高考化学复习压轴题(解答题)：工艺流程题

高考化学复习解答题压轴题：工艺流程题一、解答题（共25小题）1．（•重庆模拟）碳酸锶（SrCO3）是一种重要的工业原料，广泛用于生产锶铁氧体磁性材料。一种以菱锶矿（含80～90%SrCO3，少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等）制备高纯碳酸锶的工艺流程如图。Sr（OH）2在水中的溶解度温度/℃10203040608090100溶解度/（g/100g）1.251.772.643.958.4220.244.591.2（1）元素Sr位于元素周期表第周期第族。（2）菱锶矿、焦炭混合粉碎的目的是。（3）“立窑煅烧”中SrCO3与焦炭反应的化学方程式为。进行煅烧反应的立窑衬里应选择。（填“石英砂砖”或“碱性耐火砖”）（4）“浸取”中用热水浸取而不用冷水的原因是；滤渣1含有焦炭、Ca（OH）2和。（5）“沉锶”中反应的化学方程式为。（6）锶铁氧体是由锶和铁的氧化物组成的复合磁性材料。某种锶铁氧体（xSrO•yFe2O3）中Sr与Fe的质量比为0.13，则为。（取整数）2．（•沈阳模拟）焦亚硫酸钠（Na2S2O5）用途广泛，是常见的漂白剂、疏松剂、食品抗氧化剂，某研究性学习小组探究焦亚硫酸钠的制取以及其性质。请回答下列问题：Ⅰ．制备、收集干燥的SO2（1）实验室制取SO2的试剂是。（填字母序号）①4mol•L﹣1HNO3溶液②70%的H2SO4溶液③CaSO3固体④Na2SO3固体A．①③B．①④C．②③D．②④（2）实验室制取SO2的化学方程式为。按气流方向连接各仪器a→→→→→→g→f（注：考虑防倒吸现象）。Ⅱ．焦亚硫酸钠的制取①在搅拌的条件下，向饱和碳酸钠溶液中通入SO2至反应液的pH＝4.1；②将溶液蒸发浓缩、结晶、离心分离，20～30℃干燥得到成品。（3）SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2的化学方程式为。Ⅲ．焦亚硫酸钠的性质（4）Na2S2O5作脱氧剂时的反应原理为：Na2S2O5+O2+H2O═Na2SO4+H2SO4，该反应中，氧化产物是，检验Na2S2O5晶体作脱氧剂时已被氧化的实验方案是。（5）适当加入Na2S2O5使面团变得柔软，面团延伸性增加，拉断面团所需的拉力也逐渐减少，过度加入Na2S2O5会严重破坏蛋白质网络结构，面团变得稀软、发黏、延伸性下降，如图所示。综合来说，当添加量为（填字母序号）时，面团延伸性较好。A．0～0.05‰B．0.05‰～0.10‰C．0.1‰～0.15‰D．0.20‰～0.25‰3．（•山东模拟）过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）可作为漂白剂和氧化剂，还可以作为化工、造纸、纺织、染整、食品、医药、卫生等部门的去污剂、清洗剂、杀菌剂。遇潮可释出氧气。一种用芒硝（Na2SO4•10H2O）、H2O2等为原料制备过碳酸钠的工艺流程如图。已知：2CrO42﹣+2H+⇌Cr2O72﹣+H2O，pH小于5时均以Cr2O72﹣形式存在，pH大于8.5时均以CrO42﹣形式存在。（1）步骤Ⅰ至步骤Ⅱ采用的分离操作为。（2）煅烧过程中是为了产生纯碱，其发生反应的化学方程式为。（3）步骤Ⅴ中的温度需要控制为15℃，其原因为。（4）步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为，流程中循环物质X为。（5）某科学小组测定产品纯度的实验步骤如下：准确称量mg产品，用硫酸溶解后，用cmol•L﹣1的KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4标准溶液VmL。（假设其他杂质不与标准液反应）该产品的纯度为%。4．（•山东模拟）高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。如图是工业上用软锰矿（主要成分为MnO2）制备高锰酸钾的一种工艺流程。（1）在“熔炼”时往往将软锰矿石粉碎，其目的是。（2）写出“熔炼”时所发生的主要反应的化学方程式（其他杂质不与氧气和KOH反应）：。（3）向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4，其反应的离子方程式是。（4）操作Ⅰ后的固体物质可循环使用，应当将其放在（填操作单元的名称）。将操作Ⅱ得到的K2CO3加入（填物质名称），转化为“熔炼”过程中循环使用的物质。（5）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1molMnO2可制得molKMnO4（结果保留2位有效数字）。5．（•宁波模拟）水合肼（N2H4•H2O）是一种强还原性的碱性液体，是一种用途广泛的化工原料，实验室用图装置制备（部分装置省略）。已知：3NaClO═2NaCl+NaClO3步骤1：关闭K2、K3，打开K1，制备NaClO。步骤2：操作A，制备N2H4•H2O。（1）NH3与NaClO反应生成N2H4•H2O的化学方程式为。（2）步骤2中操作A为。6．（•吕梁一模）以软锰矿粉（主要含有MnO2，还含有少量的Fe2O3、Al2O3等杂质）为原料制备高纯MnO2的流程如图1所示。已知：①常温下，Ksp[Fe（OH）3]＝8.0×10﹣38，Ksp[Al（OH）3]＝4.0×10﹣34。②常温下，氢氧化物沉淀的条件：Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为4.6、3.4；Mn2+开始沉淀的pH为8.1。③常温下，当溶液中金属离子物质的量浓度小于或等于1×10﹣5mol•L﹣l时，可视为该金属离子已被沉淀完全。（1）“酸浸”实验中，锰的浸出率结果如图2所示。由图可知，软锰矿粉酸浸的适宜条件是。（2）酸浸后，锰主要以Mn2+的形式存在，写出相应的离子方程式。（3）若氧化后c（Al3+）＝0.02mol/L，加入氨水（设溶液体积增加1倍），使Fe3+完全沉淀，此时是否有Al（OH）3沉淀生成？（列式计算）；想要达到实验目的，加入氨水应调节pH的范围为。（4）加入碳酸氢铵产生沉淀的过程称为“沉锰，“过滤Ⅱ”所得滤渣为MnCO3。①“沉锰”过程中放出CO2，反应的离子方程式为。②“沉锰”过程中沉锰速率与温度的关系如图3所示。当温度高于60℃时，沉锰速率随着温度升高而减慢的原因是。（5）写出焙烧过程的化学方程式。7．（•揭阳模拟）己二酸（）是一种重要的化工原料和合成中间体。某实验小组以钨磷酸为催化剂，开展H2O2绿色氧化合成己二酸的实验探究。Ⅰ．催化剂钨磷酸晶体（H3PW12O40）的制备实验流程如图1所示。（1）乙醚的作用为，操作Ⅰ所需的玻璃仪器除烧杯外还有。（2）水层中的物质有大量NaCl和少量HCl，步骤①中发生反应的化学方程式是。Ⅱ．己二酸的合成向三颈烧瓶中加入0.10g钨磷酸催化剂和30mL30%双氧水，在室温下搅拌5min，然后加入5.0mL试剂X，在100℃左右回流反应3h，得到溶液A。（3）环己烯、环己醇、环己酮均可被双氧水氧化成己二酸。仅从所需双氧水理论用量的角度看，试剂X的最佳选择是（填序号）。A．环己烯（）B．环己醇（）C．环己酮（）（4）在实际操作中，双氧水的实际用量通常要大于理论用量，原因是。（5）如图2是己二酸的浓度与温度关系曲线图。介稳区表示己二酸溶液处于饱和状态，稳定区表示己二酸溶液处于状态。实验室常根据直线EHI从溶液A获取己二酸晶体，对应的实验操作为，过滤。Ⅲ．己二酸的纯度测定（6）取0.2g己二酸晶体样品于锥形瓶中，加水溶解，滴加2滴酚酞试液，用cmol•L﹣1NaOH溶液滴定；平行滴定3次，NaOH溶液的平均用量为VmL，则己二酸纯度为。（己二酸化学式量为146）8．（•湖南模拟）以镁铝复合氧化物（MgO﹣Al2O3）为载体的负载型镍﹣铜双金属催化剂（Ni﹣Cu/MgO﹣Al2O3）是一种新型高效加氢或脱氢催化剂，其制备流程如图。已知：常温下，Ksp[Cu（OH）2]＝2.21×10﹣20，Ksp[Al（OH）3]＝1.30×10﹣33。回答下列问题：（1）在加热条件下，尿素[CO（NH2）2]在水中发生水解反应，放出和两种气体。（写化学式）（2）“晶化”过程中，需保持恒温60℃，可采用的加热方式为。