期末复习工艺流程图题型.docx

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1、 2021期末复习：元素化合物综合题 12021年北京卷，12分以废旧铅酸电池中的含铅废料Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：1过程中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反响生成PbSO4的化学方程式是_2过程中，Fe2+催化过程可表示为：i：2Fe2+ PbO2+4H+SO422Fe3+PbSO4+2H2Oii: 写出ii的离子方程式：_。以下实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。a.向酸化的FeSO4溶液中参加KSCN溶液,溶液几乎无色,再参加少量PbO2,溶液变红。b._。3PbO溶解在NaOH溶液中，存

2、在平衡：PbO(s) + NaOH(aq)NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如下图。过程的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程中重复使用，其目的是_A减少PbO的损失，提高产品的产率B重复利用氢氧化钠，提高原料的利用率C增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率过程的目的是提纯，综合上述溶解度曲线，简述过程的操作_。答：1.1Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4+ 2H2O。 2 2Fe3+Pb+SO42=PbSO4+2Fe2； 取a中红色溶液少量，参加过量Pb，充分反响后，红色褪去。 3 A、B； 将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加热至110， 充分溶解后，趁热过滤，冷却结

3、晶，过滤、洗涤并枯燥得到PbO固体。 22021江苏卷12分以电石渣主要成分为Ca(OH)2和CaCO3为原料制备KClO3的流程如下：(1) 氯化过程控制电石渣过量，在75左右进展。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反响，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2 分解为CaCl2和O2。生成Ca(ClO)2的化学方程式为 。提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有 填序号。A适当减缓通入Cl2速率 B充分搅拌浆料 C加水使Ca(OH)2完全溶解 (2) 氯化过程中Cl2 转化为Ca(ClO3)2的总反响方程式为6Ca(OH)2

4、 + 6Cl2Ca(ClO3)2 + 5CaCl2 + 6H2O 氯化完成后过滤。滤渣的主要成分为 填化学式。滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比nCa(ClO3)2 nCaCl2 15(3) 向滤液中参加稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3，假设溶液中KClO3的含量为100gL-1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是 。 解：Ca(OH)2 CaCO32.12Cl2 + 2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O； AB 2 CaCO3、Ca(OH)2 2NaOH(稀、冷) + Cl2 NaCl + NaClO + H2

5、O 6NaOH(浓、热) + 3Cl2 5NaCl + NaClO3 + 3H2O 6Ca(OH)2 + 6Cl2Ca(ClO3)2 + 5CaCl2 + 6H2O 2Cl2 + 2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O 3蒸发浓缩、冷却结晶3(2021 福建卷)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反响的离子方程式为 _。 (2)工业上用铝土矿主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质制取无水氯化铝 的一种工艺流程示意如下：物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/180升华300升华1023 步骤

6、中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是 写出一种。 步骤中假设不通入氯气和氧气，那么反响生成相对原子质量比硅大的单质是 。 ：Al2O3(s) + 3C(s) = 2Al(s) + 3CO(g) H1 = +1344.1kJ mol-1 2AlCl3(g) = 2Al(s) + 3Cl2(g) H2 = +1169.2kJ mol-1 由Al2O3、C和Cl2反响生成AlCl3的热化学方程式为 。 步骤经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种， 其化学式分别为 。 结合流程及相关数据分析，步骤中参加铝粉的目的是 。空气中CO2、Cl2、O2AlCl3、FeCl3

7、、CO2、Cl2、O2解：AlCl3、FeCl33. 1Al3+ + 3H2OAl(OH)3(胶体) + 3H+ 2 防止后续步骤生成的AlCl3水解 或 增大反响物的接触面积，加快反响速率。 Fe或 铁 ； Al2O3(s) + 3C(s) + 3Cl2(g) = 2AlCl3(g) + 3CO(g) H = NaCl、NaClO、Na2CO3 ； 除去FeCl3，提高AlCl3纯度。4(2021全国I卷) 锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。 某锂离子电池正极材料有钴酸锂LiCoO2，导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反响为6C + xLi+ + xe- = Li

8、xC6 。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源局部条件未给出。 答复以下问题：1 LiCoO2中， Co元素的化合价为_。2写出“正极碱浸中发生反响的离子方程式_。3“酸浸一般在 80下进展，写出该步骤中发生的所有氧化复原反响的化学方程式： _； 可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是_ 。4写出“沉钴过程中发生反响的化学方程式_ 。5充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出放电时电池反响方程式： _ 。6上述工艺中，“放电处理有利于锂在正极的回收，其原因是_ 。 在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_填化学式。LiCoO2、乙炔黑、铝箔解

