高考化学-工艺流程图-题型分类.pdf
《高考化学-工艺流程图-题型分类.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考化学-工艺流程图-题型分类.pdf(9页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、化学工艺流程化学工艺流程1 Li4Ti5O12和 LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3,还含有少量 MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:回答下列问题:(1)“酸浸实验中,铁的浸出率结果如下图所示.由图可知,当铁的净出率为70时,所采用的实验条件为_。(2)“酸浸”后,钛主要以 TiOCl42形式存在,写出相应反应的离子方程式_。(3)TiO2xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应40 min 所得实验结果如下表所示:温度/TiO2xH2O 转化率%30923595409745935088分析 40时 TiO2xH2O 转化率最高的原因_。(4)Li
2、2Ti5O15中 Ti 的化合价为+4,其中过氧键的数目为_.(5)若“滤液”中 c(Mg2+)=0。02 mol/L,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加 1 倍),使 Fe3+恰好沉淀完全即溶液中 c(Fe3+)=1105 mol/L,此时是否有 Mg3(PO4)2沉淀生成?_(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的 Ksp分别为 1。31022、1.01024.(6)写出“高温煅烧”中由 FePO4制备 LiFePO4的化学方程式.【答案】(1)100、2h,90,5h(2)FeTiO3+4H+4Cl=Fe2+TiOCl42+2H2O(3)低于 40,TiO2xH2O 转化反应速率随温
3、度升高而增加;超过 40,双氧水分解与氨气逸出导致TiO2xH2O 转化反应速率下降(4)4(5)Fe3+恰好沉淀完全时,c(PO43)=molL1=1.310-17 molL1,c3(Mg2+)c2(PO43-)(0。01)3(1。31017)2=1。71040KspMg3(PO4)2,因此不会生成 Mg3(PO4)2沉淀.(6)2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O+3CO22水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物.实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:回答下列问题:(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸
4、为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸.加入硝酸的目的是_,还可使用_代替硝酸.(2)沉淀 A 的主要成分是_,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为_.(3)加氨水过程中加热的目的是_.沉淀 B 的主要成分为_、_(填化学式)。(4)草酸钙沉淀经稀 H2SO4处理后,用 KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为:+H+H2C2O4Mn2+CO2+H2O。实验中称取 0.400 g 水泥样品,滴定时消耗了0.0500 molL1的 KMnO4溶液 36。00 mL,则该水泥样品中钙的质量分数为_.【答案】(1)将样品中可能存在的 Fe2+氧化为 F
5、e3+;双氧水(H2O2)(2)SiO2(或 H2SiO3);SiO2+4HFSiF4+2H2O(3)防止胶体生成,易沉淀分离;Fe(OH)3、(OH)3(4)45.03重铬酸钾是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。制备流程如图所示:回答下列问题:(1)步骤的主要反应为:FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反应配平后 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
6、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图所示。向“滤液 3中加入适量 KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到 K2Cr2O7固体。冷却到_(填标号)得到的 K2Cr2O7固体产品最多.a.80b。60c。40d。10步骤的反应类型是_。(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_。【答案】(1)2:7陶瓷在高温下会与 Na2CO3反应(2)铁Al(OH)3(3)小增大溶液中 H+,促进平衡 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 正向移动(4)d复分解
7、反应(5)4 4。高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为 MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:回答下列问题:(1)原料软锰矿与氢氧化钾按11 的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是。(2)“平炉”中发生的化学方程式为.(3)“平炉”中需要加压,其目的是。(4)将 K2MnO4转化为 KMnO4的生产有两种工艺。“歧化法”是传统工艺,即在 K2MnO4溶液中通入 CO2气体,使体系呈中性或弱酸性,K2MnO4发生歧化反应,反应中生成 K2MnO4、MnO2和(写化学式)。“电解法为现代工艺,即电解 K2MnO4水溶液