（3）“洗涤”过程中，检验滤饼是否洗净的方法是。（4）常温下，若“悬浊液”中＝1.7×109，则溶液的pH＝。（5）“还原”过程中所发生反应的化学方程式为。（6）NiSO4在强碱溶液中被NaClO氧化可得NiOOH，该物质能用作碱性镍镉电池的正极材料．其电池反应式：Cd（s）+2NiOOH（s）+2H2O（l）Cd（OH）2（s）+2Ni（OH）2（s）①放电一段时间后，溶液的pH将。（填“增大”、“减小”或“不变”）②充电时，阳极发生的电极反应式为。9．（•桂林模拟）工业上以菱锰矿（主要成分是MnCO3，还含有Fe2+、Ni2+等）为原料制备电解锰的工艺流程如图所示。溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：金属离子Ni2+Mn2+Fe3+Fe2+开始沉淀时（c＝0.01mol•L﹣1）的pH7.28.32.27.5沉淀完全时（c＝1.0×10﹣5mol•L﹣1）的pH8.79.83.29.0回答下列问题：（1）浸出槽中发生多个反应：如主要成分与稀硫酸的反应、MnO2与Fe2+间的氧化还原反应等。这两个反应的离子方程式分别为、。（2）加入氨水的目的是为除去杂质，根据流程图及表中数据，pH应调控在范围内。常温下，Ksp[Fe（OH）3]＝4.0×10﹣38，当pH＝4时，溶液中c（Fe3+）＝。（3）加入硫化铵是为除去剩余的Ni2+，由此可判断相同温度下溶解度：NiSNi（OH）2（填“大于”或“小于”）。（4）电解硫酸锰溶液的化学方程式为。（5）工业上也可以用MnO2和Al粉作为原料，用铝热反应来制取金属锰，反应的化学方程式为。（6）将分离出电解锰后的稀硫酸收集、循环使用，其意义是。10．（•常州一模）实验室用氨法浸出氧化锌烟尘制备活性ZnO，其主要实验流程如图1。（1）浸出。用一定浓度的氨水和NH4HCO3配成的混合液浸取氧化锌烟尘，得到锌氨[Zn（NH3）4CO3]浸出液。①烟尘中的主要成分ZnO发生反应的化学方程式为。②锌元素的浸出率随浸出液初始pH的变化关系如图2所示。当浸出液初始pH大于10时，浸出率随pH增大而减小的原因是。（2）除杂。Cu2+、Pb2+等杂质也与氨水形成配合物存在于浸出后的滤液中，加入Zn粉可将它们置换除去。写出Zn粉和铜氨配合物反应的离子方程式。（3）蒸氨。加热时溶液中过量的氨和铵被蒸出，锌氨配合物最终以2ZnCO3•3Zn（OH）2沉淀形式从溶液中析出。该过程需保持恒温80℃，可采取的加热方式为。（4）焙解。已知Zn（OH）2和ZnCO3的分解温度分别为125℃、300℃。实验室加热碱式碳酸锌[2ZnCO3•3Zn（OH）2]时测得的固体残留率随温度的变化关系如图3所示。①275℃时，碱式碳酸锌分解产生的气态物质为。（填化学式）②经焙解得到的活性ZnO晶胞结构如图4所示。该晶胞中Zn原子的配位数为。（5）已知pH＞11时，Zn（OH）2能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2﹣。如表是几种离子生成氢氧化物沉淀的pH：开始沉淀的pH沉淀完全的pHZn2+5.98.9Fe2+5.88.8Fe3+1.13.2设计以锌灰（主要成分为Zn和ZnO，杂质为Fe及其氧化物）为原料制备活性ZnO的实验方案：。（实验中可供选择的试剂：1.0mol/LHNO3、1.0mol/LH2SO4、1.0mol/LNaOH、20%H2O2）11．（2020•银川一模）钒是地壳中含量第21丰富元素，是人体必需的微量元素，对治疗糖尿病和癌症及保护心血管等具有潜在的药理学作用。工业上用含三价钒（V2O3）为主的某石煤为原料（含有Al2O3、CaO等杂质），钙化法焙烧制备V2O5，其流程如图：已知：+5价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系如表。pH4～66～88～1010～12主要离子VO2+VO3﹣V2O74﹣VO43﹣（1）焙烧：向石煤中加生石灰焙烧，将V2O3转化为Ca（VO3）2的化学方程式是。（2）酸浸：Ca（VO3）2难溶于水，可溶于盐酸。若焙砂酸浸时溶液的pH＝4，Ca（VO3）2溶于盐酸的离子方程式是。（3）转沉：将浸出液中的钒转化为NH4VO3固体，其流程图：①浸出液中加入石灰乳的作用是。②向（NH4）3VO4溶液中加入NH4Cl溶液，控制溶液的pH＝7.5．当pH＞8时，NH4VO3的产量明显降低，原因是。（4）实验室以V2O5为原料还可以合成用于制备VO2的氧钒（Ⅳ）碱式碳酸铵晶体，过程如图：①步骤ⅱ可在如图装置（气密性良好）中进行。已知：VO2+能被O2氧化。药品填装完成后的实验操作是（填“活塞a”、“活塞b”的操作顺序），装置B中的试剂是。②测定氧钒（Ⅳ）碱式碳酸铵晶体粗产品中钒的含量。称量4.246g样品于锥形瓶中，用20mL蒸馏水与30mL硫酸混合溶解后，加0.02mol•L﹣1的KMnO4溶液至稍过量，充分反应后继续加1%NaNO2溶液至稍过量，再用尿素除去过量的NaNO2，最后用0.08mol•L﹣1的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点，消耗体积为30.00mL（滴定反应：VO2++Fe2++2H+═VO2++Fe3++H2O）。NaNO2溶液的作用是，粗产品中钒的质量分数为（精确到小数点后两位）。12．（2020•西宁一模）氟碳铈矿（主要成分为CeFCO3）是提取稀土化合物、冶炼铈的重要矿物原料，根据如图以氟碳铈矿为原料提取铈的工艺流程图，回答问题：（1）CeFCO3中Ce的化合价为；氧化焙烧时不能使用陶瓷容器，原因是。（2）氧化焙烧后的产物之一为CeO2，则酸浸时发生反应的离子方程式为。（3）HT是一种难溶于水的有机溶剂，则操作Ⅰ的名称为。（4）为了提高酸浸率，可以适当提高反应温度，但温度偏高浸出率反而会减小，其原因是。（5）已知有机物HT能将Ce3+从水溶液中萃取出来，该过程可表示为：Ce3+（水层）+3HT（有机层）⇌CeT3（有机层）+3H+（水层）．向CeT3（有机层）中加入稀硫酸能获得较纯的含Ce3+水溶液，从平衡角度解释其原因：。（6）写出向Ce（OH）3悬浊液中通入氧气得到产品Ce（OH）4的化学方程式：。（7）298K时，向c（Ce3+）＝0.02mol/L的溶液中加入氢氧化钠来调节溶液的pH，若反应后溶液pH＝10，此时Ce3+是否沉淀完全？。【要求列式计算，已知：Ksp[Ce（OH）3]＝1.0×10﹣20，c（Ce3+）＜1.0×10﹣5mol/L视为沉淀完全】。13．（2020•吴忠模拟）硫酸镍广泛应用于电镀、催化、医药等行业中，具有很高的经济价值。一种用含镍废催化剂（主要含Ni、C，还含有铝、铁的单质及氧化物，和少量有机物）为原料制备NiSO4•7H2O的工艺流程如图。部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如表。沉淀物开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe（OH）32.73.2Fe（OH）27.69.7Ni（OH）27.19.2回答下列问题：（1）滤液a中溶质的主要成分除NaOH外，还含有（填化学式）。（2）酸溶前需进行“热处理”的主要目的是；滤渣b主要成分是（填化学式）。（3）加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为；简述加入Ni（OH）2除杂的原理。（4）操作d为、过滤、洗涤、干燥；产品晶体中有时会混有少量FeSO4•7H2O，其原因可能是。（写出一点即可）（5）取ag上述流程制得的硫酸镍晶体样品溶于蒸馏水中，在不断搅拌下缓慢加入足量丁二酮肟溶液（H2D），再加入NH3•H2O溶液调节溶液的pH在8～9，充分反应后，过滤、洗涤、烘干、称量得到红色固体质量为bg。发生反应的方程式为Ni2++2H2D+2NH3•H2O═Ni（HD）2↓（红色）+2NH4++2H2O，已知Ni（HD）2相对分子质量为M，列式计算样品纯度为。14．（2020•泰安模拟）氧化铍（BeO）常温下为不溶于水、易溶于强酸和强碱的固体，除用作耐火材料外，还可以用于制霓虹灯和铍合金。工业上以硅铍石（主要含有BeO、SiO2、MgO，还含有少量Al2O3和Fe2O3）制备高纯度BeO的流程如图所示。