高考化学考前冲刺大题精做专题07工艺流程题资料Word文档格式.docx
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由表中数据可知,理论上可选择的pH最大范围是______________。
酸化溶液Z时,使用的试剂为__________。
开始沉淀时的pH
沉淀完全时的pH
Mg2+
9.6
11.0
Ca2+
12.2
c(OH-)=1.8mol·
L-1
(3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体,下列装置中合理的是____________。
(4)常温下,H2SO3的电离常数Ka1=1.2×
10-2,Ka2=6.3×
10-8;
H2CO3的电离常数Ka1=4.5×
10-7,Ka2=4.7×
10-11。
某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3:
将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和,立即用酸度计测两溶液的pH,若前者的pH小于后者,则H2SO3酸性强于H2CO3。
该
实验设计不正确,错误在于______________。
设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论):
__________________。
仪器自选。
供选择的试剂:
CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。
【名师解析】
☞细品经典例题
【经典例题1】
(2013石景山期末)18.(12分)钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率,减少环境污染。
请回答下列问题:
(1)Ti的原子序数为22,Ti位于元素周期表中第_______周期,第______族。
(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式。
(3)制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·
xH2O,再经焙烧制得。
水解时需加入大量的水并加热,请结合化学方程式和必要的文字说明原因:
(4)由TiCl4→Ti需要在Ar气中进行的理由是_________________________________。
反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于℃即可。
TiCl4
Mg
MgCl2
Ti
熔点/℃
-25.0
648.8
714
1667
沸点/℃
136.4
1090
1412
3287
(5)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:
一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为Mg/mol)试样wg,消耗cmol/LNH4Fe(SO4)2标准溶液VmL,则TiO2质量分数为___________________。
(用代数式表示)
(6)由CO和H2合成甲醇的方程式是:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。
若不考虑生产过程中物质的任何损失,上述产业链中每合成6mol甲醇,至少需额外补充H2mol。
(4)防止钛、镁被氧化(或防止钛镁与空气、水反应),高于镁的温度1412
即可。
(5)NH4Fe(SO4)2的物质的量=0.001Cvmol,根据氧化还原反应中得失电子数相等得:
二氧化钛的物质的量=NH4Fe(SO4)2的物质的量=0.001Cvmol,,所以二氧化钛的质量=Mg/mol
0.001Cvmol=0.001CVMg,所以其质量分数=
(或
%)。
(6)每合成6mol甲醇,需要氢气12mol,每生成7mol氯气同时生成7mol氢气,所以还需要氢气5mol。
【名师剖析】
在这种流程图试题中,要重点关注流程图的指向,指入为加入物质,指出为生成物质。
分析方法:
加入什么物质,发生什么反应,如何分离。
充分运用各种原理进行分析问题,解决问题。
计算过程中关注守恒法、关系式法的应用。
【经典例题2】硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。
工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿
的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等,生产工艺流程示意图如下:
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是_______________________________________________________。
(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:
Fe(OH)2+
__________+
__________===
Fe(OH)3+
Cl-
(3)针铁矿(Coethite)是以德国诗人歌德(Coethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是______
____。
(4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为________________。
Mg(OH)2
Zn(OH)2
MgCO3
CaCO3
开始沉淀的pH
10.4
6.4
-
沉淀完全的pH
12.4
8.0
开始溶解的pH
10.5
Ksp
5.6×
10-12
6.8×
10-6
2.8×
10-9
(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是________(选填序号)。
a.大理石粉b.石灰乳
c.纯碱溶液d.烧碱溶液
(6)“滤液4”之后的操作依次为__________、__________、过滤、洗涤、干燥。
(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于____________________________。