9、：LiCoO2、CAlO2-804. 1 +3 22Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2- + 3H2 3 有氯气生成，污染较大。 4 CoSO4 + 2NH4HCO3 = CoCO3+ (NH4)2SO4 + H2O + CO2Li+ 过量 5Li1-xCoO2 + LixC6 = LiCoO2 + 6C 负极Li 正极 6Li+从负极脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4 5氮化硅(Si3N4)是高温构造陶瓷，具有优良的性能，人们常常利用它来制造轴承、 汽轮叶片、永久性模具等机械构件。设计的合成氮化硅工艺流程如下： (1) 电弧炉中主

10、要反响的化学方程式为：_ 用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反响的化学方程式为：_，碳化硅晶体是_晶体。(2) 在流化床反响的气态产物中，SiCl4大约占85%，还有Cl2等，有关物质的沸点数据如下表：物质SiSiCl4Cl2沸点/2355提纯SiCl4的主要工艺操作依次是沉降、_，其中温度最好控制在_(填序号)。A略小于34.1 B大于57.6 C略小于57.6 D34.1 (3) 粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用作制冷剂的气体和一种难溶性的酸，该反响的方程式为：_。 该工艺流程中涉及的主要反响属于氧化复原反响的有_个。5(1) SiO2 + 2C Si(粗

11、硅) + 2CO SiO2 + 3C SiC + 2CO原子晶体：金刚石、晶体硅；SiO2、SiC。(2) 冷凝 (或降温) C (3) Si3N4 + 9H2O = 4NH3+ 3H2SiO3 2 62021天津卷，14分某混合物浆液含有Al(OH) 3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解别离装置见图，使浆液别离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用答复和中的问题 固体混合物的别离和利用流程图中的局部别离操作和反响条件未标明 1反响所加试剂NaOH的电子式为 。 BC的反响条件为 ， CAl的制备方法称为 。2该小组探

12、究反响发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化； 加热有Cl2生成，当反响停顿后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。 由此判断影响该反响有效进展的因素有(填序号) 。 a温度 bCl的浓度 c溶液的酸度30.1mol Cl2与焦炭、TiO2完全反响，生成一种复原性气体和一种易水解成TiO2xH2O 的液态化合物，放热，该反响的热化学方程式为： 。4用惰性电极电解时，CrO42能从浆液中别离出来的原因是 ，别离后含铬元素的粒子是 ；阴极室生成的物质为 写化学式。6. 加热(或煅烧) 电解法 a c 2Cl2(g) + TiO2(s) + 2C(s) TiCl4(l) + 2CO(g) H

13、 =85.6kJmol1 16班 在直流电场作用下，CrO42通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液。CrO42、Cr2O72 NaOH和H2 (写法：2CrO42 + 2H+ Cr2O72+ H2O ) 72021江苏卷，12分铝是应用广泛的金属。以铝土矿主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质为原料制备铝的一种工艺流程如下： 注：SiO2在“碱溶时转化为铝硅酸钠沉淀。1“碱溶时生成偏铝酸钠的离子方程式为 。2向“过滤所得滤液中参加NaHCO3溶液， 溶液的pH( “增大、“不变或“减小)。 反响：OH- + HCO3- = H2O + CO32- AlO2- + HCO3- +

14、H2O = Al(OH)3 + CO32- 3“电解是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗， 原因是 。4“电解是电解Na2CO3溶液，原理如下图 阳极的电极反响式为 ，阴极产生的物质A的化学式为 。5铝粉在1000时可与N2反响制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合， 有利于AlN的制备，其主要原因是 。NaAlO2NaOH解： 7. Al2O3 + 2OH 2AlO2+ H2O 减小 石墨电极被阳极上产生的O2氧化 4CO324e+ 2H2O 4HCO3+ O2 H2 NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al外表的Al2O3薄膜。82021新课标，15分重铬酸钾是

15、一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备， 铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如下图 答复以下问题：1步骤的主要反响为： FeOCr2O3 + Na2CO3 + NaNO3Na2CrO4 + Fe2O3 + CO2 + NaNO2 。 上述反响配平后FeOCr2O3与NaNO3的系数比为 。 该步骤不能使用陶瓷容器，原因是 。2滤渣1中含量最多的金属元素是， 滤渣2的主要成分是 及含硅杂质。3步骤调滤液2的pH使之变 填“大或“小， 原因是用离子方程式表示 。4有关物质的溶解度如下图 向“滤液3”中参加适量KCl， 蒸发浓缩，冷却结晶， 过滤得到K2Cr2O7固体。

