2020三维设计高三化学一轮复习跟踪检测(二十八)题型研究——“无机化工流程题”解题指导

1、第12页共10页跟踪检测(二十八)题型研究一一“无机化工流程题”解题指导1.醋酸馍(CH3COONi是一种重要的化工原料。一种以含馍废料(含NiS、AI2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料，制取醋酸馍的工艺流程如图:山竹沌袅r批a 2务LF 门辩口挑丁.3 一义14;1蒸发、.乩L球蛾I墟就：！费液相关离子生成氢氧化物的 pH和相关物质的溶解性如下表:金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pH物质20 C时溶解性(H2O)Fe3十1.13.2CaSO4微溶Fe2十5.88.8NiF2可溶Al 3+3.05.0CaF2难溶Ni2十6.79.5NiCO 3Ksp= 9.60X 10 6(1)调节pH

2、步骤中，溶液 pH的调节范围是 。(2)滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是 、。(3)写出氧化步骤中加入 H2O2发生反应的离子方程式： (4)酸浸过程中，1 mol NiS失去6Na个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反应 的化学方程式：(5)沉馍过程中，若c(Ni2 ) = 2.0 mol L1,欲使100 mL该滤液中的Ni"沉淀完全 c(Ni2+)< 10 5 mol L1,则需要加入Na2CO3固体的质量最少为 g。(保留小数点后 1位有效数字)(6)保持其他条件不变，在不同温度下对含馍废料进行酸浸，馍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度与时间分别为 C、min

3、 0解析：(1)(3)制取醋酸馍的工艺流程可解读为将含馍废料粉碎后加入H2SO4和少量HNO 3进行酸浸，过滤后得到主要含Ni2+、Al3+、Fe3+(还可能含少量 Fe2+、Ca2+)的溶液和主要含SiO2、CaSO4的滤渣，弃去滤渣，向滤液中加入H2O2将可能含有的Fe2+氧化为Fe3+,调节溶液pH为5.0<pH<6.7,使Al3+、Fe3+转化为氢氧化物沉淀，再通过过滤除去，向过滤所得的滤液 1中加入NH4F除去滤液中的 Ca2+,过滤后向滤液2中加入Na2CO3 使Ni2+沉淀为NiCO3,过滤后向NiCO 3中加入醋酸得到醋酸馍，再进一步蒸发、结晶、洗 涤得到醋酸馍产品

4、。(4)由题意知，酸浸时1 mol NiS失去6 mol电子，S*被氧化为SO2, 硝酸被还原为NO,根据得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式。(5)Ni2+沉淀完Ksp NiCO 39.60 x 10 6全时溶液中c(CO3 ) = -C =;一=0.96 mol LT,故需要力口入 Na2CO3的质量cNi2+10 5最少为0.96 mol L 1X0.1 L+ (2.0 mol L 110 5 mol L11)X0.1 Lx 106 g mol 1=31.4 g。答案：(1)5.0WpH<6.7 (2)SiO2、CaSO4 CaF2 (3)2Fe2+ + H2O2+ 2H=

5、2Fe3+2H2O (4)NiS + H2SO4+2HNO3=NiSO4+SO2 f + 2NO T + 2H2。(5)31.4 (6)70 1202.电石广泛应用于生产 PVC、维尼纶等，电石与水反应所得残渣一一电石渣，主要含Ca(OH) 2、CaCO3及少量其他杂质。某工业电石渣的几种回收利用流程如下：福国晶化f消白液 *75 .直化fE阑f厢Ef 取'。3固体 1一1成 15右机反应一坏乙烷几种物质在水中的溶解度曲线如图所示。回答下列问题:那解度建10204080 时 100温度，七(1)常温氯化反应的化学方程式是 O为提高Cl2转化为Ca(ClO) 2的转化率，可行的措施有 (

