最新高考化学高频考点强化训练专题15 化工流程及答案.docx
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最新高考化学高频考点强化训练专题15化工流程及答案
5c
1(2016课标Ⅰ)高锰酸钾(MO4)是一种常用氧剂,主要用于工、防腐及制药工业等。
以软锰矿(主要成分为MO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)原料软锰矿与氢氧钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是。
(2)“平炉”中发生的方程式为。
(3)“平炉”中需要加压,其目的是。
(4)将2MO4转为MO4的生产有两种工艺。
①“
歧法”是传统工艺,即在2MO4溶液中通入O2气体,使体系呈中性或弱酸性,2MO4发生歧反应,反应中生成2MO4、MO2和(写式)。
②“电解法”为现代工艺,即电解2MO4水溶液,电解槽中阳极发生的电极反应为,阴极逸出的气体是。
③“电解法”和“
歧法”中,2MO4的论利用率之比为。
(5)高锰酸钾纯度的测定:
称取10800g样品,溶解后定容于100L容量瓶中,摇匀。
取浓度为02000·L−1的H22O4标准溶液2000L,加入稀硫酸酸,用MO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为2448L,该样品的纯度为(列出计算式即可,已知2MO4-+5H22O4+6H+=2M2++10O2↑+8H2O)。
【答案】
(1)增大反应物接触面积,加快反应速率,提高原料利用率;
(2)2MO2+4OH+O2
22MO4+2H2O;
(3)提高氧气的压强,加快反应速率,增加软锰矿转率;
(4)①HO3;②MO42−−−=MO4−;H2;③32;
(5)
。
②“电解法”为现代工艺,即电解2MO4水溶液,在电解槽阳极,MO42−失去电子,发生氧反应,产生MO4−。
阳极的电极反应式是:
MO42−−−=MO4−;在阴极,溶液中的水电离产生的H+获得电子变为氢气逸出,阴极的电极反应式是:
2H2O+2−=H2↑+2OH−。
所以阴极逸出的气体是H2;总反应方程式是:
22MO4+2H2O
2MO4+H2↑+2OH;③根据“电解法”方程式22MO4+2H2O
2MO4+H2↑+2OH可知,2MO4完全转为MO4,所以2MO4的论利用率是100%;而在“O2歧法”32MO4+4O2+2H2O=2MO4+MO2+4HO3;中,反应的2MO4中只有2/3反应转为MO4,所以2MO4的论利用率是2/3,故“电解法”和“O2歧法”制取MO4时2MO4的论利用率之比为12/3=32;(5)根据离子方程式2MO4-+5H22O4+6H+=2M2++10O2↑+8H2O可知,MO4与草酸反应的关系式是:
2MO4~5H22O4。
取浓度为02000·L−1的H22O4标准溶液2000L,加入稀硫酸酸,用MO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为2448L,则配制的溶液的浓度为:
。
则10800g样品中含MO4的物质的量为:
(MO4)=c·V=
,由于样品的质量是10800g,则该样品含有的MO4的的纯度为:
ω=
。
2(2016课标Ⅲ)以硅藻土为载体的五氧二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催剂。
从废钒催剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资综合利用。
废钒催剂的主要成分为:
物质
V2O5
V2O4
2SO4
SO2
F2O3
A2O3
质量分/%
22~29
28~31
22~28
60~65
1~2
<1
以下是一种废钒催剂回收工艺路线:
回答下列问题:
(1)“酸浸”时V2O5转为VO2+,反应的离子方程式为___________,同时V2O4转成VO2+。
“废渣1”的主要成分是__________________。
(2)“氧”中欲使3的VO2+变为VO2+,则需要氧剂O3至少为______。
(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。
“废渣2”中含有_______。
(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:
4ROH+V4O124−
R4V4O12+4OH−(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。
