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高考必考大題專練(一)化工流程分析題(B組——非金屬類)1.工業(yè)上利用氨氧化獲得的高濃度NOx氣體(含NO、NO2)制備NaNO2、NaNO3。工藝流程如下:已知:Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2(1)中和液所含溶質(zhì)除NaNO2及少量Na2CO3外,還有________(填化學(xué)式)。(2)中和液進(jìn)行蒸發(fā)Ⅰ操作時(shí),應(yīng)控制水的蒸發(fā)量,避免濃度過(guò)大,目的是________________________________________________________________________。蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸汽中含有少量NaNO2等有毒物質(zhì),不能直接排放,將其冷凝后用于流程中的________(填操作名稱)最合理。(3)母液Ⅰ進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)加入稀HNO3的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。母液Ⅱ需回收利用,下列處理方法合理的是________。a.轉(zhuǎn)入中和液b.轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅰ操作c.轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液d.轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ操作(4)若將NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比設(shè)為2∶1,則生產(chǎn)1.38tNaNO2時(shí),Na2CO3的理論用量為_(kāi)_______t(假定Na2CO3恰好完全反應(yīng))。2.我國(guó)是以煤炭為主要能源的發(fā)展中國(guó)家,煤炭燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有大量的NOx和SO2,帶來(lái)了嚴(yán)重的大氣污染。某化工小組進(jìn)行了ClO2協(xié)同氨水法脫除模擬煙氣中NOx和SO2的實(shí)驗(yàn)研究,其流程如圖:回答下列問(wèn)題:(1)制備“模擬煙氣”時(shí)應(yīng)首先向裝置管道內(nèi)通入________,目的是________________________________________________________________________。(2)“噴淋液”中所含ClO2可通過(guò)向酸性氯酸鈉溶液中加入葡萄糖的方法制備,同時(shí)產(chǎn)生CO2等物質(zhì),則該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________,還可將葡萄糖替換為_(kāi)_____(填字母標(biāo)號(hào))。A.FeCl3溶液B.SO3C.甲醇D.酸性KMnO4溶液(3)利用ClO2協(xié)同氨水進(jìn)行脫硫脫硝凈化時(shí),污染性氣體脫除效率變化情況如圖所示,則該脫除技術(shù)的最佳溫度應(yīng)為_(kāi)_____℃,噴淋塔中可能產(chǎn)生的一種副產(chǎn)物的化學(xué)式為_(kāi)_____________,該物質(zhì)的常見(jiàn)用途是____________________。(4)傳統(tǒng)濕式氨法煙氣處理技術(shù)以尿素[CO(NH2)2]熱水解產(chǎn)生的NH3溶于水為噴淋液。在催化劑作用下,噴淋除去NO過(guò)程中有一種無(wú)污染氣體生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。3.保險(xiǎn)粉(Na2S2O4)廣泛用于紡織工業(yè)的還原性染色、還原清洗、印花和脫色及用作絲、毛、尼龍等織物的漂白劑。用電石爐廢氣(含75%~90%CO,以及少量CO2、H2S、N2等)合成Na2S2O4的工藝流程如圖:(1)Na2S2O4中硫元素的化合價(jià)為_(kāi)_______。(2)上述工藝中用堿液洗滌的目的是________________________________________________________________________,可能發(fā)生的反應(yīng)有________________________________________________________________________________________________________________________________________________(列舉兩例,寫出化學(xué)方程式)。(3)合成塔內(nèi)得到的HCOONa溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為5%,從合成塔反應(yīng)液中分離出HCOONa·2H2O的主要步驟有______、________、________,再洗滌、干燥即可。(4)流程中得到Na2S2O4產(chǎn)品的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)Na2S2O4暴露在空氣中易吸收氧氣和水蒸氣而變質(zhì),當(dāng)該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2時(shí),產(chǎn)物為_(kāi)_____(填化學(xué)式)。4.NaH2PO2(次磷酸鈉)易溶于水,水溶液呈中性,具有強(qiáng)還原性,可用于化學(xué)鍍銀、鎳、銅等。一種以泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等)為原料制備NaH2PO2·H2O的工藝流程如圖所示:已知:P4與Ca(OH)2、NaOH的反應(yīng)主要有Ⅰ.3Ca(OH)2+2P4+6H2O=3Ca(H2PO2)2+2PH3↑Ⅱ.3NaOH+P4+3H2O=3NaH2PO2+PH3↑(1)已知H3PO2是一元中強(qiáng)酸,NaH2PO2是______________(填“正鹽”或“酸式鹽”)。(2)尾氣中的PH3被NaClO溶液吸收可生成NaH2PO2,離子方程式為_(kāi)___________,從吸收液中獲得NaH2PO2·H2O的操作為_(kāi)_______、________、過(guò)濾、洗滌和干燥。(3)用NiCl2、NaH2PO2溶液化學(xué)鍍Ni,同時(shí)生成H3PO4和氯化物的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________。