高三化学一轮专题复习--工业流程题专题训练.docx
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1、高考化学一轮专题复习-工业流程题专题训练1铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为,含和等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:注:在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)加快“碱溶”速率的措施有_(至少列举2种)(2)向“过滤I”所得滤液中加入溶液,溶液的_(填“增大”、“不变”或“减小”)。(3)写出“电解I”的化学方程_。(4)“电解”是电解溶液,原理如图所示。A的化学式为_,交换膜是_(填“阴”或“阳”)离子交换膜。(5)以甲醇为燃料的新型电池,可做电解熔融氧化铝过程中的电源,使其成本降低,目前得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。B极上的电极反应式为
2、_。若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解硫酸铜溶液,若阴极产物只有铜,要使溶液复原,可向电解后的溶液中加入的物质有_。2工业上以硫铁矿烧渣(主要成分为、,含少量难溶性杂质)为主要原料制备的步骤如下。(1)酸浸:用足量硫酸溶液浸取烧渣中的铁元素。能提高铁元素的浸出率的措施有_(写出两条措施)。(2)沉铁:取10 mL“酸浸”后的滤液并加入9 g ,改变氨水用量,测得铁的沉淀率随氨水用量的变化如图所示。为提高铁的沉淀率,应控制氨水用量为_(填标号)。A4 mLB6 mLC8 mLD10 mL氨水用量小于4 mL时,铁的沉淀率变化幅度很小,其原因可能为(不考虑氨水与反应)_。(3)过滤:“沉铁”后
3、过滤,滤渣中含有FeOOH和,滤液中浓度最大的阳离子是_(填化学式)。(4)焙烧:FeOOH和在空气中高温熔烧后均可得到,反应的化学方程式分别为_、_。3二氧化锗(GeO2)可用于光谱分析和制备催化剂、半导体材料。对ISP炼锌过程所得锗渣(主要成分GeO、GeO2、ZnOFe2O3,含有SiO2、难溶物杂质)进行处理的流程如下:已知:KspZn(OH)2=1.010-17, KspFe(OH)3=1.010-38;溶液中离子浓度10-5molL-1时,认为该离子沉淀完全。回答下列问题:(1)二氧化锗(GeO2)中锗元素的化合价_。(2)“调pH”时,首先生成沉淀的离子为_(填离子符号),该离子
4、恰好沉淀完全的pH为_。(3)“还原焙烧”过程中,主要反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(4)“氧化吸收”过程中,主要反应的离子方程式为_;在一定时间内GeO的氧化吸收率与温度的关系如图所示。T0时吸收率最高的原因为_。(5)实验室进行“氯化蒸馏”时,蒸馏所用的主要玻璃仪器有酒精灯、锥形瓶、直形冷凝管、牛角管和_。(6)“水解”时,需控制温度为95的目的为_。4高纯氧化铁可作现代电子工业材料。以下是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁(Fe2O3)的生产流程示意图。已知当溶液的pH大于6.5,Fe2+开始转化成Fe(OH)2。(1)步骤中
5、过滤所得滤渣的主要成分是_,工业上可以利用一种弱酸溶解该物质,该弱酸为_。(2)步骤中加入铁粉的目的是_。(3)在空气中煅烧FeCO3可制备高纯氧化铁,煅烧所需的主要仪器为_(写一种仪器名称),FeCO3在煅烧前应充分洗涤干净,写出实验室洗涤沉淀的方法_。(4)写出煅烧FeCO3可制备高纯氧化铁反应的化学方程式:_。5一种以NH4Cl酸性蚀铜废液含NH4Cl,Cu(NH3)4Cl2、CuCl、CuSO4及盐酸等为原料制备CuCl并回收Cu(OH)2的工艺流程如图:已知:CuCl溶于浓盐酸,难溶于水,不溶于乙醇。回答下列问题:(1)“反应1”中,NaCl、Cu与CuSO4反应的离子方程式为_;生