已知：①BeO为离子化合物，熔点为2350℃，BeCl2和NaCl等比例混合的固体混合物在350℃即可熔化；②不同金属阳离子在D2EHPA中的溶解性如表所示。Be2+Mg2+Fe3+Al3+D2EHPA中的溶解性易溶难溶微溶微溶请回答下列问题：（1）“滤渣1”的主要成分为（填化学式）。“残液”中含量最多的金属元素为。（填名称）（2）“萃取”后铍元素以Be（HX2）2的形式存在于有机相中，“反萃取”后以（NH4）2Be（CO3）2的形式存在于水相中，则“反萃取”时含铍微粒发生反应的化学方程式为。（3）“净化”时需将反萃取液加热到70℃，加热到70℃的目的为。（4）由2BeCO3•Be（OH）2制备高纯BeO的方法是。（5）BeO的电子式为。工业上常采用电解熔融BeCl2与NaCl等比例混合物的方法制备金属Be，不采用电解熔融BeO制备的主要原因为。15．（2020•济宁二模）2019年度诺贝尔化学奖奖励锂电池的发明者，锂离子电池已经彻底改变了我们的生活。如果废旧电池处理不当就会对环境造成严重污染，影响人们的健康生活。一种以废旧锂离子电池的正极材料（主要含LiCoO2、Al、C等）为原料制备CoC2O4•2H2O的流程如图1：（1）除铝时发生反应的离子方程式为（2）灼烧的主要目的是，实验室中灼烧实验用到最重要的仪器是（3）还原步骤在70℃左右，LiCoO2发生反应的化学方程式为，若用盐酸代替H2SO4和H2O2，也可以达到目的，但其缺点是（4）沉淀时，证明Co2+已经沉淀完全的实验操作与现象是（5）已知：NH3•H2O⇌NH4++OH﹣Kb＝1.8×10﹣5H2C2O4⇌H++HC2O4﹣Ka1＝5.4×10﹣2HC2O4﹣⇌H++C2O42﹣Ka2＝5.4×10﹣5则该流程中所用（NH4）2C2O4溶液的pH7（填“＞”或“＜”或“＝”）（6）已知含铝元素微粒的浓度与pH的关系如图2所示，设计由滤液X制备纯净的Al2O3的实验方案（实验中必需使用的试剂：H2SO4溶液、BaCl2溶液、蒸馏水）。16．（2020•黄冈模拟）一种以辉铜矿（主要成分为Cu2S，含少量SiO2）为原料制备硝酸铜的工艺流程如图1所示：（l）写出“浸取”过程中Cu2S溶解时发生反应的离子方程式：。（2）恒温“浸取”的过程中发现铜元素的浸取速率先增大后减少，有研究指出CuCl是该反应的催化剂，该过程的反应原理可用化学方程式表示为：①Cu2S+2CuCl2═4CuCl+S；②。（3）“回收S”过程中温度控制在50～60℃之间，不宜过高的原因是。（4）向滤液M中加入（或通入）（填字母），可得到一种可循环利用的物质。a．铁b．氯气c．高锰酸钾d．氯化氢（5）“保温除铁”过程中，加入CuO的目的是；“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中，要用HNO3溶液调节溶液的pH，其理由是（6）辉铜矿可由黄铜矿（主要成分为CuFeS2）通过电化学反应转变而成，有关转化见图2，转化时转移0.2mol电子，生成Cu2Smol。17．（2020•红河州三模）四氯化钛是制取海绵钛和氯化法钛白（二氧化钛）的主要原料，用于制造颜料和钛有机化合物以及国防上用的烟幕剂。同时也是制取航天航空工业材料﹣﹣钛合金的重要原料，由钛铁矿（主要成分是FeTiO3，含有少量Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质），制备TiCl4等产品的一种工艺流程如图：已知：Ⅰ．①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：2Fe3++Fe═3Fe2+、2TiO2+（无色）+Fe+4H+═2Ti3+（紫色）+Fe2++2H2O、Ti3+（紫色）+Fe3++H2O═2TiO2+（无色）+Fe2++2H+；Ⅱ．四氯化钛的熔点﹣25.0℃，沸点136.4℃，SiCl4的熔点﹣68.8℃，沸点57.6℃。回答下列问题：（1）用盐酸酸浸时，为使酸浸速率加快，可采取的措施是：（至少写2条），发生主要反应的离子方程式为。（2）废渣的成分是。（3）如何检验富含TiO2+溶液中是否还含铁元素。（4）若将制得的固体TiO2•nH2O用酸清洗除去其中的Fe（OH）3杂质，还可制得钛白粉。已知25℃时，Ksp[Fe（OH）3]＝4.0×10﹣38，该温度下反应Fe（OH）3+3H+⇌Fe3++3H2O的平衡常数K＝。（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是。（只要求写出一项）（6）要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用的方法是。（7）用TiCl4水解生成TiO2•nH2O，经过滤、水洗除去其中的Cl﹣，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2．写出TiCl4水解生成TiO2•nH2O的化学方程式。18．（2020•菏泽一模）Na2S2O4（连二亚硫酸钠）是易溶于水，不溶于甲醇的白色固体，在空气中极易被氧化，是一种还原性漂白剂。制取Na2S2O4的方法很多，（1）在碱性溶液中用NaBH4还原NaHSO3法制备Na2S2O4的反应原理为：NaBH4+NaHSO3+NaOH→Na2S2O4+NaBO2+H2O（未配平）。反应装置如图1所示：①实验开始及整个过程中均需通入N2，其目的是。②制备过程中温度需控制在10～45℃，采用水浴加热的主要优点是。③为使NaHSO3尽可能完全被还原，加入三口烧瓶中的反应液，应控制。（2）用HCOONa还原SO2制备Na2S2O4的装置（夹持加热仪器略）如图2：①装置a烧瓶中发生反应的化学方程式为。②装置b用于净化SO2，适宜的试剂是。③装置c在70～83℃生成Na2S2O4并析出，同时逸出CO2，该反应的化学方程式为，加入CH3OH的目的是；利用反应后的浊液分离提纯Na2S2O4需经过的操作为。19．（2020•德州二模）过氧化尿素（CO（NH2）2•H2O2）是过氧化氢水溶液与尿素的加和物，兼有尿素和过氧化氢的性质，是一种新型漂白、消毒剂，广泛应用于农业、医药、日用化工等领域。某化学小组同学用低浓度的双氧水和饱和尿素[CO（NH2）2]溶液在30℃条件下用右图装置合成过氧化尿素。请回答下列问题：（1）仪器X的名称是。（2）制备过氧化尿素的化学方程式为，反应时采取的受热方式为。（3）搅拌器不能选择铁质材料的原因是。（4）过氧化尿素中活性氧含量的高低直接决定产品的质量，合格产品中活性氧的含量≥16%（相当于其中含H2O234%）。为了确定所得产品合格与否，质检员称取干燥样品8.000g，溶解于水，在250mL容量瓶中定容，准确量取其中25.00mL溶液于锥形瓶中，加入1mL6mol•L﹣1H2SO4，然后用0.2000mol•L﹣1KMnO4标准溶液滴定样品中的H2O2（KMnO4溶液与尿素不反应）。三次滴定平均消耗KMnO4溶液20.000mL：①请完善滴定时反应的离子方程式：MnO4﹣+H2O2+═②若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，会使测得的活性氧含量（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。③根据滴定结果确定产品质量（填“合格”或“不合格”），活性氧的质量分数为。20．（2020•安徽模拟）连二亚硫酸钠（Na2S2O4）是印刷行业重要的还原剂，易溶于水，难溶于乙醇；高铁酸钾（K2FeO4）是一种绿色环保型饮用水处理剂。某课题小组拟以硫铁矿（主要成分是FeS2）为主要原料制备连二亚硫酸钠和高铁酸钾，其简易工艺流程如图（部分步骤和条件略去）：（1）FeS2中含有S22﹣离子，其电子式为。“气体”的主要成分是O2、SO2和N2，参考下表中的数据，简述工业上用物理方法分离提纯二氧化硫的实验方案：。熔点/℃沸点/℃密度/g•L﹣1（标准亲状况）O2﹣218﹣1831.429SO2﹣76﹣102.9N2﹣210﹣1961.25（2）SO2→Na2S2O4步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。