2022年高考化學(xué)真題分項(xiàng)解析 專(zhuān)題15《工藝流程》
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1、2022年高考化學(xué)真題分項(xiàng)解析 專(zhuān)題15《工藝流程》 1.【xx浙江理綜化學(xué)】某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質(zhì))制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O),設(shè)計(jì)了如下流程: 下列說(shuō)法不正確的是( ) A.溶解燒渣選用足量硫酸,試劑X選用鐵粉 B.固體1中一定含有SiO2,控制pH是為了使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,進(jìn)入固體2 C.從溶液2得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品的過(guò)程中,須控制條件防止其氧化和分解 D.若改變方案,在溶液1中直接加NaOH至過(guò)量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSO4·7H2O
2、 【答案】D 【考點(diǎn)定位】本題以流程圖的形式考查離子反應(yīng)、物質(zhì)分離、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)條件控制等。涉及試劑的選擇、溶液pH控制、硫酸亞鐵性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)條件選擇和控制等。 【名師點(diǎn)晴】離子推斷題的發(fā)展主要以離子反應(yīng)為前提,主要考查學(xué)生在熟練掌握陰陽(yáng)離子性質(zhì)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行定性推斷,考查方式為離子的判斷、離子間的反應(yīng)方程式,在此基礎(chǔ)上會(huì)結(jié)合相關(guān)化學(xué)量的計(jì)算,還有綜合推斷型,主要考查學(xué)生定性分析和定量分析的綜合能力,還會(huì)出現(xiàn)與元素化合物知識(shí)相結(jié)合??疾閷W(xué)生的綜合解題能力。考查了學(xué)生對(duì)知識(shí)理解、綜合運(yùn)用能力及閱讀材料接受信息的能力和思維能力,對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握情況,能夠很好地考查考生所掌握的化學(xué)知識(shí)
3、結(jié)構(gòu)。這道高考題為一道中高檔題,能力要求較高。 【注】本題分類(lèi)與專(zhuān)題5、15 2.【xx上?;瘜W(xué)】實(shí)驗(yàn)室回收廢水中苯酚的過(guò)程如右圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是( ) A.操作I中苯作萃取劑 B.苯酚鈉在苯中的溶解度比在水中的大 C.通過(guò)操作II苯可循環(huán)使用 D.三步操作均需要分液漏斗 【答案】B 【解析】A.苯酚容易溶于有機(jī)溶劑苯,而難溶于水,水與苯互不相溶,因此 可用苯作萃取劑將含有苯酚的廢水中的苯萃取出來(lái),操作I中苯作萃取劑,正確。B.苯酚鈉容易溶于水,而難溶于苯,因此在苯中的溶解度比在水中的小,錯(cuò)誤。C.向萃取分液后的含有苯酚的溶液中加入NaOH溶液,發(fā)生反應(yīng):N
4、aOH+C6H5OH=C6H5ONa+H2O,C6H5ONa容易溶于水,而與苯互不相溶,然后分液,得到的苯可再應(yīng)用于含有苯酚的廢水的處理,故通過(guò)操作II苯可循環(huán)使用,正確。D.再向含有苯酚鈉的水層加入鹽酸,發(fā)生 :C6H5ONa+HCl=C6H5OH+NaCl,苯酚難溶于水,密度比水大,在下層,通過(guò)分液與水分離開(kāi),通過(guò)上述分析可知在三步操作中都要進(jìn)行分液操作,因此要使用分液漏斗,正確。 【考點(diǎn)定位】考查廢水中的物質(zhì)回收利用的知識(shí)。 【名師點(diǎn)睛】化學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性學(xué)科。進(jìn)行混合物的分離、提純、物質(zhì)的純度的檢驗(yàn)是化學(xué)經(jīng)常要進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?;旌衔锓蛛x方法有過(guò)濾、蒸餾、萃取、分液、熱分解方法等。要根
5、據(jù)被提純的物質(zhì)的性質(zhì)及雜質(zhì)的性質(zhì)的不同,采用不同的方法分離結(jié)合分離方法確定儀器的使用及操作的步驟及先后。 3.【xx天津理綜化學(xué)】(18分)廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物,其中銅的含量達(dá)到礦石中的幾十倍。濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽礬,流程簡(jiǎn)圖如下: 回答下列問(wèn)題: (1)反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3 )42+,反應(yīng)中H2O2 的作用是 。寫(xiě)出操作①的名稱(chēng): 。 (2)反應(yīng)II是銅氨溶液中的Cu(NH3 )42+與有機(jī)物RH反應(yīng),寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式: 。操作②用到的主要儀
