(江蘇專用)高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 優(yōu)編增分練:高考?jí)狠S大題特訓(xùn) 題型一 以“化工流程”為載體的基本概念、基本理論、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用題-人教版高三化學(xué)試題
《(江蘇專用)高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 優(yōu)編增分練:高考?jí)狠S大題特訓(xùn) 題型一 以“化工流程”為載體的基本概念、基本理論、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用題-人教版高三化學(xué)試題》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專用)高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 優(yōu)編增分練:高考?jí)狠S大題特訓(xùn) 題型一 以“化工流程”為載體的基本概念、基本理論、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用題-人教版高三化學(xué)試題(7頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、題型一 以“化工流程”為載體的基本概念、基本理論、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用題 1.(2018·南京市、鹽城市高三一模)堿式碳酸鎂[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O]是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品。一種由白云石[主要成分為CaMg(CO3)2,還含少量SiO2、Fe2O3等]為原料制備堿式碳酸鎂(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中CaO 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.43% )的實(shí)驗(yàn)流程如下: (1)“煅燒”時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________ _____________________________________________________________________
2、___。 (2)常溫常壓下,“碳化”可使鎂元素轉(zhuǎn)化為Mg(HCO3)2,“碳化”時(shí)終點(diǎn)pH對(duì)最終產(chǎn)品中CaO含量及堿式碳酸鎂產(chǎn)率的影響如圖1和圖2所示。 ①應(yīng)控制“碳化”終點(diǎn)pH約為________,發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________ 和________________________________________________________________________。 ②圖2中,當(dāng)pH=10.0時(shí),鎂元素的主要存在形式是______
3、______(寫化學(xué)式)。 (3)“熱解”生成堿式碳酸鎂的化學(xué)方程式為______________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)該工藝為達(dá)到清潔生產(chǎn),可以循環(huán)利用的物質(zhì)是________(寫化學(xué)式)。 答案 (1)CaMg(CO3)2CaO+MgO+2CO2↑ (2)① 9.0 Mg(OH)2+2CO2===Mg(HCO3)2 Ca(OH)2+CO2===CaCO3+H2O?、贛g(OH)2 (3)5Mg(H
4、CO3)24MgCO3·Mg(OH)2·4H2O↓+6CO2↑ (4)CO2 解析 (2)①由圖像可知,應(yīng)控制“碳化”終點(diǎn)pH 約為9.0,這時(shí)堿式碳酸鎂產(chǎn)率較高,而CaO含量較低;煅燒產(chǎn)物CaO和MgO都可與水反應(yīng)生成Ca(OH)2和Mg(OH)2,結(jié)合產(chǎn)物的要求,所以“碳化”時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)有Mg(OH)2+2CO2===Mg(HCO3)2和Ca(OH)2+CO2===CaCO3+H2O。②當(dāng)pH=10.0時(shí),鎂元素的主要存在形式是Mg(OH)2。 2.(2018·江蘇省百校高三12月大聯(lián)考)以軟錳礦粉(主要含MnO2,還含有少量的Fe2O3、Al2O3 等雜質(zhì))為原料制取高純MnO
5、2的流程如下: (1)“酸浸”時(shí)所發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)“酸浸”時(shí)加入一定體積的硫酸,硫酸濃度不能過(guò)小或過(guò)大。當(dāng)硫酸濃度偏小時(shí),“酸浸”時(shí)會(huì)有紅褐色渣出現(xiàn),原因是____________________________________________________。 硫酸濃度不能過(guò)大的原因是______________________________
6、_________________________ ________________________________________________________________________。 (3)過(guò)濾Ⅱ所得濾渣為MnCO3,濾液中溶質(zhì)的主要成分是____________(寫化學(xué)式)。 (4)焙燒MnCO3的裝置如下圖所示: ①焙燒時(shí)所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________ _____________________________________________________________
