考前爭分特訓壓軸題二化學工藝流程題含解析

1、學習必備歡迎下載壓軸題二化學工藝流程題題型模型化學工藝流程題結構一般包括題頭、題干和題尾三部分。 題頭一般簡單介紹以何種物質(zhì)(主要成分是什么、含什么雜質(zhì)等，要注意一些關鍵信息)為原料制備哪種物質(zhì)，以及物質(zhì)的性質(zhì)和用途。題干部分則是工業(yè)制備的簡化工藝流程圖。題尾部分則是根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)流程中涉及到的化學知識命題者精心設計的系列問題。對于學生解題需要的未學過的信息在三個部分都有可能出現(xiàn)，審題時須全盤考慮?？键c模型(1)原料處理的方法和作用研磨：增大接觸面積，加快溶解或加快反應速率。水浸：與水接觸溶解或反應，可通過延長時間、攪拌或適當升溫來加速，以提高浸出率。酸浸：與酸接觸反應而溶解，使可溶性離子進入溶

2、液，不溶物通過過濾除去?？赏ㄟ^適當增大酸的濃度、升溫和強力攪拌等加快反應速率。灼燒：除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉化。煅燒：改變結構，使一些物質(zhì)在后續(xù)過程中易溶解，并可使一些雜質(zhì)(如有機物 )在高溫下氧化、分解。(2)實驗條件的控制和目的調(diào)節(jié)溶液的pH 值：使某些離子轉變?yōu)槌恋矶_到分離的目的，抑制某些離子的水解，防止某些離子的氧化等。在題目中常以表格形式給出信息?？刂企w系的溫度a控制低溫：防止物質(zhì)的分解，如NaHCO 3、NH 4HCO 3、H 2O2、HNO 3(濃 )等；防止物質(zhì)的揮發(fā)，如鹽酸、醋酸等；抑制物質(zhì)的水解，如冰水洗滌，以防止洗滌過程中的溶解損耗；增大氣體反應物的溶解度，使其被充

3、分吸收。b采取加熱：加速某固體的溶解，加快反應速率；減少氣體生成物的溶解并使其逸出；使平衡向需要的方向移動；趁熱過濾，防止某物質(zhì)降溫時因析出而損耗或帶入新的雜質(zhì)。c控制范圍：確保催化劑的催化效果，兼顧速率和轉化率，追求更好的經(jīng)濟效益，防止副反應發(fā)生等。(3)物質(zhì)分離或提純常用的化學方法溶解法： 利用特殊溶劑把雜質(zhì)溶解而除去，如 Fe(Al) 可用過量的NaOH溶液而除去Al ，CO2(HCl 、 H 2O)先通過飽和食鹽水，再通過濃H 2SO4。沉淀法： a.加合適的沉淀劑(要使雜質(zhì)離子充分沉淀，加入的沉淀劑必須過量，且在后學習必備歡迎下載續(xù)步驟中易除去)。 b.調(diào)節(jié)溶液的酸堿性。洗滌法： a

4、.水洗， b.冰水洗， c.有機溶劑洗，其目的是：洗去目標物表面的雜質(zhì)離子；減少目標物的溶解損耗或增大有機雜質(zhì)的溶解量；防止目標物形成結晶水合物；使晶體快速干燥。(4)可循環(huán)物質(zhì)的判斷流程圖中回頭箭頭的物質(zhì)生產(chǎn)流程中后面新生成或新分離的物質(zhì)(不要忽視結晶后的母液)，可能是前面某一步反應的相關物質(zhì)。1 高錳酸鉀是中學常用的試劑。工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀流程如下。(1)鉍酸鈉 (不溶于水 )用于定性檢驗酸性溶液中Mn 2 的存在 (鉍的還原產(chǎn)物為Bi 3 ， Mn 的氧化產(chǎn)物為 7 價 )，寫出反應的離子方程式 _ 。(2)KMnO 4 稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列物質(zhì)相同的是_(

5、填代號) 。a 84 消毒液 (NaClO 溶液 )b雙氧水c苯酚d75%酒精(3)上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有_、 _(寫化學式 )。(4) 理論上 ( 若不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過程中的損失)1 mol MnO 2 可制得 _ molKMnO 4 。(5)該生產(chǎn)中需要純凈的CO2 氣體。寫出實驗室制取CO2 的化學方程式 _，所需氣體產(chǎn)生裝置是 _( 選填代號 )。(6)操作的名稱是_；操作根據(jù)KMnO 4 和 K 2 CO3 兩物質(zhì)在 _(填性質(zhì) )上的差異，采用 _( 填操作步驟 )、趁熱過濾得到KMnO 4 粗晶體。答案(1)2Mn 2 5NaBiO 3 14H =2MnO 4 5Bi