制得的Na2S2O4溶液冷却至50℃，过滤，用洗涤，干燥，制得Na2S2O4。（3）Na2FeO4与KCl发生复分解反应制备K2FeO4，说明相同温度下K2FeO4的溶解度。（填“＞”、“＜”或“═”）Na2FeO4的溶解度。（4）溶液中的Na2S2O4易被空气中的氧气氧化生成NaHSO3，反应的离子方程式为。（5）在制备Na2FeO4时，现象是先生成红褐色沉淀，随后转化成绿色溶液，生成了Na2FeO4。①写出红褐色沉淀转化为Na2FeO4的化学方程式：。②为探究Na2FeO4和O2的氧化性相对强弱，取少量上述绿色溶液于试管中，滴加适量浓盐酸，产生能使湿润的KI淀粉试纸变蓝色的气体，不能说明Na2FeO4的氧化性比Cl2的氧化性强，理由是。21．（•浙江）某兴趣小组用铬铁矿[Fe（CrO2）2]制备K2Cr2O7晶体，流程如图。已知：4Fe（CrO2）2+10Na2CO3+7O28Na2CrO4+4NaFeO2+10CO22H++2CrO42﹣⇌Cr2O72﹣+H2O相关物质的溶解度随温度变化如图。请回答：（1）步骤Ⅰ，将铬铁矿粉碎有利于加快高温氧化的速率，其理由是。（2）下列说法正确的是。A．步骤Ⅱ，低温可提高浸取率B．步骤Ⅱ，过滤可除去NaFeO2水解产生的Fe（OH）3C．步骤Ⅲ，酸化的目的主要是使Na2CrO4转变为Na2Cr2O7D．步骤Ⅳ，所得滤渣的主要成分是Na2SO4和Na2CO3（3）步骤Ⅴ，重结晶前，为了得到杂质较少的K2Cr2O7粗产品，从下列选项中选出合理的操作（操作不能重复使用）并排序：溶解KCl→→→→→重结晶。a．50℃蒸发溶剂；b．100℃蒸发溶剂；c．抽滤；d．冷却至室温；e．蒸发至溶液出现晶膜，停止加热；f．蒸发至溶液中出现大量晶体，停止加热。（4）为了测定K2Cr2O7产品的纯度，可采用氧化还原滴定法。①下列关于滴定分析的操作，不正确的是。A．用量筒量取25.00mL待测液转移至锥形瓶B．滴定时要适当控制滴定速度C．滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化D．读数时应将滴定管从架上取下，捏住管上端无刻度处，使滴定管保持垂直E．平行滴定时，须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下②在接近终点时，使用“半滴操作”可提高测量的准确度。其方法是：将旋塞稍稍转动，使半滴溶液悬于管口，用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落，继续摇动锥形瓶，观察颜色变化。（请在横线上补全操作）（5）该小组用滴定法准确测得产品中K2Cr2O7的质量分数为98.50%。某同学还用分光光度法测定产品纯度（K2Cr2O7溶液的吸光度与其浓度成正比例），但测得的质量分数明显偏低。分析其原因，发现配制K2Cr2O7待测水溶液时少加了一种试剂。该试剂是，添加该试剂的理由是。22．（2020•山东）用软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3）和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如图：已知：MnO2是一种两性氧化物；25℃时相关物质的Ksp见下表。物质Fe（OH）2Fe（OH）3Al（OH）3Mn（OH）2Ksp1×10﹣16.31×10﹣38.61×10﹣32.31×10﹣12.7回答下列问题：（1）软锰矿预先粉碎的目的是，MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为。（2）保持BaS投料量不变，随MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba（OH）2的量达到最大值后会减小，减小的原因是。（3）滤液Ⅰ可循环使用，应当将其导入到操作中（填操作单元的名称）。（4）净化时需先加入的试剂X为（填化学式），再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为（当溶液中某离子浓度c≤1.0×10﹣5mol•L﹣1时，可认为该离子沉淀完全）。（5）碳化过程中发生反应的离子方程式为。23．（2020•北京）H2O2是一种重要的化学品，其合成方法不断发展。（1）早期制备方法Ba（NO3）2BaOBaO2滤液H2O2①Ⅰ为分解反应，产物除BaO、O2外，还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是。②Ⅱ为可逆反应，促进该反应正向进行的措施是。③Ⅲ中生成H2O2，反应的化学方程式是。④减压能够降低蒸馏温度，从H2O2的化学性质角度说明Ⅴ中采用减压蒸馏的原因：。（2）电化学制备方法已知反应2H2O2═2H2O+O2↑能自发进行，反向不能自发进行，通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2，如图为制备装置示意图。①a极的电极反应式是。②下列说法正确的是。A．该装置可以实现电能转化为化学能B．电极b连接电源负极C．该方法相较于早期制备方法具有原料廉价，对环境友好等优点24．（2019•全国）实验室可用如图所示装置用甲醇制备甲醛，反应的化学方程式为2CH3OH+O22HCHO+2H2O．甲醇、甲醛的部分物理性质见表：物质沸点/℃水溶性甲醇（CH3OH）65与水相溶甲醛（HCHO）﹣21易溶于水回答下列问题：（1）为保证实验顺利进行，A处采取的最好措施是（填编号）。a．冰水冷却b．水浴加热c．酒精灯加热（2）广口瓶C中所加物质的名称为，用冰水冷却的目的是。（3）结束实验时，正确的操作步骤是。（4）C处排出的尾气中除含O2外，往往还可能含有CO2．请设计实验检验是否含有CO2。（5）为测量C中溶液中甲醛的质量分数（假设不含甲醇和甲酸），进行以下实验：精确称取试样m0g于250mL碘量瓶中，加入一定量的H2O2溶液，加入一定量的NaOH溶液盖上瓶塞、静置，发生反应HCHO+H2O2+OH﹣═HCOO﹣+2H2O、再振摇2～3min。0.2000mol•L﹣1硫酸滴定，消耗VmL．并测定含有H2O2、NaOH的空白液，消耗硫酸V0mL，以酚酞为指示剂，滴定终点时溶液颜色变化是，甲醛的质量分数为。（2019•全国）柠檬酸亚铁是一种易被人体吸收的高效补铁制剂。实验室中以铁粉（可能存在微量的其他金属杂质）为原料制取柠檬酸亚铁过程如图1所示。回答下列问题：（1）步骤Ⅰ中主要反应的化学方程式为；若粗铁粉的质量为m1g，与稀硫酸反应后，过滤得滤渣的质量为m2g，则FeSO4•7H2O的最大理论产量为。（2）在步骤Ⅰ中，若粗铁粉中含有其他金属，还应当除杂。已知某些金属硫化物在水中离子浓度与pH的关系如图2所示。铁粉中可能含有Zn、Ni、Mn金属元素，在铁粉和稀硫酸反应后，调节溶液的pH至1，滴入H2S溶液，能够完全除掉的杂质离子是，推断依据是。（3）Fe2+溶液易与空气中氧气反应，反应的离子方程式为。为了避免该反应发生，步骤Ⅱ和Ⅲ中可采取的措施是：①在反应容器中加入（填试剂）；②溶解FeSO4•7H2O和柠檬酸时，对蒸馏水的要求是。（4）步骤Ⅱ中，向FeSO4溶液中，若先加稀氨水，后加NH4HCO3，对相应产品质量的影响是。

