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1、廣東省中山市古鎮(zhèn)高級中學(xué)2012屆高三化學(xué) 專題訓(xùn)練4 化工流程 【考綱要求】 1．常見金屬元素（如Na、Al、Fe、Cu等）和常見非金屬元素（如H、C、N、O、Si、S、Cl等）知識的綜合應(yīng)用。 2．能對常見的物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)、分離和提純。 3．了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常用儀器的主要用途和使用方法。 4．掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作。 【真題解讀】 由此可見，化工流程題重在考查學(xué)生對元素化合物知識、化學(xué)反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)中分離提純相關(guān)知識的掌握程度，年年必考而又常考常新。“新”主要體現(xiàn)在情境新，試題總是希望通過生產(chǎn)實(shí)際、社會現(xiàn)實(shí)和研究前沿等背景給出一定容量的信息，融入相關(guān)的知識與考點(diǎn)，考查學(xué)生對知

2、識的掌握和運(yùn)用能力。故此在平時的訓(xùn)練中，我們不僅要注重對理論和實(shí)驗(yàn)兩方面知識的強(qiáng)化與鞏固，更需注重解決此類題型方法與經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。 【要點(diǎn)回顧】 1、 看圖要有高度 —— 明確整個流程及每一部分的目的。 2、讀圖要有深度 —— 仔細(xì)分析每步發(fā)生的反應(yīng)及得到的產(chǎn)物。 《專題八》例1、例2 3、當(dāng)遇到特殊反應(yīng)體系、陌生物質(zhì)的工業(yè)制備，需保持冷靜，因?yàn)閱栴}的設(shè)置往往是“高起點(diǎn)，低落點(diǎn)”，只需緊緊扣住相關(guān)的已知信息，即可解答。 【精煉精講】 一、核心反應(yīng)（復(fù)分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)） 1．高嶺土化學(xué)組成為：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～

3、3.0%）以及少量雜質(zhì)和水分。已知氧化鋁有多種不同的結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)也有差異，且一定條件下可相互轉(zhuǎn)化；高嶺土中的氧化鋁難溶于酸。聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑，其單體是液態(tài)的堿式氯化鋁［Al2(OH)nCl6－n］。用高嶺土制備堿式氯化鋁的工藝流程如下： 根據(jù)流程圖回答下列問題： （1）“煅燒”的目的是__________________________________________________________。 （2）實(shí)驗(yàn)室用36.5％的濃鹽酸（密度約為1.2 g/cm3）配制4.00 mol/L 950mL的鹽酸，需要用到的儀器有燒杯、玻璃棒、量筒、酸式滴定管、_

4、_____________、______________等。 （3）“溶解”過程反應(yīng)的離子方程式有_____________________、_____________________。 （4）加適量鋁粉的主要作用是_____________________________。 （5）“蒸發(fā)濃縮”需保持溫度在90～100℃，可采用的加熱方法是____________________。 （6）經(jīng)蒸發(fā)濃縮即可制得堿式氯化鋁，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________。上一步加入適量CaCO3的目的是____________________________________

5、______________。 2．亞氯酸鈉（NaClO2）主要用于棉紡、造紙業(yè)的漂白劑，也用于食品消毒、水處理等。亞氯酸鈉受熱易分解。以氯酸鈉等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程如下： （1）提高“反應(yīng)1”反應(yīng)速率的措施有___________________、___________________等。 （2）“反應(yīng)2”的的氧化劑是_______，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。 （3）采取“減壓蒸發(fā)”而不用“常壓蒸發(fā)”，原因是_______________________________。 （4）從“母液”中可回收的主要物質(zhì)是_________。 （

6、5）“冷卻結(jié)晶”后經(jīng)______________（填操作名稱）即可獲得粗產(chǎn)品。 二、分離提純（沉淀法、結(jié)晶法、萃取法、蒸餾法） 3．從含鎳廢催化劑中可回收鎳，其流程如下： 某油脂化工廠的含鎳催化劑主要含有Ni，還含有Al（31%）、Fe（1.3%）的單質(zhì)及氧化物， 其他不溶雜質(zhì)（3.3%）。部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH： 沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Ni(OH)2 開始沉淀 3.8 2.3 7.5 6.7 完全沉淀 5.2 3.2 9.7 9.2 回答下列問題： （1）“堿浸”的目的是除去________