6、器名稱(chēng)為 ,其目的是(填序號(hào)) 。 a.富集銅元素 b.使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離 c.增加Cu2+在水中的溶解度 (3)反應(yīng)Ⅲ是有機(jī)溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和 。若操作③使用右圖裝置,圖中存在的錯(cuò)誤是 。 (4)操作④以石墨作電極電解CuSO4 溶液。陰極析出銅,陽(yáng)極產(chǎn)物是 。操作⑤由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是 。 (5)流程中有三次實(shí)現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用,已用虛線(xiàn)標(biāo)出兩處,第三處的試劑是 。循環(huán)使用的NH4Cl在反應(yīng)Ⅰ中的主要作用是 。 【答案】(1)作氧化劑
7、 過(guò)濾 (2)Cu(NH3 )42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2 分液漏斗 a b (3)RH 分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁 液體過(guò)多 (4)O2 H2SO4 加熱濃縮 冷卻結(jié)晶 過(guò)濾 (5)H2SO4 防止由于溶液中的c(OH-)過(guò)高,生成Cu(OH)2沉淀 【解析】(1)反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3 )42+,Cu被氧化,則反應(yīng)中H2O2 的作用是作氧化劑;操作①是把濾渣和液體分離,所以該操作為過(guò)濾; (2)根據(jù)流程圖可知,Cu(NH3 )42+與有機(jī)物RH反應(yīng)生成CuR2和氨氣、氯化銨,所以該反應(yīng)的離子方程式是C
8、u(NH3 )42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2 ;操作②是把水層與有機(jī)層分離,所以為分液操作,需要的主要儀器為分液漏斗;Cu元素富集在有機(jī)層,所以該操作的目的是富集Cu元素,使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離,答案選ab; (3)CuR2中R元素為-1價(jià),所以反應(yīng)Ⅲ是有機(jī)溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和RH;操作③使用的過(guò)濾操作中分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁,且分液漏斗內(nèi)的液體太多; (4)以石墨作電極電解CuSO4 溶液。陰極析出銅,則陽(yáng)極為陰離子氫氧根放電,生成氧氣,導(dǎo)致氫離子濃度增大,所以陽(yáng)極的產(chǎn)物有O2 、H2SO4;由溶液得到晶體的操作步驟一般為加熱濃縮
9、冷卻結(jié)晶 過(guò)濾; (5)操作④中得到的硫酸可用在反應(yīng)III中,所以第三種循環(huán)的試劑為H2SO4 ;氯化銨溶液為酸性,可降低溶液中氫氧根離子的濃度,防止由于溶液中的c(OH-)過(guò)高,生成Cu(OH)2沉淀。 4.【xx四川理綜化學(xué)】(16分)為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。 活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程
10、式是 。 (2)檢驗(yàn)第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇 (填字母編號(hào))。 A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液 (3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是 。 (4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。 已知25℃,101kPa時(shí):4Fe(s) + 3O2 (g) =2Fe2O3(s) =-1648
11、kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) =-393kJ/mol 2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s) =-1480kJ/mol FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是 。 (5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+ FeS2= Fe +2Li2S,正極反應(yīng)式是
