2019年高考化学化工流程全突破专题01化工流程解题方法专练对点专练.docx

专题01 化工流程解题方法专练1明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示(明矾石焙烧后成分不变):完成下列填空:（1）“浸出”反应的离子方程式为_。“浸出”所用稀氨水浓度为39.20g/L，配制500mL该氨水需251.28g/L的浓氨水_mL。（2）“过滤”所需的玻璃仪器有_。（3）写出“溶解”过程中发生反应的化学方程式_、_。（4）检验滤液中是否含有SO42-的实验方法_。（5）为测定钾氨复合肥K2SO4、(NH4)2SO4中SO42-的质量分数，设计实验步骤如下:_。溶于水，加入足量BaCl2溶液，待白色沉淀不再产生为止。过滤、_、_(依次填写实验操作名称)。冷却、称量所得沉淀的质量。（6）若所取试样和所得沉淀的质量分别为mg、ng,试用含有m、n的代数式表示该钾氮复合肥中SO42-的质量分数为_。【答案】Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+ 78 烧杯、玻璃棒、漏斗 Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O 取少量滤液，向其中滴加稀盐酸，无明显现象，再向其中滴加BaCl2溶液，有沉淀生成则说明滤液中含有SO42-，反之则无 取样，称量样品的质量 洗涤 干燥 96n/233m 2ZnO在医药、石化等领域有广泛的用途。研究小组用某闪锌矿(主要成分ZnS，含有FeS、SiO2、MnCO3等杂质)制备氧化锌和硫单质，设计如下流程:请回答下列问题: （1）滤渣1的化学式为_，任写一种该物质的用:_。（2）沉淀X的化学式为_。（3）“转化I”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。（4）“转化II”中主要反应的离子方程式为_。（5）若Ksp(ZnCO3)=1.510-10，溶液中离子浓度1.010-5 mol/L时，认为该离子沉淀完全。则欲使1 L c(Zn2+)=1.5 mol/L溶液中Zn2+沉淀完全，需加入等体积的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为_(列出计算式，溶液混合时体积变化忽略不计)。（6）“一系列操作”包括过滤、洗涤、干燥。过滤所用的玻璃仪器有_；洗涤沉淀的操作为_。【答案】SiO2 制光导纤维、制玻璃、冶炼硅等 Fe(OH)3 1:2 2MnO4-+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+、MnO4-+3Fe2+7H2O=MnO2+3Fe(OH)3+5H+ 1.5mol/L1L+(1.510-10/1.010-5)mol/L2L/1L 烧杯、漏斗、玻璃棒 用玻璃棒引流向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下，重复操作23次 【解析】 3工业上利用-锂辉矿(LiAlSi2O6和少量MgO、CaCO3杂质)制备金属锂，工艺流程如下：回答下列问题：(1)-锂辉矿的主要成分LiAlSi2O6中存在的原子团为_。(2)工业上加快酸浸速率除调整硫酸浓度、升高温度外还可以采取的措施为_。浸出液中加入CaCO3的主要作用为_。(3)一定温度下,Ksp(CaCO3)=2.510-9,Ksp(Li2CO3)=1.610-3,若反应的溶液中c(Ca2+)和c(Li+)均为1.0molL-1,则开始滴加稀Na2CO3溶液时，理论上c(CO32-)应控制的范围为_;实际操作中CaCO3和Li2CO3可能同时析出，从而造成Li+损失，一种改进的工艺是利用草酸钠代替Na2CO3作为沉淀剂，分析使用草酸钠的原因为_。(4)反应的离子方程式为_。常温下，Na2CO3的溶解度为29.4g,判断反应能否使溶液中Li+沉淀完全?_ _(列式计算)。化学上规定，当某离子浓度10-5molL-1时即可认为该离子沉淀完全(5)高温下发生反应的化学方程式为_。(6)一定温度下，LiAlSi2O6与不同浓度的硫酸反应30min时结果如下表所示：c(H2SO4)/molL-11.05.010.016.018.0Li浸出率/%3060908070Al浸出率/%306040100试分析酸浸过程中，若使c(H2SO4)=10.0molL-1，则该工艺条件的优缺点为_。【答案】SiO32- 粉碎、搅拌 中和过量的硫酸，调节溶液pH 2.510-9 molL-1c(CO32-)1.610-3 molL-1 草酸钙难溶于水，而草酸锂易溶于水 2Li+CO32- = Li2CO3 当c(Li+)=1.010-5molL-1时，c(CO32-)=1.610-3/(1.010-5)2=1.6107 molL-1，远大于饱和Na2CO3溶液的浓度，故Li+没有沉淀完全 3Li2O +2AlAl2O3 + 6Li 优点：反应速率快，Li浸出率高；相同浸取率需要的反应温度低，消耗能量少。缺点：Al浸出率较高，需要增加除Al杂质的步骤 4煤矸石(主要成份是SiO2和Al2O3还含有少量的Fe2O3、K2O、TiO2)活化后，可以制备六水三氯化铝(AlCl36H2O)，工艺流程如下图所示。回答下列问题：(1)焙烧至700左右可使煤矸石活化，活化过程中会发生一系列反应，写出SiO2与K2O反应的化学方程式_，焙烧后的矸石颗粒有微孔，不需研磨成粉即可进行酸溶，原因是_。(2)本工艺的突出特点是通过向饱和溶液中通HCl来得到产品和对一次残渣进行二次酸浸，HCl的作用是_和抑制Al3+水解，二次酸浸的目的是_。(3)四轮循环后所得结晶滤液中，含有较多杂质离子，必须在常温下进行如下图所示的处理已知：Ksp(Fe(OH)3=1.010-38，Ksp(Al(OH)3=1.010-33，当离子浓度等于1.010-5molL-1时，可认为其已沉淀完全。滤渣1中所含金属元素为_，获得滤渣2时，应调节溶液的pH至少为_，在该流程中，滤渣3可循环使用，则生成滤渣2的离子方程式为_。