2022高三总复习化学教案-巩固练习 无机化工生产流程专题（提高）.docx

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1、【巩固练习】1以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题：（1）欲制备10.7gNH4Cl，理论上需NaCl_g。（2）实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有_、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。（3）“冷却结晶”过程中，析出NH4Cl晶体的合适温度为_。（4）不用其它试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是_。（5）若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质，进一步提纯产品的方法是_。2四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣（主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3，Ti的最高化合价为+4）作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤

2、如下：请回答下列问题： （1）硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是_。（2）向滤液中加入铁粉，发生反应的离子方程式为：_、_。（3）在实际生产过程中，向沸水中加入滤液，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解。水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：_ _。过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、_、_、_（填化学式），减少废物排放。（4）A可用于生产红色颜料（Fe2O3），其方法是：将556a kg A（摩尔质量为278 gmol）溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓

3、入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入3336b kg A和112c kg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料_kg。3某研究性学习小组用粗氧化铜(含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质)制取无水氯化铜，其实验流程如图所示：实验过程中的pH调节为：物质沉淀开始时的pH值沉淀完全时的pH值Fe(OH)27.69.6Fe(OH)32.73.7Cu(OH)25.26.4请回答以下问题：(1)步骤过滤操作中，除用到仪器：铁架台(带铁圈)、玻璃棒、滤纸除外，还

4、需要使用的仪器用品有_。(2)步骤中反应的离子反应方程式为_。(3)步骤溶液中加入试剂X是_(填编号)，其反应的化学方程式为：_。a、氢氧化钠 b、氯水 c、氨水 d、氧化铜(4)步骤中将溶液pH调节到的范围是_。(5)步骤操作所需装置如图： 按气体流动方向从左到右，各装置的连接顺序(填字母)为_。C的作用是_。4下图是利用废铜屑（含杂质铁）制备胆矾（硫酸铜晶体）的流程。 已知：溶液中被沉淀离子Fe3+Fe2+Cu2+完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的pH3.76.44.4请回答：（1）溶液B中含有的阳离子有_（填离子符号）。（2）下列物质中最适宜做氧化剂X的是_（填字母）。aNaClO bH2O

5、2 cKMnO4 （3）加入试剂是为了调节pH，试剂可以选择_（填化学式）。（4）操作的名称是_。（5）沉淀D加入盐酸可以得到FeCl3，关于FeCl3溶液的性质中说法不正确的是_a将FeCl3饱和溶液逐滴加入沸水中，并继续加热得到红褐色液体，该液体能产生丁达尔效应b向FeCl3溶液滴加NaOH溶液，出现红褐色沉淀c将FeCl3溶液加热蒸干并灼烧，得到FeCl3固体d向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为红色(6) 沉淀D加入盐酸和铁粉，可以制得FeCl2溶液，实验室保存FeCl2溶液，需加入过量的铁粉，其原因是_（用离子方程式表示），还需要加入过量的盐酸，原因是_5工业上用铝土矿（主要

6、成分是Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2）提取冶炼铝的原料氧化铝。工艺流程如下图：（1）原料A的名称是_，步骤反应的离子方程式是_。（2）滤液1中要加入稍过量原料B，原料B的化学式是_，步骤反应的离子方程式是：_。 （3）步骤的化学方程式是：_。（4）如果省去步骤，即溶解铝土矿是从加入原料B开始，则会对氧化铝的提取有什么影响_。6铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2等杂质。从铝土矿中提取氧化铝的流程如下图所示：（1）试剂A是_；溶液b与试剂B反应的离子方程式为_。（2）向溶液a中通入过量的CO2，将得到的不溶物煅烧后也可得到Al2O3，该方案的缺点是_。电解熔融的氧

7、化铝可制备金属铝（3）电解时，阳极的电极反应方程式为_；每生产0.324吨铝，理论上转移电子的物质的量为_mol。新型陶瓷氮化铝可用以下两种方法制备（4）氧化铝高温还原法：_ Al2O3_C+_N2_AlN+_CO（请配平）氯化铝与氨气高温合成法：AlCl3+NH3AlN+3HCl（5）方法比方法在生产上更具优势。下列说法中，正确的是_。A方法中的 Al2O3、C、N2结构稳定，反应时破坏化学键需要消耗更多的能量B方法中的Al2O3和C容易残留在氮化铝中 C两种方法中氮化铝均为还原产物7高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：已知： 2KOH