6、产中常将“过滤1”的滤渣返回到“反应1”中,其目的是_。(2)“水解”步骤中,溶液中的CuCl43-在加入大量水稀释即可析出CuCl,原因是_(结合离子方程式,从平衡角度分析)。(3)湿的CuCl在空气中易被氧化为Cu2(OH)3Cl,该反应的化学方程式为_。(4)“反应2”需加入的试剂X是_;“吹脱”出来的NH3可用于生产碳铵化肥,主要反应的化学方程式为_。(5)测定产品中CuCl质量分数的步骤如下:称取ag产品,加入稍过量的FeCl3溶液,待溶解后用邻菲罗啉作指示剂,立刻用cmolL-1的Ce(SO4)2标准溶液滴定到终点,消耗标准溶液VmL。则产品中CuCl的质量分数为_(已知滴定反应为
7、Ce4Fe2=Ce3Fe3,列出计算式)。6三氯化六氨合钴(III)(Co(NH3)6Cl3 是合成其他含钴配合物的重要原料。在活性炭的催化作用下,通过氧化二氯化六氨合钴(II)得到三氯化六氨合钴(III)制备流程如下:资料:钴离子常见价态有+2(II)价,+3(III)价,Co(II)离子能在水溶液中稳定存在,但 Co(III)离子不能稳定存在,只能以固态或络合物形式(如Co(NH3)63+)稳定存在溶液中。 Co2+在 pH=9.4 时完全沉淀为 Co(OH)2(1) 实验中需要将 CoCl26H2O 晶体研细,其目的是:_。(2)在加入浓氨水前先加入大量 NH4Cl溶液,请结合平衡原理解
8、释原因_。(3)在“氧化”过程中需水浴控温在 5060,温度不能过高,原因是_。(4)写出“氧化”过程中反应的离子方程式_。(5)为测定产品中钴的含量,进行下列实验:称取样品 4.000 g 于烧瓶中,加水溶解,加入足量的 NaOH 溶液,加热至沸 1520 min,将 Co(NH3)6Cl3 完全转化为 Co(OH)3,冷却后加入足量 KI 固体和 HCl 溶液,充分反应一段时间后,将烧瓶中的溶液全部转移至 250.00 mL 容量瓶中,加水定容,取其中 25.00 mL 试样加入到锥形瓶中;用 0.100 0 molL 1 Na2S2O3 标准溶液滴定,溶液变为浅黄色后,加入淀粉溶液作指示
9、剂继续滴定至终点,重复 2 次实验,测得消耗 Na2S2O3 溶液的平均体积为 15.00 mL。(已知:2Co32I=2Co2I2 ,I2 2S2O32=2IS4O62).通过计算确定该产品中钴的含量_。7氟化铬可用作毛织品防蛀剂、卤化催化剂、大理石硬化及着色剂。以铬云母矿石(含4.5%Cr2O3,还含Fe2O3、FeO、MgO、SiO2)为原料制备氟化铬的工艺流程如下。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH:氢氧化物Fe(OH)3Mg(OH)2Cr(OH)3Fe(OH)2开始沉淀的pH2.38.84.97.5沉淀完全的pH4.110.46.89.7请回答下列问题:(1)Fe2O3、M
10、gO、FeO、SiO2中属于碱性氧化物的有_种。(2)Cr2O3与稀硫酸反应的化学方程式为_。(3)第一次滴加氨水调节pH范围为_。(4)第二次滴加氨水调节pH为6.88.8的目的是_,Cr(OH)3与Al(OH)3一样具有两性,若第二次滴加的氨水改为NaOH溶液,生成的Cr(OH)3会部分溶解,写出Cr(OH)3溶解的离子方程式:_。8氯化铬晶体是一种重要的工业原料,工业上常用铬酸钠来制备。实验室中以红矾钠为原料制备的流程如下:已知:;不溶于乙醚,易溶于水、乙醇,易水解;甲醇,无色液体,有毒,沸点64.7,易燃。请回答:(1)碱溶的目的是_。(2)还原时先加入过量再加入10%HCl,生成,该
11、反应的离子方程式为_。(3)用蒸馏法从滤液中分离出循环使用。下列有关蒸馏实验说法正确的是_(填序号)。A蒸馏开始,应先加热再通冷凝水B通过蒸馏可除去液体中难挥发或不挥发的杂质C若温度计插入混合液中,则会收集到沸点偏高的杂质D当蒸馏沸点过高的成分时,应用空气冷凝实验设计用下图装置进行蒸馏,该装置中存在的错误有_。在改正后的装置中,在仪器A中加入沸石,再加入滤液,蒸馏,收集蒸馏出的。有的同学认为,该过程中需要加入CaO,防止水随一起蒸出,你认为是否有必要并说明理由:_。(4)请补充完整由过滤后得到的固体制备的实验方案(可供选择的试剂:盐酸、硫酸、蒸馏水、乙醇、乙醚):将过滤后所得固体_,_,冷却结
