【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2021高考化學(xué)總復(fù)習(xí)(江西版)作業(yè)本：熱點(diǎn)回頭專(zhuān)練3-無(wú)機(jī)化工流程題專(zhuān)項(xiàng)突破

熱點(diǎn)回頭專(zhuān)練3無(wú)機(jī)化工流程題專(zhuān)項(xiàng)突破1．由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的幾種物質(zhì)組成的混合粉末，取樣品進(jìn)行下列試驗(yàn)(部分產(chǎn)物略去)：(1)取少量溶液X，加入過(guò)量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上層清液，通入CO2，無(wú)明顯變化，說(shuō)明樣品中不含有的物質(zhì)是(填寫(xiě)化學(xué)式)________。(2)Z為一種或兩種氣體：①若Z只為一種氣體，試劑a為飽和NaHCO3溶液，則反應(yīng)I中能同時(shí)生成兩種氣體的化學(xué)方程式是_____________________________________________________________________________________________________________；②若Z為兩種氣體的混合物，試劑a為適量水，則Z中兩種氣體的化學(xué)式是________。(3)向Y中通入過(guò)量氯氣，并不斷攪拌，充分反應(yīng)后，溶液中的陽(yáng)離子是(填寫(xiě)離子符號(hào))_______________________________________________________。(4)取Y中的溶液，調(diào)pH約為7，加入淀粉－KI溶液和H2O2，溶液呈藍(lán)色并有紅褐色沉淀生成。當(dāng)消耗2molI－時(shí)，共轉(zhuǎn)移3mol電子，該反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)Al(2)①C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O②NO、CO2(3)Cu2＋、Fe3＋、H＋(4)2Fe2＋＋3H2O2＋4I－=2Fe(OH)3↓＋2I22．某校探究性學(xué)習(xí)小組用已部分生銹的廢鐵屑制作印刷電路板的腐蝕劑，并回收銅。探究過(guò)程如下：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)步驟①中先加入熱的Na2CO3溶液除油污，操作甲的名稱(chēng)是________。(2)步驟②中，除發(fā)生反應(yīng)Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑外，其他可能反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________。(3)溶液C的顏色是________，溶液D中可能含有的金屬陽(yáng)離子有________。(4)可以驗(yàn)證溶液B中是否含有Fe2＋的一種試劑是________(填選項(xiàng)序號(hào))。a．稀硫酸 b．鐵c．硫氰化鉀 d．酸性高錳酸鉀溶液(5)操作乙的名稱(chēng)是________，步驟⑤產(chǎn)生金屬銅的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________________________________________。答案(1)過(guò)濾(2)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋(3)棕黃色Fe2＋、Cu2＋(4)d(5)電解CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑3．(2011·安徽理綜，27)MnO2是一種重要的無(wú)機(jī)功能材料，粗MnO2的提純是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。某爭(zhēng)辯性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了將粗MnO2(含有較多的MnO和MnCO3)樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2的試驗(yàn)，其流程如下：(1)第①步加稀H2SO4時(shí)，粗MnO2樣品中的________(寫(xiě)化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。(2)第②步反應(yīng)的離子方程式是eq\x()________＋eq\x()ClO3－＋eq\x()______=eq\x()MnO2↓＋eq\x()Cl2↑＋eq\x()______。(3)第③步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺(tái)(含鐵圈)、________、________、________，已知蒸發(fā)得到的固體中有NaClO3和NaOH，則肯定還含有________(寫(xiě)化學(xué)式)。(4)若粗MnO2樣品的質(zhì)量為12.69g，第①步反應(yīng)后，經(jīng)過(guò)濾得到8.7gMnO2，并收集到0.224LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則在第②步反應(yīng)中至少需要________molNaClO3。