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2019年高考化學(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(jià)為＋6)是一種重要的殺菌消毒劑，某課題小組設(shè)計(jì)如下方案制備上述兩種產(chǎn)品： 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)若A為H2O(g)，可以得到Fe3O4，寫(xiě)出H2O的電子式：________________。 (2)若B為NaClO3與稀硫酸，寫(xiě)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的混合物，寫(xiě)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(cè)定溶液Ⅰ中鐵元素的總含量，實(shí)驗(yàn)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(guò)量H2O2；加入過(guò)量KI充分反應(yīng)后，再用0.1 000 molL－1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，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(xiě)出滴定選用的指示劑________，滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象________________。 ②溶液Ⅰ中鐵元素的總含量為_(kāi)_______gL－1。若滴定前溶液中H2O2沒(méi)有除盡，所測(cè)定的鐵元素的含量將會(huì)________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。 (5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，檢驗(yàn)溶液Ⅰ中的Fe2＋________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 解析　(4)②若滴定前溶液中H2O2沒(méi)有除盡，過(guò)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(cè)定的鐵元素的含量偏高。(5)可利用Fe2＋的還原性，讓其與高錳酸鉀反應(yīng)來(lái)檢驗(yàn)；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(yàn)，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(wú)色且保持半分鐘不變色　②5.6　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(wèn)題： (1)混合①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________。 (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(hào)) 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__________________________________。 (5)純凈的氫溴酸應(yīng)為無(wú)色液體，但實(shí)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(jì)了簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)加以探究： 甲同學(xué)假設(shè)工業(yè)氫溴酸呈淡黃色是因?yàn)槠渲泻蠪e3＋，則用于證明該假設(shè)所用的試劑為_(kāi)_______，若假設(shè)成立可觀察到的現(xiàn)象為_(kāi)_________________；乙同學(xué)假設(shè)工業(yè)氫溴酸呈淡黃色是因?yàn)槠渲泻衉_______________，其用于證明該假設(shè)所用的試劑為_(kāi)___________。 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(guò)濾?；旌息谥屑尤隢a2SO3的目的是除去粗產(chǎn)品中未反應(yīng)完的溴。檢驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過(guò)程如下： (1)堿浸泡過(guò)程中，鋁被溶解的離子方程式為_(kāi)______________________ ______________________________________________________________。 (2)濾液A中加入草酸銨溶液，使Co元素以CoC2O42H2O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CoC2O42H2O的熱分解失重?cái)?shù)據(jù)見(jiàn)下表，請(qǐng)補(bǔ)充完整表中的熱分解方程式。 序號(hào) 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(guò)濾Li2CO3時(shí)發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實(shí)驗(yàn)操作的角度給出兩種可能的原因：__________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (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　CoC2O42H2O在空氣中加熱首先想到是失去結(jié)晶水，根據(jù)固體失重率數(shù)據(jù)可判斷120～220 ℃時(shí)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(jià)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)①CoC2O42H2OCoC2O4＋2H2O?、?CoC2O4＋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．(xx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(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白： (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(qǐng)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_________________________________________________。 (2)已知：①M(fèi)g(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s) ΔH＝－641 kJmol－1 ②2Mg(s)＋TiCl4(s)===2MgCl2(s)＋Ti(s) ΔH＝－512 kJmol－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2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O，該電池中正極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)__________________________________________。 工作一段時(shí)間后，測(cè)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①2－②得：Ti(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)　ΔH＝－770 kJmol－1。(3)Ar氣為惰性氣體，可以防止Mg和Ti等具有強(qiáng)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(guò)程中不斷消耗OH－，則該電池工作一段時(shí)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 kJmol－1 (3)Mg和Ti都有強(qiáng)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(duì)工廠排放的廢水、廢渣等進(jìn)行有效檢測(cè)與合理處理。某工廠對(duì)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＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和 Mg2＋。 (1)實(shí)驗(yàn)室用18.4 molL－1的濃硫酸配制250 mL 4.8 molL－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(shí)，為了提高浸取率可采取的措施有_____________________ ______________________________________________________(答出兩點(diǎn))。 (3)H2O2的作用是將濾液Ⅰ中的Cr3＋轉(zhuǎn)化為Cr2O，寫(xiě)出此反應(yīng)的離子方程式：_______________________________________________________。 (4)常溫下，部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如下： 陽(yáng)離子 Fe3＋ Mg2＋ Al3＋ Cr3＋ 開(kāi)始沉淀時(shí)的pH 2.7 － － － 沉淀完全時(shí)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(yáng)離子主要有________；但溶液的pH不能超過(guò)8，其理由是______________________ ________________________________________________________________。 (5)鈉離子交換樹(shù)脂的反應(yīng)原理為Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，利用鈉離子交換樹(shù)脂除去的濾液Ⅱ中的金屬陽(yáng)離子是________________________________________________________________。 (6)寫(xiě)出上述流程中用SO2進(jìn)行還原時(shí)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(xiě)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(OH)3、Al(OH)3形式沉淀下來(lái)，溶液中還有Mg2＋、Ca2＋及加入的Na＋。(5)運(yùn)用鈉離子交換樹(shù)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(diǎn)即可) (3)2Cr3＋＋3H2O2＋H2O===Cr2O＋8H＋ (4)Na＋、Mg2＋、Ca2＋　pH超過(guò)8會(huì)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(duì)應(yīng)工藝找信息； 生產(chǎn)過(guò)程就兩類(lèi)，分離轉(zhuǎn)化相交融； 解決問(wèn)題用基礎(chǔ)，完成生產(chǎn)看能力。