12、 。 (6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%。將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3 kg。 【答案】 (1)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O (2)C (3)Fe2+被氧化為Fe3+,F(xiàn)e3+水解產(chǎn)生H+。 (4)4FeCO3(s)+O2(g) =2Fe2O3(s)+ 4CO2(g) =-260kJ/mol。 (5)FeS2+4e-= Fe +2S2- (6)-kg。
13、 【解析】(1)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O (2)若Fe3+沒(méi)有完全還原,則可以用KSCN檢驗(yàn)。 (3)部分Fe2+被氧化為Fe3+。 (4)根據(jù)蓋斯定律可得:4FeCO3(s)+O2(g) =2Fe2O3(s)+ 4CO2(g) =-260kJ/mol。 (5)正極得電子,化合價(jià)降低,可得正極方程式:FeS2+4e- = Fe +2S2- (6)由于最終得到FeSO4,根據(jù)元素守恒,n(Fe)=n(S),F(xiàn)e來(lái)自于Fe2O3、FeS2、FeCO3;S來(lái)自于FeS2、H2SO4則有: ( ×2 + ×2×)×96% + = + ×2××2 ×96% 則得答案:
14、-kg。 5.【xx山東理綜化學(xué)】(19分)毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)),實(shí)驗(yàn)室利用毒重石制備BaCl2·2H2O的流程如下: (1)毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨,目的是 。實(shí)驗(yàn)室用37%的鹽酸配置15%的鹽酸,除量筒外還需使用下列儀器中的 。 a.燒杯 b.容量瓶 c.玻璃棒 d.滴定管 (2) Ca2+ Mg2+ Fe3+ 開(kāi)始沉淀時(shí)的pH 11.9 9.1 1.9 完全沉淀時(shí)的pH 13.9 11.1 3.2 加入NH3·H2O調(diào)節(jié)pH=8可除去 (
15、填離子符號(hào)),濾渣Ⅱ中含 (填化學(xué)式)。加入H2C2O4時(shí)應(yīng)避免過(guò)量,原因是 。 已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9 (3)利用簡(jiǎn)潔酸堿滴定法可測(cè)定Ba2+的含量,實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行。 已知:2CrO42—+2H+=Cr2O72—+H20 Ba2++CrO42—=BaCrO4↓ 步驟Ⅰ 移取xml一定濃度的Na2CrO4溶液與錐形瓶中,加入酸堿指示劑,用b mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),測(cè)得滴加鹽酸體積為V0mL。 步驟Ⅱ:移取y mLBaCl2溶液于錐形瓶中,加入x
16、 mL與步驟Ⅰ 相同濃度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸堿指示劑,用b mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),測(cè)得滴加鹽酸的體積為V1mL。 滴加鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)應(yīng)用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的 (填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的濃度為 mol·L-1,若步驟Ⅱ中滴加鹽酸時(shí)有少量待測(cè)液濺出,Ba2+濃度測(cè)量值將 (填“偏大”或“偏小”)。 【答案】(1)增大接觸面積從而使反應(yīng)速率加快;ac (2)Fe3+;Mg(OH)2、Ca(OH)2;H2C2O4過(guò)量會(huì)導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀,產(chǎn)品的產(chǎn)量減少。 (3)上方;(V0b—V1
17、b)/y;偏小。 6.【xx福建理綜化學(xué)】(15分)無(wú)水氯化鋁在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。 (1)氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體,其反應(yīng)的離子方程式為 。 (2)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制取無(wú)水氯化鋁的一種工藝流程示意如下: 已知: 物質(zhì) SiCl4 AlCl3 FeCl3 FeCl2 沸點(diǎn)/℃ 57.6 180(升華) 300(升華) 1023 ①步驟Ⅰ中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多,其作用是 (只要求寫(xiě)出一種)。 ②步驟Ⅱ中若不通入氯氣和氧氣,則反應(yīng)生成相對(duì)原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是