(4)“濾渣2”的主要成分為_(kāi)_______________(填化學(xué)式)。(5)“過(guò)濾2”的濾液需要用Ag2SO4、Ba(OH)2溶液除去其中Cl-,加入的Ag2SO4溶液不宜過(guò)量太多,其主要原因是________________________________。(6)在工業(yè)上,可以用惰性電極電解NaH2PO2溶液制取磷酸,請(qǐng)寫出其陽(yáng)極反應(yīng)式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。5.2020年初,突如其來(lái)的新型冠狀肺炎在全世界肆虐,依據(jù)研究,含氯消毒劑可以有效滅活新冠病毒,為阻斷疫情做出了巨大貢獻(xiàn)。二氧化氯(ClO2)就是其中一種高效消毒滅菌劑。但其穩(wěn)定性較差,可轉(zhuǎn)化為NaClO2保存。分別利用吸收法和電解法兩種方法得到較穩(wěn)定的NaClO2。其工藝流程示意圖如圖所示:已知:①純ClO2易分解爆炸,一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下。②長(zhǎng)期放置或高于60℃時(shí)NaClO2易分解生成NaClO3和NaCl。(1)步驟1中,生成ClO2的離子方程式是____________,通入空氣的作用是________________________________________________________________________。(2)方法1中,反應(yīng)的離子方程式是________________,利用方法1制NaClO2時(shí),溫度不能超過(guò)20℃,可能的原因是________________________________________________________________________。(3)方法2中,NaClO2在________(填“陰極”或“陽(yáng)極”)生成。(4)NaClO2的溶解度曲線如圖所示,步驟3中從NaClO2溶液中獲得NaClO2晶體的操作是____________________________。(5)為測(cè)定制得的晶體中NaClO2的含量,做如下操作:①稱取ag樣品于燒杯中,加入適量蒸餾水溶解后加過(guò)量的碘化鉀晶體,再滴入適量的稀硫酸,充分反應(yīng)(已知:ClOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-)。將所得混合液配成100mL待測(cè)溶液。②移取25.00mL待測(cè)溶液于錐形瓶中,用bmol·L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定,至滴定終點(diǎn)。重復(fù)2次,測(cè)得消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積的平均值為cmL(已知:I2+2S2Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(3))=2I-+S4Oeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(6)))。樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。高考必考大題專練(一)化工流程分析題(B組——非金屬類)1.解析:(1)由題中信息可知:Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2,當(dāng)NO2過(guò)量時(shí),還發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+2NO2=NaNO3+NaNO2+CO2,故中和液所含溶質(zhì)除NaNO2及少量Na2CO3外,還有NaNO3。(2)中和液進(jìn)行蒸發(fā)Ⅰ操作是為了分離出溶質(zhì)NaNO2,由(1)分析可知,中和液中還含有少量Na2CO3和NaNO3,若水的蒸發(fā)量過(guò)大,NaNO3也會(huì)結(jié)晶析出,從而造成產(chǎn)品不純。蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸汽中含有少量的NaNO2,冷凝后用于流程中的“溶堿”操作中最為合理,這樣既可以減少H2O的加入量,又可以減少有毒物質(zhì)NaNO2的排放。(3)母液Ⅱ中主要含有NaNO3,若回收利用,顯然轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液或轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ操作最為合理,若轉(zhuǎn)入中和液或轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅰ操作,會(huì)造成NaNO2產(chǎn)品不純。(4)n(NaNO2)=eq\f(1.38×106g,69g·mol-1)=2.00×104mol,則n(NaNO3)=eq\f(1,2)n(NaNO2)=1.00×104mol,由Na原子守恒可知,n(Na2CO3)=eq\f(1,2)[n(NaNO2)+n(NaNO3)]=1.50×104mol,所以m(Na2CO3)=1.50×104mol×106g·mol-1=1.59×106g=1.59t。答案:(1)NaNO3(2)防止NaNO3的析出溶堿(3)將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3c、d(4)1.592.解析:(1)模擬煙氣中的主要成分為SO2、NO、N2,由于NO易被空氣中的氧氣氧化,因此制備“模擬煙氣”時(shí)應(yīng)首先向裝置管道內(nèi)通入N2,排盡裝置中空氣,防止NO被O2氧化;(2)“噴淋液”中所含ClO2可通過(guò)向酸性氯酸鈉溶液中加入葡萄糖的方法制備,同時(shí)產(chǎn)生CO2等物質(zhì),則該反應(yīng)的離子方程式為:24ClOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(3))+C6H12O6+24H+=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O;該反應(yīng)中葡萄糖做還原劑,F(xiàn)eCl3溶液、SO3、酸性KMnO4溶液均為氧化劑,只有C甲醇具有還原性,答案選C;(3)根據(jù)圖示分析,脫除效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度為最佳溫度,脫除效率最佳溫度為40℃,ClO2具有氧化性,一定條件下可與NOx、SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸、硝酸和鹽酸,再與氨水反應(yīng)生成硝酸銨、硫酸銨、氯化銨,銨鹽在生產(chǎn)生活中常用作氮肥;(4)由題意可知,傳統(tǒng)濕式氨法煙氣處理技術(shù)的反應(yīng)物為氨氣、一氧化氮,兩者在催化劑的作用下反應(yīng),生成一種無(wú)污染的氣體,由元素守恒可推知,生成物為氮?dú)夂退?,配平后化學(xué)方程式為:4NH3+6NOeq\o(=,\s\up7(催化劑))5N2+6H2O。