8、,电解槽中阳极发生的电极反应为,阴极逸出的气体是。“电解法”和“CO2歧化法”中,K2MnO4的理论利用率之比为。(5)高锰酸钾纯度的测定:称取1。0800 g 样品,溶解后定容于 100 mL 容量瓶中,摇匀.取浓度为0.2000 molL1的 H2C2O4标准溶液 20。00 mL,加入稀硫酸酸化,用 KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24。48 mL,该样品的纯度为(列出计算式即可,已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O)。【答案】(1)增大反应物接触面积,加快反应速率,提高原料利用率;(2)2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O;
9、(3)提高氧气的压强,加快反应速率,增加软锰矿转化率;(4)KHCO3;MnO42e=MnO4;H2;3:2;(5)。5过氧化钙微溶于水,溶于酸,可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题:(一)碳酸钙的制备(1)步骤加入氨水的目的是_.小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于_。(2)右图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是_(填标号)。a 漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b玻璃棒用作引流 c将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁d滤纸边缘高出漏斗 e用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二)过氧化钙的制备(3)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,
10、此时溶液呈_性(填“酸、“碱”或“中)。将溶液煮沸,趁热过滤.将溶液煮沸的作用是_。(4)步骤中反应的化学方程式为_,该反应需要在冰浴下进行,原因是_。(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是_。(6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_,产品的缺点是_。【答案】(1)调节溶液 pH 使 Fe(OH)3沉淀;过滤分离;(2)ade;(3)酸;除去溶液中溶解的CO2;(4)CaCl22NH3H2OH2O2=CaO22NH4Cl2H2O 或 CaCl22NH3H2OH2O26H2O=CaO28
11、H2O2NH4Cl;温度过高时过氧化氢分解;(5)去除结晶表面水分;(6)工艺简单、操作方便;纯度较低。6天青石(主要含有SrSO4和少量 CaCO3杂质)是获取锶元素的各种化合物的主要原料。回答下列问题(相关数据如下)I、(1)SrO2中氧元素的化合价为_。Sr(OH)2的碱性比 Mg(OH)2的碱性_。(填“强”或“弱”),25时 Mg(OH)2的溶度积为_。(2)工业上可以用 SrO 与铝粉充分混合,在真空加热反应生成金属锶和 3SrO8Al2O3,写出该反应的化学方程式_。、以天青石(主要含有SrSO4和少量 CaCO3杂质)生产 Sr(OH)2xH2O 的工艺如下:(3)滤渣 2 为
12、混有 CaCO3的 SrCO3,写出生成 SrCO3的化学方程式_。(4)加热水浸固体3 是为了获得较为纯净的Sr(OH)2涪液,此时应缓慢加热使沉淀颗粒长大,有利于_。(5)从趁热过滤后的滤液中得到 Sr(OH)2x H2O 产品的步骤为降温结晶、过滤、洗涤、干燥。为得到较大颗粒的 Sr(OH)2x H2O 晶体,可采用的方法是_(填一种)。(6)取 mg 纯净 Sr(OH)2x H2O 产品溶于水,加入过量纯碱溶液后过滤、洗涤、干燥后,得到 n g 滤渣,则 x=_(用含 m、n 的式子表示)。【答案】(1)-1强5。001010(2)27SrO+16A l=3SrO8Al2O3+24 S
13、r(3)SrSO4+2NH4HCO3=SrCO3+H2O+CO2+(NH4)2SO4(4)过滤分离(5)减慢冷却结晶的速度(6)7镍及其化合物用途广泛。某矿渣的土要成分是 NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等,如图是从该矿渣中回收 NiSO4的工艺路线:已知:(NH4)2SO4在 350以上会分解生成 NH3和 H2SO4,NiFe2O4在焙烧过程中生成 NiSO4、Fe2(SO4)3。锡(Sn)位子第五周期第 IVA 族。(1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨,混合研磨的目的是_.(2)”浸泡“过程中 Fe2(SO4)3生成 FeO(OH)的离子方程式为_,“
14、浸渣的成分除 Fe2O3、FeO(OH)外还含有_(填化学式)。(3)为保证产品纯度,要检测“浸出液”的总铁量:取一定体积的浸出液,用盐酸酸化后,加入 SnCl2将 Fe3+还原为Fe2+,所需 SnCl2的物质的量不少于 Fe3+物质的量的_倍;除去过量的 SnCl2后,再用酸性 K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的 Fe2+,还原产物为 Cr3+,滴定时反应的离子方程式_。“浸出液”中 c(Ca2+)=1.0103molL1,当除钙率达到 99时,溶液中 c(F)=_molL-1。己知 Ksp(CaF2)4.010-11(5)本工艺中,萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中 Ni2+、F