6、 3 5Na 7H2O(2)ab(3)MnO 2KOH學習必備歡迎下載(4)23(5)CaCO 32HCl=CaCl 2 H 2O CO2 AC(6)過濾溶解度 濃縮結晶解析(1) 由于 NaBiO 3 不溶于水，在寫離子方程式時，應保留其化學式。(2)KMnO4 作為消毒劑，是利用其強氧化性，與84 消毒液、 H 2 2 的消毒原理相同。O(3)在流程圖中，一開始用到MnO 2 和 KOH ，通入 CO2 后，又產(chǎn)生 MnO 2；加入石灰苛化，生成 KOH ，所以 MnO 2、 KOH 可循環(huán)利用。(4)MnO 2K 2MnO 4KMnO 4 MnO 211x1 x根據(jù)電子守恒得：x 2(1

7、 x)解得： x23故理論上 1 mol MnO 2 可制得23 mol KMnO 4。(5)實驗室制 CO2 氣體，應選用 CaCO3 和稀鹽酸 (或稀 HNO 3)，可選用 A 、 C 裝置。(6)操作 應使 KMnO 4、 K 2CO3、 MnO 2 分離開，應采取過濾的方法，KMnO 4、 K2 CO3 兩種物質(zhì)溶解度不同，采取濃縮結晶使KMnO 4 晶體析出，然后再趁熱過濾。2 鋰被譽為“金屬味精”，以LiCoO 2 為正極材料的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。工業(yè)上常以鋰-輝礦 (主要成分為 LiAlSi 2O6，還含有 FeO、 MgO 、 CaO 等雜質(zhì) )為原料來制取金屬鋰

8、。其中一種工藝流程如下：已知：部分金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀時的pH：氫氧化物Fe(OH) 3Al(OH) 3Mg(OH) 2開始沉淀 pH2.73.79.6完全沉淀 pH3.74.711Li 2CO3 在不同溫度下的溶解度如下表：溫度 /010205075100學習必備歡迎下載Li 2CO3 的溶解度 /g1.5391.4061.3291.1810.8660.728請回答下列問題：(1)用氧化物形式表示 LiAlSi2O6 的組成： _ 。(2)反應加入碳酸鈣的作用是_ 。(3)寫出反應中生成沉淀A 的離子方程式： _ 。(4) 洗滌所得 Li 2CO 3 沉淀要使用 _(選填“熱水”或

9、“冷水” ) ，你選擇的理由是_ 。(5) 電解熔融氯化鋰生產(chǎn)鋰時，陽極產(chǎn)生的氯氣中會混有少量氧氣，原因是_ 。答案(1)Li 2O·Al 2O3·4SiO 2(2)除去反應中過量的H2SO4；控制 pH，使 Fe3 、 Al 3完全沉淀(3)Mg 2 2OH =Mg(OH) 2、 Ca2 CO23=CaCO3(4)熱水Li 2CO 3 在較高溫度下溶解度小，用熱水洗滌可減少Li 2CO3 的損耗(5)加熱蒸干LiCl 溶液時， LiCl 有少量水解生成LiOH ，受熱分解生成Li 2O，電解時產(chǎn)生O2( 其他合理答案均可)解析(1) 用氧化物表示LiAlSi 2O6 時，

10、活潑的金屬氧化物在前，不活潑的在后，水放在最后。(2)加入 CaCO3，可除去反應 中過量的H 2SO4，降低溶液中c(H ) ，根據(jù)pH 5，可使Fe3 、 Al 3完全沉淀。(3)在反應 中，加入 Ca(OH) 2、 Na2 CO3 沉淀的是 Mg 2 和 Ca2。(4)由于溫度越高， Li 2CO3 的溶解度越小，所以應用熱水洗滌Li 2CO3。(5)由于在加熱蒸干 LiCl 溶液時，會產(chǎn)生少量的LiOH ，受熱分解生成Li 2O，所以電解時會產(chǎn)生 O2。3 聚合硫酸鐵又稱聚鐵，化學式為Fe2(OH) n(SO4)3 0.5nm，廣泛用于污水處理。實驗室利用硫酸廠燒渣 (主要成分為鐵的氧