(4)选择的区间应该为Zn(OH)2完全沉淀、Mg(OH)2还没开始沉淀;
操作,以及绿色化学观念和经济的视角分析实际生产中各种问题的能力。
解题的基本思路为:
【经典例题3】
(2013中山期末)17.(13分)将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4·
2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。
以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。
(1)本工艺中所用的原料除CaSO4·
2H2O、CaCO3、H2O外,还需要
等原料。
(2)写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式:
(3)过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。
检验滤液中含有CO32-的操作方法是:
_________________________________________________________________。
(4)若过滤I的滤液中的Ca2+浓度低于1.0×
10-5mol·
L-1时可认为被沉淀完全。
若要使Ca2+沉淀完全,则滤液中CO32-离子的物质的量浓度不得低于。
(已知:
Ksp(CaCO3)=5.0×
10-9)
(5)写出蒸氨过程中的化学方程式。
(6)氯化钙结晶水合物(CaCl2·
6H2O)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是
a.熔点较低(29℃熔化)b.能导电c.能制冷d.无毒
(1)观察工艺流程图可知,左侧需要加入的CO2、CaO是右侧产生的CaCO3热分解的产物,而右侧加入的KCl和NH3也是需要消耗的原料;
工业生产流程图题基于真实的情景而设计,但所涉及的反应原理、实验操作方法一般都是常用的、实用的,仪器也是比较常见的。
只是在工业生产中对经济性、环保性等许多细节方面有着更高的要求,解题时应在实验室原理的基础上结合实际因素,充分读懂工业流程图每一个步骤的意
义,因此试题的解答始于对各阶段流程的化学原理的分析。
而且这样的试题对实验能力的要求是具有弹性的,可以问最简单的实验仪器使用、基本操作,也可以提高到实验步骤的分析能力,还可以灵活考查实验方法的灵活运用能力,甚至可以渗透实验方案设计,所以问题的设计容易控制梯度,区分度好。
。
☞精选名题巧练
【名题巧练1】
(2013宜宾一诊)11.(16分)由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4的实验流程可表示如下:
(1)操作Ⅱ的名称是____________。
(2)可循环利用的物质____________(填化学式)。
(3)反应②的产物中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是____
__。
(4)反应②中“酸化”时不能选择下列酸中的______(填字母序号)
A.稀盐酸B.稀硫酸C.稀醋酸
(5)电解猛酸钾溶液也可以得到高锰酸钾,其阴极反应式为:
2H2O+2e-=2OH-+H2↑,如下图,b作____________极,电解池的阳极反应式是____________;
若电解过程中收集到2.24LH2(标准状况),则得到高锰酸钾____________克。
(提示:
阴离子放电顺序MnO
>
OH-)
(5)铁为活性电解,这里没有参与反应,做阴极故与负极相连。
阳极发生氧化反应,锰酸根失电子生成高锰酸根,根据电子得失守恒可以进行相关计算。
【考点定位】以工艺流程为基础,考查了氧化还原反应,化学实验基本操作、化学计算、电化学基础知识等相关内容。
【名题巧练2】
(2013广州期末)32.(16分)以地下卤水(主要含NaCl,还有少量Ca2+、Mg2+)为主要原料生产亚硫酸钠的新工艺如下,同时能得到用作化肥的副产品氯化铵。
已知以下四种物质的溶解度曲线图:
(1)“除杂”时,先加入适量石灰乳过滤除去Mg2+,再通入CO2并用少量氨水调节pH过滤除去Ca2+,“废渣”的主要成分为、。
(2)“滤渣1”的化学式为。
(3)在“滤液1”中加入盐酸的目的是。
“滤渣2”的化学式为
。
(4)已知H2CO3和H2SO3的电离常数如下表,“通入SO2”反应的化学方程式为
物质
电离常数(25℃)
H2CO3
K1=4.4X10-7K2=4.7X10-11
H2SO3
K1=1.23X10-2K2=5.6X10-8
【答案】
(16分)
(1)Mg(OH)2(2分)CaCO3(2分)
(2)NaHCO3(3分)
(3)除去HCO3-(3分,多答“使更多的Na+形成NaCl析出,提高NH4Cl的纯度”不扣分)NaCl(3分)
(4)NaHCO3+SO2==NaHSO3+
CO2(3分)
【名题巧练3】
(2013武威六中二诊)36.【化学----化学与技术模块3】
七
水硫酸镁(MgSO4·
7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用。
可利用化工厂生产硼砂的废渣M(主要成分是MgCO3,还含有MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3等杂质)来
制取七水硫酸镁。
已知:
表1部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH
沉淀
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
pH
5.2
3.2
9.7
11.2
表2盐的溶解度(单位为g/100g水)
温度
10℃
30℃
40℃
50℃
60℃
CaSO4
0.19
0.21
0.20
MgSO4·
7H2O
30.9
35.5
40.8
45.6
——
由废渣M制取七水硫酸镁的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)过滤I的滤液中加入NaClO溶液的目的是,写出反应的离子方程式
,需要加热煮沸的目的是。
(2)操作Ⅱ所用的玻璃仪器是。
(3)检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3+,其实验方法是。
(用离子方程式表示).
