无机化工流程题专项突破.doc

热点回头专练3无机化工流程题专项突破1(2013重庆铜梁中学高三模拟)重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿(主要成分为FeOCr2O3，还含有SiO2、Al2O3、MgO等杂质)为主要原料进行生产。实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下，涉及的主要反应是6FeOCr2O324NaOH7KClO312Na2CrO43Fe2O37KCl12H2O(1)在反应器中，有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO2，而杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐，写出氧化铝与纯碱反应的化学方程式：_。(2)NaFeO2能强烈水解，在操作生成沉淀而除去，写出该反应的化学方程式：_。(3)操作中最好选用_(填字母)试剂来调节pH，将某些元素转化为沉淀。aNaOH溶液 b氨水c稀硫酸 d稀盐酸(4)过滤操作所用到的玻璃仪器有_。(5)称量重铬酸钾试样2.500 0 g配成250 mL溶液，取出25.00 mL于碘量瓶中，加入10 mL 2 mol/L H2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3)，放于暗处5 min，然后加入100 mL水并加入3 mL淀粉指示剂，用0.120 0 mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定。(提示：I22S2O32=2IS4O62)。判断达到滴定终点的依据是_；若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00 mL，则所得产品中重铬酸钾的纯度(K2Cr2O7的摩尔质量为294 g/mol，设整个过程中其他杂质不参与反应)：_。解析(1)Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐，则该盐应为NaAlO2。(2)NaFeO2能强烈水解，在操作生成沉淀而除去，说明水解生成Fe(OH)3沉淀。(3)操作后的滤液显强碱性，加入适量的酸，调节pH78，可使Al元素形成Al(OH)3沉淀，最好选用稀硫酸，因为盐酸有还原性，易与Na2CrO4发生氧化还原反应，故不选用稀盐酸。(5)Cr2O7214H6I=2Cr33I27H2O，I22S2O32=2IS4O62，得关系式：Cr2O726S2O32，则n(Cr2O72)n(S2O32)0.120 0 mol/L0.04 L8104mol，m(K2Cr2O7)8104mol294 g/mol0.235 2 g，碘量瓶中所含样品的质量为0.250 0 g，故所得产品中重铬酸钾的纯度为100%94.08%。答案(1)Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2(2)NaFeO22H2O=Fe(OH)3NaOH(3)c(4)烧杯、玻璃棒、漏斗(5)当滴入最后一滴Na2S2O3溶液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复蓝色94.08%2某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂，并回收铜。探究过程如下：请回答下列问题：(1)步骤中先加入热的Na2CO3溶液除油污，操作甲的名称是_。(2)步骤中，除发生反应Fe2HCl=FeCl2H2外，其他可能反应的离子方程式为_。(3)溶液C的颜色是_，溶液D中可能含有的金属阳离子有_。(4)可以验证溶液B中是否含有Fe2的一种试剂是_(填选项序号)。a稀硫酸 b铁c硫氰化钾 d酸性高锰酸钾溶液(5)操作乙的名称是_，步骤产生金属铜的化学方程式为_。答案(1)过滤(2)Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe2Fe3=3Fe2(3)棕黄色Fe2、Cu2(4)d(5)电解CuCl2CuCl23(2013南充模拟)MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2的实验，其流程如下：(1)第步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的_(写化学式)转化为可溶性物质。(2)第步反应的离子方程式是_ClO3_=MnO2Cl2_。(3)第步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、_、_、_，已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH，则一定还含有_(写化学式)。(4)若粗MnO2样品的质量为12.69 g，第步反应后，经过滤得到8.7 g MnO2，并收集到0.224 L CO2(标准状况下)，则在第步反应中至少需要_mol NaClO3解析本题以MnO2的提纯为背景，考查氧化还原反应方程式的配平、物质的分离与提纯、物质的量的有关计算等知识。(1)分析生产流程图知样品中的MnO、MnCO3可与稀硫酸反应转化为MnSO4而进入滤液。(2)用化合价升降法不难写出并配平第步反应的离子方程式：5Mn22ClO34H2O=5MnO2Cl28H。(3)Cl2通入热NaOH溶液中，生成的NaClO3显然是氧化产物，那么0价的氯元素化合价降低生成的还原产物必然是NaCl。(4)n(MnCO3)n(CO2)0.01 mol，n(MnO)0.04 mol，故MnO、MnCO3溶于稀硫酸生成的Mn2的物质的量n(Mn2)n(MnO)n(MnCO3)0.05 mol，由第步反应化学方程式知氧化Mn2至少需NaClO30.05 mol0.02 mol。答案(1)MnO、MnCO3(2)5Mn224H2O518H(3)酒精灯蒸发皿玻璃棒NaCl(4)0.024铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体NH4Al(SO4)212H2O的工艺流程如图所示。请回答下列问题：(1)固体a的化学式为_，中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为_。