7、____________________。 （2）“酸浸”時所加入的酸是________________（填化學(xué)式）。酸浸后，濾液②中可能含有的金屬離子是____________________。 （3）“調(diào)pH為2～3”的目的是___________________________________。 （4）產(chǎn)品晶體中有時會混有少量綠礬（FeSO4·7H2O），可能是由于生產(chǎn)過程中_________ ___________________________________________________，導(dǎo)致Fe2＋未被完全氧化造成的。 （5）某同學(xué)在查閱資料時發(fā)現(xiàn)，“工業(yè)原料氯化銨中

8、含雜質(zhì)氯化鐵，使其溶入水，再加入氨水調(diào)節(jié)pH至7～8，可使鐵元素完全沉淀而除去?！痹撏瑢W(xué)認(rèn)為該工藝也應(yīng)該將溶液pH調(diào)至7～8，你認(rèn)為乙同學(xué)的建議是否正確？________（填“是”或“否”），理由是________ ______________________________________________________________________________。 （6）NiSO4在強(qiáng)堿溶液中用NaClO氧化，可制得堿性鎳鎘電池電極材料——NiOOH。該反應(yīng)的離子方程式是__________________________________________________。 4．硫

9、酸銅是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料。以下是某工廠用含鐵廢銅為原料生產(chǎn)膽礬（CuSO4·5H2O）的生產(chǎn)流程示意圖： 膽礬和石膏在不同溫度下的溶解度（g/100g水）見下表。 溫度（℃） 20 40 60 80 100 石膏 0.3 0.26 0.15 0.11 0.07 膽礬 32 44.6 61.8 83.8 114 請回答下列問題： （1）寫出浸出過程中生成硫酸銅的化學(xué)方程式_____________________________________； （2）“取樣檢驗(yàn)”不合格需重復(fù)上一步操作，該步驟的目的是___________________

10、_____，“取樣檢驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)方法是_______________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 （3）操作Ⅰ的操作溫度應(yīng)該控制在___________℃左右； （4）從溶液中分離出硫酸銅晶體的操作Ⅱ應(yīng)為_________________________、洗滌、干燥； （5）反應(yīng)產(chǎn)物中的NO可以循環(huán)使用，用化學(xué)方程式表示循環(huán)使用的方案_____________。 5．現(xiàn)代社會

11、中銅在電氣、交通、機(jī)械和冶金、能源及石化工業(yè)、高科技等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。某銅礦石含CuO、Cu2O、Fe2O3和脈石（SiO2），現(xiàn)采用酸浸法從礦石中提取銅，其工藝流程圖如下。其中銅的萃?。ㄣ~從水層進(jìn)人有機(jī)層的過程）和反萃取（銅從有機(jī)層進(jìn)人水層的過程）是現(xiàn)代濕法煉銅的重要工藝手段。 已知：① Cu2O + 2H+ == Cu2+ + Cu + H2O；② 當(dāng)?shù)V石中三氧化二鐵含量太低時，可用硫酸和硫酸鐵的混合液浸出銅；③ 反萃取后的水層2是硫酸銅溶液。回答下列問題： （1）礦石用稀硫酸處理過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Cu2O + 2H+ == Cu2+ + Cu + H2O、_____

12、___________________________、________________________________（寫其中2個）。 （2）“循環(huán)Ⅰ”經(jīng)多次循環(huán)后的水層1不能繼續(xù)循環(huán)使用，但可分離出一種重要的硫酸鹽晶體。若水層1暴露在空氣中一段時間后，可以得到另一種重要的硫酸鹽，寫出水層l暴露在空氣中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___________________________________________________。 （3）“循環(huán)Ⅱ”中萃取劑是一類稱作肟類的有機(jī)化合物，如N－510、N－530等。某肟類化合物A的分子結(jié)構(gòu)中僅含n1個—CH3、n2個—OH和n3個三種基團(tuán)，無環(huán)狀結(jié)

13、構(gòu)，三種基團(tuán)的數(shù)目關(guān)系為n3 = _______________。若A的相對分子質(zhì)量為116，上述基團(tuán) 連接時碳原子跟碳原子相連，則A的結(jié)構(gòu)簡式是___________________________。 （4）寫出電解過程中陽極（惰性電極）發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式_______________________。 （5）該工藝最大亮點(diǎn)是它符合下列原理_______________。 A．化學(xué)平衡 B．綠色化學(xué) C．質(zhì)量守恒 D．能量守恒 E．相似相溶 F．酸堿中和 G．氧化還原反應(yīng) 6．過氧化氫（H2O2）有廣泛的用途，工業(yè)上制備H2O2常用下面兩種