8、 + Cl2 KCl + KClO + H2O（条件：温度较低） 6KOH + 3Cl2 5KCl + KClO3 + 3H2O（条件：温度较高） 2Fe(NO3)3 + 2KClO + 10KOH 2K2FeO4 + 6KNO3 + 3KCl + 5H2O回答下列问题：（1）该生产工艺应在 （填“温度较高”或“温度较低”）的情况下进行；（2）写出工业上制取Cl2的化学方程式 ；（3）K2FeO4具有强氧化性的原因 ；（4）配制KOH溶液时，是在每100 mL水中溶解61.6 g KOH固体（该溶液的密度为1.47 g/mL），它的物质的量浓度为 ；（5）在“反应液I”中加KOH固体的目的是

9、：A与“反应液I”中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClOBKOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率C为下一步反应提供反应物D使副产物KClO3转化为 KClO（6）从“反应液II”中分离出K2FeO4后，会有副产品 （写化学式），它们都是重要的化工产品，具体说出其中一种物质的用途 。8净水剂高铁酸钾（K2FeO4）为暗紫色固体，可溶于水，在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定。工业上制备K2FeO4的常用方法有两种。方法：次氯酸盐氧化法。工艺流程如图（1） 完成“氧化”过程中反应的化学方程式：_FeCl3+_NaOH_Na2FeO4+_+_其中氧化剂是_（填化学式）。（2

10、）“转化”过程中发生反应的化学方程式为_。（3）上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质，可用重结晶发提纯，操作是：将粗产品用溶解，然后_。方法：电解法。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极溶液中加入KOH。（4）电解时阳极发生反应生成FeO42-，该电极反应方程式为_。9锌锰废电池可回收锌、锰元素生产硫酸锌及碳酸锰，其中生产工业级碳酸锰工艺如下：试回答下列问题:(1)硫酸锌水溶液显酸性，用离子方程式说明_。(2)原料锰粉粗品中主要成分为MnO2和碳，焙烧时反应的化学方程式为MnO2+C=MnO+CO，该反应的氧化产物是_。 (3)5055向MnSO4的母液中加入足量NH4HCO3， 反应的化学方程

11、式为：MnSO4 + 2NH4HCO3 = (NH4)2SO4 + MnCO3 + _ + _。(4)已知三种离子沉淀的pH范围为Fe3+：2.73.7，Mn2+：8.610.1，Fe2+：7.69.6 。下表是上述过程中除去Fe2+的模拟操作方法，请完成下表内容：实验操作离子方程式步骤1：取少量滤液于试管中，加入过量酸化的H2O2溶液，振荡。_步骤2：将pH调到_，使Fe3+沉淀完全Fe3+3H2OFe（OH）3+3H+10碘是人体必须的元素之一，海洋植物如海带、海藻中含有丰富的、以碘离子形式存在的碘元素。在实验室中，从海藻里提取碘的流程和实验装置如下：（1）指出上述提取碘的过程中有关实验操

12、作的名称：步骤_，步骤_。（2）写出步骤对应反应的离子方程式：_。（3）步骤除了加入过量Cl2，下列氧化剂最好选用_（填代号）。A浓硫酸 BH2O2溶液 CKMnO4溶液理由是_。（4）提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是_。（填编号）A酒精 B醋酸 C四氯化碳 D苯（5）为了使海藻灰中的碘离子转化为碘的有机溶液，即完成步骤至，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网、以及必要的夹持仪器和物品，尚缺少的玻璃仪器是_。11硫酸工业中废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。 已知：阳离子以氢氧化

13、物形式完全沉淀时溶液的pH：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3452124一水合氨电离常数Kb=1.8105，其饱和溶液中c(OH)约为110-3molL-1。请回答：（1）写出A与氢氟酸反应的化学方程式： 。（2）上述流程中两次使用试剂X，推测试剂X是 （填以下字母编号）A水B氧化铝 C氨水 D氢氧化钠 （3）溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13，如果pH过小，可能导致的后果 是 。（任写2点）（4）写出的反应离子方程式： 。（5）证明H溶液的主要阴离子（Cl、OH除外）的方法是 。12聚合氯化铝是新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态碱式氯化铝：Al2(OH)nC

