專題十五工藝流程題解題技巧專題_第1頁
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文檔簡介

1、專題十五 工藝流程題解題技巧專題【考點(diǎn)分析】 無機(jī)化工題實(shí)際上是考查考生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)知識來解決工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力。解此類型題目的基本步驟是:從題干中獲取有用信息,了解生產(chǎn)的產(chǎn)品 分析流程中的每一步驟,從幾個方面了解流程:A反應(yīng)物是什么B發(fā)生了什么反應(yīng)C該反應(yīng)造成了什么后果,對制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個關(guān)鍵點(diǎn):一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。從問題中獲取信息,幫助解題。了解流程后著手答題。對反應(yīng)條件的分析可從以下幾個方面著手: 對反應(yīng)速率有何影響? 對平衡轉(zhuǎn)化率有何影響? 對綜合生產(chǎn)效益有何影響?如原料成本,原料來源是否廣泛、是否可再

2、生,能源成本,對設(shè)備的要求,環(huán)境保護(hù)(從綠色化學(xué)方面作答)常見文字?jǐn)⑹鎏茁罚?洗滌沉淀:往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀,待水自然流下后,重復(fù)以上操作2-3次2從溶液中得到晶體:蒸發(fā)濃縮-冷卻結(jié)晶-過濾-(洗滌) 注意:在寫某一步驟是為了除雜是,應(yīng)該注明“是為了除去XX雜質(zhì)”,只寫“除雜”等一類萬金油式的回答是不給分的 看清楚是寫化學(xué)反應(yīng)方程式還是離子方程式,注意配平【難點(diǎn)解析】 化學(xué)工藝流程題近幾年是高考的熱點(diǎn),所占的分值也相當(dāng)重,但由于此類試題陌生度高,對學(xué)生的能力要求也大,加上有的試題文字量大,學(xué)生在沒做之前往往就會產(chǎn)生畏懼感,所以這類題的得分不是很理想。

3、60;要解好這一類題,學(xué)生最重要的是要克服畏懼心理,認(rèn)真審題,找到該實(shí)驗(yàn)的目的。一般來說,流程題只有兩個目的:一是從混合物中分離、提純某一物質(zhì);另一目的就是利用某些物質(zhì)制備另一物質(zhì)。一、對于實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑橐坏念}目,其實(shí)就是對混合物的除雜、分離、提純。 當(dāng)遇到這一類題時,要求學(xué)生一定要認(rèn)真在題目中找出要得到的主要物質(zhì)是什么,混有的雜質(zhì)有哪些,認(rèn)真分析當(dāng)加入某一試劑后,能與什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成了什么產(chǎn)物,要用什么樣的方法才能將雜質(zhì)除去。只有這樣才能明白每一步所加試劑或操作的目的。這里特別提一提蒸發(fā)與結(jié)晶 。蒸發(fā)與結(jié)晶方法都可以將溶液中的溶質(zhì)以固體形式析出,具體采用何種方法,主要取決于溶質(zhì)的

4、溶解度。 有的物質(zhì)它的溶解度隨溫度的升高變化比較大,如NH4NO3、KNO3等物質(zhì),在蒸發(fā)過程中比較難析出來,所以要用冷卻法使它結(jié)晶。而有的物質(zhì)它的溶解度隨溫度的升高變化比較小,如NaCl、KCl等,有少數(shù)物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而減小,如Ca(OH)2要使它們析出較多固體溶質(zhì)時,則要用蒸發(fā)濃縮的方法。例如NaCl 和KNO3 混合溶液,如果將混合溶液蒸發(fā)一段時間,析出的固體主要是NaCl ,母液中是KNO3 和少量NaCl 。如果將混合溶液加熱后再降溫,則析出的固體主要是KNO3 ,母液中是NaCl 和少量KNO3。如果是除雜,雜質(zhì)所含的量比較少,一般是讓主要物質(zhì)析出來。如KNO3

5、溶液中含少量NaCl,常用升溫冷卻結(jié)晶法,再經(jīng)過過濾、洗滌、烘干(不同的物質(zhì)在烘干時采取的方法不同),就可得到 KNO3固體了。如果NaCl溶液中含少量 KNO3,則用蒸發(fā)濃縮結(jié)晶法,這種方法一般要經(jīng)過趁熱過濾才能得到主要物質(zhì),主要原因是如果溫度下降,雜質(zhì)也會以晶體的形式析出來。 例1:(2008廣東19)碳酸鈉是造紙、玻璃、紡織、制革等行業(yè)的重要原料。工業(yè)碳酸鈉(純度約98)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等雜質(zhì),提純工藝路線如下:  已知碳酸鈉的溶解度(S)隨溫度變化的曲線如下圖所示: 回答下列問題:   (

6、1)濾渣的主要成分為          。   (2)“趁熱過濾”的原因是                                  

7、0;     。   (3)若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“趁熱過濾”,可采取的措施是                    (寫出1種)。   (4)若“母液”循環(huán)使用,可能出現(xiàn)的問題及其原因是            

8、60;         。   (5)已知:Na2CO310H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)    H1= +53236 kJmol-1Na2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)+9H¬2O(g)   H2= +47363 kJmol-1寫出Na2CO3H2O脫水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式          