年高考化学复习之挑战压轴题（解答题）：工艺流程题（25题）参考答案与试题解析一、解答题（共25小题）1．（•重庆模拟）碳酸锶（SrCO3）是一种重要的工业原料，广泛用于生产锶铁氧体磁性材料。一种以菱锶矿（含80～90%SrCO3，少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等）制备高纯碳酸锶的工艺流程如图。Sr（OH）2在水中的溶解度温度/℃10203040608090100溶解度/（g/100g）1.251.772.643.958.4220.244.591.2（1）元素Sr位于元素周期表第五周期第ⅡA族。（2）菱锶矿、焦炭混合粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高原料的转化率。（3）“立窑煅烧”中SrCO3与焦炭反应的化学方程式为SrCO3+2CSr+3CO↑。进行煅烧反应的立窑衬里应选择碱性耐火砖。（填“石英砂砖”或“碱性耐火砖”）（4）“浸取”中用热水浸取而不用冷水的原因是为了增大氢氧化锶的浸取率，减少杂质氢氧化钙的溶解；滤渣1含有焦炭、Ca（OH）2和MgO。（5）“沉锶”中反应的化学方程式为Sr（OH）2+NH4HCO3＝SrCO3+H2O+NH3•H2O。（6）锶铁氧体是由锶和铁的氧化物组成的复合磁性材料。某种锶铁氧体（xSrO•yFe2O3）中Sr与Fe的质量比为0.13，则为6。（取整数）【考点】制备实验方案的设计．【专题】制备实验综合．【答案】（1）五；ⅡA；（2）增大接触面积，加快反应速率，提高原料的转化率；（3）SrCO3+2CSr+3CO↑；碱性耐火砖；（4）为了增大氢氧化锶的浸取率，减少杂质氢氧化钙的溶解；MgO；（5）Sr（OH）2+NH4HCO3＝SrCO3+H2O+NH3•H2O；（6）6。【分析】菱锶矿（含80～90%SrCO3，少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等）与焦炭经过粉碎后立窑煅烧，转化成Sr、氧化钙等物质，加入热水浸取，将不溶于热水的氧化镁等杂质除去，再加入稀硫酸后，除去钡离子，结晶后析出了氢氧化锶晶体，氢氧化锶和碳酸氢铵反应最终转化成碳酸锶。（1）元素周期数＝核外电子层数，主族族序数＝最外层电子数；（2）依据影响化学反应速率的因素分析判断，粉碎是为了增大反应物的接触面积；（3）“立窑煅烧”中SrCO3与焦炭反应生成Sr和CO；根据二氧化硅会与碳酸钙等物质反应分析回答；（4）根据氢氧化锶的溶解度随温度升高而增大，而氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小来分析；氧化镁不与水反应所以为滤渣；（5）“沉锶”中，氢氧化锶和水，碳酸氢铵反应生成了碳酸锶、一水合氨和水；（6）xSrO•yFe2O3中Sr与Fe的质量比为0.13，有＝0.13，据此计算求。【解答】解：（1）元素Sr原子序数为38，位于元素周期表第五周期第ⅡA族，故答案为：五；ⅡA；（2）菱锶矿、焦炭混合粉碎，可增大接触面积，加快反应速率，提高原料的转化率，故答案为：增大接触面积，加快反应速率，提高原料的转化率；（3）“立窑煅烧”中SrCO3与焦炭反应生成Sr和CO，化学方程式为：SrCO3+2CSr+3CO↑；石英砂砖中含有二氧化硅，会与碳酸钙等物质反应，所以进行煅烧反应的立窑衬里应选择碱性耐火砖，故答案为：SrCO3+2CSr+3CO↑；碱性耐火砖；（4）由于氢氧化锶的溶解度随温度升高而增大，氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，为了增大氢氧化锶的浸取率，减少杂质氢氧化钙的溶解，“浸取”中用热水浸取；煅烧后得到Sr，氧化钙，氧化镁，氧化钡等，加入热水后，氧化钙转化成氢氧化钙析出，氧化镁不与水反应，所以滤渣1含有焦炭、Ca（OH）2和MgO，故答案为：为了增大氢氧化锶的浸取率，减少杂质氢氧化钙的溶解；MgO；（5）“沉锶”中，氢氧化锶和碳酸氢铵反应生成了碳酸锶、一水合氨和水，化学方程式为：Sr（OH）2+NH4HCO3＝SrCO3+H2O+NH3•H2O，故答案为：Sr（OH）2+NH4HCO3＝SrCO3+H2O+NH3•H2O；（6）xSrO•yFe2O3中Sr与Fe的质量比为0.13，有＝0.13，则＝6，故答案为：6。【点评】本题考查制备实验方案的设计，为高频考点，把握制备流程中发生的化学反应及物质分离方法为解答的关键，涉及氧化还原反应等，注意信息与所学知识的综合应用，综合性较强，题目难度中等。2．（•沈阳模拟）焦亚硫酸钠（Na2S2O5）用途广泛，是常见的漂白剂、疏松剂、食品抗氧化剂，某研究性学习小组探究焦亚硫酸钠的制取以及其性质。请回答下列问题：Ⅰ．制备、收集干燥的SO2（1）实验室制取SO2的试剂是D。（填字母序号）①4mol•L﹣1HNO3溶液②70%的H2SO4溶液③CaSO3固体④Na2SO3固体A．①③B．①④C．②③D．②④（2）实验室制取SO2的化学方程式为Na2SO3+H2SO4（浓）＝Na2SO4+SO2↑+H2O。按气流方向连接各仪器a→d→e→b→c→h→g→f（注：考虑防倒吸现象）。Ⅱ．焦亚硫酸钠的制取①在搅拌的条件下，向饱和碳酸钠溶液中通入SO2至反应液的pH＝4.1；②将溶液蒸发浓缩、结晶、离心分离，20～30℃干燥得到成品。（3）SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2的化学方程式为2SO2+Na2CO3+H2O＝2NaHSO3+CO2。Ⅲ．焦亚硫酸钠的性质（4）Na2S2O5作脱氧剂时的反应原理为：Na2S2O5+O2+H2O═Na2SO4+H2SO4，该反应中，氧化产物是Na2SO4、H2SO4，检验Na2S2O5晶体作脱氧剂时已被氧化的实验方案是取少量Na2S2O5晶体于试管中，加入适量的水溶解，滴加盐酸，振荡，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成。（5）适当加入Na2S2O5使面团变得柔软，面团延伸性增加，拉断面团所需的拉力也逐渐减少，过度加入Na2S2O5会严重破坏蛋白质网络结构，面团变得稀软、发黏、延伸性下降，如图所示。综合来说，当添加量为C（填字母序号）时，面团延伸性较好。A．0～0.05‰B．0.05‰～0.10‰C．0.1‰～0.15‰D．0.20‰～0.25‰【考点】制备实验方案的设计．【专题】制备实验综合．【答案】（1）D；（2）Na2SO3+H2SO4（浓）＝Na2SO4+SO2↑+H2O；d；e；b；c；h；（3）2SO2+Na2CO3+H2O＝2NaHSO3+CO2；（4）Na2SO4、H2SO4；取少量Na2S2O5晶体于试管中，加入适量的水溶解，滴加盐酸，振荡，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成；（5）C。【分析】（1）实验室利用Na2SO3固体和70%的H2SO4溶液制取SO2；（2）Na2SO3和H2SO4发生复分解反应生成Na2SO4、SO2、H2O；制得的SO2先通过C用浓硫酸干燥，再通过B用向上排空气法收集，吸收尾气时要防止倒吸；（3）SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2；（4）该反应Na2S2O5中S元素化合价由+4价变为+6价，Na2S2O5为还原剂，其对应的产物是氧化产物；检验Na2S2O5晶体作脱氧剂时已被氧化，可以检验SO42﹣存在，可以用盐酸酸化的氯化钡溶液检验；（5）根据图示，当添加量为0.1‰～0.15‰时，拉力较小。【解答】解：（1）硫酸酸性比亚硫酸强，根据强酸制取弱酸原理知，实验室利用Na2SO3固体和70%的H2SO4溶液制取SO2，试剂为②④，则D正确，故答案为：D；（2）实验室利用Na2SO3和H2SO4的复分解反应制取SO2，化学方程式为：Na2SO3+H2SO4（浓）＝Na2SO4+SO2↑+H2O，制得的SO2先通过C用浓硫酸干燥，再通过B用向上排空气法收集，吸收尾气时要防止倒吸，先通过E再通过D，故连接顺序为a→d→e→b→c→h→g→f，故答案为：Na2SO3+H2SO4（浓）＝Na2SO4+SO2↑+H2O；d；e；b；c；h；（3）SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2的化学方程式为2SO2+Na2CO3+H2O＝2NaHSO3+CO2，故答案为：2SO2+Na2CO3+H2O＝2NaHSO3+CO2；（4）该反应中Na2S2O5中S元素化合价由+4价变为+6价，则该物质为还原剂，发生氧化反应，则氧化产物是Na2SO4+H2SO4，检验Na2S2O5晶体作脱氧剂时已被氧化，可以检验SO42﹣存在，实验方案为：取少量Na2S2O5晶体于试管中，加入适量的水溶解，滴加盐酸，振荡，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成，故答案为：Na2SO4、H2SO4；取少量Na2S2O5晶体于试管中，加入适量的水溶解，滴加盐酸，振荡，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成；（5）根据图示，当添加量为0.1‰～0.15‰时，拉力较小，面团拉伸距离较大，因此面团延伸性较好，故答案为：C。