使zro2转化为zr(oh)4沉淀，根据电荷守恒知，产物有2 mol nh生成，根据n守恒知，反应物有2 mol nh3h2o参加反应，根据h、o元素守恒知，反应物需要补充1 mol h2o。(3)nh水解显酸性，加入caco3可生成co2，同时促进了nh水解，生成nh3。(4)过滤处的滤液为nh4cl，zr(oh)4沉淀是否洗涤干净，只要检验滤液中是否含有cl即可。答案：(1)zrsio44naoh高温,na2sio3na2zro32h2oh2sio3(或h4sio4)(2)5.26.2zro22nh3h2oh2o=zr(oh)42nh(3)2nhcaco3ca22nh3co2h2o(4)取最后一次洗涤液，向其中滴加稀硝酸，再滴加硝酸银溶液，若无沉淀生成，则zr(oh)4洗涤干净2(2015安徽高考)硼氢化钠(nabh4)在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠(nabo2)为主要原料制备nabh4，其流程如下：已知：nabh4常温下能与水反应，可溶于异丙胺(沸点：33 )。(1)在第步反应加料之前，需要将反应器加热至100 以上并通入氩气，该操作的目的是_，原料中的金属钠通常保存在_中，实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有_、_、玻璃片和小刀等。(2)请配平第步反应的化学方程式：nabo2sio2nah2nabh4na2sio3(3)第步分离采用的方法是_；第步分出nabh4并回收溶剂，采用的方法是_。(4)nabh4(s)与水(l)反应生成nabo2(s)和氢气(g)，在25 、101 kpa下，已知每消耗3.8 g nabh4 (s)放热21.6 kj，该反应的热化学方程式是_。解析：(1)通入氩气后排净反应器中的水蒸气和空气，防止na、nabh4与水和空气中的o2反应；金属钠通常保存在煤油中；在取用钠时，应用镊子将钠从煤油中取出，并用滤纸吸干表面的煤油。(2)在该反应中，金属na由0价升高到1价，而h2中的h由0价降低到1价，其余元素的化合价都未改变，可设nabh4的系数为1，根据h守恒可知h2的系数为2，根据电子守恒可知，na的系数为4，根据b守恒可知nabo2的系数为1，根据na守恒可知na2sio3的系数为2，根据si守恒可知sio2的系数为2。(3)经过第步后得到溶液和固体，故该操作为过滤；由于异丙胺的沸点较低，故第步可以采用蒸馏的方法分离出nabh4并回收溶剂。(4)nabh4与水反应的化学方程式为nabh42h2o=nabo24h2，3.8 g nabh4的物质的量为0.1 mol，故1 mol nabh4与水反应时放出216.0 kj热量，由此可写出热化学方程式。答案：(1)除去反应器中的水蒸气和空气煤油镊子滤纸(2)124212(3)过滤蒸馏(4)nabh4(s)2h2o(l)=nabo2(s)4h2(g)h216.0 kjmol13(2016文登市二模)mno2是重要化学物质，某学习小组设计了将粗mno2(含有较多的mno、mnco3和fe2o3)样品转化为纯mno2实验，其流程如下：按要求回答下列问题(1)第步操作中，氧化性强弱顺序：clo_mno2(填“”或“”)，当naclo3转移2 mol电子时，生成的氧化产物的物质的量为_mol。naclo3在常温下能够与盐酸反应生成氯气，该反应的离子方程式为_。(2)第步操作中，最终得到的固体除naclo3外，还一定含有下列物质中的_。anaclbnaclo cnaclo4 dnaoh(3)mno2是碱性锌锰电池的正极材料，则碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是_。(4)为得到纯净的mno2，须将过滤后的mno2合并后进行洗涤，判断是否洗涤干净可选用的试剂是_(填写一组即可)。工业上可以以石墨为电极电解酸化的硫酸锰制取二氧化锰，该反应的阳极反应式为_。解析：粗mno2(含有较多的mno、mnco3和fe2o3)样品中加入过量的稀硫酸，由于mno2不溶于硫酸，则样品中的mno和mnco3分别和硫酸反应生成可溶性的mnso4，过滤得滤液为硫酸锰溶液，加入naclo3发生反应为5mn22clo4h2o=5mno2cl28h，再过滤得到滤液和二氧化锰固体，而氯气与热的氢氧化钠反应生成氯酸钠方程式为3cl26naoh=naclo35nacl3h2o。(1)已知5mn22clo4h2o=5mno2cl28h，clo作氧化剂，mno2作氧化产物，则氧化性：clomno2；当naclo3转移2 mol电子时，消耗naclo3为0.4 mol，则生成mno2为1 mol；naclo3在常温下与盐酸反应生成氯气，其反应的离子方程式为clo5cl6h=3cl23h2o。(2)第步操作中naoh过量，发生的反应为3cl26naoh=naclo35nacl3h2o，则最终得到的固体除naclo3外，还有naoh和nacl。(3)原电池中负极失去电子，正极得到电子，因此碱性锌锰电池放电时，正极是二氧化锰得到电子，则电极反应式为mno2h2oe=mnoohoh。(4)若沉淀没有洗涤干净，则滤液中含有硫酸根离子，检验硫酸根离子选用氯化钡溶液；电解时，mn2在阳极失电子生成mno2，其电极方程式为mn22e2h2o=mno24h。答案：(1)1clo5cl6h=3cl23h2o(2)ad(3)mno2h2oe=mnoohoh(4)氯化钡溶液mn22e2h2o=mno24h4(2015山东高考)毒重石的主要成分为baco3(含ca2、mg2、fe3等杂质)，实验室利用毒重石制备bacl22h2o的流程如下：(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是_。实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的_。a烧杯b容量瓶c玻璃棒d滴定管(2)加入nh3h2o调ph8可除去_(填离子符号)，滤渣中含_(填化学式)。加入h2c2o4时应避免过量，原因是_。ca2mg2fe3开始沉淀时的ph11.99.11.9完全沉淀时的ph13.911.13.2已知：ksp(bac2o4)1.6107，ksp(cac2o4)2.3109(3)利用间接酸碱滴定法可测定ba2的含量，实验分两步进行。