9、0;                    。 分析:從題目中可知,該題中的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菑墓I(yè)碳酸鈉中提純出碳酸鈉,工業(yè)碳酸鈉中含有的雜質(zhì)有Mg2+,F(xiàn)e3+,Ca2+,Cl和SO42等,所以該流程的目的就是把這些雜質(zhì)除去并得到純凈的碳酸鈉固體。流程圖中加水是使可溶物質(zhì)溶于水,少量的Ca2+與CO32生成沉淀CaCO3。加入過量的NaOH溶液,很顯然是將Mg2+、Fe3+轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2、Fe(

10、OH)3沉淀,再通過過濾的方法除去。但這一步驟對Cl和SO42是沒什么影響的。所以流程圖中出現(xiàn)了一個蒸發(fā)濃縮結(jié)晶和趁熱過濾的操作,這肯定是為了使一個隨溫度升高溶解度變化不大或減小的物質(zhì)析出來,通過讀圖可得出Na2CO3H2O符合這一條件,這樣可以通過趁熱過濾除去Cl、SO42和一些沉淀不完全的離子。由于Na2CO310H20的溶解度隨溫度的升高變化非常大,如果降溫,一定會析出來而影響主要產(chǎn)物,所以要趁熱過濾。 答案:(1)濾渣的主要成分為Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3。 (2) 使析出的晶體為Na2CO3H2O,防止因溫度過低而析出Na2CO310H2O晶體,令后續(xù)的加熱

11、脫水耗時長。   (3)用已預(yù)熱的布氏漏斗趁熱抽濾。 (4)溶解時有大量沉淀生成,使Na2CO3損耗且產(chǎn)物Na2CO3混有雜質(zhì);原因:“母液”中,含有的離子有Ca2+,Na+,Cl-,SO42-,OH-,CO32-,當(dāng)多次循環(huán)后,使用離子濃度不斷增大,溶解時會生成CaSO4,Ca(OH)2,CaCO3等沉淀。   (5) Na2CO3H2O(s)= Na2CO3(s) + H2O(g) H= +5873kJ/mol二、對于目的為制備某一物質(zhì)的流程題,要求學(xué)生注意以下幾個方面:1、明確題目目的是制什么物質(zhì),從題干或問題中獲取有用信息,了解產(chǎn)品的性質(zhì)。

12、60;只有知道了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,才能非常清楚的知道整個流程的意義所在,題目中的信息往往是制備該物質(zhì)的關(guān)鍵所在。而產(chǎn)物如果具有某些特殊性質(zhì)(由題目信息獲得或根據(jù)所學(xué)知識判斷),則要采取必要的措施來避免在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生其它雜質(zhì)。一般來說主要有如下幾種情況:   (1)如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物,則要注意對溫度的控制。如:侯德榜制堿中的NaHCO3;還有如H2O2、Ca(HCO3)、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)。   (2)如果產(chǎn)物是一種會水解的鹽,且水解產(chǎn)物中有揮發(fā)性的酸產(chǎn)生時,則要加相對應(yīng)的酸來防止水解。如:制備FeCl3、A

13、lCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物質(zhì)時,要蒸干其溶液得到固體溶質(zhì)時,都要加相應(yīng)的酸或在酸性氣流中干燥來防止它水解,否則得到的產(chǎn)物分別是Fe2O3 、Al2O3 、MgO、CuO;而像Al2 ( SO4 ) 3 、NaAlO2 、Na2CO3等鹽溶液,雖然也發(fā)生水解,但產(chǎn)物中Al (OH) 3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都不是揮發(fā)性物質(zhì),在蒸發(fā)時,抑制了鹽的水解,最后得到的還是溶質(zhì)本身。   (3)如果產(chǎn)物是一種強(qiáng)的氧化劑或強(qiáng)的還原劑,則要防止它們發(fā)生氧化還原的物質(zhì),如:含F(xiàn)e2+、SO32-等離子的物質(zhì),則要防止與氧化性強(qiáng)的物質(zhì)接觸。 &#

14、160; (4)如果產(chǎn)物是一種易吸收空氣中的CO2或水(潮解或發(fā)生反應(yīng))而變質(zhì)的物質(zhì)(如NaOH固體等物質(zhì)),則要注意防止在制備過程中對CO2或水的除去,也要防止空氣中的CO2或水進(jìn)入裝置中。   (5)如果題目中出現(xiàn)了包括產(chǎn)物在內(nèi)的各種物質(zhì)的溶解度信息,則要注意對比它們的溶解度隨溫度升高而改變的情況,根據(jù)它們的不同變化,找出合適的分離方法。2、尋找在制備過程中所需的原料,寫出主要的化學(xué)反應(yīng)方程式或制備原理,從中了解流程圖。 從近幾年的高考題目中會發(fā)現(xiàn),大多數(shù)題目都會給出制備物質(zhì)時所需的原料,但一般會涉及到物質(zhì)的分離、提純的操作。所以在明確了實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹?,再寫出?/p>

15、要的反應(yīng)方程式,觀察有沒有副產(chǎn)品,如果有,剩余的步驟就是分離提純了。例2:工業(yè)制備高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種工藝流程。   (1)KMnO4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_(填代號)。a、84消毒液(NaClO溶液)   b、雙氧水    c、二氧化硫   d、75%酒精   (2)高錳酸鉀保存在棕色試劑瓶,下列試劑保存不需要棕色試劑瓶的是_(填代號)。a、濃硝酸    