(4)沉淀C的化学式是,过滤Ⅲ需趁热过滤的理由是。
和MgSO4,然后利用其溶解度差异,利用结晶的方法将其进行分离。
【考点定位】氧化还原反应及其方程式的书写。
【名题巧练4】
(2013东莞期末)32.(16分)实验室用硫酸厂烧渣(主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4•7H2O),有关的工艺流程如下:
(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中,溶液不会褪色的是___________(填编号);
A.品红溶液B.紫色石蕊溶液
C.酸性KMnO4溶液D.溴水
(2)在①中已知FeS中铁元素生成Fe3+,S元素生成单质硫,FeS、O2、H2SO4反应的方程式是;
(3)在③中,需加入的物质是___________________________;
(4)在④中,蒸发浓缩需要的硅酸盐仪器除酒精灯外,还有_______________________;
(5)在⑥中,将溶液Z控制到70~80℃的目的是________________________________;
(6)为测量聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验(假设杂质中不含铁元素和硫元素):
称取2.700g样品,将样品溶于足量的盐酸后,滴加过量的BaCl2;
过滤、洗涤、干燥,称量固体的
质量为3.495g。
若该聚铁主要成分为[Fe(OH)(SO4)]n,求该聚铁样品中铁元素的质量分数【Mr(BaSO4)=233、Mr(Fe)=56】。
(写出计算过程,结果保留4位有效数字)。
nFe~[Fe(OH)(SO4)]n~nBaSO4(1分)
56n233n
x3.495g
56n/233n=x/3.495g(1分)
(6)设铁元素的质量为xg,根据铁、硫元素守恒可得关系式,则:
nFe~[Fe(OH)(SO4)]n~nBaSO4
根据式量之比等于质量之比,则56n/233n=x/3.495g,解得:
x=0.84g,所以样品中铁元素的质量分数=0.84/2.700×
100%=31.11%。
【考点定位】本题考查物质制备的工艺流程大题,涉及二氧化硫气体的主要性质、氧化还原反应方程式的配平、混合物的分离与提纯、化学实验基本操作、盐类的水解、胶体的主要性质、物质组成的测定和计算。
【名题巧练5】
(2013肇庆期末)32.(16分)锌钡白是一种白色颜料。
工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成:
BaS+ZnSO4==ZnS↓+BaSO4↓。
请根据以下工业生产流程回答有关问题。
I.ZnSO4溶液的制备与提纯:
有关资料:
a.菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等;
b.Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2;
(1)滤渣1的化学式为;
②中使用的氧化剂最好是下列的(填序号)。
A.Cl2B.H2O2C.KMnO4D.浓HNO3
(2)滤渣2中主要成分的化学式为;
为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤(选填①、②、③、⑤)。
(3)步骤④发生的离子反应方程式为。
II.BaS溶液的制备
有关数据:
Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s)△H1=-1473.2kJ•mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H2=-110.5kJ•mol-1
Ba(s)+S(s)=BaS(s)△H3=-460kJ•mol-1
(4)若煅烧还原的产物仅为BaS和CO,则其反应的热化学方程式为:
Ⅲ.制取锌钡白
(5)如果Ⅰ中步骤⑤使用硫酸过量,产生的后果是。
(共16分)
(1)(4分)SiO2(2分)B(2分)
(2)(3分)F
e(OH)3、Cu(OH)2(2分)①(1分)
(3)(4分)OH-+CO2==HCO3-(2分)、ZnO22-+2CO2+2H2O==Zn(OH)2↓+2HCO3-(2分)
(4)(3分)BaSO4(s)+4C(s)==BaS(s)+4CO(g)△H=+571.2kJ•mol-1
步骤④中的CO2气体来自步骤①酸浸反应放出的气体,可以节能减排;
w
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- 高考 化学 考前 冲刺 大题精做 专题 07 工艺流程 资料