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1、高考化學(xué)三輪專題復(fù)習(xí) 考前體系通關(guān)練 題型18 化學(xué)工藝流程題
1. (xx·汕頭二模,26)鐵及其化合物有重要用途,如聚合硫酸鐵
[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m是一種新型高效的水處理混凝劑,而高鐵酸鉀(其中鐵的化合價為+6)是一種重要的殺菌消毒劑,某課題小組設(shè)計如下方案制備上述兩種產(chǎn)品:
請回答下列問題:
(1)若A為H2O(g),可以得到Fe3O4,寫出H2O的電子式:________________。
(2)若B為NaClO3與稀硫酸,寫出其氧化Fe2+的離子方程式(還原產(chǎn)物為
Cl-)________________。
(3)若C為KNO3和KOH
2、的混合物,寫出其與Fe2O3加熱共融制得高鐵酸鉀的化學(xué)方程式,并配平:
(4)為測定溶液Ⅰ中鐵元素的總含量,實驗操作如下:準(zhǔn)確量取20.00 mL溶液Ⅰ于帶塞錐形瓶中,加入足量H2O2,調(diào)節(jié)pH<3,加熱除去過量H2O2;加入過量KI充分反應(yīng)后,再用0.1 000 mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。
已知:2Fe3++2I-===2Fe2++I(xiàn)2 I2+2S2O===2I-+S4O。
①寫出滴定選用的指示劑________,滴定終點觀察到的現(xiàn)象________________。
②溶液Ⅰ中鐵元素的總含量為________g·L-1。若滴
3、定前溶液中H2O2沒有除盡,所測定的鐵元素的含量將會________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。
(5)設(shè)計實驗方案,檢驗溶液Ⅰ中的Fe2+________________________________________________________________
________________________________________________________________。
解析 (4)②若滴定前溶液中H2O2沒有除盡,過量的H2O2氧化KI得到I2,根據(jù)關(guān)系式2Fe3+~I(xiàn)2,I2的量增大使所測定的鐵元素的含量偏高。(5)可利用Fe2+的還原性,讓其與高錳
4、酸鉀反應(yīng)來檢驗;也可以利用鐵氰化鉀溶液與
Fe2+反應(yīng)生成具有特征藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀檢驗,離子方程式為:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓。
答案 (1)HH
(2)6Fe2++ClO+6H+===6Fe3++Cl-+3H2O
(3)1 3 4 2 K2FeO4 3 2 H2O
(4)①淀粉 溶液由藍(lán)色變無色且保持半分鐘不變色?、?.6 偏高
(5)取溶液Ⅰ少量于試管中,加入硫酸酸化,再加入高錳酸鉀溶液,溶液顏色從深紫色變成黃色或變淺,則含有Fe2+(或取溶液Ⅰ少量于試管中,加入鐵氰化鉀溶液,有藍(lán)色沉淀生成,則含有Fe2+)
2.氫溴酸在醫(yī)藥
5、和石化工業(yè)上有廣泛用途。下圖是模擬工業(yè)制備氫溴酸粗產(chǎn)品并精制的流程:
根據(jù)上述流程回答下列問題:
(1)混合①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________。
(2)混合①中使用冰水的目的是_____________________________________。
(3)操作Ⅲ一般適用于分離________混合物。(填序號)
a.固體和液體 b.固體和固體
c.互不相溶的液體 d.互溶的液體
(4)混合②中加入Na2SO3的目的是___________________________
6、_______。