16、 b、硝酸銀      c、氯水   d、燒堿   (3)上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有          、          (寫化學(xué)式)。   (4)若不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過程中的損失,則1 mol MnO2可制得       mol KMnO

17、4。   (5)該生產(chǎn)中需要純凈的CO2氣體。若實(shí)驗(yàn)室要制備純凈的CO2,所需試劑最好選擇(選填代號)       。 a、石灰石     b、稀HCl     c、稀H2SO4     d、純堿   (6)操作的名稱是        ;操作根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在  

18、        (填性質(zhì))上的差異,采用               (填操作步驟)、趁熱過濾得到KMnO4粗晶體。 解析:MnO2與KOH混合并在空氣中共熔,便可制得墨綠色的錳酸鉀熔體: 2MnO2 + 4KOH + O2 = 2K2MnO4 + 2H2O  錳酸鉀在酸性或中性的環(huán)境下,MnO42-會發(fā)生反應(yīng),生成MnO4-和MnO2 :3K2MnO4+2

19、CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3;過濾除去不溶于水的MnO2,利用溶解度的不同,采取濃縮結(jié)晶的方法使KMnO4從溶液中析出而分離出來。 答案:(1)ab     (2)d     (3)MnO2; KOH    (4)23     (5)cd   (6)過濾;溶解度,濃縮結(jié)晶。3、注意外界條件對工藝流程的影響 在很多流程圖的題目中,我們經(jīng)常會看到壓強(qiáng)、溫度等外界條件的出現(xiàn),不同的工藝對物質(zhì)反應(yīng)的

20、溫度或壓強(qiáng)有不同的要求,它所起的作用也不一樣,但卻都是能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡年P(guān)鍵所在,也是命題專家們經(jīng)常要考察學(xué)生的地方。對外界條件的分析主要可從以下兩個方面著手:(1)對反應(yīng)速率有何影響?(2)對平衡轉(zhuǎn)化率有何影響?這里主要說一說溫度的影響,歸納總結(jié)之后,主要有以下幾個方面的形式來考察學(xué)生: 趁熱過濾(或冰水洗滌)的目的:防止某物質(zhì)降溫時會析出(或升溫時會溶解)而帶入新的雜質(zhì); 冰水中反應(yīng)或降溫反應(yīng)的目的:防止某物質(zhì)在高溫時會溶解或?yàn)槭够瘜W(xué)平衡向著題目要求的方向移動; 反應(yīng)中采取加熱措施的作用:一般是為了加快反應(yīng)速率或加速某固體的溶解; 如果題目中要求溫度

21、控制在具體的一個溫度范圍內(nèi)(可用水浴或油浴來控制):一般有以下幾個目的: a、防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā),也可能是為了使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)出來,具體問題要具體分析。如侯德榜制堿中,將CO2通入NaCl的氨溶液中,保持溶液的溫度為(30+2),可得NaHCO3晶體,溫度控制在這個范圍,目的就是防止NaHCO3分解。而在Br2的制取過程中,出溴口的溫度控制在8090,目的就是要使Br2揮發(fā)出來而又減少水蒸氣混入Br2中。 b、使催化劑的活性達(dá)到最好:如工業(yè)合成氨或工業(yè)SO2氧化為SO3時,選擇的溫度是500左右,原因之一就是使催化劑的活性達(dá)到最高。 c、防止副

22、反應(yīng)的發(fā)生:如乙醇的消去反應(yīng)溫度要控制在170,原因是就是在140時會有乙醚產(chǎn)生。 d、對于一些工藝來說,降溫或減壓可以減少能源成本,降低對設(shè)備的要求,達(dá)到綠色化學(xué)的要求。 以上有關(guān)溫度的總結(jié)只能說是有這種可能來考,具體問題要具體分析。例3:(2008年廣州調(diào)研測試題)實(shí)驗(yàn)室以氯化鉀和硝酸鈉為原料制備硝酸鉀的實(shí)驗(yàn)流程如下:  硝酸鉀等四種物質(zhì)的溶解度隨溫度變化如右圖所示。 回答下列問題:   (1)為了加速固體溶解,可采取的措施是:        

23、;                   。   (2)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行蒸發(fā)濃縮操作時,將蒸發(fā)皿置于鐵圈上,用酒精燈加熱。取用蒸發(fā)皿應(yīng)使用                      

24、60;   (填儀器的名稱),為了防止液滴飛濺,進(jìn)行的操作是                                        。   (3)“趁熱過濾”操作

25、中,濾渣的主要成分是(填化學(xué)式)               。   (4)“趁熱過濾”后,有時先往濾液中加入少量水,加熱至沸,然后再“冷卻結(jié)晶”,目的是                        

26、;                                              。   (5)制得的KNO3產(chǎn)品中常

27、含NaCl,進(jìn)一步提純的方法是                。 解析:該題可以說得上是流程題中的經(jīng)典題目,它很好的考察了物質(zhì)的分離與提純中的一些基本操作,也考察了不同性質(zhì)的物質(zhì)在分離提純時所采取的不同方法,特別是考察了溫度這一外界因素在制備產(chǎn)品時所起的關(guān)鍵作用,通過前面的分析,我們很快可以得出正確的答案:(1)攪拌、加熱;(2)用玻璃棒不斷攪拌濾液   坩堝鉗;(3)NaCl;(4)稀釋溶液,防止降溫過程中NaCl