【答案】SiO2+K2OK2SiO3 矸石颗粒有微孔，与酸溶液接触面积较大 降低产品的溶解度 提高原料的利用率 Ti(或钛) 3 Fe3+ Al(OH)3 =Fe(OH)3+Al3+ 5为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。活化硫铁矿的主要成份是FeS2。请回答下列问题：（1）第步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是_。（2）第步中硫铁矿中的S被氧化到最高价态，相应的离子方程式为_。（3）第步中检验Fe3是否被完全还原的实验方法是_。（4）第步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后在第步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2不沉淀，滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是_。（5）FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4LiFeS2=Fe2Li2S，正极反应式是_。【答案】Fe2O36H=2Fe33H2O FeS214Fe38H2O=15Fe216H+2SO42 取少量溶液于一洁净试管中，向其中加入少量KSCN溶液，若溶液不出现红色，则Fe3被完全还原，否则没有 Fe2被氧化为Fe3，Fe3水解产生H。（或写出方程式4Fe2O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+） FeS24Li4e=Fe2Li2S或FeS24e=Fe2S2 6高氯酸钾是一种白色粉末，可用作发烟剂、引火剂、氧化剂和化学分析试剂，医药工业用作解热和利尿等药剂。用PbO2来制备KClO4的工业流程如下：（1）如图过滤装置中有两处明显错误，一处是未用玻璃棒引流，另一处是_。（2）写出NaClO3与PbO2反应的离子方程式_（3）工业上可以利用滤液与KNO3发生反应制备KClO4的原因是_（4）用电解法也可以制备KClO4，在无隔膜、微酸性条件下，电解食盐水得到NaClO3溶液，再通过一系列转化和操作得到产品。I写出电解食盐水阳极电极反应式：_。II该过程制得的KClO4样品中含少量KCl杂质，为测定产品纯度进行如下实验：准确称取5.7635 g样品溶于水中，配成250 mL溶液，从中取出25.00 mL于锥形瓶中，加入适量葡萄糖，加热使ClO4全部转化为Cl，反应为：3KClO4C6H12O66H2O6CO23KCl，加入少量K2CrO4溶液作指示剂，用0.20molL1AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积21.50 mL。滴定达到终点时，产生砖红色Ag2CrO4沉淀。已知：Ksp(AgCl)1.8l010，Ksp(Ag2CrO4)1.11012，若终点时c(Cl)1.8106 molL1，则此时c(CrO42)=_molL1。KClO4样品的纯度为_。（精确到0.01）【答案】漏斗的下尖端没有紧靠接受的烧杯 PbO2+ClO3- +2H+ =Pb2+ClO4- +H2O KClO4的溶解度较小 Cl-6e-+3H2O = ClO3-+6H+ 1.110-4 96.12% 7工业上可用软锰矿（主要成分是MnO2）和黄铁矿（主要成分是FeS2）为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰（MnCO3）。其工业流程如下：回答下列问题：（1）为了提高溶浸工序中原料的浸出率，除了可以搅拌、将矿石研磨粉碎以外，可以采取的措施有（写两条）_。（2）副产品A的化学式是_。（3）净化工序的目的是除去溶液中的Cu2、Ca2等杂质。若测得滤液中c(F)0.01 molL1，则滤液中残留的c(Ca2)_已知：Ksp(CaF2)1.461010。（4）沉锰工序中，加入NH4HCO3后有无色无味的气体放出，同时有浅红色的沉淀生成，发生反应的离子方程式是_；沉锰工序中判断沉淀已经洗涤干净的实验操作是_。（5）已知MnCO3难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，100开始分解。工业上一般用少量C2H5OH洗涤的原因是_。（6）溶浸过程中发生的主要反应如下，请完成并配平该反应的离子方程式：_ FeS2_ MnO2_ _ Fe3_ Mn2_ SO42_ ，_【答案】适当升高温度、适当提高稀硫酸的浓度 (NH4)2SO4 1.4610-6molL-1 Mn2+2HCO3-MnCO3CO2H2O 取最后一次洗涤液，加入几滴BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则洗涤干净 防止MnCO3潮湿时被空气氧化、便于在温度低于100干燥 2FeS215MnO228H+2Fe3+15Mn2+4SO4214H2O 8以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下：回答下列问题：（1）酸溶时，粉碎硫酸渣的目的是_。（2）还原过程中加入FeS2粉增大溶液中Fe2+的含量，同时有H2SO4生成，完成该反应的离子方程式：_FeS2+14Fe3+_H2O15Fe2+_SO42-+_（3）滤渣A的主要成分为_。（4）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是_;(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)3Al(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2开始沉淀2.73.87.59.4完全沉淀3.25.29.712.4