高二化学复习化工流程型实验题学生.doc
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1、化工流程实验题 一、常见的化工术语关键词释义研磨、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化,增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分灼烧(煅烧)使固体在高温下充分分解、氧化或改变结构等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿浸取向固体中加入适当溶剂或溶液,使其中可溶性的物质溶解,包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等浸出率溶解的物质占原物质的百分含量酸浸在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的过程水浸与水充分反应或溶解过滤固体与液体的分离滴定可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定蒸发结晶蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会以晶体析出蒸发浓缩蒸发除去部分溶剂
2、,提高溶液的浓度水洗用水洗去可溶性杂质,类似的还有酸洗、醇洗等酸作用溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等碱作用去油污、去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH、促进水解(沉淀) 考点二、常见的操作与答题角度常见的操作答题要考虑的角度加过量试剂使反应完全进行(或增大转化率、产率)等加氧化剂氧化某物质,生成目标产物或除去某些离子判断能否加其他物质要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等来源:学_科_网Z_X_X_K分离、提纯过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作提高原子利用率绿色化学(经济性或环保性)在空气中或在其他气体中进行的反应或操作要考虑O2、H2O、CO2或其他气体
3、是否参与反应或能否达到隔绝空气,防氧化、水解、潮解等目的判断沉淀是否洗涤干净取最后洗涤液少量,检验其中是否还有某种离子存在等控制溶液的pH调节溶液的酸碱性,抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀)“酸作用”还可除去氧化物(膜)“碱作用”还可除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)防止副反应的发生使化学平衡移动;控制化学反应的方向控制固体的溶解与结晶(如趁热过滤能防止某物质降温时析出)控制反应速率;使催化剂达到最大活性升温:促进溶液中的气体逸出,使某物质达到沸点挥发加热煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离趁热
4、过滤:减少因降温而析出的溶质的量来源:学科网降温:防止物质高温分解或挥发;降温(或减压)可以减少能源成本,降低对设备的要求洗涤晶体水洗:通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质“冰水洗涤”:能洗去晶体表面的杂质离子,且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗用特定有机试剂清洗晶体:洗去晶体表面的杂质,降低晶体的溶解度、有利于析出,减少损耗等表面处理用水洗除去表面可溶性杂质,金属晶体可用机械法(打磨)或化学法除去表面氧化物、提高光洁度等高频考点一、化工流程与物质制备例1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
5、应为6CxLixe=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。回答下列问题:(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为_。(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_。(3)“酸浸”一般在80下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式_;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是_。(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_。(5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式_。(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
6、)。【变式探究】某工厂利用褐煤烟灰(主要成分为碳、二氧化锗,还有少量氧化铝和二氧化硅)制取纯GeO2的主要流程如下:已知:GeO2是一种难溶于水的偏弱酸性的两性氧化物,GeCl4的沸点是83.1 。(1)写出二氧化锗与碳酸钠焙烧时发生反应的化学方程式:_。(2)用水浸取焙烧物长达2 h的目的是_。(3)“酸化”至溶液中盐酸浓度为5.3 molL1时有利于生成四氯化锗,写出该反应的化学方程式:_。(4)若滤液“酸化”时酸度不够,溶液会出现明显的浑浊,原因是_。(5)操作“X”的名称为_。(6)四氯化锗与高纯水反应的化学方程式为_。高频考点二、化工流程与物质的分离例2氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、
7、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌含有Fe()、Mn()、Ni()等杂质的流程如下:工业ZnO浸出液滤液滤液滤饼ZnO提示:在本实验条件下,Ni()不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2。回答下列问题:(1)反应中除掉的杂质离子是_,发生反应的离子方程式为_;在加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是_。(2)反应的反应类型为_,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有_。(3)反应形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是_。(4)反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2,取干燥后的滤饼11.2 g,煅烧后可得到产品8.1 g,则x等于_。【变式探究】平板电视显示屏生产过程中
8、产生大量的废玻璃粉末,其中含有SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质。二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物,某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下:(1)第步反应的化学方程式是_,检验滤渣A是否洗净的方法是_。(2)第步反应的离子方程式是_。(3)萃取是分离稀土元素的常用方法,化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来。实验室进行萃取操作需要用到分液漏斗,分液漏斗在使用前需要进行的操作是_;TBP是一种磷酸三丁酯,产物应该从分液漏斗的_(填“上口倒出”或“下口倒出”)。(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.5 g,加硫酸溶解后,用0.100 0
9、 molL1 FeSO4标准溶液滴定终点时(铈被还原为Ce3),消耗20.00 mL标准溶液,该产品中Ce(OH)4的质量分数为_(保留小数点后一位)。1【2016年高考北京卷】(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反应生成PbSO4的化学方程式是_。来源:(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:_。下列实验方案可证实上述催化过程。将实
10、验方案补充完整。a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。b._。(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如图所示。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_(选填序号)。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,提高脱硫效率过滤的目的是提纯,综合上述溶解度曲线,简述过程的操作_。2【2016年高考新课标卷】(14分)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
11、法。回答下列问题:来源:学*科*网Z*X*X*K(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CaCO3滤液 白色晶体(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,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
12、)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_。3【2015新课标卷理综化学】(15 分)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂,回答下列问題:(1)工业上可用KC1O3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 。(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:电解时发生反应的化学方程式为 。溶液X中大量存在的阴离子有_。除去ClO2
13、中的NH3可选用的试剂是 (填标号)。a水b碱石灰C浓硫酸d饱和食盐水来源:(3)用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量:在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入 3 mL 稀硫酸:在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;来源:将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中:用0.1000 molL-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32-2I+S4O62-),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中:锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为 。玻璃液封装置的作用是 。V中加入的指示剂通常为 ,滴
14、定至终点的现象是 。测得混合气中ClO2的质量为 g。(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是_(填标号)。a明矾 b碘化钾c盐酸 d硫酸亚铁【巩固练习】1以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下:氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题:(1)欲制备10.7gNH4Cl,理论上需NaCl_g。(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有_、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。(3)“冷却结晶”过程中,析出NH4Cl晶体的合适温度为_。(4)不用其它试剂,检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是_。(5)若NH4Cl产
15、品中含有硫酸钠杂质,进一步提纯产品的方法是_。2四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣(主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合价为+4)作原料,生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下:请回答下列问题: (1)硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是_。(2)向滤液中加入铁粉,发生反应的离子方程式为:_、_。(3)在实际生产过程中,向沸水中加入滤液,使混合液pH达0.5,钛盐开始水解。水解过程中不断通入高温水蒸气,维持溶液沸腾一段时间,钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用:_ _。过滤分离出水合二氧化钛沉淀后,将滤液返回的主要目的是充分利用滤
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