16、冷却到填标号 得到的K2Cr2O7固体产品最多。 a. 80 b. 60 c. 40 d. 10 步骤的反响类型是 。5某工厂用m1 kg 铬铁矿粉含Cr2O3 40%制备K2Cr2O7，最终得到产品 m2 kg， 产率为 100%。解：Na2CrO4、Fe2O3、NaNO2Na2SiO3、NaAlO2、Na2CO3FeOCr2O3硅、铝等Al(OH)3加酸Na2CrO4、NaNO2、Na2SiO3NaAlO2、Na2CO3 8. 2：7 SiO2与Na2CO3高温下反响生成Na2SiO3和CO2Al2O3 Fe2O3 Fe Al(OH)3 小 2CrO42+ 2H+ Cr2O72+ H2O

17、d 复分解反响 = 解： Cr2O3 K2Cr2O7 152 294 m140% kg (理论产量)K2Cr2O7的理论质量为m140% kg所得产品的产率为92021北京卷，13分TiCl4是由钛精矿主要成分为TiO2制备钛Ti的 重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下： 资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质 化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2 沸点/ 58 136 181升华 316 1412 熔点/69 25 193 304 714 在TiCl4中的溶解性 互溶 微溶 难溶1氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反响， 加碳生成CO和CO2可使反响得

18、以进展。 ： TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(g) + O2(g) H1 = +175.4kJmol1 2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H2 =220.9kJmol1 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式： 。 氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反响的H 0填“或“=，判断依据： 。 氯化反响的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，那么尾气的吸收液依次是 氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，那么滤渣中含有 。2精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4

19、。示意图如下：物质a是 ，T2应控制在 。9. TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s) =TiCl4(g) + 2CO(g) H =45.5kJmol1 4000C-5000C平衡状态，升高温度，CO的量增大或 CO2的量减小，即2CO22CO + O2 平衡向右移动，说明CO2生成CO的反响是吸热反响。 饱和食盐水、 FeCl2溶液 TiO2、C (反响物有剩余) SiCl4 136左右 102021江苏卷，15分某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag 金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略。 ： NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解， 如：3NaClO 2

20、NaCl + NaClO3 AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3H2OAg(NH3)2+Cl+2H2O 常温时 N2H4H2O(水合肼)在碱性条件下能复原Ag(NH3) 2+： 4Ag(NH3)2+ + N2H4H2O 4Ag + N2 + 4NH4+ + 4NH3 + H2O 1“氧化阶段需在 80条件下进展，适宜的加热方式为 。2NaClO 溶液与 Ag 反响的产物为 AgCl、NaOH 和 O2，该反响的化学方程式为 。 HNO3也能氧化Ag，从反响产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是： 。3为提高Ag的回收率，需对“过滤的滤渣进展洗涤，并 。4假设省略“过滤，直接向冷却后

21、的反响容器中滴加10%氨水， 那么需要增加氨水的用量，除因过量NaClO与NH3H2O反响外 该条件下NaClO3与NH3H2O不反响，还因为 。5请设计从“过滤后的滤液中获取单质Ag的实验方案实验中须使用的试剂有： 2molL1水合肼溶液，1molL1H2SO4 ： 。10. 800C水浴加热 4Ag + 4NaClO + 2H2O 4AgCl + 4NaOH + O2；会释放出氮氧化物或NO、NO2，造成环境污染 将洗涤液(含银氨络离子)合并入过滤的滤液中。 未过滤掉的溶液会稀释参加的氨水， 且其中含有一定浓度的Cl，不利于AgCl与氨水反响。 向滤液含Ag(NH3)2+中滴加2molL1

22、水合肼溶液，搅拌使其充分反响，用1molL1H2SO4溶液吸收反响中放出的NH3，待溶液中无气泡产生，停顿滴加，静置，过滤、洗涤，枯燥。112021天津，14分H2S和SO2会对环境和人体安康带来极大的危害， 工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，答复以下方法中的问题H2S的除去 方法1：生物脱H2S的原理为：H2S + Fe2(SO4) 3 S + 2FeSO4 + H2SO4 4FeSO4 + O2 + 2H2SO4 2Fe2(SO4) 3 + 2H2O1硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5105倍， 该菌的作用是 。2由图1和图2判断使用硫杆菌的最正确条件为 。 假设反响