【点评】本题考查焦亚硫酸钠的制备及其性质实验，侧重考查实验操作、实验分析判断及知识综合运用，明确制备实验和探究实验的实验原理及元素化合物性质是解本题关键，注意电离平衡常数与水解平衡常数关系，题目难度中等。3．（•山东模拟）过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）可作为漂白剂和氧化剂，还可以作为化工、造纸、纺织、染整、食品、医药、卫生等部门的去污剂、清洗剂、杀菌剂。遇潮可释出氧气。一种用芒硝（Na2SO4•10H2O）、H2O2等为原料制备过碳酸钠的工艺流程如图。已知：2CrO42﹣+2H+⇌Cr2O72﹣+H2O，pH小于5时均以Cr2O72﹣形式存在，pH大于8.5时均以CrO42﹣形式存在。（1）步骤Ⅰ至步骤Ⅱ采用的分离操作为过滤。（2）煅烧过程中是为了产生纯碱，其发生反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。（3）步骤Ⅴ中的温度需要控制为15℃，其原因为温度过低反应速率太慢，温度过高，会增大产品溶解度而且会促进过氧化氢分解。（4）步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为2Na++2CrO42﹣+2CO2+H2O⇌2NaHCO3↓+Cr2O72﹣，流程中循环物质X为Na2Cr2O7。（5）某科学小组测定产品纯度的实验步骤如下：准确称量mg产品，用硫酸溶解后，用cmol•L﹣1的KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4标准溶液VmL。（假设其他杂质不与标准液反应）该产品的纯度为%。【考点】制备实验方案的设计．【专题】制备实验综合．【答案】（1）过滤；（2）2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑；（3）温度过低反应速率太慢，温度过高，会增大产品溶解度而且会促进过氧化氢分解；（4）2Na++2CrO42﹣+2CO2+H2O⇌2NaHCO3↓+Cr2O72﹣；Na2Cr2O7；（5）。【分析】以芒硝（Na2SO4•10H2O）、H2O2等为原料制备过碳酸钠：芒硝加入水、氧化钙、Na2Cr2O7反应得到硫酸钙和铬酸钠Na2CrO4，过滤除去硫酸钙，在溶液中通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠晶体和重铬酸钠Na2Cr2O7，过滤滤液重铬酸钠Na2Cr2O7循环利用，得到的碳酸氢钠煅烧分解生成碳酸钠，加入水精制得到碳酸钠溶液，加入硅酸钠稳定剂、30%的过氧化氢、加入95%的乙醇和饱和碳酸钠溶液反应得到过碳酸钠晶体，抽滤乙醇洗涤干燥得到过碳酸钠。（1）步骤Ⅰ中生成了难溶的硫酸钙，步骤Ⅱ生成了碳酸氢钠晶体；（2）煅烧过程中是得到的碳酸氢钠煅烧分解生成碳酸钠；（3）步骤Ⅴ中需要降低产品溶解度，促使其结晶，还用到30%的过氧化氢，不稳定易分解，但温度低反应速率太慢；（4）铬酸钠Na2CrO4溶液中通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠晶体和重铬酸钠Na2Cr2O7；过滤滤液重铬酸钠Na2Cr2O7循环利用；（5）过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）与KMnO4反应，实质是H2O2与KMnO4反应，5H2O2+3H2SO4+2KMnO4＝K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑，则5[2Na2CO3•3H2O2]～～～～～6KMnO4，5×314g6molmg•ωcmol/L×V×10﹣3L据此计算。【解答】解：（1）步骤Ⅰ至步骤Ⅱ都涉及固液分离，分离固体和液体采用过滤操作，故答案为：过滤；（2）煅烧过程中是得到的碳酸氢钠煅烧分解生成碳酸钠：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，故答案为：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑；（3）步骤Ⅴ中的温度需要控制为15℃，其原因为：温度过低反应速率太慢，温度过高，会增大产品溶解度而且会促进过氧化氢分解，故答案为：温度过低反应速率太慢，温度过高，会增大产品溶解度而且会促进过氧化氢分解；（4）步骤Ⅱ中Na2CrO4溶液中通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体和Na2Cr2O7，离子方程式为：2Na++2CrO42﹣+2CO2+H2O⇌2NaHCO3↓+Cr2O72﹣，过滤滤液重铬酸钠Na2Cr2O7循环利用，故答案为：2Na++2CrO42﹣+2CO2+H2O⇌2NaHCO3↓+Cr2O72﹣；Na2Cr2O7；（5）过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）与KMnO4反应，实质是H2O2与KMnO4反应，5H2O2+3H2SO4+2KMnO4＝K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑，则5[2Na2CO3•3H2O2]～～～～～6KMnO45×314g6molmg•ωcmol/L×V×10﹣3Lω＝＝%，故答案为：。【点评】本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握物质的性质、制备原理、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度中等。4．（•山东模拟）高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。如图是工业上用软锰矿（主要成分为MnO2）制备高锰酸钾的一种工艺流程。（1）在“熔炼”时往往将软锰矿石粉碎，其目的是增大反应物间的接触面积，加快熔炼速率，提高熔炼率。（2）写出“熔炼”时所发生的主要反应的化学方程式（其他杂质不与氧气和KOH反应）：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O。（3）向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4，其反应的离子方程式是3MnO42﹣+2CO2＝2MnO4﹣+2CO32﹣+MnO2↓。（4）操作Ⅰ后的固体物质可循环使用，应当将其放在熔炼（填操作单元的名称）。将操作Ⅱ得到的K2CO3加入熟石灰（填物质名称），转化为“熔炼”过程中循环使用的物质。（5）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1molMnO2可制得0.67molKMnO4（结果保留2位有效数字）。【考点】离子方程式的书写；制备实验方案的设计．【专题】制备实验综合．【答案】（1）增大反应物间的接触面积，加快熔炼速率，提高熔炼率；（2）2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；（3）3MnO42﹣+2CO2＝2MnO4﹣+2CO32﹣+MnO2↓；（4）熔炼；熟石灰；（5）0.67。【分析】将软锰矿石粉碎，向MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气反应生成K2MnO4，反应的化学方程式：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4，还生成K2CO3、MnO2，反应的离子方程式：3MnO42﹣+2CO2＝2MnO4﹣+2CO32﹣+MnO2↓，MnO2不溶于水，KMnO4和K2CO3易溶于水，可利用过滤分离出固体MnO2，MnO2可作为原料，在“熔炼”中循环利用，将操作Ⅱ得到的K2CO3加入熟石灰反应生成KOH，在“熔炼”中循环利用。