已知：2cro2h=cr2oh2oba2cro=bacro4步骤：移取x ml一定浓度的na2cro4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b moll1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为v0 ml。步骤：移取y ml bacl2溶液于锥形瓶中，加入x ml与步骤相同浓度的na2cro4溶液，待ba2完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b moll1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为v1 ml。滴加盐酸标准液时应使用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的_(填“上方”或“下方”)。bacl2溶液的浓度为_moll1。若步骤中滴加盐酸时有少量待测液溅出，ba2浓度测量值将_(填“偏大”或“偏小”)。解析：(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是增大与盐酸的接触面积，加快反应速率。实验室配制一定质量分数的溶液时，需用到的仪器是量筒、烧杯和玻璃棒。(2)由流程图和表中数据可知，ph8时，可除去fe3；调节ph12.5时，mg2完全沉淀，ca2部分沉淀，故滤渣中含有mg(oh)2和ca(oh)2；加入h2c2o4的目的是除去溶液中剩余的ca2，使ca2(aq)c2o(aq)=cac2o4(s)，当h2c2o4过量时，也可能使c(ba2)c(c2o)ksp(bac2o4)，而生成bac2o4沉淀，导致产品bacl22h2o的量减少。(3)由方程式2cro2h=cr2oh2o知，步骤中加入的cro的总物质的量为b moll1 l mol。步骤中，加入bacl2充分反应后，剩余的cro的物质的量为b moll1 l mol，与ba2反应的cro的物质的量为 mol mol mol，由方程式ba2cro=bacro4得，n(ba2)n(cro)，所以bacl2的浓度：c(bacl2) moll1。若步骤中滴加盐酸时，有少量待测液溅出，造成v1的用量减小，所以的测量值将偏大。答案：(1)增大接触面积从而使反应速率加快a、c(2)fe3mg(oh)2、ca(oh)2h2c2o4过量会导致生成bac2o4沉淀，产品产量减少(3)上方偏大5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fe()、mn()、ni()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，ni()不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是mno2。回答下列问题：(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：(1)经反应所得浸出液中含有zn2、fe2、mn2、ni2。经反应，fe2被氧化为fe3，进而形成fe(oh)3沉淀，mn2被氧化为mno2，发生反应的离子方程式分别为：mno3fe27h2o=3fe(oh)3mno25h，2mno3mn22h2o=5mno24h。在加高锰酸钾溶液前，若溶液的ph较低，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)反应为znni2=zn2ni，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有被置换出来的镍。(3)若该沉淀没有洗涤干净，则沉淀上一定附着有so。具体的检验方法是取少量最后滤出的水洗液于试管中，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)znco3xzn(oh)2(1x)znoco2xh2om81(1x)4418x4418x81 g11.2 g8.1 g3.1 g 则，解得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)16草酸钴用途广泛，可用于指示剂和催化剂制备。一种利用水钴矿主要成分为co2o3，含少量fe2o3、al2o3、mno、mgo、cao等制取coc2o42h2o工艺流程如下：已知：浸出液含有的阳离子主要有h、co2、fe2、mn2、ca2、mg2、al3等；部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的ph见下表：沉淀物fe(oh)3fe(oh)2co(oh)2al(oh)3mn(oh)2完全沉淀的ph3.79.69.25.29.8(1)浸出过程中加入na2so3的目的是将_还原(填离子符号)。(2)naclo3的作用是将浸出液中的fe2氧化成fe3，产物中氯元素处于最低化合价。该反应的离子方程式为_。(3)请用平衡移动原理分析加na2co3能使浸出液中fe3、al3转化成氢氧化物沉淀的原因：_。(4)萃取剂对金属离子的萃取率与ph的关系如图所示。滤液中加入萃取剂的作用是_；使用萃取剂适宜的ph是_。a接近2.0b接近3.0c接近4.0(5)“除钙、镁”是将溶液中ca2与mg2转化为mgf2、caf2沉淀。已知ksp(mgf2)7.351011、ksp(caf2)1.051010。当加入过量naf后，所得滤液c(mg2)/c(ca2)_。解析：(1)亚硫酸钠溶液具有还原性，在浸出过程中加入na2so3的目的是将fe3、co3还原。(2)naclo3的作用是将浸出液中的fe2氧化成fe3，产物中氯元素处于最低化合价1价，则根据氧化还原反应得失电子守恒，该反应的离子方程式为clo6fe26h=6fe3cl3h2o。(3)加na2co3能使浸出液中fe3、al3转化成氢氧化物沉淀的原因是：fe33h2ofe(oh)33h、al33h2oal(oh)33h，加入碳酸钠后，h与co反应，使水解平衡右移，从而产生沉淀。(4)根据萃取剂对金属离子的萃取率与ph的关