答案:(1)N2排盡裝置中空氣,防止NO被O2氧化(2)24ClOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(3))+C6H12O6+24H+=24ClO2↑+6CO2↑+18H2OC(3)40NH4Cl或(NH4)2SO4或NH4NO3作氮肥(4)4NH3+6NOeq\o(=,\s\up7(催化劑))5N2+6H2O3.解析:(1)Na2S2O4中硫元素的化合價(jià)為+3。(2)氫氧化鈉溶液是用來(lái)除去電石爐廢氣中的二氧化碳、硫化氫等酸性氣體,所以洗滌過(guò)程中可能發(fā)生的反應(yīng)有CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、H2S+2NaOH=Na2S+2H2O等。(3)從合成塔反應(yīng)液中分離出HCOONa·2H2O的操作步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。(4)由流程圖可知,合成Na2S2O4的反應(yīng)中,反應(yīng)物為二氧化硫、氫氧化鈉溶液與甲酸鈉晶體,生成物為保險(xiǎn)粉、二氧化碳等,根據(jù)得失電子守恒、元素守恒可得,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為HCOONa·2H2O+2SO2+NaOH=Na2S2O4+CO2+3H2O。(5)Na2S2O4暴露在空氣中吸收氧氣和水蒸氣而變質(zhì),其中Na2S2O4為還原劑,O2為氧化劑,當(dāng)二者的物質(zhì)的量之比為2∶1時(shí),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2S2O4+O2+2H2O=4NaHSO3。答案:(1)+3(2)除去電石爐廢氣中的CO2、H2S等酸性氣體CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、H2S+2NaOH=Na2S+2H2O(3)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過(guò)濾(4)HCOONa·2H2O+2SO2+NaOH=Na2S2O4+CO2+3H2O(5)NaHSO34.解析:(1)H3PO2是一元中強(qiáng)酸,在溶液中部分電離生成氫離子和酸根離子,電離方程式為H3PO2?H++H2POeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2)),H2POeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))不能再電離,則NaH2PO2為正鹽。(2)根據(jù)題中所給信息,PH3與NaClO反應(yīng)生成NaH2PO2和NaCl,反應(yīng)的離子方程式為PH3+2ClO-+OH-=H2POeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))+2Cl-+H2O,從吸收液中獲得NaH2PO2·H2O,需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌和干燥。(3)根據(jù)題意,NiCl2中Ni元素轉(zhuǎn)化成Ni單質(zhì),H2POeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))轉(zhuǎn)化為H3PO4,氯化物應(yīng)有NaCl,依據(jù)得失電子守恒寫出2NiCl2+NaH2PO2→2Ni↓+H3PO4+NaCl,產(chǎn)物有H3PO4,說(shuō)明該溶液呈酸性,左邊少O元素,補(bǔ)H2O,右邊少H元素和Cl元素,補(bǔ)HCl,配平得2NiCl2+NaH2PO2+2H2O=2Ni↓+H3PO4+NaCl+3HCl。(4)“調(diào)pH”過(guò)程中可除去Ca2+和AlOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2)),CO2與堿反應(yīng)生成COeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(3)),COeq\o\al(\s\up11(2-),\s\do4(3))與Ca2+反應(yīng)生成CaCO3,AlOeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))與CO2、H2O反應(yīng)可生成Al(OH)3,因此“濾渣2”的成分是CaCO3和Al(OH)3。(5)根據(jù)題干信息,NaH2PO2具有強(qiáng)還原性,可用于化學(xué)鍍銀,Ag+具有氧化性,因此加入Ag2SO4溶液不宜過(guò)量太多,否則過(guò)量的Ag+會(huì)氧化H2POeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))。(6)NaH2PO2具有較強(qiáng)的還原性,用惰性電極進(jìn)行電解時(shí),陽(yáng)極上H2POeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))失電子,其陽(yáng)極反應(yīng)式為H2POeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))-4e-+2H2O=H3PO4+3H+。答案:(1)正鹽(2)PH3+2ClO-+OH-=H2POeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))+2Cl-+H2O蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶(3)2NiCl2+NaH2PO2+2H2O=2Ni↓+H3PO4+NaCl+3HCl(4)CaCO3、Al(OH)3(5)過(guò)量的Ag+會(huì)氧化H2POeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))(6)H2POeq\o\al(\s\up11(-),\s\do4(2))-4e-+2H2O=H3PO4+3H+5.解析:(1)由制備流程可知,NaClO3在酸性條件下與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2,同時(shí)得到NaHSO4,ClO2發(fā)生器中發(fā)
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