15、e2+的萃取率影响如图所示,V0/VA的最佳取值是_。(6)己知正十二烷可用作该工艺的萃取剂。用电化学制备正十二烷的方法为:向烧杯中加入50mL 甲醇,不断搅拌加入少量金属钠,再加入 11mL 正庚酸搅拌均匀,装好铂电极,接通电源反应,当电流明显减小时切断电源,然后提纯正十二烷.己知电解总反应为:2C6H13COONa+2CH3OHC12H26+2CO2+H2+2CH3ONa下列说法正确的是(_)A.图中电源的 A 极为直流电源的负极B.加入金属钠可以将酸转化为钠盐,提高离子浓度,增强导电性C.阳极电极反应为:2C6H13COO-2e=C12H26+2CO2D。反应一段时间后将电源正负极反接,
16、会产生杂质影响正十二烷的制备【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分(2)Fe3+2H2OFeO(OH)+3H+SiO2、CaSO4(3)0.5Cr2O72+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O(4)c(F+)=2.010-3 molL-1(5)0。25(6)D8某废催化剂含 58。2的 SiO2、21.0%的 ZnO、4.50%的 ZnS 和 12.8的 CuS 及少量的 Fe3O4.某同学用 15.0 g该废催化剂为原料,回收锌和铜。采用的实验方案如下,回答下列问题:已知:ZnS 与稀硫酸反应,且化合价不变;CuS 既不溶解于稀硫酸,也不与稀硫酸反应(1)在下列装
17、置中,第一次浸出反应装置最合理的_(填标号)。(2)滤液 1 中含有 Fe2+,选用提供的试剂进行检验,检验方法如下:_。(提供的试剂:稀盐酸KSCN 溶液KMnO4溶液NaOH 溶液碘水)(3)本实验要用到抽滤,设所用的洗涤剂为X,抽滤洗涤沉淀的操作_。(4)写出第二次浸出的化学反应方程式_,向盛有滤渣 1 的反应器中加 H2SO4和 H2O2溶液,应先加_。(5)滤渣 2 的主要成分是_。浓缩、结晶得到硫酸锌晶体的主要仪器名称是_。(6)某同学在实验完成之后,得到1。50 g CuSO45H2O,则铜的回收率为_.【答案】(1)D(2)取少量滤液 1,滴加高锰酸钾溶液,若褪色,则证明有亚铁
18、离子(3)关小水龙头,使洗涤剂X 缓缓通过沉淀物(4)CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O(5)H2SO4SiO2、S蒸发皿(6)30.9重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成分为FeOCr2O3)为原料生产,实验室模拟工业法用铬铁矿制 K2Cr2O7的主要工艺如下:请回答下列问题:(1)配平反应器中的反应_FeOCr2O3+NaOH+KClO3=Na2CrO4+Fe2O3+KCl+H2O(2)在反应器中,除了有Na2CrO4生成,同时Fe2O3转变为 NaFeO2,杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐,写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式
19、:_.(3)NaFeO2能发生强烈水解,在步骤中生成沉淀而除去,写出该反应的化学方程式:_。(4)步骤调节 pH 后过滤得到的滤渣是_简要叙述步骤的目的:_.(5)步骤中酸化所用的酸和流程中所用的某种盐最合适的是_(填字母)。A盐酸和氯化钾B硫酸和氯化钾C硫酸和硫酸锌D次氯酸和次氯酸钾(6)酸化时,CrO 转化为 Cr2O,写出平衡转化的离子方程式:_。【答案】(1)6、24、7、12、3、7、12(2)Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2(3)NaFeO22H2OFe(OH)3NaOHH2SiO3(4)Al(OH)3由于溶液中硅酸钠和偏铝酸钠发生水解,降低 pH 有利于水解平衡向正反应
20、方向移动,当 pH 调到 78 时,使它们水解完全(5)B(6)2CrO2H Cr2OH2O10某化学兴趣小组利用工业废弃固体(主要成分为Cu2S 和 FeS2)制备硫酸铜溶液和硫酸亚铁晶体,设计方案如图所示:已知:T时,KspCu(OH)2=2.01020,KspFe(OH)2=6.01016,KspFe(OH)3=1。01038。(1)为了提高废弃固体的灼烧速率,可以采取的措施有_、_(写出两条).(2)FeS2在空气中灼烧时氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(3)溶液 C 在氮气的环境下,通过_、_、过滤、洗涤、干燥制取硫酸亚铁晶体。(4)常温下,固体 D、O2和稀硫酸混合后几乎不反应,
21、但加入少量溶液C 立即发生反应,则溶液 C 对该反应起_作用,其中发生反应的离子方程式为_、_。(5)除杂时先加入双氧水,然后加入试剂Z 调节溶液的 pH 值使铁离子完全沉淀:加入的试剂 Z 可以是_。A NaOHBCuOCCu(OH)2DNH3H2O若除杂时溶液中 Cu2+浓度为 2.0molL1,则加入试剂 Z 调节溶液的 pH 至_。【答案】(1)将废弃固体粉碎成细小的颗粒通入氧气(2)11:4(3)蒸发浓缩冷却结晶(4)催化4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2OCu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+(5)BC3pH411低浓度 SO2废气的处理是工业难题,工业上常利用废碱渣(主要成分
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 化学 工艺 流程图 题型 分类
限制150内