安徽省2015屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題 微題型14 無(wú)機(jī)化學(xué)工藝流程題

安徽2015屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題 微題型14題型專(zhuān)練1(2014·深圳模擬)氯化鐵是常見(jiàn)的水處理劑，無(wú)水FeCl3的熔點(diǎn)為555 K，沸點(diǎn)為588 K。工業(yè)上制備無(wú)水FeCl3的一種工藝流程如下：(1)氯化鐵能用作水處理劑的原因是_(用必要的文字和化學(xué)方程式說(shuō)明)。(2)吸收塔中吸收劑X是_，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是_。(3)溫度超過(guò)673 K時(shí)，捕集器中捕集到的物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為325，該物質(zhì)的分子式為_(kāi)。(4)從副產(chǎn)物FeCl3溶液中獲得FeCl3·6H2O的方法是_。(5)用FeCl3溶液(32%35%)腐蝕印刷線路板的廢液中含F(xiàn)eCl3、FeCl2和CuCl2。用化學(xué)方法回收廢液中銅的方法是_(用反應(yīng)式表示并簡(jiǎn)述操作要點(diǎn))。解析(1)FeCl3是強(qiáng)酸弱堿鹽，能水解生成Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體可吸附并沉降水中懸浮的雜質(zhì)，用作凈水劑。(2)鐵屑與氯氣在反應(yīng)爐中發(fā)生放熱反應(yīng)，反應(yīng)爐中的溫度很高，所以尾氣中含有Cl2和FeCl3，用吸收劑FeCl2溶液可吸收此尾氣得到FeCl3溶液。(3)FeCl3的相對(duì)分子質(zhì)量為162.5，所以捕集器中相對(duì)分子質(zhì)量為325的物質(zhì)為Fe2Cl6。(4)FeCl3水解生成的HCl易揮發(fā)，直接在空氣中加熱FeCl3溶液不能得到FeCl3·6H2O，為了抑制FeCl3水解，可在HCl氣氛中加熱濃縮FeCl3溶液，然后冷卻結(jié)晶。答案(1)FeCl33H2OFe(OH)3(膠體)3HCl，F(xiàn)e(OH)3膠體能吸附并沉降水中懸浮的物質(zhì)(2)FeCl2溶液2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)Fe2Cl6(4)在HCl氣氛中加熱濃縮FeCl3溶液，然后冷卻結(jié)晶(5)加過(guò)量鐵粉，發(fā)生反應(yīng)CuCl2Fe=FeCl2Cu，過(guò)濾，分離得到的固體再與鹽酸反應(yīng)以溶解殘留的鐵，過(guò)濾得到銅(或過(guò)濾、洗滌、干燥后，用磁鐵吸去鐵可得到銅)2(2014·江蘇化學(xué)，16)煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實(shí)驗(yàn)室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制備堿式硫酸鋁Al2(SO4)x(OH)62x溶液，并用于煙氣脫硫研究。(1)酸浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)；濾渣的主要成分為_(kāi)(填化學(xué)式)。(2)加CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)x(OH)6 2x。濾渣的主要成分為_(kāi)(填化學(xué)式)；若溶液的pH偏高，將會(huì)導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低， 其原因是_(用離子方程式表示)。 (3)上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量，其主要原因是_；與吸收SO2前的溶液相比，熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將_(填“增大”、“減小”或“不變”)。解析(1)酸浸時(shí)粉煤灰中Al2O3與H2SO4反應(yīng)生成可溶性Al2(SO4)3，SiO2不與H2SO4反應(yīng)，過(guò)濾，濾渣是SiO2。(2)加CaCO3調(diào)節(jié)pH，CaCO3與H反應(yīng)生成Ca2，Ca2遇SO生成CaSO4沉淀(濾渣)。