23、温度过高，反响速率下降，其原因是 。 方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S3随着参加反响的n(H2O2) /n(H2S)变化，氧化产物不同 当n(H2O2) /n(H2S) = 4时，氧化产物的分子式为 。SO2的除去 方法1(双碱法)：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生， NaOH溶液Na2SO3溶液。4写出过程的离子方程式： ； CaO在水中存在如下转化：CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2(s)Ca2+(aq) + 2OH(aq)， 从平衡移动的角度，简述过程NaOH再生的原理 。 方法2：用氨水除去SO2525，NH3H2O的Kb=1.8105，H2SO3的

24、Ka1=1.3102，Ka2=6.2108假设氨水的浓度为2.0molL1，溶液中的c(OH) = molL1将SO2通入该氨水中，当c(OH)降至1.0107 molL1时，溶液中的c(SO32) /c(HSO3) = 。11. 催化作用或 降低反响活化能 30、pH = 蛋白质变性( 或 硫杆菌失去活性 ) H2SO4 4H2O2 + H2S = H2SO4 + 4H2O 2OH+ SO2 = SO32+ H2O SO32与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成 6.0103 解：NH3H2O NH4+ + OH- Kb = = 1.8105 c(OH) =6.0103

25、 HSO3 H+ + SO32 Ka2 = = = 6.2108 c(SO32) /c(HSO3) = 元素化合物参考答案1.1Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4+ 2H2O。 2 2Fe3+Pb+SO42=PbSO4+2Fe2； 取a中红色溶液少量，参加过量Pb，充分反响后，红色褪去。 3 A、B； 将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加热至110， 充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤、洗涤并枯燥得到PbO固体。 2.12Cl2 + 2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O； AB 2 CaCO3、Ca(OH)2 ； 3蒸发浓缩、冷却结晶

26、3. 1Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + 3H+ 2 防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反响物的接触面积，加快反响速率。 Fe或铁 ； Al2O3(s) + 3C(s) + 2Cl2(g) = 2AlCl3(g) + 3CO(g) H = NaCl、NaClO、NaClO3 ； 除去FeCl3，提高AlCl3纯度。4. 1 +3 2 3 有氯气生成，污染较大 4 5 6 Li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料 5(1) SiO2 + 2CSi(粗硅) + 2CO SiO2 + 3CSiC + 2CO原子 (2) 冷凝(或降温) C (3) Si3N4 + 9H2O

27、= 4NH3+ 3H2SiO3 2 6. 加热(或煅烧) 电解法 a c 2Cl2(g) + TiO2(s) + 2C(s) TiCl4(l) + 2CO(g) H =85.6kJmol1 在直流电场作用下，CrO42通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液。CrO42、Cr2O72 NaOH和H27. Al2O3 + 2OH 2AlO2+ H2O 减小 石墨电极被阳极上产生的O2氧化 4CO32+ 2H2O4e 4HCO3+ O2 H2 NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al外表的Al2O3薄膜。8. 2：7 二氧化硅与碳酸钠高温下反响生成硅酸钠和二氧化碳 Fe Al(OH)3 小 CrO42

28、+ 2H+ Cr2O72+ H2O c 复分解反响 = 解：样品中Cr2O3的质量为m140% kg，那么生成K2Cr2O7的理论质量为m140% kg那么所得产品的产率为9. TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s) =TiCl4(g) + 2CO(g) H =45.5kJmol1 温度越高，CO的物质的量越多而CO2的物质的量少，说明CO2生成CO的反响是吸热反响 饱和食盐水、氯化亚铁溶液 TiO2、C SiCl4 136左右 10. 水浴加热 4Ag + 4NaClO + 2H2O 4AgCl + 4NaOH + O2；会释放出氮氧化物或NO、NO2，造成环境污染 将洗涤后的滤液合并入过滤的滤液中。 未过滤掉的溶液会稀释参加的氨水，且其中含有一定浓度的Cl，不利于AgCl与氨水反响。 向滤液中滴加2molL1水合肼溶液，搅拌使其充分反响，同时用1molL1H2SO4溶液吸收反响中放出的NH3，待溶液中无气泡产生，停顿滴加，静置，过滤、洗涤，枯燥11. 降低反响活化能 30、pH = 蛋白质变性(或硫杆菌失去活性) H2SO4 2OH+ SO2 = SO32+ H2O SO32与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成 6.0103