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2019年高考化學三輪專題復習 考前體系通關練 題型18 化學工藝流程題 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的混合物，寫出其與Fe2O3加熱共融制得高鐵酸鉀的化學方程式，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充分反應后，再用0.1 000 molL－1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點，消耗標準溶液20.00 mL。 已知：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2　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________gL－1。若滴定前溶液中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)關系式2Fe3＋～I2，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，讓其與高錳酸鉀反應來檢驗；也可以利用鐵氰化鉀溶液與 Fe2＋反應生成具有特征藍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題： (1)混合①中發(fā)生反應的離子方程式為_______________________________。 (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__________________________________。 (5)純凈的氫溴酸應為無色液體，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。于是甲乙兩同學設計了簡單實驗加以探究： 甲同學假設工業(yè)氫溴酸呈淡黃色是因為其中含有Fe3＋，則用于證明該假設所用的試劑為________，若假設成立可觀察到的現(xiàn)象為__________________；乙同學假設工業(yè)氫溴酸呈淡黃色是因為其中含有________________，其用于證明該假設所用的試劑為____________。 解析　SO2與Br2在水中發(fā)生氧化還原反應，反應放熱，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?；旌息谥屑尤隢a2SO3的目的是除去粗產(chǎn)品中未反應完的溴。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)，使反應完全　(3)d　(4)除去粗產(chǎn)品中未反應完的溴　(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用廣泛的新型電源，實驗室嘗試利用廢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_______________________ ______________________________________________________________。 (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：__________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (4)最終所得的FeCl3溶液可作凈水劑，試結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晶水，根據(jù)固體失重率數(shù)據(jù)可判斷120～220 ℃時結晶水全部失去。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，起氧化作用的應該是空氣中的O2，由此可得化學方程式。 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)鈦鐵礦進入氯化爐前通常采取洗滌、粉碎、烘干、預熱等物理方法處理，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式是_________________________________________________。 (2)已知：①Mg(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，通入Ar氣的作用是_____________________________________________________________。 (4)以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極可構成燃料電池。已知該燃料電池的總反應式為2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O，該電池中正極上的電極反應式為___________________________________________。 工作一段時間后，測得溶液的pH________(填“減小”、“增大”或“不變”)。 解析　(1)粉碎反應物，可以增大其表面積，從而增大反應物之間的接觸面積，提高反應速率；氯化爐中發(fā)生的反應為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等具有強還原性的物質(zhì)被氧化。(4)根據(jù)該電池的總反應式可知，反應過程中不斷消耗OH－，則該電池工作一段時間后，溶液的pH將減小。 答案　(1)增大反應物間接觸面積，提高反應速率 C、FeTiO3　(2)－770 kJmol－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．利用化學原理可以對工廠排放的廢水、廢渣等進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＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和 Mg2＋。 (1)實驗室用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，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＋轉化為Cr2O，寫出此反應的離子方程式：_______________________________________________________。 (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______________________ ________________________________________________________________。 (5)鈉離子交換樹脂的反應原理為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進行還原時發(fā)生反應的化學方程式：________________________________________________________________。 解析　(1)結合一定物質(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(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，對應工藝找信息； 生產(chǎn)過程就兩類，分離轉化相交融； 解決問題用基礎，完成生產(chǎn)看能力。