高考试题分项版解析化学 专题12 工艺流程Word精析版2.docx
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高考试题分项版解析化学专题12工艺流程Word精析版2
(2013·北京卷)27.(12分)用含有A1203、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备A12(SO4)3·18H2O。
,工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤:
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;
Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色:
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失,过滤;
Ⅴ.浓缩、结晶、分离,得到产品。
(1)H2S04溶解A1203的离子方程式是
(2)KMnO4-氧化Fe2+的离子方程式补充完整:
(3)已知:
生成氢氧化物沉淀的pH
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
注:
金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的:
(4)己知:
一定条件下,MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2,
①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCI并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是.
②Ⅳ中加入MnS04的目的是
MnO2加热生成黄绿色气体Cl2即可判断MnO2是否存在,根据题目中的信息MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2,加入硫酸锰的目的是为了除去MnO4–。
(2013·新课标I卷)27.(15分)
锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。
某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。
充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6。
现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
回答下列问题:
(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式。
(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是。
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式。
(5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式。
(6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是。
在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有(填化学式)。
(2013·新课标II卷)27.(14分)氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。
纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下:
提示:
在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化,高锰酸钾的还原产物是MnO2
回答下列问题:
(1)反应②中除掉的杂质离子是,发生反应的离子方程式为
加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是
(2)反应③的反应类型为,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有
(3)反应④形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是
(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2.取干操后的滤饼11.2g,煅烧后可得到产品8.1g.则x等于。
(2013·新课标I卷)36.[化学—选修2:
化学与技术](15分)
草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂,用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。
一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为、。
(2)该制备工艺中有两次过滤操作,过滤操作①的滤液是,滤渣是;过滤操作②的滤液是和,滤渣是。
(3)工艺过程中③和④的目的是。
(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。
该方案的缺点是产品不纯,其中含有的杂质主要是。
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。
称量草酸成品0.250g溶于水中,用0.0500mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定,至粉红色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00mL,反应的离子方程式为;列式计算该成品的纯度。
(2013·四川卷)11、(15分)明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。
从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示:
焙烧明矾的化学方程式为:
4KAl(SO4)2·12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,还原剂是。
(2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是。
(3)A12O3在一定条件下可制得AIN,其晶体结构如右图所示,该晶体中Al的配位数是。
(4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是。
(5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。
已知25℃、101kPa时:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)△H1=一197kJ/mol;
2H2O(g)=2H2O
(1)△H2=一44kJ/mol;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)△H3=一545kJ/mol。
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是①。
焙烧948t明矾(M=474g/mol),若SO2的利用率为96%,可生产质量分数为98%的硫酸②t。
(2013·江苏卷)16.氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。
硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。
以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为。
(2)加入H2O2氧化时,发生反应的化学方程式为。
(3)滤渣2的成分是(填化学式)。
800℃
(4)煅烧过程存在以下反应:
800℃
2MgSO4+C======2MgO+2SO2↑+CO2↑
800℃
MgSO4+C======MgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3C======MgO+S↑+3CO↑
利用右图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
D中收集的气体可以是(填化学式)。
B中盛放的溶液可以是(填字母)。
a.NaOH溶液b.Na2CO3溶液c.稀硝酸d.KMnO4溶液
A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应,产物中元素最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:
。
C中的溶液最好选用NaOH溶液,D中用排水法收集CO。
S与热的NaOH溶液反应,根据信息这是一个氧化还原
(2013·安徽卷)27.(13分)二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。
平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)。
某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下:
(1)洗涤滤渣A的目的是为了去除(填离子符),检验该离子是否洗涤的方法是
。
(2)第②步反应的离子方程式是,滤渣B的主要成分是。
(3)萃取是分离稀土元素的常用方法,已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来,TBP(填“能”或“不能”)与水互溶。
实验室进行萃取操作是用到的主要玻璃仪器有、烧杯、玻璃棒、量筒等。
(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.536g,加硫酸溶解后,用0.1000mol•L-1FeSO4标准溶液滴定终点是(铈被还原为Ce3+),消耗25.00mL标准溶液,该产品中Ce(OH)4的质量分数为。
(2013·山东卷)30、(15分)TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。
(1)实验室利用反应TiO2(s)+CCl4(g)
TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下制备TiCl4,实验装置示意图如下:
有关物质性质如下表
物质
熔点/℃
沸点/℃
其他
CCl4
-23
76
与TiCl4互溶
TiCl4
-25
136
遇潮湿空气产生白雾
仪器A的名称是,装置E中的试剂是。
反应开始前依次进行如下操作:
组装仪器、、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。
反应结束后的操作包括:
停止通N2
熄灭酒精灯
冷却至室温。
正确的顺序为(填序)。
欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是。
(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:
90℃
酸溶FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)==FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)
水解TiOSO4(aq)+2H2O(l)==H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
简要工艺流程如下:
试剂A为。
钛液Ⅰ需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产品TiO2收率降低,原因是。
取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是。
这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是(填化学式)。
(2013·山东卷)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:
⑴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。
⑵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。
⑶溶液I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。
⑷将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为。
(2013·上海卷)溴化钙可用作阻燃剂、制冷剂,具有易溶于水,易吸潮等性质。
实验室用工业大理石(含有少量Al3+、Fe3+等杂质)制备溴化钙的主要流程如下:
完成下列填空:
35.上述使用的氢溴酸的质量分数为26%,若用47%的氢溴酸配置26%的氢溴酸的氢溴酸500ml,所需的玻璃仪器有玻璃棒、。
36.已知步骤Ⅲ的滤液中不含NH4+。
步骤Ⅱ加入的试剂a是,控制溶液的pH约为8.0的目的是、。
37.试剂b是,步骤Ⅳ的目的是。
38.步骤Ⅴ所含的操作依次是、。
39.制得的溴化钙可以通过如下步骤测定其纯度:
①称取4.00g无水溴化钙样品;②溶解;③滴入足量Na2CO3溶液,充分反应后过滤;④;⑤称量。
若得到1.88g碳酸钙,则溴化钙的质量分数为(保留两位小数)。
若实验操作规范而测定结果偏低,其原因是。
(2013·广东卷)32.(15分)银铜合金广泛用于航空工业。
从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
(注:
Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃)
(1)电解精炼银时,阴极反应式为;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学方程式为。
(2)固体混合物B的组成为;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:
CuO+Al2O3
CuAlO2+↑。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为molCuAlO2,至少需要1.0mol•L—1的Al2(SO4)3溶液L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是、过滤、洗涤和干燥。
(2013·福建卷)24.(14分)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。
(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO
等杂质。
其次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的________(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。
经检测发现滤液中仍含有一定量的SO
,其原因是___________【已知:
Ksp(BaSO4)=1.1×10-10Ksp(BaCO3)=5.1×10-9】
②该法工艺原理如右。
其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。
工艺中可以利用的单质有____________(填化学式),发生器中生成ClO2的化学方程式为___________。
(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:
纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。
完成反应的化学方程式:
□(D)+24NaClO3+12H2SO4=□ClO2↑+□CO2↑+18H2O+□_________
(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。
处理含CN-相同量得电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的_______倍
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