12、晶,过滤,_,低温干燥,得到。9砷为VA族元素,金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸()形式存在,可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如图:已知:.与过量的存在以下反应:;.亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。(1)回答下列问题亚砷酸中砷元素的化合价为_;砷酸的第二步电离方程式为_;“一级沉砷”中的作用是_;“二级沉砷”中与含砷物质反应的化学方程式为_;沉淀为_(填化学式)。(2)冶炼废渣中的砷元素主要以的形式存在,可用古氏试砷法半定量检测。步骤1:取废渣样品,粉碎后与锌粉混合,加入共热,生成气体。步骤2:将气体通入溶液中,生成银镜和。步骤3:取废
13、渣样品,重复上述实验,未见银镜生成。的电子式为_;步骤2的离子方程式为_。10孔雀石主要含Cu2 (OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。某工厂以孔雀石为主要原料制备CuSO45H2O及纳米材料G,主要步骤如图:已知该条件下,通过调节溶液的酸碱性而使Fe3+、Fe2+、Cu2+生成沉淀的pH分别如表:物质 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH Fe(OH)32.2 3.0 Fe(OH)27.6 9.6 Cu(OH)24.7 6.4 请回答下列问题:(1)写出孔雀石主要成分Cu2(OH)2CO3与稀硫酸反应的化学方程式_。(2)溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。要检验其中的Fe
14、3+应选择下列试剂中的_。AKMnO4BNaOHCH2O2DKSCN(3)溶液A中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。试剂是一种氧化剂,把Fe2+氧化成Fe3+的;该工厂选用试剂最好为下列中的_(填代号)。写出试剂氧化Fe2+的离子方程式_。a.H2O2 b.空气 c.Cl2 d.KSCN(4)向溶液B中加入试剂的化学式为_,操作I的名称是_。(5)若以离子浓度降至110-5molL-1为沉淀完全,根据表中数据推算出kspFe(OH)3=_。11铝硅铁合金(AlxFeySiz)是炼钢过程中重要的脱氧剂。为测定其化学式,设计了如下流程,根据流程回答下列问题:(1)操作的名称是_。(2)固体
15、A可用于生产半导体材料,固体A为_。(3)通入氯气的作用是_,此时发生反应的离子方程式为_。(4)向溶液B中滴加氢氧化钠溶液的过程中产生沉淀的物质的量与加入氢氧化钠溶液的体积关系正确的是_。(填正确答案标号)。ABCD(5)生成固体C的同时还生成NaHCO3,该反应离子方程式为_。(6)实验测定固体A的质量为560g,铝的质量为810g,铁红的质量为80g,则铝硅铁合金的化学式为_,该流程中铝硅铁合金与过量盐酸反应,在标准状况下产生的气体的体积V=_L。12工业硫酸锰中杂质(Fe、Ca、Mg等元素的离子)含量较高,利用下图流程可制取锂离子电池所需的纯度较高的硫酸锰溶液。已知:步骤ii反应前后杂
16、质含量检测结果(以350g/L 溶液计)如下:杂质反应前/g反应后/g去除率/%、0.0012750.001270_0.4900000.02151095.610.2520000.02510090.04(1)步骤i用90的水的目的是_。(2)由步骤i可推理知:滤渣b中含有的物质是_;该条件下,Mn、Ca、Mg元素氟化物溶度积常数由大到小顺序为(写化学式):_。(3)步骤iii反应离子方程式为_;其中“酸性溶液”可替换为_。(4)已知步骤iv条件下,生成氢氧化物沉淀的pH如下:开始沉淀时6.31.58.3完全沉淀时8.32.89.8根据表中数据解释该步目的是_。(5)若省略操作X,其他步骤不变,也