6、填字母)。A.加热升高温度B.适当减缓通入Cl2的速率C.充分搅拌浆料D.加水使 Ca(OH) 2完全溶解电石渣中的有害杂质 CN 与ClO 反应转化为两种无害的气体，每转化1 mol CN 至少需要消耗氧化剂 ClO mol。(2)75 C氯化生成氯酸钙中氯的化合价为 ,氯化完成后过滤，滤渣的主要成分为(填化学式)。氯酸钙能与 KCl反应转化为氯酸钾的原因是 (3)有机反应首先生成氯代乙醇，其结构简式为 ,氯代乙醇再与 Ca(OH)2反应生产环 氧乙烷。总反应的化学方程式是 。解析：(1)常温氯化，Cl2与Ca(OH) 2发生反应得到漂白液。 加热升高温度，Ca(OH) 2 的溶解度降低，则

7、 Cl2的转化率也降低，A项不符合题意；适当减缓通入Cl2的速率，等效于增大Ca(OH) 2的浓度，Cl2的转化率增大，B项符合题意；充分搅拌浆料，能使反应完全， Cl2的转化率增大，C项符合题意；加水使 Ca(OH) 2完全溶解，不能改变 Cl2的转化率，D 项不符合题意。根据题意，CN-与ClO -反应转化为CO2和N2, CN 中C、N分别为+ 2 价、一3价，1 mol CN 一失去5 mol电子，而ClO 一转化为Cl , 1 mol ClO 一得到2 mol电子， 根据得失电子守恒，则每转化1 mol CN 一至少需要消耗氧化剂 ClO 2.5 mol。(2)Ca(ClO 3)2

8、中Cl的化合价为+ 5价。氯化完成后过滤，得到的滤渣的主要成分为CaCO3、Ca(OH) 2。根据题图知，75 C时氯酸钾的溶解度比氯酸钙、氯化钾、氯化钙都小得多，故氯酸钙与 KCl能发生反应：Ca(ClO 3)2+ 2KCl= CaCl 2+ 2KClO 3 J 。 (3)氯代乙醇为氯原子取代乙 醇分子中乙基上的氢原子，根据“氯代乙醇再与 Ca(OH) 2反应生产环氧乙烷”，则氯原子应取代甲基上的氢原子，故氯代乙醇的结构简式为ClCH 2CH 20H，总反应的化学方程式为()/ 、CH2=CH2+Cl2+Ca(OH) 2> LC C+ CaCl 2+H2O。答案：(1)2Cl2+2Ca

9、(OH) 2=CaCl 2+ Ca(ClO) 2+2H2O BC 2.5(2)+5 CaCO3、Ca(OH) 275 C时，氯酸钾的溶解度比氯酸钙、氯化钾、氯化钙都小得多(I(3)ClCH 2CH 20H CH2=CH 2+ Cl2 + Ca(OH) 2> HCH + CaCl 2+ H2O 3.实验室用卤块(主要成分为 MgC12 6H20,含有 MgS0 4、FeCl2等杂质)制备少量Mg(C10 3)2 6H2O的流程如图:词 块4M “10必6出门源肃与 ifi GlBat MgO NaCl,航如那淞飒节似1个饱和溶盆已知：四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示:1

10、0 时 50 70 90 r/r室温时一些物质的Ksp如表所示:化学式Fe(OH) 2Fe(OH) 3Mg(OH) 2Ksp8.0 x 10 188.0 x 10 381.8X 10 11Mg(C1O 3)2有较强的氧化性，其还原产物是 Cl o回答下列问题：(1)H 2O2 的 电子式为 。(2)滤渣的成分是 (填化学式)。(3)经测定，D中铁离子的浓度为 1X105 mol L 1,则x为(已知：1g 5 = 0.7)。(4)D中所发生的化学反应方程式为 ,框图中由 D一一制 Mg(ClO 3)2 6H2O晶体的实验步骤依次 为加热蒸发； (请补充)；冷却结晶；过滤洗涤。Ed *H ：()

