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关闭Word文档返回原板块. 高考非选择题专项练

(二) 工艺流程与无机知识综合题 【题型特点】 化学工艺流程试题已成为高考考查的热点试题,要解决好这类试题,最重要的是带着问题认真审题,找到该实验的目的.一般来说,流程题只有两个目的:一是从混合物中分离、提纯某一物质;

二是利用某些物质制备另一物质. 实验目的 解题策略 以分离、提纯某一物质为实验目的 这类试题其实就是对混合物的除杂、分离、提纯操作的考查.解题思路是:先认真在试题中找出要得到的主要物质是什么,混有的杂质有哪些,认真分析当加入某一试剂后,能与什么物质反应,生成什么产物,要用什么操作方法才能将杂质除去(注重信息的提取与加工),然后带着问题去各个击破并找出合理答案,最后要对答案结合基础知识和题目信息进行验证 以制备某一物质为实验目的 这类试题其实就是用某些原料来制备某一产品的过程,它可能会包含除杂、分离和提纯实验.解题思路是:先明确制备什么物质,了解产品的性质,从题干或问题中获取有用信息;

然后在明确实验目的后,寻找制备过程所需的原料,写出主要反应的化学方程式或制备原理,观察有没有副产品,如果有,最后的步骤就是分离提纯了 解决此类问题的基本步骤是:抓住一个关键点――一切反应或操作都是为获得产品服务的,提取题干信息,了解生产的产品(要明确性质、结构、特点);

分析流程步骤,全方位了解流程(要明白反应物是什么、发生了什么反应、反应带来了哪些结果);

明确试题设问及要求,从问题中提炼答题信息(要清楚是用简洁的文字表述,还是用规范的化学用语作答,或者是用图形

图表作答). 1.(2014・龙岩模拟)碱式硫酸铁Fe(OH)SO4对水中的悬浮物、有机物、硫化物、重金属等都能絮凝,工业上常用硫酸亚铁法制备,工艺流程如下图所示: 已知:Fe3+沉淀完全时的pH=3.1,Fe2+沉淀完全时的pH=9.7. (1)请写出溶解过程中加快溶解速率和提高浸出率的两点措施: (2)加入硫酸的作用是控制体系的pH,若硫酸加入量过小,反应体系酸度太低,容易生成________沉淀;

若硫酸加入量过大,不利于产品形成,试从平衡移动的角度分析原因是? (3)氧化过程中生成的气体遇空气变红棕色.写出氧化过程发生的离子方程式: (4)流程图中的 一系列操作 包括_过滤,洗涤,烘干. 【解析】(1)根据化学反应速率的影响因素及规律,适当升温、充分搅拌等均可加快溶解速率和提高浸出率.(2)若硫酸加入量过小,反应体系酸度太低,Fe3+容易转化为Fe(OH)3沉淀.若硫酸加入量过大,过量的硫酸与Fe(OH)SO4电离出来的OH-中和,使电离平衡向右移动,不利于产品形成. (3)氧化过程生成的气体为NO,N被还原为NO,则Fe2+被氧化为Fe3+,根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒配平离子方程式为Fe2++N+S+H+Fe(OH)SO4+NO↑. (4)流程图中的 一系列操作 是由溶液得到晶体,为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,洗涤,烘干. 答案:(1)适当升温 充分搅拌 (2)Fe(OH)3 过量的硫酸与Fe(OH)SO4电离出来的OH-中和,使电离平衡向右移动 (3)Fe2++N+S+H+Fe(OH)SO4+NO↑ (4)蒸发浓缩 冷却结晶 2.(2014・德州模拟)V2O5是接触法制硫酸的重要催化剂,工业上生产V2O5的工艺流程如下: 请回答下列问题: (1)步骤①所得废渣的成分是_写化学式),它与NaOH溶液反应的离子方程式为? (2)步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂): R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)2RAn(有机层)+nH2SO4(水层) ①实验室中步骤②、③使用的主要仪器是_ ②步骤②中萃取时必须加入适量碱,其原因是? (3)步骤③中X试剂为_步骤④的目的是_步骤⑤的离子方程式为_ (4)该工艺流程中,可以循环利用的物质有_和_ 【解析】(1)因为VOSO

4、K2SO

4、SiO2中只有SiO2难溶于水,故废渣的主要成分是SiO2,它与NaOH反应时生成Na2SiO3和H2O,反应的离子方程式为SiO2+2OH-Si+H2O. (2)①因为步骤②、③是萃取和反萃取,故用到的主要仪器是分液漏斗.萃取②的主要目的是得到有机层,根据萃取的原理过程可知,加入适量的碱能中和萃取过程中生成的H2SO4,有利于萃取平衡正向移动,提高了钒的萃取率. (3)反萃取③以后生成了水层R2(SO4)n,故加入的试剂X为H2SO4;

