2020屆高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 工業(yè)流程圖專題訓(xùn)練

2020屆高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)工業(yè)流程圖專題訓(xùn)練1、N2H4·H2O(水合肼)極毒且不穩(wěn)定，100℃以上易分解失水，常用作還原劑和除氧劑(通常生成N2和H2O)，其熔點(diǎn)為－40℃，沸點(diǎn)118.5℃?，F(xiàn)以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2為原料可制備N2H4·H2O和無水Na2SO3，其主要流程如下：已知：Cl2(g)＋2OH－(aq)=ClO－(aq)＋Cl－(aq)＋H2O(aq)ΔH<0(1)配制30%NaOH溶液時(shí)，所需玻璃儀器除量筒、燒杯外，還需要________(填字母)。A．容量瓶 B．膠頭滴管C．玻璃棒 D．錐形瓶(2)步驟Ⅰ制備NaClO溶液時(shí)，若溫度超過40℃，Cl2與NaOH溶液充分反應(yīng)生成NaClO3和NaCl。實(shí)驗(yàn)中為控制反應(yīng)溫度除了用冰水浴、充分?jǐn)嚢柰?，還需采取的措施是________________。(3)步驟Ⅱ合成N2H4·H2O的裝置如圖1所示。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40℃以下反應(yīng)一段時(shí)間后，再迅速升溫至110℃繼續(xù)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中通過滴液漏斗滴加的溶液是________(填字母)。a．尿素溶液b．NaClO堿性溶液c．尿素溶液或NaClO溶液任選其一理由是________________________________________________________________________。(4)步驟Ⅲ中分離出N2H4·H2O應(yīng)該采用的方法最合理的是________。(5)步驟Ⅳ用步驟Ⅲ得到的副產(chǎn)品Na2CO3制備無水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HSOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)隨pH的分布如圖2所示，Na2SO3的溶解度曲線如圖3所示)。①邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液。實(shí)驗(yàn)中確定何時(shí)停止通SO2的方法是________________________________________________________________________。②請(qǐng)補(bǔ)充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實(shí)驗(yàn)方案：______________________，用少量無水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。(6)工業(yè)上還可以用水合肼還原法制取碘化鈉，工藝流程如圖：還原過程中可用硫化鈉或鐵屑等物質(zhì)替代水合肼，但水合肼還原法制得的產(chǎn)品純度更高，原因是___________________________________________________________。答案(1)BC(2)緩慢通入Cl2(3)b過量的NaClO溶液會(huì)將水合肼氧化(4)減壓蒸餾(5)①測(cè)量溶液的pH，若pH約為4，停止通SO2②邊攪拌邊滴加NaOH溶液，并監(jiān)測(cè)溶液pH，當(dāng)pH接近10時(shí)，停止加液，將溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中，低溫蒸發(fā)至較多晶體析出，趁熱過濾(不得低于34℃)(6)N2H4·H2O的氧化產(chǎn)物為N2和H2O，分離產(chǎn)品過程容易進(jìn)行2、高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑。其生產(chǎn)工藝如下：已知：①2KOH＋Cl2=KCl＋KClO＋H2O(條件：溫度較低)②6KOH＋3Cl2=5KCl＋KClO3＋3H2O(條件：溫度較高)③K2FeO4在水溶液中易水解：4FeOeq\o\al(2－,4)＋10H2O4Fe(OH)3(膠體)＋8OH－＋3O2↑回答下列問題：實(shí)驗(yàn)室可利用如圖裝置完成流程①和②。(1)寫出工業(yè)上制取Cl2的化學(xué)方程式：_____________________________；恒壓滴液漏斗支管的作用____________________________________________，兩水槽中的水為________(填“熱水”或“冷水”)。(2)反應(yīng)一段時(shí)間后，停止通氯氣，再往儀器a中加入濃KOH溶液的目的是________(填字母)。