(2)由制取铵明矾溶液的化学方程式为_ _，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)_、冷却结晶、过滤洗涤。(3)以1 000 kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 gcm1_L(保留一位小数)。(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为11，则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为_。解析(1)铝土矿中Al2O3和Fe2O3能溶于盐酸，SiO2不溶于盐酸，所以固体a的化学式为SiO2。Al2O3溶于烧碱生成NaAlO2溶液，在其中通入CO2生成Al(OH)3沉淀。(2)Al(OH)3分解生成Al2O3，Al2O3与稀硫酸、氨气反应生成铵明矾溶液。(3)m(Al2O3)1 000 kg36%360 kg，m(H2SO4) kg1 037.6 kg，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 gcm3)为575.4103 mL575.4 L。(4)设制得的Al2(SO4)3和NH4Al(SO4)212H2O的物质的量都是1 mol，则Al3共3 mol，SO42共5 mol，根据铝原子和SO42守恒原理可得，加入Al2O3和H2SO4的物质的量之比为5310。答案(1)SiO2AlO2CO22H2O=HCO3Al(OH)3(2)Al2O34H2SO42NH3=2NH4Al(SO4)23H2O蒸发浓缩(3)575.4(4)3105(2014眉山一诊)我国某大型电解铜生产企业，其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97%、87%。下图表示其冶炼加工的流程：冶炼中的主要反应：Cu2SO22CuSO2(1)烟气中的主要废气是_，从提高资源利用率和减排考虑，其综合利用方式是_。(2)电解法精炼铜时，阳极是_(填“纯铜板”或“粗铜板”)；粗铜中含有的金、银以单质的形式沉淀在电解槽_(填“阳极”或“阴极”)的槽底，阴极的电极反应式是_ _。(3)在精炼铜的过程中，电解质溶液中c(Fe2)、c(Zn2)会逐渐增大而影响进一步电解。几种物质的溶度积常数(Ksp)物质Fe(OH)2Fe(OH)3Zn(OH)2Cu(OH)2Ksp8.01016 mol3L34.01038 mol4L43.01017 mol3L32.21020 mol3L3调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断，含有等物质的量浓度的Fe2、Zn2、Fe3、Cu2的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是_。一种方案是先加入过量的H2O2，再调节pH到4左右，加入H2O2的目的是_。加入H2O2后发生反应的离子方程式为_。答案(1)SO2制硫酸(2)粗铜板阳极Cu22e=Cu(3)Fe3将Fe2氧化为Fe32Fe22HH2O2=2Fe32H2O6(2013山东理综，31)废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：(1)电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为_。(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是_。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的_。(3)溶液的主要成分是_。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是_ _。(4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为_ _。解析本题考查电解原理、除杂、洗涤沉淀，氧化还原反应方程式的书写，意在考查考生对化工流程的分析能力和综合运用知识的能力。(1)阴极发生还原反应，应是H放电生成氢气。(2)废旧刀具作阳极，电解时阳极产生Co2和Fe2，加入双氧水后Fe2被氧化生成Fe3，通入氨气后生成Fe(OH)3沉淀，即滤饼的主要成分是Fe(OH)3。洗涤液中含有Co2，可循环使用。(3)加入的草酸铵与CoCl2反应，生成草酸钴和氯化铵，则溶液中主要含有NH4Cl。若草酸钴表面的NH4Cl未洗净，则焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl，造成环境污染。(4)Co2O36e2Co，H22eH2O，根据得失电子守恒有Co2O33H2，可得Co2O33H2=2Co3H2O。答案(1)2H2e=H2(2)Fe(OH)3Co2(或Co)(3)NH4Cl焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl(4)Co2O33H2=2Co3H2O7(2013重庆高三模拟)钼是一种过渡金属元素，通常用作合金及不锈钢的添加剂，这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性，还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。如图是化工生产中制备金属钼的主要流程图。(1)写出反应的化学方程式：_ _。(2)反应的尾气可以再利用，写出应用该尾气制得的两种重要化学试剂_。(3)如果在实验室模拟操作1和操作2，则需要使用的主要玻璃仪器有_。(4)钼在空气中灼烧生成三氧化钼，三氧化钼溶于氢氧化钠溶液生成钼酸钠；三氧化钼不溶于盐酸或稀硫酸。钼酸钠的化学式为_。(5)工业上制备还原性气体CO和H2的反应原理为CO2CH42CO2H2，CH4H2OCO3H2。含甲烷体积分数为80%的a L(标准状况)天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应，甲烷转化率为90%，用产生的还原性气体(CO和H2)还原MoO3制钼，理论上能生产钼的质量为_。解析(1)二硫化钼与氧气在高温下反应生成三氧化钼和二氧化硫。(2)二氧化硫可收集再利用，制备硫酸和盐类等。(3)操作1和操作2都是分离固体与液体混合物，都是过滤操作。(4)钼酸是二元酸，可直接写出钼酸钠