28、析出,提高產(chǎn)品的純度;(5)重結(jié)晶 工藝流程題由于它考察的知識點(diǎn)多,也非常靈活,對學(xué)生的審題能力、分析問題、解決問題、文字表達(dá)等方面的能力都要求非常高,所以學(xué)生得分往往不高,但只要大家在平時在做這一類題目時善于歸納、總結(jié),認(rèn)真審題,善于從題目或問題中獲取信息來幫助自己解題,同時在平時的學(xué)習(xí)中要熟記一些基本的實(shí)驗(yàn)操作,如沉淀的洗滌、沉淀是否完全的檢驗(yàn)方法、從溶液得到晶體的方法、常見離子的檢驗(yàn)方法等,文字表達(dá)時一定要做到規(guī)范,相信可以突破這個難關(guān)。老師在復(fù)習(xí)這一內(nèi)容時,也可將流程圖進(jìn)行分解復(fù)習(xí),如:將分離提純列為一個專題,溫度、濃度的考察列為一個專題,如何讀圖、如何尋找題目中的信息為一個

29、專題等等。只有弄清楚了各個步驟之后學(xué)生心里就有底了,再遇到這一類題也就不怕了。對于基礎(chǔ)不好的學(xué)生,也可將流程圖具體化,即將流程圖中各步反應(yīng)或操作之后得到了什么物質(zhì)寫出來,這樣就可避免答非所問的情況出現(xiàn)??傊?,抓住解這類題的一個關(guān)鍵點(diǎn):一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。工業(yè)流程實(shí)驗(yàn)題專題1、(2010龍巖質(zhì)檢)TiO2在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有重要用途。 I、工業(yè)上用鈦礦石(FeTiO3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))經(jīng)過下述反應(yīng)制得:   其中,步驟發(fā)生的反應(yīng)為:2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O。 

30、0; (1)凈化鈦礦石時,是否需要除去雜質(zhì)FeO?答:_(填“需要”或“不需要”)   (2)凈化鈦礦石時,需用濃氫氧化鈉溶液來處理,寫出該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。答:                                  

31、                    。 II、TiO2可通過下述兩種方法制備金屬鈦: 方法一是電解TiO2來獲得Ti(同時產(chǎn)生O2):將處理過的TiO2作陰極,石墨為陽極,熔融CaCl2為電解液,用碳塊作電解槽池。   (3)陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_。   (4)電解過程中需定期向電解槽池中加入碳塊的原因是_。 方法二是先將TiO2與

32、Cl2、C反應(yīng)得到TiCl4,再用鎂還原得到Ti。因下述反應(yīng)難于發(fā)生:TiO2 (s) +2Cl2 (g) TiCl4(l) + O2 (g)   H= +151 kJmol-1 所以不能直接由TiO2 和Cl2反應(yīng)(即氯化反應(yīng))來制取TiCl4。當(dāng)往氯化反應(yīng)體系中加入碳后,碳與上述反應(yīng)發(fā)生耦合,使得反應(yīng)在高溫條件下能順利進(jìn)行。   (5)已知:C(s) + O2 (g) = CO2 (g)   H= - 394 kJmol-1。請?zhí)羁眨?#160;TiO2 (s) + C (s) +2Cl2 (g) = TiCl4 (l)

33、 + CO2 (g)  H= _   (6)從化學(xué)平衡的角度解釋:往氯化反應(yīng)體系中加入碳時,氯化反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因。 答:_。2、某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬侯氏制堿法的實(shí)驗(yàn)探究,請你參與并協(xié)助他們完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。  【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹恐迫〖儔A。 【實(shí)驗(yàn)原理】NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl     2NaHCO3  = Na2CO3+CO2+H2O        &#

34、160;  【實(shí)驗(yàn)流程】該小組設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)流程。   【問題討論】   (1)操作I、II可否顛倒?答:       (填“能”或“不能”);操作III的名稱是       。   (2)寫出向晶體X的水溶液中滴加NaOH溶液時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:         。   (3)在實(shí)驗(yàn)室

35、反應(yīng)可在下圖所示裝置中進(jìn)行,該裝置可進(jìn)行多個化學(xué)反應(yīng),如實(shí)驗(yàn)室制取少量氧氣也可利用該裝置,請?jiān)賹懗鲆环N利用該裝置制取的常見氣體的名稱。答:         。 3、硫酸亞鐵銨晶體(NH4)2Fe(SO4)26H2O在空氣中比一般亞鐵鹽穩(wěn)定,是分析化學(xué)中常見的還原劑,其實(shí)驗(yàn)室制備流程如下:  回答下列問題:   (1)Na2CO3溶液可以除油污,原因是(用離子方程式表示)_。   (2)判斷鐵屑與硫酸基本反應(yīng)完全的現(xiàn)象是_。  

36、 (3)某同學(xué)認(rèn)為鐵屑與硫酸反應(yīng)不需精確溫度,因此不使用熱水浴加熱,改用酒精燈斷斷續(xù)續(xù)加熱維持溫度,該做法的不妥之處是_。   (4)“趁熱過濾”后的濾液有時略顯黃色,分析其原因是(用離子方程式表示)_。   (5)忽略油污質(zhì)量,本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)稱量(NH4)2SO4固體的質(zhì)量為_g。   (6)若上述流程用于大量生產(chǎn),“冷卻結(jié)晶”后的母液最佳處理方法是_。4、從鋁土礦(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì))中提取兩種工藝品的流程如下:  請回答下列問題:   (1)流程甲加入鹽