18、 。 ③已知: Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1344.1kJ ·mol-1 2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1169.2kJ ·mol-1 由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為 。 ④步驟Ⅲ經(jīng)冷卻至室溫后,氣體用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的鹽主要有3種,其化學(xué)式分別為 ________。 ⑤結(jié)合流程及相關(guān)數(shù)據(jù)分析,步驟Ⅴ中加入鋁粉的目的是 。 【答案】(15分)(1)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ (2)①防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解
19、或增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率。 ②Fe或鐵 ;③Al2O3(s)+3C(s)+2Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9kJ/mol; ④NaCl、NaClO、NaClO3 ;⑤除去FeCl3,提高AlCl3純度。 【解析】(1)氯化鋁是強(qiáng)酸弱堿鹽,在溶液中Al3+發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鋁膠體,其反應(yīng)的離子方程式為Al3++3H2OAl(OH)3+3H+;(2)①步驟Ⅰ中焙燒使固體中的水分揮發(fā),導(dǎo)致氣孔數(shù)目增多,其作用是可以防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解。同時(shí)由于增大反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)速率加快。②根據(jù)物質(zhì)中含有的元素組成可知:若在步驟Ⅱ中不通入
20、氯氣和氧氣,則反應(yīng)生成相對(duì)原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是鐵。③第一個(gè)式子減去第二個(gè)式子,整理可得:Al2O3(s)+3C(s)+2Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9kJ/mol;④步驟Ⅲ經(jīng)冷卻至室溫后,氣體用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的鹽主要有3種,Cl2與濃 NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NaCl、NaClO3和水,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液變稀。這時(shí)Cl2與稀的NaOH溶液發(fā)生反應(yīng),形成NaCl、NaClO。因此得到的三種鹽的化學(xué)式分別為NaCl、NaClO、NaClO3 。⑤由于Al的活動(dòng)性比Fe強(qiáng),在步驟Ⅴ中加入鋁粉,就可以將鐵置換出來(lái),達(dá)到除去除去FeCl3,提高A
21、lCl3純度的目的。 【考點(diǎn)定位】考查鹽的水解、反應(yīng)條件的控制、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)反應(yīng)充分的確定及化學(xué)試劑的作用的判斷的知識(shí)。 7.【xx安徽理綜化學(xué)】(14分)硼氫化鈉(NaBH4)在化工等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值,某研究小組采用偏硼酸鈉NaBO2為主要原料制備N(xiāo)aBH4,其流程如下: ② NaBO2(s) SiO2(s)Na(s) H2(g) NaBH4(s) Na2SiO3(s) Na2SiO3(s) 溶液 異丙酸(l) NaBH4(s) 循環(huán)使用 ① ③ 已知:NaBH4常溫下能與水反應(yīng),可溶于異丙酸(沸點(diǎn):13℃)。 (1)在第①步反應(yīng)加
22、料之前,需要將反應(yīng)器加熱至100℃以上并通入氬氣,該操作的目的是_____,原料中的金屬鈉通常保存在____中,實(shí)驗(yàn)室取用少量金屬鈉需要用到的實(shí)驗(yàn)用品有_____,_____,玻璃片和小刀等。 (2)請(qǐng)配平第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式: □NaBO2+□SiO2+□Na+□H2==□NaBH4+□Na2SiO3 (3)第②步分離采用的方法是______;第③步分離(NaBH4)并回收溶劑,采用的方法是______。 (4)NaBH4(s)與水(l)反應(yīng)生成NaBO2(s)和氫氣(g),在25℃,101KPa下,已知每消耗3.8克NaBH4(s)放熱21.6KJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是____