解析(4)n(MnCO3)＝n(CO2)＝eq\f(0.224L,22.4L·mol－1)＝0.01mol，n(MnO)＝eq\f(12.69g－8.7g－0.01mol×115g·mol－1,71g·mol－1)＝0.04mol，故MnO、MnCO3溶于稀硫酸生成的Mn2＋的物質(zhì)的量n(Mn2＋)＝n(MnO)＋n(MnCO3)＝0.05mol，由第②步反應(yīng)化學(xué)方程式知氧化Mn2＋至少需NaClO3∶eq\f(2,5)×0.05mol＝0.02mol。答案(1)MnO、MnCO3(2)5Mn2＋24H2O518H＋(3)酒精燈蒸發(fā)皿玻璃棒NaCl(4)0.024．鋁是重要的金屬材料，鋁土礦(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3雜質(zhì))是工業(yè)上制取鋁的原料。試驗(yàn)室模擬工業(yè)上以鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3和銨明礬晶體[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工藝流程如圖所示；請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)固體a的化學(xué)式為_(kāi)_______，Ⅲ中通入足量CO2氣體發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________________________________________________________。(2)由Ⅴ制取銨明礬溶液的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________________________________________________________________，從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的試驗(yàn)操作依次為(填操作名稱(chēng))________、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌。(3)以1000kg含氧化鋁36%的鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3，需消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的硫酸(密度1.84g·cm－1)________L(保留一位小數(shù))。(4)若同時(shí)制取銨明礬和硫酸鋁，通過(guò)把握硫酸的用量調(diào)整兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量。若欲使制得的銨明礬和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比為1∶1，則投料時(shí)鋁土礦中的Al2O3和H2SO4的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。解析(1)鋁土礦中Al2O3和Fe2O3能溶于鹽酸，SiO2不溶于鹽酸，所以固體a的化學(xué)式為SiO2。Al2O3溶于燒堿生成NaAlO2溶液，在其中通入CO2生成Al(OH)3沉淀。(2)Al(OH)3分解生成Al2O3，Al2O3與稀硫酸、氨氣反應(yīng)生成銨明礬溶液。(3)m(Al2O3)＝1000kg×36%＝360kg，m(H2SO4)＝eq\f(98×3×360,102)kg＝1037.6kg，需消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的硫酸(密度1.84g·cm－3)為eq\f(1037.6×103g,1.84g·mL－1×98%)＝575.4×103mL＝575.4L。(4)設(shè)制得的Al2(SO4)3和NH4Al(SO4)2·12H2O的物質(zhì)的量都是1mol，則Al3＋共3mol，SO42－共5mol，依據(jù)鋁原子和SO42－守恒原理可得，加入Al2O3和H2SO4的物質(zhì)的量之比為eq\f(3,2)∶5＝3∶10。答案(1)SiO2AlO2－＋CO2＋2H2O=HCO3－＋Al(OH)3↓(2)Al2O3＋4H2SO4＋2NH3=2NH4Al(SO4)2＋3H2O蒸發(fā)濃縮(3)575.4(4)3∶105．我國(guó)某大型電解銅生產(chǎn)企業(yè)，其冶煉工藝中銅、硫回收率達(dá)到97%、87%。下圖表示其冶煉加工的流程：冶煉中的主要反應(yīng)：Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋SO2(1)煙氣中的主要廢氣是________，從提高資源利用率和減排考慮，其綜合利用方式是_______________________________________________________。(2)電解法精煉銅時(shí)，陽(yáng)極是________(填“純銅板”或“粗銅板”)；粗銅中含有的金、銀以單質(zhì)的形式沉淀在電解槽________(填“陽(yáng)極”或“陰極”)的槽底，陰極的電極反應(yīng)式是_______________________________________。(3)在精煉銅的過(guò)程中，電解質(zhì)溶液中c(Fe2＋)、c(Zn2＋)會(huì)漸漸增大而影響進(jìn)一步電解。幾種物質(zhì)的溶度積常數(shù)(Ksp)物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3Zn(OH)2Cu(OH)2Ksp8.0×10－16mol3·L－34.0×10－38mol4·L－43.0×10－17mol3·L－32.2×10－20mol3·L－3①調(diào)整電解液的pH是除去雜質(zhì)離子的常用方法。依據(jù)上表中溶度積數(shù)據(jù)推斷，含有等物質(zhì)的量濃度的Fe2＋、Zn2＋、Fe3＋、Cu2＋的溶液，隨pH上升最先沉淀下來(lái)的離子是________。