37、酸后生成Al3+的方程式為_   (2)流程乙加入燒堿后生成SiO32-的離子方程式為_   (3)驗(yàn)證濾液B含F(xiàn)e3+,可取少量濾液并加入_(填試劑名稱)。   (4)濾液E、K中溶質(zhì)的主要成份是_(填化學(xué)式),寫出該溶液的一種用途_   (5)已知298K時,Mg(OH)2的容度積常數(shù)Ksp=56×10-12,取適量的濾液B,加入一定量的燒堿達(dá)到沉淀溶液平衡,測得pH=1300,則此溫度下殘留在溶液中的c(Mg2+)=_5、孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,還含少量Fe、Si的化合物,實(shí)驗(yàn)室以孔雀石

38、為原料制備CuSO45H2O及CaCO3,步驟如下:  請回答下列問題:   (1)溶液A的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+:從下列所給試劑中選擇:實(shí)驗(yàn)步驟中試劑為    (填代號),檢驗(yàn)溶液A中Fe3+的最佳試劑為    (填代號)。aKMnO4     b(NH4) 2S    cH2O2     dKSCN   (2)由溶液C獲得CuSO45H2O,需要經(jīng)

39、過加熱蒸發(fā),    。過濾等操作。除燒杯、漏斗外,過濾操作還用到另一玻璃儀器,該儀器在此操作中的主要作用是    。   (3)制備CaCO3時,應(yīng)向CaCl2溶液中選通入(或先加入)    (填化學(xué)式)。若實(shí)驗(yàn)過程中有氨氣逸出、應(yīng)選用下列    裝置回收(填代號)。    (4)欲測定溶液A中Fe2+的濃度,需要用容量瓶配制某標(biāo)準(zhǔn)溶液,定容時視線應(yīng)  ,直到    。用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶

40、液滴定時應(yīng)選用    滴定管(填“酸式”或“堿式”)。6、某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中鎂的工藝流程如下: 沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2PH 32 52 124 部分陽離子以氫氧化物形式完全深沉?xí)r溶液的pH由見上表,請回答下列問題:   (1)“浸出”步驟中,為提高鎂的浸出率,可采取的措施有    

41、0;     (要求寫出兩條)。   (2)濾渣I的主要成分有       。   (3)從濾渣中可回收利用的主要物質(zhì)有       。   (4)Mg(ClO3)2在農(nóng)業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑,可采用復(fù)分解反應(yīng)制備:MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl已知四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如下圖所示:將反應(yīng)物按化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)量數(shù)比混合制備Mg

42、(ClO3)2。簡述可制備Mg(ClO3)2的原因:         。按中條件進(jìn)行制備實(shí)驗(yàn)。在冷卻降溫析出Mg(ClO3)2過程中,常伴有NaCl析出,原因是:            。除去產(chǎn)品中該雜質(zhì)的方法是:             。7、實(shí)驗(yàn)室用大理石等原料制取安全無毒的殺菌劑過氧

43、化鈣大理石的主要雜質(zhì)是氧化鐵以下是提純大理石的實(shí)驗(yàn)步驟:    (1)溶解大理石時,用硝酸而不用硫酸的原因是                            。   (2)操作的目的是       

44、60;          ,溶液A(溶質(zhì)是共價化合物)是               。   (3)寫出檢驗(yàn)濾液中是否含鐵離子的方法:                  

45、                       (4)寫出加入碳酸銨所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:                        &

46、#160;                 寫出濾液B的一種用途:                               &

47、#160;        (5)CaO2中一般含CaO。試按下列提示完成CaO2含量分析的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。         試劑:氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液、鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液、酚酞儀器:電子天平、錐形瓶、滴定管 實(shí)驗(yàn)步驟:                   ;加入 &

48、#160;              ;加入酚酞,用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。   (6)若理論上滴定時耗用標(biāo)準(zhǔn)溶液2000mL恰好完全反應(yīng),實(shí)際操作中過量半滴(1mL溶液為25滴),則相對誤差為                     

49、60;   8、醫(yī)用氯化鈣可用于生產(chǎn)補(bǔ)鈣、抗過敏和消炎等藥物。以工業(yè)碳酸鈣(含有少量Na+、Al3+、Fe3+等雜質(zhì))生產(chǎn)醫(yī)藥級二水合氯化鈣(CaCl22H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為970%1030%)的主要流程如下:    (1)除雜操作是加入氫氧化鈣,調(diào)節(jié)溶液的pH為8085,以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。檢驗(yàn)Fe(OH)3是否沉淀完全的實(shí)驗(yàn)操作是_。   (2)酸化操作是加入鹽酸,調(diào)節(jié)溶液的pH約為40,其目的有:將溶液中的少量Ca(OH)2轉(zhuǎn)化為CaCl2;防止Ca2+在蒸發(fā)時水解;_。  