14、方法。 （Ⅰ）工業(yè)上用電解硫酸氫銨水溶液的方法制備過氧化氫，其反應(yīng)原理是：2NH4HSO4 === (NH4)2S2O8 + H2↑，(NH4)2S2O8 + 2H2O == 2NH4HSO4 + H2O2。其流程如下： （Ⅱ）用2-乙基蒽醌、碳、水、空氣按以下原理反應(yīng)得到H2O2。 請回答下列問題： （1）方法Ⅰ中電解硫酸氫銨溶液時，陽極的電極反應(yīng)方程式為_______________________。 （2）方法Ⅱ的總反應(yīng)方程式為___________________________________。 （3）在方法Ⅰ的流程圖中，采用減壓蒸餾的原因是

15、：_______________________________。可循環(huán)利用的物質(zhì)是_______________（寫化學(xué)式）。 （4）對比兩種方法你認(rèn)為哪種方法更好_______________，該方法的優(yōu)點(diǎn)有_____________ ________________________________________________________________（至少寫出兩點(diǎn)）。 （5）硫酸銅酸性溶液中混有少量硫酸亞鐵，為除去雜質(zhì)，用過氧化氫把硫酸亞鐵氧化，反應(yīng)的離子方程式是_________________________________________________。 （6）

16、過氧化氫具有的化學(xué)性質(zhì)是_______________。 A．不穩(wěn)定性 B．弱堿性 C．氧化性 D．還原性 三、反應(yīng)體系（水體系、非水體系） 7．往有機(jī)聚合物中添加阻燃劑，可增加聚合物的使用安全性，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。例如，在某聚乙烯樹脂中加入等質(zhì)量由特殊工藝制備的阻燃型Mg(OH)2，樹脂可燃性大大降低。該Mg(OH)2的生產(chǎn)工藝如下： （1）精制鹵水中的MgCl2與適量石灰乳反應(yīng)合成堿式氯化鎂［Mg(OH)2－xClx·mH2O］，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________

17、____________________。 （2）合成反應(yīng)后，繼續(xù)在393 K～523 K下水熱處理8 h，發(fā)生反應(yīng)： ［Mg(OH)2－xClx·mH2O］== (1－)Mg(OH)2 + MgCl2 + mH2O 水熱處理后，過濾、水洗。水洗的目的是__________________________________________。 （3）阻燃型Mg(OH)2具有晶粒大，易分散、與高分子材料相容性好等特點(diǎn)。上述工藝流程中與此有關(guān)的步驟是____________________________________。 （4）已知熱化學(xué)方程式： Mg(OH)2(s) == MgO(s)

18、 + H2O(g)； △H1 = +81.5 kJ·mol－1 Al(OH)3(s) ==Al2O3(s) + H2O(g)； △H2 = +87.7 kJ·mol－1 ① Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是__________________________________。 ② 等質(zhì)量Mg(OH)2和Al(OH)3相比，阻燃效果較好的是_____________，原因是________ ______________________________________________________________________________。 （5）常用

19、阻燃劑主要有三類：A．鹵系，如四溴乙烷；B．磷系，如磷酸三苯酯；C．無機(jī)類，主要是Mg(OH)2和Al(OH)3。從環(huán)保的角度考慮，應(yīng)用時較理想的阻燃劑是________（填代號），理由是_____________________________________________________________。 8．從含銀、銅、金和鉑的金屬廢料中提取金、銀、鉑的一種工藝如下： 根據(jù)以上工藝回答下列問題： （1）電解時，以金屬廢料為陽極，純銅為陰極，CuSO4溶液為電解液，寫出電極反應(yīng)式：陽極：_______________________________，陰極：___________

20、____________________。 若工作一段時間后測得導(dǎo)線上通過了3.01×1024個e－，則陰極有_________ g銅析出。 （2）AgCl溶于氨水后所得的溶液含有的一種陽離子，在堿性條件下也可用葡萄糖將其還原為銀，寫出該反應(yīng)的離子方程式：__________________________________________________； （3）步驟（4）中SO2被氧化成H2SO4，試寫出該步驟的離子反應(yīng)方程式： ____________________________________________________； （4）配平以下化學(xué)方程式：□(NH4)2PtC

21、l6 —— □NH4Cl + □N2↑+ □_______ + □_______ （5）金和濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Au + 6HNO3(濃) Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O，但該反應(yīng)的平衡常數(shù)很小，所以金和濃硝酸幾乎不反應(yīng)，但金卻可以溶于王水，試簡要解釋之：____________________________________________________________________________。 【強(qiáng)化訓(xùn)練】 1．金屬鈦（Ti）因其硬度大、熔點(diǎn)高、常溫時耐酸堿腐蝕而被廣泛用作高新科技材料，被譽(yù)為“未來金屬”。以鈦鐵礦（主要成分FeTiO3，鈦酸亞鐵）為主

