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

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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)進行檢驗、分離和提純。3了解化學(xué)實驗室常用儀器的主要用途和使用方法。4掌握化學(xué)實驗的基本操作?!菊骖}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、實驗中分離提純相關(guān)知識的掌握程度,年年必考而又常考常新?!靶隆敝饕w現(xiàn)在情境新,試題總是希望通過生產(chǎn)實際、社會現(xiàn)實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,考查學(xué)生對知識的掌握和運用能力。故此在平時的訓(xùn)練中,

2、我們不僅要注重對理論和實驗兩方面知識的強化與鞏固,更需注重解決此類題型方法與經(jīng)驗的總結(jié)?!疽c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 仔細分析每步發(fā)生的反應(yīng)及得到的產(chǎn)物。專題八例1、例23、當遇到特殊反應(yīng)體系、陌生物質(zhì)的工業(yè)制備,需保持冷靜,因為問題的設(shè)置往往是“高起點,低落點”,只需緊緊扣住相關(guān)的已知信息,即可解答?!揪珶捑v】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%3.0%)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;

3、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)nCl6n。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)實驗室用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、_、_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90100,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

4、是_。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_。(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%

5、)。部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH:沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2開始沉淀3.82.37.56.7完全沉淀5.23.29.79.2回答下列問題:(1)“堿浸”的目的是除去_。(2)“酸浸”時所加入的酸是_(填化學(xué)式)。酸浸后,濾液中可能含有的金屬離子是_。(3)“調(diào)pH為23”的目的是_。(4)產(chǎn)品晶體中有時會混有少量綠礬(FeSO47H2O),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)原料氯化銨中含雜質(zhì)氯化鐵,使其溶入水,再加入氨水調(diào)節(jié)pH至78,可使鐵元素完全沉淀而除去?!痹撏瑢W(xué)認為該工藝也應(yīng)該將溶液

6、pH調(diào)至78,你認為乙同學(xué)的建議是否正確?_(填“是”或“否”),理由是_。(6)NiSO4在強堿溶液中用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(CuSO45H2O)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()20406080100石膏0.30.260.150.110.07膽礬3244.661.883.8114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”不合格需重復(fù)上一步操作,該步驟的目的是_,“取樣檢驗”的

7、實驗方法是_。(3)操作的操作溫度應(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)代社會中銅在電氣、交通、機械和冶金、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~從水層進人有機層的過程)和反萃?。ㄣ~從有機層進人水層的過程)是現(xiàn)代濕法煉銅的重要工藝手段。已知: Cu2O + 2H+ = Cu2+ + Cu + H2O; 當?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;

8、 反萃取后的水層2是硫酸銅溶液?;卮鹣铝袉栴}:(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、_、_(寫其中2個)。(2)“循環(huán)”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)”中萃取劑是一類稱作肟類的有機化合物,如N510、N530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,無環(huán)狀結(jié)構(gòu),三種基團的數(shù)目關(guān)系為n3 = _。若A的相對分子質(zhì)量為116,上述基團連接

9、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常用下面兩種方法。()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:()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)方法中電解硫酸氫

10、銨溶液時,陽極的電極反應(yīng)方程式為_。(2)方法的總反應(yīng)方程式為_。(3)在方法的流程圖中,采用減壓蒸餾的原因是:_??裳h(huán)利用的物質(zhì)是_(寫化學(xué)式)。(4)對比兩種方法你認為哪種方法更好_,該方法的優(yōu)點有_(至少寫出兩點)。(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)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往有機聚合物中添加阻燃劑,可增加聚合物的使用安全性,擴大其應(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(O

11、H)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)2xClxmH2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)合成反應(yīng)后,繼續(xù)在393 K523 K下水熱處理8 h,發(fā)生反應(yīng):Mg(OH)2xClxmH2O= (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。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) + H2O(g); H1 = +81.5 kJmol1Al(OH)3(s) =Al2O3(s) +

12、 H2O(g); H2 = +87.7 kJmol1 Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是_。 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:_。若工作一段時間后測得導(dǎo)線上通過了3.011

13、024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)2PtCl6 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:_。【強化訓(xùn)練】1金屬鈦(Ti)因其硬度大、熔點高、常溫時耐酸堿腐蝕而被廣泛用作高新科技材料,

14、被譽為“未來金屬”。以鈦鐵礦(主要成分FeTiO3,鈦酸亞鐵)為主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_,檢驗副產(chǎn)品甲是否變質(zhì)的實驗方法是_。(3)上述生產(chǎn)流程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

15、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);濾液中所含主要的雜質(zhì)離子是_(寫離子符號)。(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P(HCl)g對MgCl26H2O晶體熱分解產(chǎn)物的影響如圖所示。請回答下列問題: 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_; 實際生產(chǎn)中,將MgCl26H2O晶體加熱到600的過程中幾乎得不到無水MgCl2,其原因

16、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)因為含有Fe2O3、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。你認為,鋁粉是如何起到該作用的?_。(4)有同學(xué)認為,既然兩次水洗,那么鋁粉的作用就不大。你的解釋是:_。(5)煅燒的主要目的是_。(6)

17、將煅燒后的固體磨細,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: A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。 IV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_;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(Na2SO410H2O),需進行的操作有蒸發(fā)濃縮、_、過濾、洗滌、干燥等。(6)從生產(chǎn)MnO2和Zn的角度計算,軟錳礦和閃鋅礦的質(zhì)量比大約是_。

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