为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈_____性(填“酸”、“碱”或“中”)。
(5)“流出液”中阳离子最多的是________。
(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的方程式____________。
【答案】
(1)V2O5+2H+=2VO2++H2O;SO2;
(2)05;(3)F(OH)3、A(OH)3;(4)碱;(5)+;(6)2NH4VO3
V2O5+H2O+2NH3↑。
锁定考点
1.一种以黄铜矿和硫磺为原料制取钢和其他产物的新工艺,原料的综合利用率较高。
其主要流程如下:
已知:
“反应Ⅱ”的离子方程式为2++S+4-=2-+S
回答下列问题:
(1)铁红的式为________;
(2)“反应Ⅱ”的还原剂是________(填式);
(3)除S外“反应II”的产物还有_________(填式);
(4)“反应Ⅲ”的离子方程式为_________;
(5)某同设想利用电原实现以SO4、SO2为原料制备和H2SO4,并吸收炼铁过程中产生的O尾气,实现资与能的综合利用。
该同据此组装出的装置如下图所示:
闭合该装置中的,A池中通入SO2的P电极的电极反应式为__________,B池中生成的气体的电子式为________,若在池中生成64g,则整个装置中共生成H2SO4_____。
【答案】
(1)F2O3
(2)S
(3)FS2
(4)4-+O2+4H+=42++8-+2H2O
(5)SO2+2H2O-2-=SO42-+4H+
2
【题型】工流程题
【难度】一般
2.摩尔盐易易溶于水,具有还原性。
以下是利用废铁屑、稀硫酸和硫酸铵为原料制取摩尔盐的流程图。
回答下列问题:
(1)在“步骤”中加N2O3溶液是为了洗涤除去废铁屑表面的油污,加热的目的是______(利用简要文字和必要的离子方程式说明),配制100g10%的N2O3溶液需要的仪器有药匙、量筒、烧杯、玻璃棒和_______;
(2)“步骤2”中所用废铁屑必须过量,原因是______________;
(3)“步骤3”加入(NH4)2SO4固体充分搅拌溶解后,依次进行的实验操作是:
蒸发浓缩、______、过滤、洗涤、干燥;
(4)一般采用滴定法测定摩尔盐产品中F2+的含量:
称取40g摩尔盐样品,溶于水,加入适量稀硫酸,用02/LMO4溶液滴定,达到终点时,消耗1000LMO4溶液。
①滴定过程中发生反应的离子方程式为___________;
②产品中F2+的质量分为_________;
③滴定过程中.左手控制________,右手摇动锥形瓶,直到_________时停止滴定,读。
此时若俯视读.测定结果将偏________(填“高”或“低”)。
【答案】
(1)使平衡O32-+H2O
HO3-+OH-右移,增强溶液碱性天平
(2)防止产生F3+,保证所制摩尔盐的纯度
(3)冷却结晶
(4)①5F2++MO4-+8H+=5F3++M2++4H2O②14%③酸式滴定管的活塞溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色低
【题型】工流程题
【难度】一般
3.某实验小组探究少量2和FBr2反应的过程。
(1)配制FBr2溶液:
ⅰ配制50L10/LFBr2溶液;
ⅱ上述溶液呈淡黄色。
取少量此溶液,向其中滴入SN溶液,变为浅红色。
①配制50L10/LFBr2溶液需要的玻璃容器是________________。
②由ⅱ可知,此FBr2溶液呈黄色的原因是其中含有________,用离子方程式解释产生其原因:
_______。
(2)氯气和FBr2反应实验操作及现象如下:
据此甲同得出结论:
少量2既能和F2+又能和Br-发生氧还原反应。
①2和F2+发生反应的离子方程式是________________。
②乙同认为上述实验不能证明2和Br-发生反应,由是_____________。
③乙同改进实验如下:
在上述FBr2溶液中加入过量铁粉,取上清液2L,向其中滴加3滴饱和氯水后,再加入4,振荡后静置,观察现象。
乙得出结论:
少量2只与F2+反应,不与Br-反应。
乙得出该结论依据的实验现象是____________________。
(3)丙同继续设计实验,探究反应过程:
①转移到大试管前4液体中呈红棕色的物质是___________。
②丙通过此实验可得出结论:
________。
【答案】
(1)①50L容量瓶、烧杯(多答“量筒”亦可)②F3+4F2++O2+4H+=4F3++2H2O⑵①2+2F2+=2L-+2F3+②溶液中含有的F3+可与I-反应生成I2使淀粉变蓝③静置后,上层溶液为黄色,下层溶液无色
⑶①Br2②少量2能与Br-反应,生成的Br2会继续氧溶液中的F2+