17、可使钙、镁的去除率较高。猜想可能的原因是(写一种即可)_;设计实验验证你的假设是否成立:_。13三氯乙醛(CCl3CHO)是生产农药、医药的重要中间体,实验室制备三氯乙醛的反应装置示意图(加热装置未画出)和有关数据如图:制备反应原理:C2H5OH4Cl2CCl3CHO5HCl。反应过程中 C2H5OH和HCl 可能会生成副产物 C2H5Cl,同时CCl3CHO(三氯乙醛)也能被次氯酸继续氧化生成 CCl3COOH(三氯乙酸)相关物质的相对分子质量及部分物理性质:相对分子质量熔点/C沸点/C溶解性C2H5OH46-114.178.3与水互溶CCl3CHO147.5-57.597.8可溶于水、乙醇
18、CCl3COOH163.558198可溶于水、乙醇、三氯乙醛C2H5Cl64.5-138. 712.3微溶于水,可溶于乙醇(1)A 中所发生反应的离子方程式为_。(2)仪器 C 的名称为_,仪器 E 的进水口为_(填“a”或“b”)。(3)装置 D 中的试剂应为_。(4)反应结束后,有人提出先将 C 中的混合物冷却到室温,再用分液的方法分离出三氯乙酸杂质。你认为此方案是否可行_(填“是”或“否”),原因是_。(5)该设计装置中存在一处缺陷是_,导致引起的后果是_。(6)测定产品纯度:称取产品4.6 g 配成待测溶液 100.00 mL,取待测液 10.00 mL 于滴定瓶中,加入0.1000
19、mol/L 碘标准溶液 25.00 mL,再加入适量 Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用 0.02000 mol/LNa2S2O3 溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得平均消耗Na2S2O3溶液 20.00 mL。则产品的纯度为_(计算结果保留四位有效数字)。滴定原理:CCl3CHOOH-=CHCl3HCOO-,HCOO-I2 =H2I-CO2 ,I22S2O =2I-S4O。14氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染等行业,CuCl难溶于醇和水,在Cl-浓度较大体系中发生CuCl(s)+Cl-CuCl变化,在潮湿空气中易水解氧化。用硫化铜矿生产CuCl工艺流程如图
20、。(1)“溶解”过程中温度需控制在6070的原因是_,“溶解”时转化成的反应离子方程式为_。(2)“反应”中Cu+的沉淀率与NH4Cl投料关系如图所示,图中A、C两点c(Cu+)的大小关系是:A点_C点(填“”“=”或“”);B点到C点Cu+沉淀率下降的原因是_。(3)干燥CuCl固体需在真空中进行,原因是_。15某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4、较多的CuSO4和少量Na2SO4,为了减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。请根据下列流程图,完成回收硫酸亚铁和铜的实验方案。(1)操作a的名称为_,所需要的玻璃仪器为烧杯、_、_。(2)加入的试剂为_。(3)鉴别溶液D
21、中的金属阳离子时,应加入的试剂依次是_溶液、_溶液,现象依次是_;请写出鉴别过程中属于氧化还原反应的离子方程式:_。(4)若取2mL溶液D加入试管中,然后滴加氢氧化钠溶液,产生的现象是_;此现象涉及氧化还原反应的化学方程式是_。试卷第11页,共11页学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司参考答案:1 搅拌、增加碱的浓度、加热、粉碎 减小 阳 或【分析】以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝,由流程可知,加NaOH溶解时Fe2O3不反应,由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀,过滤得到的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠,碳酸氢钠与偏铝酸钠反应
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