7、___________。 ②焙燒一定時(shí)間后需轉(zhuǎn)動(dòng)石英管,目的是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)2Fe2++MnO2+4H+===2Fe3++Mn2++2H2O (2)生成的Fe3+水解得到Fe(OH)3沉淀 用氨水沉淀雜質(zhì)金屬離子時(shí)會(huì)消耗過(guò)多的氨水,造成原料的浪費(fèi) (3)(NH4)2SO4 (4)①2MnCO3+O22MnO2+2CO2 ②使MnCO3充分反應(yīng),提高M(jìn)nCO3的
8、轉(zhuǎn)化率 解析 軟錳礦粉(主要含MnO2,還含有少量的Fe2O3、Al2O3 等雜質(zhì))“酸浸”時(shí),F(xiàn)e2O3、Al2O3 被硫酸溶解生成硫酸鐵和硫酸鋁,二氧化錳與硫酸亞鐵在硫酸作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸錳和硫酸鐵;加入氨水調(diào)節(jié)pH,使鋁離子和鐵離子沉淀除去,在濾液中加入碳酸氫銨,沉淀錳離子,然后在空氣中焙燒碳酸錳得到二氧化錳。 (1)“酸浸”時(shí)所發(fā)生的主要反應(yīng)是二氧化錳被硫酸亞鐵還原,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++MnO2+4H+===2Fe3++Mn2++2H2O。 (2)“酸浸”時(shí)加入一定體積的硫酸,硫酸濃度不能過(guò)小或過(guò)大。當(dāng)硫酸濃度偏小時(shí),鐵離子水解程度較大,會(huì)有紅褐色氫氧化鐵沉
9、淀出現(xiàn);硫酸濃度過(guò)大,用氨水沉淀雜質(zhì)金屬離子時(shí)會(huì)消耗過(guò)多的氨水,造成原料的浪費(fèi)。 (3)過(guò)濾Ⅱ所得濾渣為MnCO3,濾液中主要含有(NH4)2SO4。 3.(2018·常州市高三一模)利用廢鉛蓄電池的鉛泥(PbO、Pb及PbSO4等)可制備精細(xì)無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品——3PbO·PbSO4·H2O (三鹽),主要制備流程如下: (1)步驟①PbSO4轉(zhuǎn)化為難溶PbCO3的離子方程式為 ________________________________________________________________________。 (2)濾液1和濾液3經(jīng)脫色、蒸發(fā)、結(jié)晶可得到的副產(chǎn)品為___
10、_____________(寫化學(xué)式)。 (3)步驟③“酸溶”時(shí),其中的鉛與硝酸生成Pb(NO3)2及NO的離子方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; 濾液2中溶質(zhì)主要成分為________(寫化學(xué)式)。 (4)步驟⑥合成三鹽的化學(xué)方程式為_____________________________________________
11、 ________________________________________________________________________。 (5)步驟⑦洗滌操作時(shí),檢驗(yàn)沉淀是否洗滌完全的方法是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)CO+PbSO4===PbCO3+SO (2)Na2SO4·10H2O(或N
12、a2SO4) (3)3Pb+8H++2NO===3Pb2++2NO↑+4H2O HNO3 (4)4PbSO4+6NaOH===3Na2SO4+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O (5)取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若不產(chǎn)生白色沉淀,則表明已洗滌完全 解析 向鉛泥中加入Na2CO3溶液,PbSO4轉(zhuǎn)化為難溶PbCO3的離子方程式為CO+PbSO4===PbCO3+SO,然后過(guò)濾得到濾液1為Na2SO4溶液,向?yàn)V渣中加入硝酸酸溶,PbO、Pb、PbCO3都與硝酸反應(yīng)生成 Pb(NO3)2,Pb與硝酸反應(yīng)還生成NO,則鉛與硝酸反應(yīng)的離子方程式為3
13、Pb+8H++2NO===3Pb2++2NO↑+4H2O,然后向溶液中加入硫酸,生成PbSO4沉淀,過(guò)濾,濾液2的主要成分是HNO3,向?yàn)V渣中加入NaOH溶液,發(fā)生反應(yīng):4PbSO4+6NaOH===3Na2SO4+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O,過(guò)濾、洗滌、干燥得到3PbO·PbSO4·H2O,濾液3中含有Na2SO4。 (5)該沉淀吸附的離子是硫酸根離子,用鹽酸酸化的氯化鋇檢驗(yàn),其檢驗(yàn)方法為:取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若不產(chǎn)生白色沉淀,則表明已洗滌完全。 4.(2018·淮安、宿遷等高三質(zhì)檢)從廢電池外殼中回收鋅(鋅皮中常有少量鐵、
14、外表沾有NH4Cl、ZnCl2、MnO2等雜質(zhì)),制取ZnSO4·7H2O可以采取如下工藝流程: 已知:①Zn(OH)2和Al(OH)3化學(xué)性質(zhì)相似;②金屬氫氧化物沉淀的pH: 氫氧化物 開始沉淀的pH 完全沉淀的pH Zn(OH)2 5.7 8.0 Fe(OH)3 2.7 3.7 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)“酸溶”時(shí),為了提高酸溶速率,可采取的措施有________________(任答一點(diǎn))。 (2)“氧化”時(shí),酸性濾液中加入NaNO2反應(yīng)的離子方程式為__________________ _________________________________