【题型】工流程题
【难度】一般
4.硫酸锌可用于制造锌钡白、印染媒染剂等。
用锌白矿(主要成分为O,还含有F2O3、O、SO2等杂成)制备SO4·7H2O的流程如下。
相关金属离了生成氢氧物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为10·L-1计算)如下表:
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
F3+
11
32
F2+
58
88
2+
64
80
(1)“滤渣1”的主要成分为_________(填式)。
“酸浸”过程中,提高锌元素浸出率的措施有:
适当提高酸的浓度、______________(填一种)。
(2)“置换”过程中,加入适量的锌粉,除与溶液中的F3+,H+反应外,另一主要反应的方程式为__________________________。
(3)“氧”一步中,发生反应的离子方程式为_______________________。
溶液pH控制在=4×10-38,p=1×10-33
(4)设计简单方案分离滤渣2,简述实验过程:
______。
(5)滤液3中可回收利用的物质主要是_____(填式),其阳离子的电子式为_______。
(6)写出工业上从滤渣3中获得镁锭的所有反应的方程式:
_______。
【答案】⑴加快浸出速率提高反应温度或适当增加硫酸浓度(或其他合答案)
⑵MgSO3+2H+=Mg2++H2SO3
⑶使F3+、A3+沉淀从而分离出40×10-5
⑷溶于适量氢氧钠溶液,过滤得F(OH)3;向滤液中通入过量O2,过滤得A(OH)3
⑸(NH4)2SO4
⑹Mg(OH)2+2H=Mg2+2H2O、Mg2(熔融)
Mg+2↑
【题型】工流程题
【难度】一般
9.某工厂用一固体废渣(主要成份为A2O3·r2O3,还含有FO、SO2)为主要原料回收利用,生产红矾钠晶体(N2r2O7·2H2O),同时制备明矾(A(SO4)2·12H2O)。
其主要工艺流程如下
己知:
NBO3不溶于冷水,在碱性条件下能将r3+氧为rO42-
(1)I、II目的是___________。
(2)实验室中操作④的名称为_______________。
(3)己知:
p=30×10-39,p=3×10-33。
当pH=56时r(OH)3开始沉淀。
室温下,II中需调节溶液pH范围为___________(杂质离子浓度小于1×10-6/L视为沉淀完全)。
(4)写出Ⅲ中发生反应的离子方程式_____________。
(5)IV中酸是用硫酸而不用盐酸酸,由是_____________(结合方程式回答)。
(6)写出溶液F和硫酸溶液反应的离子方程式_________,若用足量二氧碳通入F中,则生成的溶液中离子浓度关系为___________。
【答案】⑴使F2+转为F3+,并调整pH,使F3+和A3+完全沉淀,与铬元素完全分离⑵蒸发浓缩,冷却结晶,过滤
⑶50≤pH<56
⑷3NBO3+2r3++7OH-+H2O=2rO42-+3N++3B(OH)3
⑸酸性条件下rO42-或r2O72-会被-还原为r3+
⑹r2O72-+6-+4H+=2r3++32+7H2OAO2-+4H+=A3++2H2O
c(+)>c(HO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(O32-)
【题型】工流程题
【难度】一般
10.黄铜灰渣(含有、、O、O及少量的FO、F2O3)生产氯铜晶体的流程如下:
(1)反应Ⅰ中所加粉不能过量的原因是______________________
(2)滤液Ⅱ中含有的主要金属阳离子是___________________
(3)写出反应Ⅱ的方程式____________________________________________________
(4)“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、__________、___________。
(5)在空气中直接加热2·H2O晶体得不到纯的无水2,原因是___________________________________________________(用方程式表示)
(6)2·H2O晶体中值的测定:
称取3420g产品溶解于适量水中,向其中加入含AgNO34400×10-2的AgNO3溶液(溶液中除-外,不含其它与Ag+反应的离子),待-完全沉淀后,用含F3+的溶液作指示剂,用02000·L-1的SN标准溶液滴定剩余的AgNO3。
使剩余的Ag+以AgSN白色沉淀的形式析出。
①滴定终点的现象是_______________________________________。