11、：() ： H解析：(1)H2O2属于共价化合物，电子式为。(2)卤块中的Fe2+被双氧MgO调节溶液的pH ,Fe(OH)3、BaSO4。(3)水氧化生成Fe3+,加入适量的 BaCl2溶液可以使SO4-沉淀，加入根据氢氧化物的溶度积常数可知，可使Fe3+沉淀，因此滤渣中含有3 ,8.0 10 38经测定,D 中 Fe3+的浓度为 1M0 5molL 1, c(OH )= molL 1=2M0Y 1x10 511 mol L 1,则 c(H+)=5X10 4 mol L 1, pH = - lg c(H+) = 3.3 (4)根据溶解度曲线，D中NaClO3与 MgCl2反应生成 Mg(Cl

12、O3)2和NaCl沉淀，化学反应方程式为2NaClO 3 +MgCl 2=2NaCl Mg(ClO 3)2, Mg(ClO 3)2的溶解度随温度的变化较大，由Mg(ClO 3)2溶液制Mg(ClO 3)2 6H2O晶体的实验步骤依次为 加热蒸发；趁热过滤；冷却结晶；过滤 洗涤。JI ： 。： () ： II 答案：(1)(2)Fe(OH) 3、BaSO4 (3)3.3(4)2NaClO 3+ MgCl 2=2NaCl J + Mg(ClO 3)2 趁热过滤4 .氟化钢可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器。以银矿粉(主要成分为BaCO3,含有SiO2、Fe2+、Mg2+等杂质)为原

13、料制备氟化钢的流程如下：JCPHQ/酊川H博/«T 2 调叩咬浸域化r 越或港 泄泄？旭 4操作BN卜吃【20NII4F深W辄化如沉武已知：常温下 Fe3、Mg2完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。(1)滤渣A的化学式为 。(2)滤液1加H2O2氧化的过程中主要反应的离子方程式为 (3)力口 20%NaOH溶液调节pH = 12.5,得到滤渣 C的主要成分是 ，(4)滤液3加入盐酸酸化后再经 、冷却结晶、洗涤、真空干燥等一系列 操作后得到BaCl 2 2H2O。(5)常温下，用BaC12 2H 20配制成0.2 mol L -1水溶液与等浓度的氟化俊溶液反应，可得到氟化钢沉淀。 请

14、写出该反应的离子方程式： 。已知Ksp(BaF2) = 1.84X 10 7,当银离子完全沉淀时(即钢离子浓度w 10 5 mol l 1),溶液中氟离子浓度至少 是 mol L 1o (结果保留三位有效数字，已知4184= 1.36)(6)已知:Ksp(BaCO 3)= 2.58X 10 9, Ksp(BaSO4)= 1.07X 10 10o 将氯化钢溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠的混合溶液中，当BaCO3开始沉淀时，溶液中cCO2cSO4。(结果保留三位有效数字)解析：(1)钢矿粉中SiO2与盐酸不反应，故滤渣A为SiO2。(2)滤液1加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,反

15、应的离子方程式为H2O2+2Fe2+ + 2H+=2Fe3+ + 2H2O。(3)根据已知信息及流程图可知，加H2O2、调pH，得到的滤渣B为Fe(OH) 3,加20%NaOH溶液调节pH =12.5,得到的滤渣C为Mg(OH) 2。(4)滤液3加盐酸酸化后得到 BaCl 2和HCl的混合溶液，由该溶液得到BaC12 2H2O的实验操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、真空干燥等。(5)根据Ksp(BaF2)= c(Ba2+) c2(F ),当Ba2+完全沉淀时，至少需要的 c(F )Ksp BaF2c Ba2+1.84 X 10 7mol L 1=0.136 mol L10(6)Ksp(Ba

16、SO4)<Ksp(BaCO3),则加入氯化钢溶液时，SOr先沉淀，当 BaCO 3开始沉淀c CO2c CO 3cBa2+KsnBaCO 32.58X 10 9容液中=Ksp BaCO 3 =24.1。c SO2c SO4c Ba2+KspBaSO41.07X10 10答案：(1)SiO2 (2)H 2O2+ 2Fe2 + 2H =2Fe3 + 2H 2O(3)Mg(OH) 2 (4)加热浓缩 过滤 (5)Ba2+2F =BaF2j 0.136 (6)24.15 .磷化氢(PH3)是一种剧毒气体，是最常用的高效熏蒸杀虫剂，也是一种电子工业原料。在密闭粮仓放置的磷化铝 (AlP)片剂，遇水