（1）依据粉末状物质，接触面积大，推出矿石研碎的目的；（2）向MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气反应生成K2MnO4；（3）向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4，还生成K2CO3、MnO2，据此写反应的离子方程式；（4）MnO2不溶于水，KMnO4和K2CO3易溶于水，可利用过滤分离出固体MnO2，MnO2可作为原料，在“熔炼”中循环利用，将操作Ⅱ得到的K2CO3加入熟石灰反应生成KOH，在“熔炼”中循环利用；（5）根据反应2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；3MnO42﹣+2CO2＝2MnO4﹣+2CO32﹣+MnO2↓，则3MnO2～～～～～3K2MnO4～～～～～～～～2KMnO4。【解答】解：（1）因为粉末状物质，接触面积大，所以将软锰矿粉碎的目的是增大反应物间的接触面积，加快熔炼速率，提高熔炼率，故答案为：增大反应物间的接触面积，加快熔炼速率，提高熔炼率；（2）向MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气反应生成K2MnO4，反应的化学方程式：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O，故答案为：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；（3）向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4，还生成K2CO3、MnO2，反应的离子方程式：3MnO42﹣+2CO2＝2MnO4﹣+2CO32﹣+MnO2↓，故答案为：3MnO42﹣+2CO2＝2MnO4﹣+2CO32﹣+MnO2↓；（4）MnO2不溶于水，KMnO4和K2CO3易溶于水，可利用过滤分离出固体MnO2，MnO2可作为原料，在“熔炼”中循环利用，将操作Ⅱ得到的K2CO3加入熟石灰反应生成KOH，在“熔炼”中循环利用，故答案为：熔炼；熟石灰；（5）根据反应2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；3MnO42﹣+2CO2＝2MnO4﹣+2CO32﹣+MnO2↓，则3MnO2～～～～～3K2MnO4～～～～～～～～2KMnO4。321molnn＝mol＝0.67mol，故答案为：0.67。【点评】本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握物质的性质、制备原理、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度中等。5．（•宁波模拟）水合肼（N2H4•H2O）是一种强还原性的碱性液体，是一种用途广泛的化工原料，实验室用图装置制备（部分装置省略）。已知：3NaClO═2NaCl+NaClO3步骤1：关闭K2、K3，打开K1，制备NaClO。步骤2：操作A，制备N2H4•H2O。（1）NH3与NaClO反应生成N2H4•H2O的化学方程式为2NH3+NaClO＝N2H4•H2O+NaCl。（2）步骤2中操作A为先打开K3，关闭K1通入N2，当三颈瓶中气体为无色时，关闭K3，打开K2，点燃酒精灯，缓缓向三颈瓶中通入NH3，当碱石灰出口检测到NH3时停止加热，关闭K2。【考点】制备实验方案的设计．【专题】制备实验综合．【答案】（1）2NH3+NaClO＝N2H4•H2O+NaCl；（2）先打开K3，关闭K1通入N2，当三颈瓶中气体为无色时，关闭K3，打开K2，点燃酒精灯，缓缓向三颈瓶中通入NH3，当碱石灰出口检测到NH3时停止加热，关闭K2。【分析】氨气制备水合肼（N2H4•H2O）的实验操作为：关闭K2、K3，打开K1，通入过量Cl2制备NaClO，反应为Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O，当三颈烧瓶中液面上方气体呈黄绿色时，停止通入Cl2，关闭K1、K2，打开K3，通入N2一段时间，赶走装置中的空气和氯气，防止氧气和氯气氧化生成的水合肼，然后关闭K3，打开K2，通入NH3，制备N2H4•H2O，制备氨气反应为Ca（OH）2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O，NaClO具有强氧化性，氧化氨气生成水合肼（N2H4•H2O）的方程式为2NH3+NaClO＝N2H4•H2O+NaCl，据此分析解答。【解答】解：（1）NaClO具有强氧化性，氧化氨气生成水合肼，NaClO还原为NaCl，其中Cl的化合价降低2，N的化合价升高1，根据电子守恒可知NH3的计量数为2，反应的化学方程式为2NH3+NaClO＝N2H4•H2O+NaCl，故答案为：2NH3+NaClO＝N2H4•H2O+NaCl；（2）通入Cl2制备NaClO时Cl2过量，Cl2的氧化性强，水合肼（N2H4•H2O）具有强还原性，Cl2能氧化生成的水合肼（N2H4•H2O）和NH3，则通入NH3之前必须排除整个装置中的空气和Cl2、并且停止通入Cl2，即关闭K1、K2，打开K3，通入N2一段时间，然后关闭K3，打开K2，缓缓通入生成的NH3至过量，反应为2NH3+NaClO＝N2H4•H2O+NaCl，当检测到有氨气从干燥装置逸出时，停止通NH3并且关闭K2，以防止水合肼（N2H4•H2O）被氧化，即步骤2中操作A为：先打开K3，关闭K1通入N2，当三颈瓶中气体为无色时，关闭K3，打开K2，点燃酒精灯，缓缓向三颈瓶中通入NH3，当碱石灰出口检测到NH3时停止加热，关闭K2，故答案为：先打开K3，关闭K1通入N2，当三颈瓶中气体为无色时，关闭K3，打开K2，点燃酒精灯，缓缓向三颈瓶中通入NH3，当碱石灰出口检测到NH3时停止加热，关闭K2。【点评】本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握物质的性质、制备原理、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度中等。6．（•吕梁一模）以软锰矿粉（主要含有MnO2，还含有少量的Fe2O3、Al2O3等杂质）为原料制备高纯MnO2的流程如图1所示。已知：①常温下，Ksp[Fe（OH）3]＝8.0×10﹣38，Ksp[Al（OH）3]＝4.0×10﹣34。②常温下，氢氧化物沉淀的条件：Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为4.6、3.4；Mn2+开始沉淀的pH为8.1。③常温下，当溶液中金属离子物质的量浓度小于或等于1×10﹣5mol•L﹣l时，可视为该金属离子已被沉淀完全。（1）“酸浸”实验中，锰的浸出率结果如图2所示。由图可知，软锰矿粉酸浸的适宜条件是硫酸浓度：2.1mol/L，温度：70℃左右。（2）酸浸后，锰主要以Mn2+的形式存在，写出相应的离子方程式MnO2+2Fe2++4H+＝Mn2++2Fe3++2H2O。（3）若氧化后c（Al3+）＝0.02mol/L，加入氨水（设溶液体积增加1倍），使Fe3+完全沉淀，此时是否有Al（OH）3沉淀生成？否；c（Fe3+）＝1×10﹣5mol•L﹣l，Ksp[Fe（OH）3]＝c（Fe3+）×c3（OH﹣），c（OH﹣）＝＝2×10﹣11mol/L，c（Al3+）×c3（OH﹣）＝×8×10﹣33＝0.8×10﹣34＜Ksp[Al（OH）3]＝4.0×10﹣34，故无Al（OH）3沉淀生成；（列式计算）；想要达到实验目的，加入氨水应调节pH的范围为4.6≤pH＜8.1。（4）加入碳酸氢铵产生沉淀的过程称为“沉锰，“过滤Ⅱ”所得滤渣为MnCO3。①“沉锰”过程中放出CO2，反应的离子方程式为Mn2++2HCO3﹣＝MnCO3↓+CO2↑+H2O。②“沉锰”过程中沉锰速率与温度的关系如图3所示。当温度高于60℃时，沉锰速率随着温度升高而减慢的原因是温度过高NH4HCO3的分解速率显著加快，导致沉猛速率随NH4HCO3浓度的减小而减慢。（5）写出焙烧过程的化学方程式2MnCO3+O22MnO2+2CO2。