50、; (3)測定樣品中Cl含量的方法是:a稱取 07500 g樣品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;b量取2500 mL待測溶液于錐形瓶中;c用005000 molL1 AgNO3溶液滴定至終點(diǎn),消耗AgNO3溶液體積的平均值為2039 mL。上述測定過程中需用溶液潤洗的儀器有_。計(jì)算上述樣品中CaCl22H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。若用上述方法測定的樣品中CaCl22H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高(測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略),其可能原因有_;_。 9、以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸業(yè)鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過二硫酸銨和氧化鐵紅顏料,原料的綜合利用率較高。其主要流程如下:  

51、0; (1)反應(yīng)I前需在FeSO4溶液中加入_(填字母),以除去溶液中的Fe3+。A鋅粉             B鐵屑                    CKI溶液          

52、     DH2   (2)反應(yīng)需控制反應(yīng)溫度低于 35,其目的是    。   (3)工業(yè)生產(chǎn)上常在反應(yīng)的過程中加入一定量的醇類溶劑,其目的是    。   (4)反應(yīng)常被用于電解生產(chǎn)(NH4)2S2O8(過二硫酸銨)。電解時均用惰性電極,陽極發(fā)生的電極反應(yīng)可表示為    。10、海水是巨大的資源寶庫,在海水淡化及綜合利用方面,天津市位居全國前列;從海水中提取食鹽和溴的過程如下:  &

53、#160;  (1)請列舉海水淡化的兩種方法:    、    。   (2)將NaCl溶液進(jìn)行電解,在電解槽中可直接得到的產(chǎn)品有H2、  、  、或H2、  。   (3)步驟中已獲得Br2,步驟中又將Br2還原為Br,其目的為       。   (4)步驟用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可達(dá)95,有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為  ,由此反應(yīng)可知,除環(huán)境保護(hù)外,在工業(yè)生產(chǎn)

54、中應(yīng)解決的主要問題是   。   (5)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法,查閱了有關(guān)資料,Br2的沸點(diǎn)為 59。微溶于水,有毒性和強(qiáng)腐蝕性。他們參觀生產(chǎn)過程后,了如下裝置簡圖:          請你參與分析討論:          圖中儀器B的名稱:          。

55、          整套實(shí)驗(yàn)裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管,其原因是        。          實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好,要達(dá)到提純溴的目的,操作中如何控制關(guān)鍵條件:    。          C中液體產(chǎn)生顏色為

56、60;   。為除物中仍殘留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反應(yīng)后,再進(jìn)行的分離操作是         。11、下圖表示從固體混合物中分離X的2種方案,請回答有關(guān)問題。           (1)選用方案I時,X應(yīng)該具有的性質(zhì)是          ,殘留物應(yīng)該具有的性質(zhì)是  &

57、#160;       ;   (2)選用方案從某金屬粉末(含有Au、Ag和Cu)中分離Au,加入的試劑是        ,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為               ;   (3)為提純某Fe2O3樣品(主要雜質(zhì)有SiO2、A12O3),參照方案I和,請?jiān)O(shè)計(jì)一種以框圖形式表示的實(shí)

58、驗(yàn)方案(注明物質(zhì)和操作)                           。12、某廠廢水中含500×103molL1的Cr2O72,其毒性較大。某研究性學(xué)習(xí)小組為了變廢為寶,將廢水處理得到磁性材料Cr05Fe15FeO4(Fe的化合價依次為+3、+2),設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程:    (1)第步反

59、應(yīng)的離子方程式是                                                

60、0;    (2)第步中用PH試紙測定溶液PH的操作是:                                           

61、;                                       (3)第步過濾得到的濾渣中主要成分除Cr(OH)3外,還有       

62、;                   (4)欲使 1L該廢水中的Cr2O72完全轉(zhuǎn)化為Cr05Fe15FeO4。理論上需要加入           g FeSO47H2O。13、減少SO2的排放、回收利用SO2成為世界性的研究課題。我國研究人員研制的,利用低品位軟錳礦漿(主要成分是MnO2)吸收廢渣高溫焙燒產(chǎn)生的SO

63、2,制備硫酸錳的生產(chǎn)流程如下:     浸出液的pH2,其中的金屬離子主要是Mn2,還含有少量的Fe2、Al3、Ca2、  Pb2等其他金屬離子。(提示:在工業(yè)上,用沉淀法不能完全除去的離子還可以用  吸附法除去有關(guān)金屬離子的半徑以及形成氫氧化物沉淀時的pH見下表陽離子 吸附劑吸附金屬離子的效果見下圖。已知PbO2的氧化性大于MnO2。)離子 離子半徑(pm) 開始沉淀pH 完全沉淀pHFe2 74 76 97Fe3 64 27 37Al3

64、60;50 38 47Mn2 80 83 98Pb2 121 80 88Ca2 99     請回答下列問題:     (1)寫出浸出過程中主要反應(yīng)的一個化學(xué)反應(yīng)方程式           ,氧化過程中主要反應(yīng)的一個離子反應(yīng)方程式       

65、60;    。   (2)在氧化后的液體中加入石灰漿,用于調(diào)節(jié)pH,pH應(yīng)調(diào)節(jié)至      。   (3)決定陽離子吸附劑吸附效果的因素是    (填寫序號)。a溶液的pH   b金屬離子的電荷  c金屬離子的半徑   d吸附時間   (4)操作a包括          