A．為下一步反應(yīng)提供堿性的環(huán)境B．使KClO3轉(zhuǎn)化為KClOC．與溶液Ⅰ中過量的Cl2繼續(xù)反應(yīng)，生成更多的KClOD．KOH固體溶解時(shí)會(huì)放出較多的熱量，有利于提高反應(yīng)速率(3)從反應(yīng)液Ⅱ中分離出K2FeO4后，還會(huì)有副產(chǎn)品KNO3、KCl，則反應(yīng)③中發(fā)生的離子方程式為：_____________________________________________。(4)用重結(jié)晶法提純粗產(chǎn)品：將粗產(chǎn)品先用KOH稀溶液溶解，再加入飽和的KOH溶液，冷卻結(jié)晶，過濾，用少量異丙醇洗滌，最后低溫真空干燥。①洗滌粗品時(shí)選用異丙醇而不用水的理由是_________________________________。②如何判斷K2FeO4晶體已經(jīng)洗滌干凈：______________________________________。(5)從環(huán)境保護(hù)的角度看，制備K2FeO4較好的方法為電解法，其裝置如圖，電解過程中陽極的電極反應(yīng)式為______________________________________________。(6)FeOeq\o\al(2－,4)在水溶液中的存在形態(tài)如圖所示。下列說法正確的是________(填字母)。A．不論溶液的酸堿性如何變化，鐵元素都有4種存在形態(tài)B．向pH＝10的這種溶液中加硫酸至pH＝2，HFeOeq\o\al(－,4)的分布分?jǐn)?shù)逐漸增大C．向pH＝6的這種溶液中加KOH溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HFeOeq\o\al(－,4)＋OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋H2O答案(1)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑平衡壓強(qiáng)，以便液體順利流下冷水(2)AC(3)2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O(4)①防止FeOeq\o\al(2－,4)水解，利于烘干②取少量最后一次的洗滌液于試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀則已被洗凈(5)Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O(6)C3、金屬鋁用途廣泛，工業(yè)上利用鋁礬土礦(主要成分是Al2O3)制備金屬鋁。(1)首先獲得純凈的Al2O3，其工藝流程如下：①濾液中通入過量CO2時(shí)主要反應(yīng)的離子方程式是___________________________________。②煅燒生成氧化鋁的化學(xué)方程式是_________________________________________________。(2)將Al2O3溶解于熔融的冰晶石(助熔劑)中，以碳素材料為陰極，石墨棒為陽極，進(jìn)行電解。①下列關(guān)于Al2O3的說法正確的是________(填字母)。a．Al2O3屬于電解質(zhì)b．Al2O3屬于離子化合物c．Al2O3屬于堿性氧化物d．Al2O3的熔點(diǎn)低，可作耐火材料②陽極石墨棒需要不斷補(bǔ)充，寫出電極反應(yīng)式并簡(jiǎn)述其原因：__________________________。答案(1)①AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=HCOeq\o\al(－,3)＋Al(OH)3↓②2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(煅燒))Al2O3＋3H2O(2)①ab②陽極反應(yīng)式：2O2－－4e－=O2↑，高溫下，生成的氧氣與石墨反應(yīng)，消耗陽極材料，所以陽極石墨棒需要不斷補(bǔ)充4、2019·浙江名師預(yù)測(cè)卷)某研究小組為了探究一種無機(jī)鹽X(僅含兩種元素)的組成與性質(zhì)，設(shè)計(jì)并完成如下實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)回答：(1)X的化學(xué)式為________。(2)反應(yīng)①可能的化學(xué)方程式為_______________________________________________________________________________________________________。(3)探究A溶液中金屬陽離子存在的形式，實(shí)驗(yàn)操作的方法是____________________________________________________________________________________________________________________________________。