【考点】制备实验方案的设计．【专题】氧化还原反应专题；化学平衡专题；制备实验综合．【答案】（1）硫酸浓度：2.1mol/L，温度：70℃左右；（2）MnO2+2Fe2++4H+＝Mn2++2Fe3++2H2O；（3）否；Fe3+完全沉淀时，c（Fe3+）＝1×10﹣5mol•L﹣l，Ksp[Fe（OH）3]＝c（Fe3+）×c3（OH﹣），c（OH﹣）＝mol/L＝2×10﹣11mol/L，c（Al3+）×c3（OH﹣）＝×8×10﹣33＝0.8×10﹣34＜Ksp[Al（OH）3]＝4.0×10﹣34，故无Al（OH）3沉淀生成；4.6≤pH＜8.1；（4）①Mn2++2HCO3﹣＝MnCO3↓+CO2↑+H2O；②温度过高NH4HCO3的分解速率显著加快，导致沉锰速率随NH4HCO3浓度的减小而减慢；（5）2MnCO3+O22MnO2+2CO2。【分析】（1）根据图2可以看出软锰矿粉酸浸的适宜条件是：硫酸难度维持2.1mol/L，温度保持70℃左右；（2）酸浸后，锰主要以Mn2+的形式存在，即MnO2被还原为Mn2+，Fe2+被氧化为Fe3+，根据原子守恒和化合价升降守恒，进一步写出离子方程式；（3）根据Ksp[Fe（OH）3]，计算出Fe3+完全沉淀时的c（OH﹣），然后根据Ksp[Al（OH）3]判断是否有Al（OH）3沉淀生成；（4）①“沉锰”过程中，反应物为Mn2+与HCO3﹣，产物有MnCO3和CO2，根据守恒原理进一步写出离子方程式；②当温度高于60℃时，温度过高碳酸氢铵的分解速率显著加快，导致沉锰速率随碳酸氢铵的浓度的减小而减慢；（5）MnCO3焙烧的产物为MnO2，锰元素化合价升高，被氧化，必须有氧化剂参加，即空气中的氧气做氧化剂，根据守恒原理进一步写出离子方程式。【解答】解：（1）根据图2可以看出硫酸浓度维持2.1mol/L，温度达到70℃左右时，猛的浸出率可以达到98%左右，故不需要增大浓度、升高温度，即浪费原理和热能，故答案为：硫酸浓度：2.1mol/L，温度：70℃左右；（2）酸浸后，锰主要以Mn2+的形式存在，即MnO2被还原为Mn2+，Fe2+被氧化为Fe3+，故有：MnO2+2Fe2++4H+＝Mn2++2Fe3++2H2O，故答案为：MnO2+2Fe2++4H+＝Mn2++2Fe3++2H2O；（3）Fe3+完全沉淀时，c（Fe3+）＝1×10﹣5mol•L﹣l，Ksp[Fe（OH）3]＝c（Fe3+）×c3（OH﹣），c（OH﹣）＝mol/L＝2×10﹣11mol/L，c（Al3+）×c3（OH﹣）＝×8×10﹣33＝0.8×10﹣34＜Ksp[Al（OH）3]＝4.0×10﹣34，故无Al（OH）3沉淀生成；因为Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为4.6、3.4；Mn2+开始沉淀的pH为8.1；故加入氨水时调pH满足：4.6≤pH＜8.1，即使Al3+、Fe3+完全沉淀，Mn2+未沉淀，故答案为：否；c（Fe3+）＝1×10﹣5mol•L﹣l，Ksp[Fe（OH）3]＝c（Fe3+）×c3（OH﹣），c（OH﹣）＝mol/L＝2×10﹣11mol/L，c（Al3+）×c3（OH﹣）＝×8×10﹣33＝0.8×10﹣34＜Ksp[Al（OH）3]＝4.0×10﹣34，故无Al（OH）3沉淀生成；4.6≤pH＜8.1；（4）①“沉锰”过程中，反应物为Mn2+与HCO3﹣，产物有MnCO3和CO2，离子方程式为：Mn2++2HCO3﹣＝MnCO3↓+CO2↑+H2O，故答案为：Mn2++2HCO3﹣＝MnCO3↓+CO2↑+H2O；②NH4HCO3具有热不稳定性，当温度高于60℃时，温度过高NH4HCO3的分解速率显著加快，导致沉猛速率随NH4HCO3浓度的减小而减慢，故答案为：温度过高NH4HCO3的分解速率显著加快，导致沉猛速率随NH4HCO3浓度的减小而减慢；（5）MnCO3焙烧的产物为MnO2，锰元素化合价升高，被氧化，必须有氧化剂参加，即空气中的氧气做氧化剂，故方程式为：2MnCO3+O22MnO2+2CO2，故答案为：2MnCO3+O22MnO2+2CO2。【点评】本题考查MnO2的制备实验，具体涉及到反应方程式的书写，Ksp的计算，图象中有用信息的提取、应用，具有较强的综合性，难度较大。7．（•揭阳模拟）己二酸（）是一种重要的化工原料和合成中间体。某实验小组以钨磷酸为催化剂，开展H2O2绿色氧化合成己二酸的实验探究。Ⅰ．催化剂钨磷酸晶体（H3PW12O40）的制备实验流程如图1所示。（1）乙醚的作用为萃取剂，将钨磷酸转移到乙醚中，操作Ⅰ所需的玻璃仪器除烧杯外还有分液漏斗。（2）水层中的物质有大量NaCl和少量HCl，步骤①中发生反应的化学方程式是12Na2WO4+Na2HPO4+26HClH3PW12O40+26NaCl+12H2O。Ⅱ．己二酸的合成向三颈烧瓶中加入0.10g钨磷酸催化剂和30mL30%双氧水，在室温下搅拌5min，然后加入5.0mL试剂X，在100℃左右回流反应3h，得到溶液A。（3）环己烯、环己醇、环己酮均可被双氧水氧化成己二酸。仅从所需双氧水理论用量的角度看，试剂X的最佳选择是C（填序号）。A．环己烯（）B．环己醇（）C．环己酮（）（4）在实际操作中，双氧水的实际用量通常要大于理论用量，原因是双氧水不稳定，易分解。（5）如图2是己二酸的浓度与温度关系曲线图。介稳区表示己二酸溶液处于饱和状态，稳定区表示己二酸溶液处于不饱和状态。实验室常根据直线EHI从溶液A获取己二酸晶体，对应的实验操作为恒温蒸发结晶，过滤。Ⅲ．己二酸的纯度测定（6）取0.2g己二酸晶体样品于锥形瓶中，加水溶解，滴加2滴酚酞试液，用cmol•L﹣1NaOH溶液滴定；平行滴定3次，NaOH溶液的平均用量为VmL，则己二酸纯度为36.5cV%。（己二酸化学式量为146）【考点】制备实验方案的设计．【专题】定量测定与误差分析；制备实验综合．【答案】（1）萃取剂，将钨磷酸转移到乙醚中；分液漏斗；（2）12Na2WO4+Na2HPO4+26HClH3PW12O40+26NaCl+12H2O；（3）C；（4）双氧水不稳定，易分解；（5）不饱和；恒温蒸发结晶；（6）36.5cV%。【分析】Ⅰ．Na2WO4和Na2HPO4热水溶解，加入浓盐酸并小火加热，加入乙醚萃取H3PW12O40，然后分液，水层中的物质有大量NaCl和少量HCl，则步骤①中发生反应的化学方程式为12Na2WO4+Na2HPO4+26HClH3PW12O40+26NaCl+12H2O，油层中含有H3PW12O40，油层水浴加热然后冷却结晶得到晶体H3PW12O40；Ⅱ．（3）A．环己烯（）中C元素平均化合价为﹣，中C元素的平均化合价为﹣；B．环己醇（）中C元素平均化合价为﹣，中C元素的平均化合价为﹣；C．环己酮（）中C元素平均化合价为﹣，中C元素的平均化合价为﹣；得到相同物质的量的己二酸时选项中转移电子越少，则消耗双氧水的量越少；（4）双氧水不稳定，易分解；（5）根据图知，稳定相同时，溶液浓度越大，其稳定性越差；浓度相同时，稳定越高其稳定性越好；实验室常根据直线EHI从溶液A获取己二酸晶体，该操作过程中溶液温度不变，溶液浓度增大；Ⅲ．每一次消耗n（NaOH）＝cmol/L×10﹣3VL＝10﹣3cVmol，酸碱反应方程式为+2NaOH＝NaOOC（CH2）4COONa+2H2O，所以消耗n（）＝n（NaOH）＝×10﹣3cVmol＝5×10﹣4cVmol，m（）＝nM，己二酸纯度为＝×100%。【解答】解：Ⅰ．Na2WO4和Na2HPO4热水溶解，加入浓盐酸并小火加热，加入乙醚萃取H3PW12O40，然后分液，水层中的物质有大量NaCl和少量HCl，则步骤①中发生反应的化学方程式为12Na2WO4+Na2HPO4+26HClH3PW12O40+26NaCl+12H2O，油层中含有H3PW12O40，油层水浴加热然后冷却结晶得到晶体H3PW12O40；（1）H3PW12O40易溶于有机溶剂，NaCl、HCl都不易溶于有机溶剂，所以用乙醚萃取H3PW12O40，则乙醚的作用为作萃取剂，操作I为萃取、分液，操作Ⅰ所需的玻璃仪器除烧杯外还有分液漏斗，故答案为：萃取剂，将钨磷酸转移到乙醚中；分液漏斗；（2）通过以上分析知，步骤①中发生反应的化学方程式为12Na2WO4+Na2HPO4+26HClH3PW12O40+26NaCl+12