若溶液pH偏高，即堿性偏強(qiáng)，則部分Al3生成沉淀Al(OH)3而導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低。其反應(yīng)可以理解為：反應(yīng)物有Al2(SO4)3、CaCO3，CaCO3在SO溶液中發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化：CaCO3SOCaSO4CO，生成的CO與Al3發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)生成Al(OH)3和CO2，則生成物有Al(OH)3、CaSO4、CO2，配平即可。(3)溶液中的SO具有較強(qiáng)的還原性，易被氧化生成SO從而導(dǎo)致完全分解放出的SO2量小于吸收的SO2量。堿式硫酸鋁溶液吸收SO2，可以理解為2OHSO2=SOH2O，相當(dāng)于堿式硫酸鋁轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)3和Al2(SO3)3，加熱又促進(jìn)了Al2(SO3)3的水解(SO與Al3水解相互促進(jìn))放出SO2，進(jìn)而又轉(zhuǎn)化為堿式硫酸鋁，但在加熱的過(guò)程中由于部分SO被氧化成SO留在溶液，代替了堿式硫酸鋁中OH，所以使堿式硫酸鋁中x不斷增大，則c(OH)減小，pH減小。答案(1)Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2OSiO2(2)CaSO43CaCO32Al33SO3H2O=2Al(OH)33CaSO43CO2(3)溶液中的部分SO被氧化成SO減小3淺綠色的硫酸亞鐵銨晶體又名莫爾鹽(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O比綠礬(FeSO4·7H2O)更穩(wěn)定，常用于定量分析。莫爾鹽的一種實(shí)驗(yàn)室制法如下：廢鐵屑溶液A莫爾鹽(1)向廢鐵屑中加入稀硫酸后，并不等鐵屑完全溶解而是剩余少量時(shí)就進(jìn)行過(guò)濾，其目的是_；證明溶液A中不含F(xiàn)e3的最佳試劑是_(填字母序號(hào))。a酚酞溶液BKSCN溶液 c燒堿溶液 dKMnO4溶液操作的步驟是：加熱蒸發(fā)、_、過(guò)濾。(2)濃度均為0.1 mol·L1莫爾鹽溶液和(NH4)2SO4溶液，c(NH)前者大于后者，原因是_。(3)用托盤(pán)天平稱(chēng)量(NH4)2SO4晶體，晶體要放在天平_(填“左”或“右”)盤(pán)。(4)從下列裝置中選取必要的裝置制取(NH4)2SO4溶液，連接的順序(用接口序號(hào)字母表示)：a接_；_接_。(5)將裝置C中兩種液體分離開(kāi)的操作名稱(chēng)是_。裝置D的作用是_。答案(1)防止Fe2被氧化為Fe3b冷卻結(jié)晶(2)莫爾鹽中的Fe2易水解，使溶液顯酸性，抑制NH水解，故c(NH)前者大于后者(3)左(4)def(5)分液吸收多余的NH3防止污染空氣，防止倒吸4(2014·惠州三模，32)硫酸亞錫(SnSO4)可用于鍍錫工業(yè)。某小組設(shè)計(jì)SnSO4制備路線為查閱資料：.錫在酸性溶液中有Sn2、Sn4兩種主要存在形式，Sn2易被氧化。.SnCl2易水解生成堿式氯化亞錫。(1)錫原子的核電荷數(shù)為50，與碳元素同處 A族，錫位于周期表的第_周期。(2)操作是 _、過(guò)濾和洗滌等。(3)溶解SnCl2粉末時(shí)需加濃鹽酸，原因?yàn)開(kāi)。(4)加入Sn粉的作用為調(diào)節(jié)溶液pH，_。(5)反應(yīng)所得沉淀是SnO，其化學(xué)反應(yīng)方程式：_。(6)酸性條件下，SnSO4與雙氧水反應(yīng)的離子方程式：_。(7)該小組通過(guò)下列方法可測(cè)定該錫粉的純度：將試樣溶于鹽酸，反應(yīng)為Sn2HCl=SnCl2H2加入過(guò)量的FeCl3用已知濃度的K2Cr2O7滴定中生成的Fe2，再計(jì)算錫粉的純度，請(qǐng)配平反應(yīng)：FeCl2_K2Cr2O7_HCl=_FeCl3_KCl_CrCl3_解析(1)由Sn的核電荷數(shù)為50以及最外層電子數(shù)為4，可知核外電子排布由里到外依次是2、8、18、18、4，可見(jiàn)其位于第五周期。(2)操作是利用硫酸亞錫溶液制取硫酸亞錫晶體，因此該操作應(yīng)是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。(3)Sn2水解導(dǎo)致溶液顯酸性，因此加入濃鹽酸是抑制Sn2的水解。