17、蒸气放出PH3气体，该反应的化学方程式(2)利用反应 PH3+ 3HgCl 2=P(HgCl) 3+ 3HCl ,可准确测定微量的 PH3。HgCl2溶液几乎不导电，说明 HgCl2属于(填“共价”或“离子”)化合通过测定溶液,变化，可测定一定体积空气中PH3的浓度。(3)PH 3的一种工业制法涉及的物质转化关系如图所示:黄曲次精酸徉次罐酸分解亚磷酸属于 元酸。当反应 I 生成的 n(NaH2PO2) ： n(Na2HPO 3)= 3 ： 1 时，参加反应的 n(P4) ： n(NaOH)(4)一种用于处理 PH 3废气的吸收剂成分为次氯酸钙80%、锯木屑(疏松剂)15%、活性炭2.5%、滑石

18、粉(防结块)2.5%。次氯酸钙将 PH3氧化为H 3PO4的化学方程式为 空气中的水蒸气可加快 PH3的氧化过程，其原因可能是(5)从(4)中的吸收残留物中回收磷酸氢钙(CaHPO 4)的方法如下:试制 X找'朋一水溶一两pH a过港tx物试制、I懂拌1-<；,ir( 祗浊检试剂X为(填化学式)。已知 25 C时，H 3PO4 的 Kai= 7.5X 10 3、Ka2=6.3X10 8、Ka3= 4.4X 10 13。CaHPO 4悬浊液pH 7(填“>”" ”或“<”，)通过计算说明理由： 解析：(1)磷化铝(AlP)遇水蒸气放出PH3气体，结合原子守，值

19、推知还生成Al(OH) 3,反应的化学方程式为 AlP + 3H2O=Al(OH) 3+PH3T。(2)HgCl 2溶液几乎不导电， 说明溶液 中离子浓度较小，HgCl 2难发生电离，故 HgCl 2为共价化合物。 PH3与HgCl 2反应生成 P(HgCl) 3和HCl ,溶液的导电性和酸性均增强，故可通过测定溶液中电导率或pH的变化来测定一定体积空气中PH3的浓度。(3)亚磷酸钠的化学式为Na2HPO3,据此推测亚磷酸(H 3PO3)属于二元弱酸。 反应I中黄磷(P4)与NaOH溶液发生歧化反应生成NaH 2P。2、Na2HPO3和PH 3,其中 PH3是还原产物，NaH2PO2和Na2H

20、PO 3是氧化产物，若产物中 n(NaH 2PO2) ： n(Na2HPO 3) = 3 ： 1,设 n(Na2HPO 3) = a mol,则有 n(NaH2P。2)= 3a mol ,反 应中得电子的物质的量为 3a mol + 3a mol = 6a mol;根据得失电子守恒可知，反应中生成 PH3的物质的量为 2a mol;根据P、Na原子守恒可知，n(P4)=1.5a mol、n(NaOH) = 5a mol, 故参加反应的 n(P4) ： n(NaOH) = 1.5a mol : 5a mol = 3： 10。(4)次氯酸钙将 PH3氧化为 H 3PO4,而本身被还原为CaCl 2

21、,化学方程式为 2Ca(ClO) 2 + PH 3=H 3PO4 + 2CaCl 2。Ca(ClO) 2属于强碱弱酸盐，与水蒸气接触后水解生成HClO ,而HClO的氧化能力强于Ca(ClO) 2,故空气中的水蒸气可加快PH3的氧化过程。(5)残留物中含有 H3PO4,加入试剂X调节pH,过滤得到Ca3(PO4)2沉淀，显然该过程的目的是中和H3PO4电离产生的H+,为防止引入新杂质，试剂 X应选择CaO或Ca(OH) 2。加入试剂丫搅拌后生成CaHPO 4, HPO4-在水溶液中发生电离 (HPO 4PO>+ H+)和水解(HPO4-+ H2OH 2PO4 +c H+ c PO3OH