(5)純凈的氫溴酸應(yīng)為無色液體,但實際工業(yè)生產(chǎn)中制得的氫溴酸(工業(yè)氫溴酸)帶有淡淡的黃色。于是甲乙兩同學(xué)設(shè)計了簡單實驗加以探究:
甲同學(xué)假設(shè)工業(yè)氫溴酸呈淡黃色是因為其中含有Fe3+,則用于證明該假設(shè)所用的試劑為________,若假設(shè)成立可觀察到的現(xiàn)象為__________________;乙同學(xué)假設(shè)工業(yè)氫溴酸呈淡黃色是因為其中含有________________,其用于證明該假設(shè)所用的試劑為____________。
解析 SO2與Br2在水中發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)放熱,為防止溴蒸發(fā),用冰水降溫。操作Ⅰ、Ⅲ均是蒸餾,操作Ⅱ是過濾。混合②中加入Na2SO3的目的是除去粗
7、產(chǎn)品中未反應(yīng)完的溴。檢驗Fe3+常用KSCN溶液;工業(yè)氫溴酸中可能含有溴而呈淡黃色,可用四氯化碳萃取而證明。
答案 (1)SO2+Br2+2H2O===4H++2Br-+SO
(2)降低體系溫度,防止溴蒸發(fā),使反應(yīng)完全 (3)d (4)除去粗產(chǎn)品中未反應(yīng)完的溴 (5)KSCN溶液 溶液變成紅色 Br2 CCl4(其他合理答案也可)
3.(xx·佛山模擬)鈷酸鋰(LiCoO2)鋰離子電池是一種應(yīng)用廣泛的新型電源,實驗室嘗試?yán)脧U舊鈷酸鋰鋰離子電池回收鋁、鐵、銅、鈷、鋰元素,實驗過程如下:
(1)堿浸泡過程中,鋁被溶解的離子方程式為_______________________
__
8、____________________________________________________________。
(2)濾液A中加入草酸銨溶液,使Co元素以CoC2O4·2H2O沉淀形式析出。草酸鈷是制備氧化鈷及鈷粉的重要原料。在空氣中CoC2O4·2H2O的熱分解失重數(shù)據(jù)見下表,請補充完整表中的熱分解方程式。
序號
溫度范圍/℃
熱分解方程式
固體失重率
①
120~220
19.67%
②
280~310
56.10%
(3)過濾Li2CO3時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁,從實驗操作的角度給出兩種可能的原因:________________________
9、__________________________________
________________________________________________________________。
(4)最終所得的FeCl3溶液可作凈水劑,試結(jié)合離子方程式解釋其凈水原理_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
解析 CoC2O4·2H2O在空氣中加熱首先想到是失
10、去結(jié)晶水,根據(jù)固體失重率數(shù)據(jù)可判斷120~220 ℃時結(jié)晶水全部失去。溫度再升高,根據(jù)失重率可求得剩余固體為Co3O4,鈷元素的價態(tài)發(fā)生變化,起氧化作用的應(yīng)該是空氣中的O2,由此可得化學(xué)方程式。
答案 (1)2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
(2)①CoC2O4·2H2OCoC2O4+2H2O ②3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2
(3)玻璃棒下端靠在濾紙的單層處,導(dǎo)致濾紙破損;漏斗中液面高于濾紙邊緣(其他合理答案亦可)
(4)Fe3+發(fā)生水解:Fe3++3H2O===Fe(OH)3(膠體)+3H2O,水解生成的Fe(OH)3具有吸附懸浮雜質(zhì)的功能
4.(x
11、x·廣東汕頭一模,32)為了提高資源利用率,減少環(huán)境污染,化工集團(tuán)將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈,如圖所示。
請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?