23、___。 【答案】(1)除去反應(yīng)器中的水蒸氣和空氣,煤油,鑷子、濾紙(2)系數(shù)為:1、2、4、2;(3)過(guò)濾,蒸餾(4)NaBH4(s)+H2O(l) = NaBO2(s)+H2(g) △H=-216KJ/mol; 【解析】(1)由于NaBH4常溫下能與水反應(yīng),且Na比較活潑,加熱到100度以上,充入氬氣,是除去反 應(yīng)器中的水蒸氣和空氣,避免影響反應(yīng);少量金屬鈉保存在煤油里;取用鈉時(shí),用鑷子夾取,濾紙吸 干表面的煤油;(2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理,得失電子總相同,可以配平此反應(yīng)為:NaBO2+2SiO2+4Na+2H2==NaBH4+2Na2SiO3;(3)從流程圖中可以看出第②步分離的
24、是固體和液體混合物,所以選用過(guò)濾的方法;第③步分離(NaBH4)并回收溶劑,只能先將溶劑蒸發(fā)再冷凝回收,即蒸餾的方法分離;(4)根據(jù)物質(zhì)的量計(jì)算,n(NaBH4)=0.1mol,故熱方程式為:NaBH4(s)+H2O(l) = NaBO2(s)+H2(g) △H=-216KJ/mol; 【考點(diǎn)定位】本題屬于工藝流程題,重點(diǎn)考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),如物質(zhì)的保存、取用方法;混合物的分離提純方法,如過(guò)濾,蒸餾等;此題還考查了氧化還原反應(yīng)的配平和熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)。 【名師點(diǎn)睛】工藝流程題往往題目字?jǐn)?shù)較多,給學(xué)生造成畏懼心理,其實(shí)只要冷靜應(yīng)對(duì),并不是太難。流 程題主要考兩點(diǎn),一個(gè)是從混合物中分離和提純
25、物質(zhì),另一個(gè)就是從一種物質(zhì)制取另一種物質(zhì),解決此題關(guān)鍵是掌握物質(zhì)分離和提純的實(shí)驗(yàn)原理和方法,同時(shí)掌握物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化規(guī)律。解決此題關(guān)鍵還在于從題目中篩選有效信息,比如題目第三小問(wèn),因?yàn)轭}目要求回收溶劑,所以我們采用的分離方法應(yīng)該是蒸餾,而不是蒸發(fā)結(jié)晶;在書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):1.反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)要注明;2.正確判斷吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng),即△H的正負(fù);3.反應(yīng)熱的計(jì)算要和化學(xué)計(jì)量數(shù)相關(guān);3.反應(yīng)熱的單位等。 8.【xx廣東理綜化學(xué)】(16分)七鋁十二鈣(12CaO·7Al2O3)是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料,用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如下:
26、 (1)煅粉主要含MgO和 ,用適量的NH4NO3溶液浸取煅粉后,鎂化合物幾乎不溶, 若溶液I中c(Mg2+)小于5×10-6mol·L-1,則溶液pH大于 (Mg(OH)2的Ksp=5×10-12);該工藝中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是 。 (2)濾液I中的陰離子有 (忽略雜質(zhì)成分的影響);若濾液I中僅通入CO2,會(huì)生成 ,從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低。 (3)用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜,反應(yīng)的離子方程式為 。 (4)電解制備Al(OH)3時(shí),電極分別為Al片和石墨
27、,電解總反應(yīng)方程式為 。 (5)一種可超快充電的新型鋁電池,充放電時(shí)AlCl4—和Al2Cl7—兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化,其它離子不參與電極反應(yīng),放電時(shí)負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為 。 【答案】(1)CaO;11;加入(NH4)2SO4會(huì)生成CaSO4微溶物,在過(guò)濾時(shí)會(huì)被除去,造成生成的CaCO3減少。(2)NO3—、OH—;Ca(HCO3)2 (3)2OH—+Al2O3=2AlO2—+H2O(4)2Al+6H20 2Al(OH)3↓+3H2↑ (5) Al-3e-+7 AlCl4—=4 Al2Cl
28、7— 【解析】(1)煅燒時(shí)CaCO3會(huì)發(fā)生分解生成CaO和CO2;煅燒MgCO3分解生成MgO和CO2;故煅粉主要含MgO和CaO;Ksp= c(Mg2+)?c2(OH—),5×10-12=5×10-6 ×c2(OH—),得c(OH—)= 10-3mol·L-1, pH=11。由于溶液I中c(Mg2+)小于5×10-6mol·L-1,所以溶液pH大于11;不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3的原因是加入(NH4)2SO4會(huì)生成CaSO4微溶物,在過(guò)濾時(shí)會(huì)被除去,從而造成生成的CaCO3減少。(2)從流程中看出NO3—沒(méi)有被除去,故濾液I中的陰離子有NO3—,CaO溶于水生成Ca(OH)2