经过步骤④后能将VO2+氧化为V,以保证在步骤⑤中加入氨水时能生成沉淀NH4VO3. (4)由流程图可以看出,有机萃取剂可以在萃取②和反萃取③过程重复使用,故可以循环使用;

在步骤⑤中加入氨水(NH3的水溶液)调节pH,而在步骤⑥的焙烧过程中又生成NH3,故NH3也能循环利用. 答案:(1)SiO2 SiO2+2OH-Si+H2O (2)①分液漏斗 ②加入碱中和硫酸,促使平衡正向移动,提高钒的萃取率[或类似表述,如提高RAn(有机层)的浓度、百分含量等] (3)H2SO4 将VO2+氧化为V NH3・H2O+VNH4VO3↓+OH- (4)氨气(或氨水) 有机萃取剂 【方法规律】化工流程题的解题思路 3.硼镁泥是一种工业废料,主要成分是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O

3、FeO、Al2O

3、SiO2等杂质.以硼镁泥为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业.从硼镁泥中提取MgSO4・7H2O的流程如下: 根据题意回答下列问题: (1)在酸解过程中,要想加快酸解速率,请提出两种可行的措施_ (2)滤渣的主要成分除含有Fe(OH)

3、Al(OH)

3、MnO2外,还有_ (3)加入的NaClO可与Mn2+反应产生MnO2沉淀,该反应的离子方程式是_ 在调节pH、发生水解之前,还有一种离子也会被NaClO氧化,该反应的离子方程式为? (4)如何检验滤液中Fe3+是否被除尽,简述检验操作_ (5)已知MgSO

4、CaSO4的溶解度如下表: 温度(℃)

40 50

60 70 MgSO4 30.9 33.4 35.6 36.9 CaSO4 0.210 0.207 0.201 0.193 除钙 是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明除钙的操作步骤_ (6)现有1.60 t硼镁泥生产MgSO4・7H2O,若生产过程的产率为50%,则能生产出MgSO4・7H2O产品_t(计算结果保留三位有效数字). 【解析】本题属于简单题,难度不大,但是知识点较多,做题时先分析

图表,了解每一步设计的作用,再做题. (1)化学反应速率随着温度的升高而增大,可采取升温的方法加快酸解的速率,还可以用把固体粉碎、搅拌等方法加快其溶解. (2)由于pH=5~6的溶液呈酸性,所以滤渣中还有二氧化硅. (3)Mn2+与ClO-和水反应生成了MnO2沉淀、H+和Cl-,所以离子方程式为Mn2++ClO-+ H2OMnO2↓+2H++Cl-.Fe2+在酸性条件下被ClO-氧化为Fe3+,ClO-被还原为Cl-,离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O. (4)检验滤液中是否含有Fe3+,一般用硫氰化钾溶液,其操作方法:取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,如果溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+;

如果溶液变红色,说明滤液中含Fe3+. (5)观察表格中数据可以知道两种物质随着温度的升高溶解度一种增大一种减小,可以利用溶解度的不同来分离. (6)根据元素守恒,硼镁泥中镁的质量等于MgSO4・7H2O中镁的质量,由此可以计算出MgSO4・7H2O的质量. 答案:(1)升温 把硼镁泥粉碎(或搅拌等合理答案均可) (2)SiO2 (3)Mn2++ClO-+H2OMnO2↓+2H++Cl- 2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O (4)取少量滤液于试管中,向其中滴几滴硫氰化钾溶液,如果溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+;

如果溶液变红色,说明滤液中含Fe3+ (5)蒸发浓缩(结晶) 趁热过滤 (6)1.97 【加固训练】(2014・银川模拟)沈阳理工大学在废旧电池回收处理现状研究报告中报道了一种湿法处理方法,以下是对废旧电池材料[含有Ni(OH)

2、碳粉、氧化铁和铝箔等]进行资源回收所设计的实验流程: 已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+. ②已知实验温度时的溶解度:NiC2O4>