(4)向SnCl2溶液中加入錫粉，作用有兩個(gè)：一是與加入的濃鹽酸作用，調(diào)節(jié)pH；二是作為還原劑，防止Sn2被氧化為Sn4。(5)利用原子守恒可知?dú)怏w必為CO2，同時(shí)另一產(chǎn)物為NaCl，由此可得方程式。(6)Sn2易被氧化為Sn4、則H2O2被還原為H2O，結(jié)合酸性介質(zhì)可得反應(yīng)的離子方程式。(7)首先利用化合價(jià)升降相等配出FeCl2、K2Cr2O7的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后利用Fe、Cr守恒配出FeCl3、CrCl3的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后由K原子守恒配出KCl的化學(xué)計(jì)量數(shù)，再利用Cl原子守恒配出HCl的化學(xué)計(jì)量數(shù)，最后利用原子守恒可知缺項(xiàng)為H2O，并配平其化學(xué)計(jì)量數(shù)。答案(1)五(2)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(3)抑制Sn2的水解(4)防止Sn2被氧化(5)SnCl2Na2CO3=SnOCO22NaCl(6)Sn2H2O22H=Sn42H2O(7)61146227H2O5(2014·潮州模擬)軟錳礦是制備二氧化錳的原料，軟錳礦中含有二氧化硅、氧化銅、氧化鐵、氧化鋁、氧化鋅等雜質(zhì)。工業(yè)上以軟錳礦為原料制備高純二氧化錳的工藝流程圖如下：(1)酸性條件下，F(xiàn)eSO4將MnO2還原為MnSO4，那么加入的酸M為_(kāi)，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(2)制備二氧化錳工藝流程中涉及的陽(yáng)離子以氫氧化物的形式完全沉淀時(shí)溶液的pH如下表：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Mn(OH)2pH5.23.29.76.710.4由流程圖信息和表格中數(shù)據(jù)可知濾渣b的主要成分是_(填化學(xué)式)。調(diào)節(jié)溶液pH5.4需加入試劑N，N可以是_。aCO2 b稀硫酸 cNH3 d氨水(3)部分硫化物的溶度積常數(shù)(Ksp)如下表：硫化物CuSZnSMnSFeSKsp6.3×10362.9×10252.5×10136.3×1018由表格中的數(shù)據(jù)推知流程圖中向?yàn)V液B中加入MnS的作用是_。解析(1)硝酸具有氧化性，會(huì)氧化Fe2，鹽酸會(huì)引入Cl雜質(zhì)，故應(yīng)加入稀硫酸。(2)由表格中的數(shù)據(jù)可知pH5.4時(shí)，F(xiàn)e(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；由于開(kāi)始時(shí)向軟錳礦中加入了過(guò)量的硫酸，所以濾液A酸性很強(qiáng)，需要加堿性物質(zhì)，使溶液pH5.4。(3)表格中MnS的溶度積最大，將MnS加入到含有Cu2、Zn2、Fe2的溶液中，能夠使溶度積更小的物質(zhì)沉淀。答案(1)稀硫酸MnO22Fe24H=Mn22Fe32H2O(2)Fe(OH)3、Al(OH)3cd(3)使溶液中的Cu2、Zn2、Fe2轉(zhuǎn)化為沉淀6(2014·珠海模擬)我國(guó)有豐富的鋯英石資源，其主要成分是ZrSiO4，還含有Al2O3、SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)，生產(chǎn)鋯的流程之一如下：已知：鋯(Zr)合金是核反應(yīng)堆燃料棒的包裹材料，二氧化鋯(ZrO2)可以制造耐高溫納米陶瓷。(1)上述流程中高溫氣化的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)(碳轉(zhuǎn)化成CO)，其中氧化劑是_，轉(zhuǎn)移1.204×1024個(gè)電子時(shí)，生成SiCl4_g。(2)寫(xiě)出ZrCl4與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：_，寫(xiě)出ZrOCl2·8H2O在900條件下分解的化學(xué)方程式：_。(3)下列關(guān)于二氧化鋯納米陶瓷和鋯合金的說(shuō)法不正確的是。A.1 nm1010 mB.鋯合金的硬度比純鋯要高,C.