②一種方案是先加入過(guò)量的H2O2，再調(diào)整pH到4左右，加入H2O2的目的是_________________________________________________________________。加入H2O2后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________。答案(1)SO2制硫酸(2)粗銅板陽(yáng)極Cu2＋＋2e－=Cu(3)①Fe3＋②將Fe2＋氧化為Fe3＋2Fe2＋＋2H＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2O6．(2021·山東理綜，31)廢舊硬質(zhì)合金刀具中含碳化鎢(WC)、金屬鈷(Co)及少量雜質(zhì)鐵，利用電解法可回收WC和Co。工藝流程簡(jiǎn)圖如下：(1)電解時(shí)廢舊刀具做陽(yáng)極，不銹鋼做陰極，HCl溶液為電解液。陰極主要的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________________________________________。(2)凈化步驟所得濾餅的主要成分是____________。回收的洗滌液代替水配制電解液，目的是回收利用其中的____________。(3)溶液Ⅰ的主要成分是____________。洗滌CoC2O4不充分對(duì)最終產(chǎn)品純度并無(wú)明顯影響，但焙燒時(shí)會(huì)造成環(huán)境污染，緣由是______________________。(4)將Co2O3還原成Co粉的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_________________________________________________________________________________________。解析本題考查電解原理、除雜、洗滌沉淀，氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)，意在考查考生對(duì)化工流程的分析力量和綜合運(yùn)用學(xué)問(wèn)的力量。(1)陰極發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)是H＋放電生成氫氣。(2)廢舊刀具作陽(yáng)極，電解時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生Co2＋和Fe2＋，加入雙氧水后Fe2＋被氧化生成Fe3＋，通入氨氣后生成Fe(OH)3沉淀，即濾餅的主要成分是Fe(OH)3。洗滌液中含有Co2＋，可循環(huán)使用。(3)加入的草酸銨與CoCl2反應(yīng)，生成草酸鈷和氯化銨，則溶液Ⅰ中主要含有NH4Cl。若草酸鈷表面的NH4Cl未洗凈，則焙燒時(shí)NH4Cl分解產(chǎn)生NH3和HCl，造成環(huán)境污染。(4)Co2O3～6e－～2Co，H2～2e－～H2O，依據(jù)得失電子守恒有Co2O3～3H2，可得Co2O3＋3H2eq\o(=,\s\up7(△))2Co＋3H2O。答案(1)2H＋＋2e－=H2↑(2)Fe(OH)3Co2＋(或Co)(3)NH4Cl焙燒時(shí)NH4Cl分解產(chǎn)生NH3和HCl(4)Co2O3＋3H2eq\o(=,\s\up7(△))2Co＋3H2O7．鉬是一種過(guò)渡金屬元素，通常用作合金及不銹鋼的添加劑，這種元素可增加合金的強(qiáng)度、硬度、可焊性及韌性，還可增加其耐高溫及耐腐蝕性能。如圖是化工生產(chǎn)中制備金屬鉬的主要流程圖。(1)寫(xiě)出反應(yīng)①的化學(xué)方程式：______________________________________。(2)反應(yīng)①的尾氣可以再利用，寫(xiě)出應(yīng)用該尾氣制得的兩種重要化學(xué)試劑_________________________________________________________________。(3)假如在試驗(yàn)室模擬操作1和操作2，則需要使用的主要玻璃儀器有_________________________________________________________________。(4)鉬在空氣中灼燒生成三氧化鉬，三氧化鉬溶于氫氧化鈉溶液生成鉬酸鈉；三氧化鉬不溶于鹽酸或稀硫酸。鉬酸鈉的化學(xué)式為_(kāi)_______。(5)工業(yè)上制備還原性氣體CO和H2的反應(yīng)原理為CO2＋CH4eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO＋2H2，CH4＋H2Oeq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋3H2。含甲烷體積分?jǐn)?shù)為80%的aL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)自然?氣與足量二氧化碳和水蒸氣的混合物在高溫下反應(yīng)，甲烷轉(zhuǎn)化率為90%，用產(chǎn)生的還原性氣體(CO和H2)還原MoO3制鉬，理論上能生產(chǎn)鉬的質(zhì)量為_(kāi)_______。解析(1)二硫化鉬與氧氣在高溫下反應(yīng)生成三氧化鉬和二氧化硫。(2)二氧化硫可收集再利用，制備硫酸和鹽類(lèi)等。(3)操作1和操作2都是分別固體與液體混合物，都是過(guò)濾操作。(4)鉬酸是二元酸，可直接寫(xiě)出鉬酸鈉。(5)依據(jù)反應(yīng)方程式知，1mol甲烷完全反應(yīng)生成4mol還原性氣體，而：3CO＋MoO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Mo＋3CO2，3H2＋MoO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Mo＋3H2O，3mol還原性氣體理論上生成1mol鉬。n(CH4)＝eq\