15、_____________________。 (3)“氧化”時(shí),為了減少污染,工業(yè)上常用H2O2替代NaNO2。 ①若參加反應(yīng)的NaNO2為0.2 mol,則對(duì)應(yīng)至少需要加入10% H2O2溶液________mL(密度近似為1 g·cm-3)。 ②該過(guò)程中加入的H2O2需多于理論值,原因除了提高另外反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率外,還可能是________________________________________________________________________。 (4)“調(diào)節(jié)pH”時(shí),若pH>8則造成鋅元素沉淀率降低,其原因可能是________________________
16、________________________________________________。 (5)將濾渣A溶于適量稀硫酸,調(diào)節(jié)溶液pH,過(guò)濾,將濾液蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶析出ZnSO4·7H2O晶體。則該過(guò)程中需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為________________。 答案 (1)將廢鋅皮粉碎(或升高溫度;適當(dāng)提高硫酸濃度;攪拌) (2)Fe2++NO+2H+===Fe3++NO↑+H2O (3)① 34?、贔e3+(或Fe2+)催化分解雙氧水 (4)堿性過(guò)強(qiáng),氫氧化鋅可能溶解 (5)3.7≤pH<5.7 解析 本題主要考查對(duì)于“制取ZnSO4·7H2O工藝流程”的評(píng)價(jià)。(1
17、)“酸溶”時(shí),為了提高酸溶速率,可采取的措施有:將廢鋅皮粉碎(或升高溫度;適當(dāng)提高硫酸濃度;攪拌)。(2)“氧化”時(shí),酸性濾液中加入NaNO2,形成的亞硝酸將亞鐵離子氧化為鐵離子,反應(yīng)的離子方程式為Fe2++NO+2H+===Fe3++NO↑+H2O。(3)①若參加反應(yīng)的NaNO2為0.2 mol,2NaNO2~H2O2~2e-,則至少需要加入10% H2O2溶液34 mL(密度近似為1 g·cm-3)。 ②該過(guò)程中加入的H2O2需多于理論值,原因除了提高另外反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率外,還可能是 Fe3+(或Fe2+)催化分解雙氧水。(4)已知?dú)溲趸\具有兩性,“調(diào)節(jié)pH”時(shí),若pH>8,則造成鋅元
18、素沉淀率降低,其原因可能是堿性過(guò)強(qiáng),氫氧化鋅可能溶解。(5)該過(guò)程中將氫氧化鐵過(guò)濾除去,同時(shí)保證Zn2+不沉淀,所以需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為3.7≤pH<5.7。 5.(2018·泰州高三模擬)實(shí)驗(yàn)室以蛇紋石酸浸出液(主要含F(xiàn)e3+,還有一定量的Al3+、Mn2+、Ca2+、Mg2+等)為原料制備高純氧化鐵,流程如下: 已知流程中相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表: 氫氧化物 Fe3+ Fe2+ Al3+ 開始沉淀的pH 1.1 5.8 3.0 沉淀完全的pH 3.2 8.8 5.0 (1)“還原”時(shí),應(yīng)選擇________(填字母)。 A
19、.Zn粉 B.NaClO溶液 C.Fe粉 (2)“濾渣”的主要成分除含有少量MnF2外,還含有________________(填化學(xué)式)。 (3)“沉錳”時(shí),已知:Ksp(MnS)=4.65×10-14。為確保沉錳完全[即溶液中c(Mn2+)<1.0× 10-6 mol·L-1],應(yīng)保持溶液中c(S2-)>________________mol·L-1。 (4)“除鋁”時(shí),控制溶液pH的范圍為________________。 (5)“氧化”時(shí),常用酸性K2Cr2O7溶液檢測(cè)是否殘留未被氧化的金屬離子,該反應(yīng)的離子方程式為__________________________
20、______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)“沉鐵”時(shí),反應(yīng)溫度為85 ℃,反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)終點(diǎn)pH對(duì)鐵的沉淀率的影響分別如下圖所示,則最佳的工藝條件是_____________________________________________________。 答案 (1)C (2)CaF2 、MgF2 (3)4.65×10-8 (4)5.0~5.8 (5)Cr2O+14H++
21、6Fe2+ ===2Cr3++6Fe3++7H2O (6)反應(yīng)時(shí)間30 min 、終點(diǎn)pH=3.5 解析 (1)不能引入新雜質(zhì),把Fe3+還原為Fe2+時(shí),應(yīng)選擇鐵粉,故C正確。 (2)浸出液含有Al3+、Mn2+、Ca2+、Mg2+ ,加入硫化鈉除去錳離子、加入氨水除去鋁離子,所以加入氟化鈉是除去Ca2+、Mg2+ ,“濾渣”的主要成分除含有少量MnF2外,還含有CaF2 、MgF2。 (3)根據(jù)Ksp=c(Mn2+)·c(S2-),c(S2-)= mol·L-1=4.65×10-8 mol·L-1,所以應(yīng)保持溶液中c(S2-)>4.65×10-8 mol·L-1。 (4)“除鋁”時(shí),鋁離子完全沉淀,而亞鐵離子不能沉淀,根據(jù)表格數(shù)據(jù),控制溶液pH的范圍為5.0~5.8。 (5)K2Cr2O7溶液把Fe2+氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為Cr2O+14H++6Fe2+ ===2Cr3++6Fe3++7H2O。 (6)根據(jù)鐵沉淀率,最佳的工藝條件是反應(yīng)時(shí)間30 min 、終點(diǎn)pH=3.5。
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