29、,故溶液中還有OH—;若濾液I中僅通入CO2,過(guò)量的CO2會(huì)與CaCO3生成Ca(HCO3)2 從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低。(3)Al表面的氧化膜的成分是Al2O3,該物質(zhì)是兩性氧化物,NaOH可以與之發(fā)生反應(yīng)。NaOH溶液與Al2O3反應(yīng)的離子方程式為:2OH—+Al2O3=2AlO2—+H2O;(4)電解制備Al(OH)3時(shí),電極分別為Al片和石墨,Al作陽(yáng)極,石墨作陰極。Al在陽(yáng)極放電,溶液中的H+在陰極放電,破壞了水的電離平衡,使的溶液中的OH—濃度增大,與產(chǎn)生的Al3+結(jié)合生成Al(OH)3,總反應(yīng)方程式為:2Al+6H2O 2Al(OH)3↓+3H2↑。(5)根據(jù)題意,充電和放電
30、時(shí)AlCl4—和Al2Cl7—兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化,放電時(shí)負(fù)極Al失去電子變?yōu)锳l3+,與溶液中的AlCl4—結(jié)合,發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的Al2Cl7—電極反應(yīng)式為:Al-3e-+7 AlCl4—=4 Al2Cl7—。 【考點(diǎn)定位】本題主要考查學(xué)生對(duì)利用物質(zhì)的性質(zhì)和物料守恒進(jìn)行對(duì)化工流程的分析,涉及到溶度積的應(yīng)用、物質(zhì)的分離、物質(zhì)的性質(zhì)電極、電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)等。 【名師點(diǎn)睛】在解化工流程題是關(guān)鍵要利用物質(zhì)的性質(zhì),分析流程中發(fā)生的反應(yīng),弄清楚每個(gè)環(huán)節(jié)物質(zhì)的去向。流程只是一個(gè)載體,考查的落腳點(diǎn)是元素及其化合物的性質(zhì),如鋁及其化合物、鐵及其化合物等,基本化學(xué)理論,如化學(xué)平衡、電化學(xué)等,實(shí)驗(yàn)操作如:
31、過(guò)濾、分液、蒸發(fā)、萃取等。此題的綜合性強(qiáng),知識(shí)的涉及面廣,要求有較好的基礎(chǔ)知識(shí)和知識(shí)的運(yùn)用能力。 9.【xx江蘇化學(xué)】(12分)以磷石膏(只要成分CaSO4,雜質(zhì)SiO2、Al2O3等)為原料可制備輕質(zhì)CaCO3。 (1)勻速向漿料中通入CO2,漿料清液的pH和c(SO42-)隨時(shí)間變化見(jiàn)由右圖。清液pH>11時(shí)CaSO4轉(zhuǎn)化的離子方程式_____________;能提高其轉(zhuǎn)化速率的措施有____(填序號(hào)) A.?dāng)嚢铦{料 B.加熱漿料至100℃ C.增大氨水濃度 D. 減小CO2通入速率 (2)當(dāng)清液pH接近6.5時(shí),過(guò)濾并洗滌固體。濾液中物質(zhì)的量濃度最大的兩種陰離子
32、為_(kāi)_____和________(填化學(xué)式);檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是_________。 (3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高溫煅燒的固體,隨著浸取液溫度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因___________。 【答案】(1)CaSO4+2NH3·H2O+CO2=CaCO3+2NH4+或CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-,AC;(2)SO42-、HCO3-,取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若不產(chǎn)生白色沉淀,則表明已洗滌完全;(3)浸取液溫度上升,溶液中c(H+)增大,促進(jìn)固體中Ca2+浸出。 【考點(diǎn)定位】考查工藝流程、影響化學(xué)反應(yīng)速率因素、沉淀洗滌、沉淀轉(zhuǎn)化等方面的知識(shí)。 【名師點(diǎn)睛】本題考查工藝流程問(wèn)題,在分析中首先要有很好的基本功,無(wú)論是基礎(chǔ)知識(shí)還是審題方面,在工藝流程中,注重分析過(guò)程,知道哪些步驟發(fā)生什么樣的反應(yīng),或者此實(shí)驗(yàn)操作怎樣等,然后注重書(shū)寫(xiě),書(shū)寫(xiě)要規(guī)范;此試題考查溶度積方面的知識(shí),反應(yīng)向著更難溶的方向進(jìn)行,同時(shí)也考查了影響反應(yīng)速率的因素,考查學(xué)生分析問(wèn)題的能力。
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