解析X物質(zhì)取樣12.0g，配成500mL溶液，取十分之一量經(jīng)過反應(yīng)后得到的硫酸鋇為0.02mol，說明原樣品中含有硫元素0.2mol，再由紅棕色固體可以確定含有鐵元素，可以根據(jù)質(zhì)量守恒存在鐵的物質(zhì)的量為0.1mol，故X化學(xué)式為FeS2；根據(jù)現(xiàn)象反應(yīng)①產(chǎn)生了硫酸根和亞鐵離子，可能的化學(xué)方程式為2FeS2＋O2＋2H2O=2FeSO4＋2H2SO4；A溶液中可能存在亞鐵離子氧化生成Fe3＋離子的可能，為探究金屬陽離子存在的形式可以取少量A溶液先滴加硫氰化鉀試劑，若溶液出現(xiàn)紅色，則說明有Fe3＋存在，若無現(xiàn)象再加入雙氧水后才出現(xiàn)紅色，說明是Fe2＋離子存在。答案(1)FeS2(2)2FeS2＋O2＋2H2O=2FeSO4＋2H2SO4(3)取少量A溶液先滴加硫氰化鉀試劑，若溶液出現(xiàn)紅色，則說明有Fe3＋存在，若無現(xiàn)象再加入雙氧水后才出現(xiàn)紅色，說明是Fe2＋離子存在5、硼氫化鈉(NaBH4，硼為＋3價(jià))為白色粉末，在干燥空氣中穩(wěn)定，在潮濕空氣中分解，是常用的還原劑。偏硼酸鈉(NaBO2)易溶于水，不溶于乙醇，易水解。目前有多種工藝制備NaBH4。(1)用硼精礦(含有一定量B2O3，及Al2O3、SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))制取NaBH4的流程如下：①“溶解”時(shí)，B2O3與NaOH反應(yīng)生成了NaBO2，反應(yīng)離子方程式為___________________________________________________________________。②“除硅鋁”步驟加入CaO，而不加入CaCl2的原因有：能將硅、鋁以沉淀除去；盡量不帶入雜質(zhì)離子；_____________________________________________。③“操作2”是將濾液蒸發(fā)、結(jié)晶、洗滌，其中洗滌選用的試劑最好是________。④“反應(yīng)1”是MgH2與NaBO2混合得到NaBH4和MgO，其化學(xué)方程式為___________________________________________________________________。(2)我國孫彥平采用耐腐蝕電極材料，以陽離子交換膜為隔離膜，電解偏硼酸鈉的堿溶液，也可以高效制備NaBH4。該工藝陽極產(chǎn)物為________，陰極電極方程式為________________________________________________________________。解析(1)①B元素的化合價(jià)沒有變化，NaBO2易溶于水，拆成離子形式。②CaO溶于水生成Ca(OH)2，與CaCl2的相同之處是均有Ca2＋，沉淀硅、鋁，不同之處是前者提供OH－，從OH－入手分析。③由題給信息“偏硼酸鈉不溶于乙醇”，用乙醇洗去其他可溶于乙醇的離子，減少偏硼酸鈉損耗。④MgH2中H顯－1價(jià)，NaBH4中H顯－1價(jià)，因此是非氧化還原反應(yīng)，配平。(2)BOeq\o\al(－,2)→BHeq\o\al(－,4)，溶液中H元素從＋1到－1價(jià)，發(fā)生還原反應(yīng)，所以在陰極生成，反應(yīng)為BOeq\o\al(－,2)＋6H2O＋8e－=BHeq\o\al(－,4)＋8OH－，陽極溶液中的陰離子OH－放電生成O2。答案(1)①B2O3＋2OH－=2BOeq\o\al(－,2)＋H2O②提供堿性溶液，抑制NaBO2水解③乙醇④2MgH2＋NaBO2=NaBH4＋2MgO(2)O2BOeq\o\al(－,2)＋6H2O＋8e－=BHeq\o\al(－,4)＋8OH－6、(2019·天津理綜，10)多晶硅是制作光伏電池的關(guān)鍵材料。以下是由粗硅制備多晶硅的簡(jiǎn)易過程。回答下列問題：Ⅰ.硅粉與HCl在300℃時(shí)反應(yīng)生成1molSiHCl3氣體和H2，放出225kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______________________________________________________________________________________________________________。SiHCl3的電子式為________。Ⅱ.將SiCl4氫化為SiHCl3有三種方法，對(duì)應(yīng)的反應(yīng)依次為：①SiCl4(g)＋H2(g)SiHCl3(g)＋HCl(g)ΔH1＞0②3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)4SiHCl3(g)ΔH2＜0③2SiCl4(g)＋H2(g)＋Si(s)＋HCl(g)3SiHCl3(g)ΔH3(1)氫化過程中所需的高純度H2可用惰性電極電解KOH溶液制備，寫出產(chǎn)生H2的電極名稱________(填“陽極”或“陰極”)，該電極反應(yīng)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)已知體系自由能變?chǔ)＝ΔH－TΔS，ΔG＜0時(shí)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。