②若滴定过程用去上述浓度的SN标准溶液2000L,则2·H2O 中值为________。
【答案】⑴加入过量的会使产品中含有杂质。
⑵2+、F2+
⑶+H2O2+2H=2+2H2O
⑷洗涤干燥
⑸22·H2O
(OH)2·2+2H+(2-2)H2O
⑹①溶液变为血红色,且30不褪色②2
【题型】工流程题
【难度】一般
11.Ⅰ高纯度氢氧镁广泛应用于医药、电力等领域。
镁硅酸盐矿石可用于生产氢氧镁,简要工艺流程如图所示:
已知:
①溶液Ⅰ中除含Mg2+、SO42‒外,还含有少量F3+、A3+、F2+等离子;
②常温下,几种金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示:
金属离子
F3+
A3+
F2+
Mg2+
开始沉淀时的pH
15
33
65
94
沉淀完全时的pH
37
52
97
124
请回答下列问题:
(1)镁在元素周期表中的位置_______________;
(2)向溶液Ⅱ中加入试剂是_____________,作用是_________________________;
(3)流程中不加H2O2引起的后果是___________________________________;
(4)说出母液的一种用途___________________;
(5)加入H2O2溶液发生反应的离子方程式是___________________;
Ⅱ海水中含有丰富的镁资。
某同设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:
模拟海水中的离子浓度/
(/L)
N+
Mg2+
2+
-
HO3-
0439
0050
0011
0560
0001
注:
溶液中某种离子的浓度小于10×10-5 /L,可认为该离子不存在;实验过程中,假设溶液体积不变。
已知:
p(O3)=496×10-9;p(MgO3)=682×10-6;p=468×10-6;p=561×10-12。
请回答下列问题:
(6)沉淀物为_____________;
(7)滤液N中2+浓度为_______________;
(8)加NO
H固体调整pH=125是否可行______(填“是”“否”);原因是________。
【答案】⑴第三周期第ⅡA族
⑵MgO或MgO3、Mg(OH)2既调节溶液的pH又不引入杂质
⑶直接调pH小于94,F2+离子沉淀不完全,调pH大于97会使Mg2+损失
⑷肥
⑸2F2++2H2O2+2H+=2F3++2H2O
⑹O3
⑺001/L
⑻否如果pH调制125会使氢氧钙沉淀,会使产品不纯
【题型】工流程题
【难度】一般
12.我国是干电池的生产和消费大国。
某研团队设计了以下流程对碱性锌锰干电池的废旧资进行回收利用:
已知:
①p(MS)=25×10-13,p(S)=16×10-24
②M(OH)2开始沉淀时pH为83,完全沉淀的pH为98
⑴碱性锌锰干电池是以锌粉为负极,二氧锰为正极,氢氧
钾溶液为电解质。
电池总反应为2MO2++2OH=2MOOH+2O2,请写出电池的正极反应式_____________;
⑵为了提高碳包的浸出效率,可以采取的措施有________________________;(写一条即可)
⑶向滤液1中加入MS的目的是__________________________________________;
⑷已知MSO4的溶解度曲线如图所示,从滤液2中析出MSO4·H2O晶体的操作是蒸发结晶、____________________、洗涤、低温干燥;
⑸为了选择试剂,在相同条件下,分
别用3g碳包进行制备MSO4的实验,得到据如表1,请写出最佳试剂与碳包中的主要成分发生反应的方程式_____________。
⑹工业上经常采用向滤液2中加入NHO3溶液制备MO3,不选择N2O3溶液的原因是___________________________________;
⑺该研小组利用EDTA(乙二胺四乙酸二钠,阴离子简写为Y2-)进行络合滴定测定M2+在电池中的百分含量,方程式可以表示为M2++Y2-=MY。
实验过程如下:
准确称量一节电池的质量平均为2400g,完全反应后,得到20000L滤液2,量取1000L滤液2稀释至10000L,取2000L溶液用00500•L-1EDTA标准溶液滴定,平均消耗标准溶液2200L,则该方案测得M元素的百分含量为________。
(保留3位有效字)
【答案】⑴MO2+H2O+-=MOOH+OH-
⑵适当的升温(或搅拌)
⑶将溶液中的2+转为S沉淀而除去
⑷趁热过滤
⑸H2O2+MO2+H2SO4=MSO4+2H2O+O2↑或
H2O2+2MOOH+2H2SO4=2MSO4+4H2O+O2↑
⑹N2O3溶液的碱性强,容易产生M(OH)2的沉淀