22、),则 HPO2一的电离常数为 Ka3(HPO 4 )=；=4.4X10-13, HPO4一的水解c HPO2常数为Kh(HPO 2 )=c H2PO 4 c OHc HPO2cH2POr c OH cH +c HPO 4 c H +KwKa21 x 10 146.3X 10 8=1.59X 10 7,显然Kh(HPO 2 )>Ka3(HPO 4 ),说明HPO1的水解程度大于其电离程度，溶液呈碱性，故pH大于7。答案：(1)AlP + 3H 2O=ai(oh)3+ PH 3 T(2)共价 电导率(或pH)(3)二3： 10(4) 2Ca(ClO) 2+ PH 3=H 3P。4+ 2Ca

23、Cl 2次氯酸钙与水蒸气接触，水解得到氧化能力更强的HC1O(5)Ca(OH) 2(或 CaO)+3 o- c H c PO4,八/Ka3(HPO 2 )=cHpO4 = 4/X 8,溶液体积变化可忽略不计 (5)焙烧铝精矿所用的装置是多层焙烧炉，图2为各炉层固体物 13Kh(HPO 4 )=c H2PO4 c OH 2-=c HPO 21X10 148> Ka3(HPO6.3X 10 * * * 8 *(4 ), HPO2的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性6 .金属铝在工业和国防建设中有重要的作用。铝 (Mo)的常见化合价为+ 6、+5、+4。 由铝精矿(主要成分是 MoS 2)可制备

24、单质铝和铝酸钠晶体 (Na2M00 4 2H2。)，部分流程如图1 所示：溶液-人即制空Me出售钥同体杂质一尾气(由蜜含豆与)盆破口“ 国I已知：铝酸微溶于水，可溶于碱液和氨水。回答下列问题:(1)铝精矿焙烧时，每有1 mol M0S2反应，转移电子的物质的量为 。炉房序号 图2(2)铝精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是 料的物质的量的百分数(昉。CD x=o焙烧炉中也会发生 M0S2与MoO 3反应生成MoO 2和SO2的反应，若该反应转移6 mol 电子，则消耗的氧化剂的化学式及物质的量分别为 、。解析：(2)由流程图可知，铝精矿焙烧产生的二氧化硫为大气污染物，其对环境的主要危害是形成

25、酸雨，实耳室可用氨水或 NaOH溶液吸收SO2。(3)灼烧用到的硅酸盐材料仪器为塔期。(4)根据Ksp(BaMoO 4)及c(MoO 4-)可计算出 MoO 4一开始沉淀时溶液中 c(Ba2+),再根据c(Ba2+)和Ksp(BaSO4)计算出此时溶液中 c(SO4一),进而可求出SO4一的去除率。(5)根据题图2可知，在炉层序号为6时，MoS2和MoO 3的物质的量的百分数均为18%,则MoO 2，一 一一一一 一 一一一 一一 一 一 高温 一的物质的量的百分数为 100% 18% X 2=64%。根据反应 MoS2+ 6MoO 3=7MoO 2 +2SO2 ?,则消耗的氧化剂的化学式为M

26、oO 3,反应转移6 mol电子时，消耗 MoO 3的物质的量为3 mol。答案：(1)14 mol (2)形成酸雨可用氨水或氢氧化钠溶液吸收(其他合理答案均可)(3)过滤日期(4)94.5%64 MoO 3 3 mol7 .二硫化鸨(WS2,其中 W的化合价为+ 4)可用作润滑剂，还可以在石油化工领域中 用作催化剂。由鸨铁矿(其主要成分是FeWO4,还含少量Al 2O3)制备二硫化鸨的工艺流程如 图所示：回答下列问题：(1)FeWO 4中铁元素的化合价为 。(2)FeWO 4在“熔融”过程中发生反应的化学方程式为 ;“熔融”过程中为了提高熔融速率，可采取的措施有 (写出一条即 可)。(3)过量CO2通入粗鸨酸钠溶液中发生反应的离子方程式为 , 操作I中用作引流的玻璃仪器是 。一一，,高温(4