三個(gè)氫化反應(yīng)的ΔG與溫度的關(guān)系如圖1所示，可知：反應(yīng)①能自發(fā)進(jìn)行的最低溫度是________；相同溫度下，反應(yīng)②比反應(yīng)①的ΔG小，主要原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)不同溫度下反應(yīng)②中SiCl4轉(zhuǎn)化率如圖2所示。下列敘述正確的是________(填序號(hào))。a.B點(diǎn)：v正＞v逆 B.v正：A點(diǎn)＞E點(diǎn)c.反應(yīng)適宜溫度：480～520℃(4)反應(yīng)③的ΔH3＝________(用ΔH1，ΔH2表示)。溫度升高，反應(yīng)③的平衡常數(shù)K________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(5)由粗硅制備多晶硅過程中循環(huán)使用的物質(zhì)除SiCl4、SiHCl3和Si外，還有________(填分子式)。解析Ⅰ.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：Si(s)＋3HCl(g)eq\o(=,\s\up7(300℃))SiHCl3(g)＋H2(g)ΔH＝－225kJ·mol－1。SiHCl3的結(jié)構(gòu)式為，故電子式為。Ⅱ.(1)用惰性電極電解KOH溶液，實(shí)質(zhì)為電解水，陰極上產(chǎn)生氫氣，電極反應(yīng)式為：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑。(2)ΔG<0時(shí)，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，故反應(yīng)①自發(fā)進(jìn)行的最低溫度為1000℃。由于ΔG＝ΔH－TΔS，反應(yīng)②的ΔH2<0，而反應(yīng)①的ΔH1>0，ΔH2<ΔH1，ΔS1、ΔS2相差不大，因此相同溫度下反應(yīng)②比反應(yīng)①的ΔG小的主要原因?yàn)棣2<ΔH1。(3)根據(jù)圖知，A到D點(diǎn)隨溫度升高，SiCl4轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡正向移動(dòng)且沒有達(dá)到平衡狀態(tài)。a項(xiàng)，同一點(diǎn)比較正、逆反應(yīng)速率看反應(yīng)進(jìn)行方向，B點(diǎn)反應(yīng)正向進(jìn)行，所以v正>v逆，正確.b項(xiàng)，不同點(diǎn)比較正、逆反應(yīng)速率看反應(yīng)條件，A點(diǎn)溫度低于E點(diǎn)溫度，所以v正：A點(diǎn)<E點(diǎn)，錯(cuò)誤；c項(xiàng)，根據(jù)圖示，溫度在480～520℃時(shí)，SiCl4轉(zhuǎn)化率高，480～520℃為反應(yīng)適宜溫度，正確。(4)根據(jù)蓋斯定律，由反應(yīng)②－反應(yīng)①，可得反應(yīng)③，則ΔH3＝ΔH2－ΔH1。由ΔH2<0，ΔH1>0知ΔH3<0，反應(yīng)③為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小。(5)根據(jù)由粗硅制備多晶硅的過程可知，循環(huán)使用的物質(zhì)還有HCl和H2。答案Ⅰ.Si(s)＋3HCl(g)eq\o(=,\s\up7(300℃))SiHCl3(g)＋H2(g)ΔH＝－225kJ·mol－1Ⅱ.(1)陰極2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－或2H＋＋2e－=H2↑(2)1000℃ΔH2＜ΔH1導(dǎo)致反應(yīng)②的ΔG小(3)ac(4)ΔH2－ΔH1減小(5)HCl、H27、(2020屆石景山期末)2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了為鋰電池發(fā)展作出突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。某廢舊鋰電池正極主要由LiFePO4、鋁箔、炭黑等組成，F(xiàn)e、Li、P具有極高的回收價(jià)值，具體流程如下：廢舊鋰廢舊鋰電池NaOH溶液除鋁后料NaAlO2溶液HCl/H2O2石墨粉浸出液XNa2CO3溶液LiCl溶液FePO4?2H2ONaOH溶液Fe(OH)3Na3PO4溶液Na2CO3飽和溶液Li2CO3粗品過程ⅱ過程ⅰ過程ⅲ過程ⅴ過程ⅳ（1）過程ⅰ生成NaAlO2溶液的離子方程式是______。（2）過程ⅱ中HC