11、化物及少量FeS、 SiO2 等 )制備聚鐵和綠礬 (FeSO4·7H 2O)，過程如下：(1)驗證固體W 焙燒后產(chǎn)生的氣體含有SO2 的方法是 _ 。(2)實驗室制備、收集干燥的SO2，所需儀器如下。裝置A 產(chǎn)生 SO2，按氣流方向連接各學習必備歡迎下載儀器接口，順序為a _ _ _ f 。裝置 A 中發(fā)生反應的化學方程式為_。(3)制備綠礬時，向溶液X 中加入過量_，充分反應后，經(jīng)過濾操作得到溶液Y ，再經(jīng)濃縮、結晶等步驟得到綠礬。過濾所需的玻璃儀器有_ 。(4)欲測定溶液Y 中Fe2 的濃度，需要用容量瓶配制KMnO 4 標準溶液，用KMnO4 標準溶液滴定時應選用_滴定管 (

12、填“酸式”或“堿式”)。(5)溶液 Z 的 pH 影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)。若溶液 Z 的 pH 偏小， 將導致聚鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù) _( 填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。答案(1) 將氣體通入品紅溶液，溶液褪色，加熱恢復原色(2)d ec bCu 2H2SO4(濃 )=CuSO4SO2 2H 2O(3)鐵屑燒杯、漏斗、玻璃棒(4)酸式(5)偏小解析(1) 利用品紅溶液驗證SO2，使品紅溶液褪色，加熱恢復紅色。(2)由于裝置 A 中有加熱裝置，所以是利用Cu 和濃硫酸反應制 SO2，C 為干燥裝置， B 為收集裝置， D 、 E 為尾氣處理裝置。(3)由于 X 中含有 Fe3，所以制備綠礬時，

13、應加入Fe 粉，使 Fe3還原成 Fe2 。此處審題應注意玻璃儀器。(4)KMnO 4 溶液具有強氧化性，應選擇酸式滴定管。(5)Fe3 3H 2OFe(OH) 3 3H， pH 越小， Fe3 的水解程度越小，導致聚鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)偏小。4 多晶硅 (硅單質(zhì)的一種 )被稱為“微電子大廈的基石”，制備中副產(chǎn)物以SiCl 4 為主，它環(huán)境污染很大，能遇水強烈水解，放出大量的熱。研究人員利用SiCl 4 水解生成的鹽酸和鋇礦粉 (主要成分為BaCO3，且含有鐵、鎂等離子)制備 BaCl 2·2H2O，工藝流程如下：學習必備歡迎下載已知：常溫下Fe3 、 Mg 2 完全沉淀的pH 分別是

14、3. 4、 12.4BaCO 3 的相對分子質(zhì)量是197； BaCl 2·2H2 O 的相對分子質(zhì)量是244回答下列問題：(1)SiCl 4 發(fā)生水解反應的化學方程式為_ 。(2)用 H2 還原 SiCl 4 蒸氣可制取純度很高的硅，當反應中有1 mol 電子轉移時吸收59 kJ 熱量，則該反應的熱化學方程式為_ 。(3)加鋇礦粉并調(diào)節(jié)pH 7 的目的是 _ ， _ 。(4)過濾后的濾液中 Fe3 濃度為 _(濾液溫度 25 ， K spFe(OH) 3 2.2× 1038)。(5)生成濾渣 A 的離子方程式 _ 。(6)列式計算出10 噸含 78.8%BaCO3 的鋇礦粉

15、理論上最多能生成BaCl 2·2H2O 的質(zhì)量為多少噸？答案 (1)SiCl 44H 2O=H 4SiO 4 4HCl(2)SiCl 4(g) 2H 2(g)=Si(s) 4HCl(g) 1H 236 kJ mol·(3)使 BaCO3 轉化為 BaCl 23完全沉淀使 Fe 17mol1(4)2.2 × 10·L(5)Mg 2 2OH =Mg(OH) 210t× 78.8% 11× 244 g ·mol 9.76 t(6)m197 g mol·解析 (1)SiCl 4 水解生成 H 44 和 HCl 。SiO高溫