(1)鈦鐵礦進(jìn)入氯化爐前通常采取洗滌、粉碎、烘干、預(yù)熱等物理方法處理,請從原理上解釋粉碎的作用:______________________________________
________________________________________________________________;
已知氯化爐中反應(yīng)氯氣和焦炭的理論用料物質(zhì)的量比為7∶6,則氯化爐中的還原劑化學(xué)式是___________________________________
12、______________。
(2)已知:①Mg(s)+Cl2(g)===MgCl2(s)
ΔH=-641 kJ·mol-1
②2Mg(s)+TiCl4(s)===2MgCl2(s)+Ti(s)
ΔH=-512 kJ·mol-1
則Ti(s)+2Cl2(g)===TiCl4(s) ΔH=________。
(3)Ar氣通入還原爐中并不參與反應(yīng),通入Ar氣的作用是_____________________________________________________________。
(4)以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極可構(gòu)成燃料電池。已知該燃料電池的總反應(yīng)式為
13、2CH3OH+3O2+4OH-===2CO+6H2O,該電池中正極上的電極反應(yīng)式為___________________________________________。
工作一段時間后,測得溶液的pH________(填“減小”、“增大”或“不變”)。
解析 (1)粉碎反應(yīng)物,可以增大其表面積,從而增大反應(yīng)物之間的接觸面積,提高反應(yīng)速率;氯化爐中發(fā)生的反應(yīng)為6C+7Cl2+2FeTiO3===6CO+2TiCl4+2FeCl3,由此可知C和FeTiO3為還原劑。(2)根據(jù)蓋斯定律,由①×2-②得:Ti(s)+2Cl2(g)===TiCl4(s) ΔH=-770 kJ·mol-1。(3)A
14、r氣為惰性氣體,可以防止Mg和Ti等具有強還原性的物質(zhì)被氧化。(4)根據(jù)該電池的總反應(yīng)式可知,反應(yīng)過程中不斷消耗OH-,則該電池工作一段時間后,溶液的pH將減小。
答案 (1)增大反應(yīng)物間接觸面積,提高反應(yīng)速率
C、FeTiO3 (2)-770 kJ·mol-1
(3)Mg和Ti都有強還原性,在Ar氣氛圍中可防止被氧化
(4)O2+2H2O+4e-===4OH-(或3O2+6H2O+12e-===12OH-) 減小
5.利用化學(xué)原理可以對工廠排放的廢水、廢渣等進(jìn)行有效檢測與合理處理。某工廠對制革工業(yè)污泥中Cr(Ⅲ)的處理工藝流程如下。
其中硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+,
15、其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和
Mg2+。
(1)實驗室用18.4 mol·L-1的濃硫酸配制250 mL 4.8 mol·L-1的H2SO4溶液,所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和量筒外,還需___________________。
(2)酸浸時,為了提高浸取率可采取的措施有_____________________
______________________________________________________(答出兩點)。
(3)H2O2的作用是將濾液Ⅰ中的Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr2O,寫出此反應(yīng)的離子方程式:______________________________
16、_________________________。
(4)常溫下,部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下:
陽離子
Fe3+
Mg2+
Al3+
Cr3+
開始沉淀時的pH
2.7
-
-
-
沉淀完全時的pH
3.7
11.1
8
9(>9溶解)
加入NaOH溶液使溶液呈堿性,Cr2O轉(zhuǎn)化為CrO。濾液Ⅱ中陽離子主要有________;但溶液的pH不能超過8,其理由是______________________
________________________________________________________________。
17、(5)鈉離子交換樹脂的反應(yīng)原理為Mn++nNaR―→MRn+nNa+,利用鈉離子交換樹脂除去的濾液Ⅱ中的金屬陽離子是________________________________________________________________。
(6)寫出上述流程中用SO2進(jìn)行還原時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________________________。
解析 (1)結(jié)合一定物質(zhì)的量濃度的溶液的配制步驟即可寫出缺少的玻璃儀器,注意容量瓶必須注明規(guī)格。(4)加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=8,F(xiàn)e3+、Al3+以Fe
18、(OH)3、Al(OH)3形式沉淀下來,溶液中還有Mg2+、Ca2+及加入的Na+。(5)運用鈉離子交換樹脂的目的是除去濾液Ⅱ中的Mg2+、Ca2+。
答案 (1)250 mL容量瓶、膠頭滴管
(2)升高反應(yīng)溫度、增大固體顆粒的表面積、加快攪拌速度等(答兩點即可)
(3)2Cr3++3H2O2+H2O===Cr2O+8H+
(4)Na+、Mg2+、Ca2+ pH超過8會使部分Al(OH)3溶解生成AlO,最終影響Cr(Ⅲ)的回收與再利用
(5)Ca2+、Mg2+
(6)3SO2+2Na2CrO4+12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4+2NaOH
化學(xué)驛站
工業(yè)生產(chǎn)流程題,先看原料和目的;
最終產(chǎn)物很重要,對應(yīng)工藝找信息;
生產(chǎn)過程就兩類,分離轉(zhuǎn)化相交融;
解決問題用基礎(chǔ),完成生產(chǎn)看能力。