66、60; 過濾、洗滌等過程。14、氯化亞銅(CuCl)在石油工業(yè)生產(chǎn)中常用作脫硫劑和脫色劑。工業(yè)生產(chǎn)氯化亞銅的一種工藝流程如下圖所示:   已知:CuCl難溶于水和乙醇,干燥的CuCl在空氣中比較穩(wěn)定,但濕的CuCl在空氣中易發(fā)生水解和氧化;CuCl溶于氯化鈉的濃溶液可生成CuCl2,CuCl2的溶液用水稀釋可生成CuCl沉淀,反應(yīng)式為CuCl2 CuClCl。   (1)往CuSO4和NaCl混合液中通入SO2可生成CuCl2和硫酸,請寫出反應(yīng)的離子方程式:        &

67、#160;                   。   (2)在反應(yīng)中,溫度升至7080,并使用NaCl濃溶液,主要目的是      。   (3)在反應(yīng)中,還原劑除了可用SO2外,還可選用      (填標(biāo)號)。     ANa2SO3&

68、#160;           BCu                    CAg   (4)過濾所得沉淀須迅速用    (填“水”或“95%乙醇”)洗滌、干燥得CuCl成品。   (5)合成氨工業(yè)生產(chǎn)中的CO會使催化劑中毒,可通過下列反

69、應(yīng)除去。Cu(NH3)2Ac(aq)CO(g)NH3(g)Cu(NH3)3AcCO(aq) H0,生產(chǎn)中為了提高CO的吸收率,可采用的措施是          。   (6)CuOH不穩(wěn)定易分解為Cu2O。298K時,CuOH的Ksp10×1014,CuCl的Ksp12×106。把CuCl固體和NaOH溶液混合,加熱,得到紅色沉淀,該沉淀的化學(xué)式為      。15、鈦鐵礦(主要成分是FeTiO3,鈦酸亞鐵)為主要原

70、料冶煉金屬鈦的工業(yè)生產(chǎn)流程如下圖所示。         (1)上述生產(chǎn)流程中加入鐵屑的目的是                 。   (2)副產(chǎn)品是         。   (3)寫出由TiO2+水解生成H2TiO3的離子方程式 

71、               。該步驟中,加熱的目的是                     。   (4)由TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4的反應(yīng)方程式是:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g) + 2CO (g),該反應(yīng)

72、的平衡常數(shù)表達(dá)式K          。      TiCl4的百分含量隨溫度的變化如右圖所示,升高溫度時,K值      (填“增大”、“減小”或“不變”)    (5)己知:Mg (s) +Cl2 (g)MgCl2 (s);H =642 kJmol1 Ti(s) + 2Cl2 (g)TiCl4(g);H =815 kJmol1寫出由TiCl4和鎂制取金屬鈦的熱化學(xué)

73、方程式                 。16、(1)工業(yè)上以粗銅為原料采取如圖17所示流程制備硝酸銅晶體:    在步驟a中,還需要通入氧氣和水,其目的是     。 在保溫去鐵的過程中,為使Fe3+沉淀完全,可以向溶液中加入CuO,調(diào)節(jié)溶液的pH,根據(jù)下表數(shù)據(jù),溶液的pH應(yīng)保持在     范圍。 氫氧化物

74、開始沉淀時的pH 氫氧化物沉淀完全時的pHFe3+Cu2+ 1947 3267 不用加水的方法調(diào)節(jié)溶液pH的原因是     。 進(jìn)行蒸發(fā)濃縮時,要用硝酸調(diào)節(jié)溶液的pH=1,其目的是(結(jié)合離子方程式說明)     。   (2)工業(yè)上常利用硝酸銅溶液電鍍銅,電鍍時陰極的電極反應(yīng)式是     。   (3)圖18是某小組同學(xué)查閱資料所繪出的硝酸銅晶體 Cu(NO3)2nH2O 的溶解度曲線(

75、溫度在30前后對應(yīng)不同的晶體),下列說法正確的是     (填字母)。        aA點(diǎn)時的溶液為不飽和溶液       bB點(diǎn)時兩種晶體可以共存       c按上述流程最終得到的晶體是Cu(NO3)23H2O       d若將C點(diǎn)時的溶液降溫至 30以下,可以析出Cu(NO3)26H2O晶體

76、0;  (4)某些共價化合物(如H2O、NH3、N2O4等)在液態(tài)時有微弱的導(dǎo)電性,主要是因?yàn)榘l(fā)生了電離,如:2NH3 NH4+NH2,由此制備無水硝酸銅的方法之一是用Cu與液態(tài)N2O4反應(yīng)。液態(tài)N2O4電離得到的兩種離子所含電子數(shù)相差18,則液態(tài)N2O4電離的方程式是   ;Cu與液態(tài)N2O4反應(yīng)制得無水硝酸銅的化學(xué)方程式是   。17、回收的廢舊鋅錳干電池經(jīng)過處理后得到錳粉(含MnO2、MnOOH、Fe、乙炔黑和炭等),由錳粉制取MnO2的步驟如下圖所示。  生成氫氧化物沉淀的pH物質(zhì) 開始沉淀 沉淀

77、完全Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)3 2.77.68.3 3.79.69.8 根據(jù)上圖所示步驟并參加右表數(shù)據(jù),回答下列問題:   (1)有加熱條件下用濃鹽酸浸取猛粉, 所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。MnO2與濃鹽酸反應(yīng)的離子方程式為           。    (2)錳粉經(jīng)濃相加酸浸取,過濾I除去不溶雜質(zhì)后,向?yàn)V液中加入足量H2O2溶液,其作用是    