16、4 mol 電子轉移時，吸收熱量為236 kJ，所以熱化學(2)SiCl 4 2H2=Si 4HCl ，當有方程式為 SiCl 4(g) 2H2 (g)=Si(s) 4HCl(g)H 236 kJ mol· 1。(3)加入 BaCO 3，可發(fā)生反應BaCO3 2HCl=CO 2 H 2O BaCl 2，并降低 c(H )，使 Fe3完全水解生成Fe(OH) 3 沉淀。學習必備歡迎下載(4)c(OH 71) 10mol L·3)2.2× 1038 2.2× 10171c(Fe1073mol L·(5)根據(jù)信息，當pH 12.5 時， Mg 2完全

17、沉淀， Mg 2 2OH =Mg(OH) 2 。(6)根據(jù) Ba2守恒得： m(BaCl 2·2H 2O) 10 t× 78.8%× 244 g ·mol 1 197 g mol· 1 9.76 t。5 亞氯酸鈉 (NaClO 2 )是一種強氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染和食品工業(yè)。它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。某同學查閱資料后設計生產(chǎn)NaClO 2 的主要流程如下。(1)雙氧水的結構式為_ ；中發(fā)生反應的還原劑是_( 填化學式 )。(2)中反應的離子方程式是_ 。(3)A 的化學式是 _ ，裝置中A 在 _極區(qū)產(chǎn)生。(4)ClO 2 是一種高效水

18、處理劑，可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備。寫出該反應的化學方程式_ 。研究表明：若反應開始時鹽酸濃度較大，則氣體產(chǎn)物中有Cl 2，用離子方程式解釋產(chǎn)生Cl 2 的原因 _ 。(5)NaClO 2 變質(zhì)可分解為NaClO 3 和 NaCl 。取等質(zhì)量變質(zhì)前后的NaClO 2 試樣均配成溶液，分別與足量FeSO4 溶液反應時，消耗Fe2 的物質(zhì)的量 _( 填“相同”、“不相同”或“無法判斷”)。答案(1)H O O HNa2SO3(2)2ClO 2 H 2O2 2OH =2ClO 2 O2 2H 2O(3)H 2SO4陽(4) 5NaClO 2 4HCl=5NaCl 4ClO 2 2H 2O ClO

19、 2 3Cl 4H =2Cl 2 2H 2O(5)相同解析(1)Na 2SO3 具有還原性，作還原劑。學習必備歡迎下載(2)在 中，ClO2氣體把 H22 氧化，離子方程式為2ClO 2 H2O2 2OH =2ClO2 O2O 2H 2O(3)裝置 中發(fā)生的電極反應式為陽極： 4OH 4e=2H 2O O2陰極： 4H 4e =2H 2所以在陽極附近生成H 2SO4。(4)5NaClO 2 4HCl=5NaCl 4ClO 2 2H 2O若鹽酸的濃度過大，則發(fā)生反應ClO2 3Cl 4H =2Cl2 2H2O(5)3NaClO 2=2NaClO 3 NaCl3 mol2 mol1 molClO

20、2 4Fe2 4H =Cl 4Fe3 2H 2O3 mol12 mol23ClO 3 6Fe 6H =Cl 6Fe 3H 2O2 mol12 mol所以消耗Fe2 的物質(zhì)的量相同。6 金屬鈦 (Ti) 因其硬度大、熔點高、常溫時耐酸堿腐蝕而被廣泛用作高新科技材料，被譽為“未來金屬”。 以鈦鐵礦 (主要成分 FeTiO3，鈦酸亞鐵 )為主要原料冶煉金屬鈦同時獲得副產(chǎn)品甲的工業(yè)生產(chǎn)流程如下：回答下列問題：(1)鈦鐵礦和濃硫酸反應的產(chǎn)物之一是TiOSO 4，反應中無氣體生成。副產(chǎn)品甲陽離子是_。(2)上述生產(chǎn)流程中加入鐵屑的目的是_ 。(3)此時溶液中含有Fe2 、TiO 2 和少量 Mg 2 等陽離子。常溫下，其對應氫氧化物的K sp如下表所示。學習必備歡迎下載氫氧化物Fe(OH) 2TiO(OH) 2Mg(OH) 2Ksp 16 29 118.0× 101.0× 101.8× 10常溫下，若所得溶液中Mg 2 的物質(zhì)的量濃度為 0.0018 mol