⑺252%
【题型】工流程题
【难度】一般
13.碱式碳酸铜(2(OH)2O3)是名贵的矿物宝石孔雀石的主要成分,应用广泛,如在无机工业中用于制造各种铜合物,有机工业中用作有机合成催剂等等,某小组为了探究碱式碳酸铜生成条件对其产率的影响,设计了如下实验:
设计原:
取一定体积的碳酸钠溶液(05/L)于100L烧杯中,进行加热,恒温后将硫酸铜溶液(500L05/L)在不断搅拌下以一定速度逐滴加入到上述碳酸钠溶液中,反应达平衡后,静止,减压过滤,洗涤,烘干,即得到最终产品,同时有气体放出。
(1)反应原为:
________________。
(2)探究反应原料用量比对反应产物的影响。
该小组根据所提供试剂设汁两个实验说明反应原料用量对产品的影响
提供试剂:
05/LN2O3溶液、05/LSO4溶液。
①请填写下表的空白处:
①
②
③
④
硫酸铜溶液体积/L
20
20
20
20
碳酸钠溶液体积/L
16
20
28
N2O3/SO4/比)
08
1
14
②通过实验画图可知:
当比值为______,碱式碳酸铜产量最好。
(3)反应温度对产率的影响
在三支试管中各加入20L05/LSO4溶液另取四支试管各加入由上述实验得到的合适用量的05/LN2O3溶液。
从这两列试管中各取一支将它们分別置于室温、30℃、50℃、100℃的环境中分钟后将SO4溶液倒入N2O3溶液中振荡并观察现象,发现:
沉淀颜色分别为蓝色沉淀,绿色沉淀、深绿色沉淀,绿色中带有黑色沉淀,实验结果也如上图所示,请思考,为什么温度过髙产率反而下降_______,该实验加热方式为____________。
(4)分析所制得的碱式碳酸铜的质量分。
将已准确称量的05g试样样品放入300L的锥形瓶中,加入5L醋酸,适热使其溶解,再用00L水将其稀释。
加入25gI振荡混合,经过5分钟后,加入滴淀粉溶液,用01/L的硫代硫酸钠溶液进行滴定。
当_______时即达滴定的终点。
反应的原:
22++4I-=2I+I2,I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
用0/L硫代硫酸钠40L,那么试样中铜的质量百分率为________。
该溶液的滴定度为_______。
(毎毫升标准溶液相当于被测物质的质量,单位是g/L或g/L)(保留三位有效字)。
【答案】⑴2SO4+2N2O3+H2O=(OH)2O3+O2
⑵①24②12
⑶温度过高,生成的碱式碳酸铜会加热分解水浴加热
⑷滴入最后一滴硫代硫酸钠溶液,溶液恰好由蓝色变为无色,且半分钟不恢复蓝色512%00111g/L
()=(N2S2O3)=01/L×004L=0004,试样中铜的质量百分率为0004×64g/÷05g×100%=512%。
该溶液的滴定度为0002×222g/÷40=00111g/L。
【题型】工流程题
【难度】一般
14.中药药剂砒霜(主要成分A2O3,微溶于水)在医疗上用于治疗急性白血病。
某课题组以一种含砷精矿石粉(主要成份为A4S4、A2S3、FS2及其它惰性杂质)为原料制取A2O3,工艺流程简图如下:
回答下列问题:
(1)过程I中所得SO2气体可回收再利用,下列有关SO2用途的说法正确的是______。
A工业制硫酸B漂白纸张自水消毒
(2)过程II中发生的反应______氧还原反应(填“是”或“不是”)。
(3)过程V中系列操作为_______(填实验基本操作名称)。
(4)①过程I中焙烧A2S3的反应方程式为_______________。
②过程IV中生成A2O3的离子反应方程式为_______________。
(5)有毒的AO33-通过电解反应可转为无毒的AO43-。
用石墨为电极,在强碱性溶液中电解含AO33-的溶液,阳极的电极反应式为______________。
(6)测定某A2O3粗产品(含A2O5杂质)中A2O3的质量分的实验过程如下:
称取g粗产品溶解于NOH溶液,得到含AO33-、AO43-的混合溶液00L。
b分别移取2500L上述溶液,用002500·L-1的I2标准溶液进行滴定(I2将AO33-氧为AO43-,淀粉溶液为指示剂)。
每次滴定开始时液面读如图一所示,三次滴定结束时,I2标准溶液液面读如图二〜图四所示。
①描述滴定终点的现象_____________________。
②粗产品中A2O3的质量分为______________(用含有的代式表示)。
【答案】⑴AB
⑵不是
⑶过滤、洗涤、干燥
⑷2A2S3+9O2
2A2O3+6SO22AO43-+2SO2+2H+=A2O4↓+2SO42-+H2OAO33-+2OH--2-=AO43-+H2O
⑹①当最后一滴I2
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