78、60;           。   (3)過濾I所得濾液經(jīng)氧化后,需加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH約為51,其目的是              。   (4)過濾所得濾液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH約為9,使Mn2+氧化得到MnO2,反應(yīng)的離子方程式為     

79、60;     。   (5)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過濾操作時,需要用到的玻璃儀器有           。18(16分)鋁土礦的主要成分是 ,還含有 、 等雜質(zhì)。 從鋁土礦中提取氧化鋁的流程如下圖所示:    (1)試劑A是            ;溶液b與試劑B反應(yīng)的離子方程式為 

80、60;          。   (2)向溶液a中通入過量的CO2,將得到的不溶物煅燒后也可得到Al2O3,該方案的缺點(diǎn)是            。 電解熔融的氧化鋁可制備金屬鋁   (3)電解時,陽極的電極反應(yīng)方程式為           

81、; ;每生產(chǎn)0324噸鋁,理論上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為            mol。 新型陶瓷氮化鋁可用以下兩種方法制備   (4)氧化鋁高溫還原法:                    CO(請配平)氯化鋁與氨氣高溫合成法:   

82、60;  (5)方法比方法在生產(chǎn)上更具優(yōu)勢。下列說法中,正確的是            。     A方法中的 Al2O3、C、N2結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,反應(yīng)時破壞化學(xué)鍵需要消耗更多的能量     B方法中的Al2O3和C容易殘留在氮化鋁中     C兩種方法中氮化鋁均為還原產(chǎn)物19、工業(yè)上制取CuCl2的生產(chǎn)流程如下: 請結(jié)合下表數(shù)據(jù),回答問題:物 

83、;   質(zhì) Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3溶度積25 80×1016 22×1020 40×1038完全沉淀時的pH范圍 96 64 34   (1)寫出下列離子方程式:AB                     

84、;      ; BC+D                       。   (2)溶液A中加入NaClO的目的是                &

85、#160;                          。   (3)在溶液B中加入CuO的作用是                   

86、;                       。   (4)操作應(yīng)控制的pH范圍是:        ;操作的目的是              

87、60;     。   (5)由Cu(OH)2加入鹽酸使Cu(OH)2轉(zhuǎn)變?yōu)镃uCl2。采用“稍多量鹽酸”和“低溫蒸干”的目的是                                  &#

88、160;                               。20、(16分)從粗產(chǎn)品硫酸鋅固體除去鐵、銅、鎘等可溶性硫酸鹽,從而得到純凈的硫酸鋅,實(shí)驗(yàn)流程如下:沉淀物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Cd(

89、OH)2 Mn(OH)2pH值 80 97 32 67 94 104  部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH參見上表,請回答下列問題:   (1)“酸浸”步驟中,為提高鋅的浸出率,可采取的措施有                    ?!八峤睍r適當(dāng)補(bǔ)充少量水的原因是  

90、                                   。   (2)濾液I加入酸性KMnO4所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為         

91、            。加入ZnO的原因是                                     &

92、#160;           。   (3)濾渣III的成份主要是                       。   (4)從濾液III得到晶體的操作過程為      

93、0;  、冷卻結(jié)晶、過濾冼滌、小心干燥。  參考答案1、(1)不需要   (2)Al2O32NaOH3H2O2NaAl (OH)4 (或Al2O32NaOH2NaAl O2H2O) SiO22NaOHNa2SiO3H2O   (3)TiO2+4e-=Ti+2O2-(或Ti4+4e-Ti)   (4)碳單質(zhì)會與陽極產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)而不斷減少   (5)243Kj mol-1   (6)碳單質(zhì)與氧氣反應(yīng)減小產(chǎn)物濃度使平衡向右移動,導(dǎo)致反應(yīng)順利進(jìn)行2、(1)不能&

94、#160;  過濾   (2)HCO3-  + OH- = CO32- + H2O   (3)氨3、(1)CO32+ H2O  HCO3+ OH    (2)不再有氣泡產(chǎn)生(或只有極少量氣泡產(chǎn)生)    (3)若控制不準(zhǔn)確溫度過高Fe2+易被氧化;由于有氫氣生成,明火加熱不安全     (4)4Fe2+ + O2 + 4H+4Fe3+ + 2H2O   (5)66    (6)

95、循環(huán)使用4、答案(1)Al2O3 + 6H2Al3+3H2O   (2)SiO2 + 2OHSiO32 + H2O   (3)硫氰化鉀(或硫氰酸鉀、苯酚溶液等合理答案)   (4)NaHCO3;制純堿或做發(fā)酵粉等合理答案   (5)56×10-10mol/L 【解析】本題考查鋁土礦中氧化鋁提取的工藝流程。(1)與HCl反應(yīng)生成Al3,應(yīng)為鋁土礦中Al2O3。(2)SiO2可以溶于NaOH中生成Na2SiO3。(3)檢驗(yàn)Fe3的特征反應(yīng)很多,如與KSCN顯血紅色,與苯酚顯紫色,與OH顯紅褐色沉淀等。(4)生成E、K時,CO2均是過量的,故應(yīng)生成NaHCO3。(5)Ksp=c(Mg2+)c2(OH-),c(Mg2+)=56×

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