22、要原料冶煉金屬鈦同時獲得副產(chǎn)品甲的工業(yè)生產(chǎn)流程如下： 回答下列問題： （1）鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物之一是TiOSO4，反應(yīng)中無氣體生成。此步反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________。副產(chǎn)品甲是_______________（產(chǎn)品含結(jié)晶水）。 （2）上述生產(chǎn)流程中加入Fe屑的目的是______________________，檢驗(yàn)副產(chǎn)品甲是否變質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法是___________________________________________________________________。 （3）上述生產(chǎn)流程

23、中所得到的金屬鈦中混有少量雜質(zhì)，可加入___________溶解后除去。 （4）最近，用熔融法直接電解中間產(chǎn)品乙制取金屬鈦獲得成功。寫出電解乙制取金屬鈦的化學(xué)方程式____________________________________________。 2．廣東省有著豐富的海洋資源。海水提取食鹽和Br2以后的鹽鹵可以用來制備純凈的MgCl2或MgO。鹽鹵中含有Mg2+、Cl－，還含有少量Na+、Fe2+、Fe3+、SO42－和CO(NH2)2等。制備流程如下圖： （1）濾渣的成分是_________________（寫化學(xué)式）；濾液Ⅱ中所含主要的雜質(zhì)離子是________（寫離子符

24、號）。 （2）用NaClO除去尿素CO(NH2)2時，生成物除鹽外，都是能參與大氣循環(huán)的物質(zhì)，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________ _____________________________________；加入NaClO的另一個作用是____________。 （3）溫度和壓強(qiáng)P(HCl)g對MgCl2·6H2O晶體熱分解產(chǎn)物的影響如圖所示。請回答下列問題： ① 寫出P(HCl)g = 0.25MPa，溫度從300℃升高到550℃時反應(yīng)的化學(xué)方程式________ ____________________________________； ② 實(shí)際生產(chǎn)中，

25、將MgCl2·6H2O晶體加熱到600℃的過程中幾乎得不到無水MgCl2， 其原因是_______________________________________________________________________；若要得到無水MgCl2須采取的措施是_______________________________________________。 3．重晶石礦（主要成分為硫酸鋇）因?yàn)楹蠪e2O3、MnO及炭質(zhì)等雜質(zhì)而常呈深褐色。工業(yè)上將重晶石礦粉碎后與硫酸、鋁粉在反應(yīng)槽中混合加熱（即“漂白”），再經(jīng)水洗等一系列工序制得白色的重晶石填料，廣泛用作紙張、油漆等的填充劑。重晶石填料

26、的生產(chǎn)工藝流程為： （1）在該流程中，為加快“漂白”速度，采取的措施有_____________________________。 （2）硫酸起到了“漂白”的作用。請寫出硫酸直接起到該作用時的化學(xué)方程式： _____________________________________________________________________________。 （3）鋁粉也起到了“漂白”的作用。你認(rèn)為，鋁粉是如何起到該作用的？_____________。 （4）有同學(xué)認(rèn)為，既然兩次水洗，那么鋁粉的作用就不大。你的解釋是：______________ _____________

27、_________________________________________________________________。 （5）煅燒的主要目的是_______________________________________。 （6）將煅燒后的固體磨細(xì)，使用的是加有剛玉（氧化鋁）球的振動磨。這說明剛玉具有很高的_____________________。 4．一工廠用軟錳礦（含MnO2約70%及Al2O3）和閃鋅礦（含ZnS約80%及FeS）共同生產(chǎn)MnO2和Zn（干電池原料）： 已知：① A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。 ② I

28、V中的電解反應(yīng)式為MnSO4 + ZnSO4 + 2H2O === MnO2 + Zn + 2H2SO4。 （1）A中屬于還原產(chǎn)物的是____________________。 （2）MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是_____________________________________________；Ⅱ需要加熱的原因是__________________________________；C的化學(xué)式是____________。 （3）該生產(chǎn)中除得到MnO2和Zn以外，還可得到的副產(chǎn)品是______________。 （4）如果不考慮生產(chǎn)中的損耗，除礦石外，需購買的化工原料是___________。 （5）要從Na2SO4溶液中得到芒硝（Na2SO4·10H2O），需進(jìn)行的操作有蒸發(fā)濃縮、______________、過濾、洗滌、干燥等。 （6）從生產(chǎn)MnO2和Zn的角度計(jì)算，軟錳礦和閃鋅礦的質(zhì)量比大約是_________。