二氧化鋯納米陶瓷是新型無(wú)機(jī)非金屬材料(4)一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷；電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2。在熔融電解質(zhì)中，O2向(填“正”或“負(fù)”)極移動(dòng)。電池的負(fù)極反應(yīng)式為。解析(1)結(jié)合高溫氣化過(guò)程的反應(yīng)物為Cl2、C和ZrSiO4，產(chǎn)物為CO、ZrCl4、SiCl4，可寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4C4Cl2ZrSiO4ZrCl4SiCl44CO，即得氧化劑是Cl2；每生成1 mol SiCl4，轉(zhuǎn)移4×2 mol電子，故轉(zhuǎn)移1.204×1024個(gè)(2 mol)電子時(shí)，生成SiCl4 0.25 mol，即其質(zhì)量為42.5 g。(2)結(jié)合流程圖知，ZrCl4與水發(fā)生反應(yīng)得到ZrOCl2·8H2O,900高溫條件下ZrOCl2·8H2O分解得到ZrO2。(3)1 nm109 m，A項(xiàng)錯(cuò)誤。(4)O2在正極得電子形成的O2(陰離子)移向負(fù)極，C4H10在負(fù)極失電子后與O2結(jié)合。答案(1)Cl242.5(2)ZrCl49H2O=ZrOCl2·8H2O2HClZrOCl2·8H2OZrO22HCl7H2O(3)A(4)負(fù)C4H1026e13O2=4CO25H2O對(duì)點(diǎn)回扣1流程示意圖的分析思路2無(wú)機(jī)化工流程題的審題角度化工生產(chǎn)流程題中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些表述性詞語(yǔ)，這些表述性詞語(yǔ)就是隱性信息，它可以暗示我們審題所應(yīng)考慮的角度。常見(jiàn)的有：(1)“控制較低溫度”?？紤]物質(zhì)的揮發(fā)，物質(zhì)的不穩(wěn)定性和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化等。(2)“加過(guò)量試劑”?？紤]反應(yīng)完全或增大轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率等。(3)“能否加其他物質(zhì)”常考慮會(huì)不會(huì)引入雜質(zhì)或是否影響產(chǎn)品的純度。(4)“在空氣中或在其他氣體中”主要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)或達(dá)到防氧化、防水解、防潮解等目的。(5)“判斷沉淀是否洗凈”常取少量最后一次洗滌液于試管中，向其中滴加某試劑，以檢驗(yàn)其中的某種離子。(6)“檢驗(yàn)?zāi)澄镔|(zhì)的設(shè)計(jì)方案”通常取少量某液體于試管中，加入另一試劑產(chǎn)生某現(xiàn)象，然后得出結(jié)論。(7)“控制pH”?？紤]防水解、促進(jìn)生成沉淀或除去雜質(zhì)等。(8)“用某些有機(jī)試劑清洗”?？紤]降低物質(zhì)溶解度有利于析出、減少損耗和提高利用率等。3無(wú)機(jī)化工流程題常見(jiàn)設(shè)問(wèn)方向(1)反應(yīng)速率與平衡理論的運(yùn)用；(2)氧化還原反應(yīng)的判斷、化學(xué)方程式或離子方程式的書(shū)寫(xiě)；(3)利用控制pH分離除雜；(4)化學(xué)反應(yīng)的能量變化；(5)實(shí)驗(yàn)基本操作：除雜、分離、檢驗(yàn)、洗滌、干燥等；(6)流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)，資源的回收和利用；(7)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)評(píng)價(jià)。4無(wú)機(jī)化工流程題的解題步驟(1)認(rèn)真閱讀題干，了解生產(chǎn)目的及有用信息。(2)整體分析工藝流程，掌握生產(chǎn)過(guò)程分為哪幾個(gè)階段。(3)分析每一個(gè)階段的生產(chǎn)原理、物質(zhì)變化、條件控制及其實(shí)驗(yàn)操作。(4)了解生產(chǎn)過(guò)程中的有關(guān)物質(zhì)的回收和原料的循環(huán)利用，以及對(duì)“綠色化學(xué)”思想的運(yùn)用和所采取的環(huán)保措施。(5)認(rèn)真分析題中設(shè)問(wèn)，規(guī)范作答。 總結(jié)