NiC2O4・H2O>

NiC2O4・2H2O ③金属离子在该实验流程下完全沉淀的pH: 离子 Al3+ Fe3+ Ni2+ pH 5.2 4.1 9.7 回答下列问题: (1)物质A的作用是调节溶液的pH以除去杂质Fe3+和Al3+,以下最适合作为A物质的是_ A.NiO B.盐酸 C.NaOH D.氨水 (2)滤渣②的主要成分是_ (3)写出加入Na2C2O4溶液反应的化学方程式: (4)写出电解滤液③的阴极反应式: 检验电解滤液③时阳极产生的气体的方法是用湿润的________试纸检验. (5)由沉淀A生成Ni(OH)3的过程是先在滤渣③中加入过量NaOH溶液进行沉淀转化,待反应完全后再通入电解滤液③产生的气体进行氧化,请写出该氧化过程的离子方程式: (6)如何检验Ni(OH)3是否洗涤干净? 【解析】滤液①中的溶质是NiCl

2、HCl、AlCl

3、FeCl3,用NiO调节溶液的pH既可以除去杂质Fe3+和Al3+,杂质Fe3+和Al3+分别转化为Fe(OH)3和Al(OH)3,又不引入其他杂质离子.滤液②溶质主要是NiCl2,加入Na2C2O4后生成溶解度最小的NiC2O4・2H2O,故滤液③中主要含有NaCl,滤渣③中主要含有NiC2O4・2H2O,NiC2O4・2H2O与NaOH溶液反应转化为Ni(OH)2,Ni(OH)2被电解滤液③时阳极产生的Cl2氧化为Ni(OH)3. 答案:(1)A (2)Fe(OH)

3、Al(OH)3 (3)NiCl2+Na2C2O4+2H2ONiC2O4・2H2O+2NaCl (4)2H++2e-H2↑ 淀粉碘化钾 (5)2Ni(OH)2+2OH-+Cl22Ni(OH)3+2Cl- (6)用试管取少量最后一次洗涤液,滴加硝酸银溶液,若没有白色沉淀生成,则说明Ni(OH)3已经洗涤干净;

若有白色沉淀生成,则说明Ni(OH)3没有洗涤干净 【方法规律】解答无机化工流程试题需要注意以下几点: (1)审题干:准确抓住原料的成分和生产目的,分析提供的信息(如原料成分、产品成分、某种新物质的性质及相关反应等),进而分析每个生产环节所发生的反应和操作目的. (2)审流程图:一要明确化工生产流程:原料→对原料的预处理→核心化学反应→产品的提纯分离→目标产物;

二要注意流程图中 进 和 出 的箭头及标注. (3)审设问:结合题目中的问题,回到流程中去找答案. (4)答题:答题时一要看准题目要求,二要注意文字表达的准确性. 4.(2014・泉州模拟)粗铜精炼后的阳极泥含有Cu、Au(金)和PbSO4等杂质,湿法处理阳极泥进行综合利用的流程如下: (1)用CuSO4做电解液电解含铜、金、铅的粗铜,阳极的电极反应式有:和Cu-2e-Cu2+. (2)焙烧阳极泥时,为了提高焙烧效率,采取的合理措施是_焙烧后的阳极泥中除含金、PbSO4外,还有_填化学式). (3)操作Ⅰ的主要步骤为_操作Ⅱ的名称是_ (4)写出用SO2还原AuC的离子方程式? (5)为了减少废液排放、充分利用有用资源,工业上将滤液1并入硫酸铜溶液进行循环操作,请指出流程图中另一处类似的做法? (6)已知298 K时, Kssp(PbCO3)=1.46*10-13,Ksp(PbSO4)=1.82*10-8,用离子方程式表示加入碳酸钠溶液的作用_ 【解析】(1)用CuSO4做电解液电解含铜、金、铅的粗铜,粗铜做阳极,电极材料放电,根据金属活动性顺序表,电极反应式为Pb+S-2e-PbSO4和Cu-2e-Cu2+. (2)焙烧阳极泥时,为了提高焙烧效率,采取的合理措施是将阳极泥粉碎,逆流焙烧等,焙烧后的阳极泥中除含金、PbSO4外,还有铜的产物CuO. (3)操作Ⅰ是由硫酸铜溶液得到硫酸铜晶体,主要步骤为蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤干燥;

操作Ⅱ的名称是过滤. (4)SO2做还原剂,化合价升高,对应产物为S,AuC化合价由+3价降为0价,根据得失电子守恒配平方程式:2AuC+3SO2+6H2O2Au+3S+8Cl-+12H+. (5)为了减少废液排放、充分利用有用资源,工业上将滤液1并入硫酸铜溶液进行循环操作,滤液2中含有大量硝酸,可以用来溶解碱浸渣,或并入硝酸中. (6)沉淀的转化,由数据知,碳酸铅更难溶,离子方程式为PbSO4(s)+C(aq)PbCO3(s)+S(aq). 答案:(1)Pb+S-2e-PbSO4 (2)将阳极泥粉碎,逆........