14、l6n。工业上常采用铝盐溶液部分水解制备碱式氯化铝，其工艺流程如下：已知：高岭土：Al2O3(25%34%)、SiO2(40%50%)、Fe2O3(0.5%3.0%)及少量杂质和水。Al3以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH为5.2。根据流程图回答下列问题：(1)写出溶解过程中反应的离子方程式_ _。(2)加适量铝粉的主要目的是_。(3)溶液的pH需控制在4.24.5的原因是_ _，具体操作中除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_ _。(4)“蒸发浓缩”需保持温度在90100 ，控制该温度的操作名称是_，写出该过程反应的化学方程式_。13生产重铬酸钠的专业工厂是用铬铁矿（主要成分是Cr2O3

15、.FeO，还有一定量的Al2O3等）为原料的，其生产过程如下：（1）Cr元素所在周期表中的位置 （2）在特制熔炉中将铬铁矿和过量纯碱混合，在1100左右通空气进行氧化：Cr2O3发生反应的化学方程式：_Cr2O3 + Na2CO3 + O2 = Na2CrO4 + CO2Al2O3发生反应的化学方程式： 。（3）经上述过程后的反应料（称熟料），冷却后用水浸取，其中可溶性的物质主要有 ，不溶性杂质经过滤后除去。（4）为了除去滤液中的铝元素，用稀硫酸将溶液中和至pH为78，其反应的离子方程式为 。（5）除去铝元素后的滤液，再用稀硫酸调到pH为23，这时可得Na2Cr2O7溶液，其反应方程式为： N

16、a2CrO4 + H2SO4 + + （6）请简述在实验室中可通过哪些操作可除去溶液中所混有的硫酸钠晶体，从而得到较纯的重铬酸钠溶液。（已知硫酸钠的溶解度随温度的变化较大，而重铬酸钠变化较小。） 14. 重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成份为FeOCr2O3）为原料生产,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下，涉及的主要反应是：6FeOCr2O3+24NaOH+7KClO312Na2CrO4+3Fe2O3 +7KCl+12H2O，试回答下列问题：（1）在反应器中，有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO2，杂质SiO2、Al2O3与纯碱

17、反应转变为可溶性盐，写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式： 。（2）操作的目的是什么，用简要的文字说明： 。（3）操作中，酸化时，CrO42转化为Cr2O72，写出平衡转化的离子方程式： 。（4）称取重铬酸钾试样2.5000g配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶中，加入10mL 2mol/LH2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+)，放于暗处5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定（I2+2S2O32=2I+S4O62）。判断达到滴定终点的依据是： ；若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL,则所得产品的中

18、重铬酸钾的纯度（设整个过程中其它杂质不参与反应） 。【答案与解析】1（1）11.7（2）蒸发皿（3）35（3340均可得分）（4）加热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净（5）重结晶【解析】难度，中，本题考查学生对质量守恒定律的理解以及对化学实验室常用的仪器主要用途的了解，考查学生应用基础知识解决简单化学问题的能力以及学生对图表的观察、分析能力。根据氯守恒可列关系求m(NaCl)= 10.7g58.5g /mol 53.5g/mol=11.7g，氯化铵的溶解度随温度变化较大，而硫酸钠在30100变化不大，故可用冷却结晶法分离。但温度不能太低以防硫酸钠析出

19、。所以应大约在3340。2（1）TiO2+2H2SO4=Ti(SO4)2+2H2O或TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O（2）Fe+2Fe3+=3Fe2+ Fe+2H+=Fe2+H2（3）加水促进钛盐水解，加热促进钛盐水解，降低H+浓度促进钛盐水解 H2O FeSO4 H2SO4（4）160a+320b+160c【解析】本题属于化工生产流程题。（1）考查酸的通性，可以与金属氧化物反应，又知道Ti的化合价，可以写出化学方程式：TiO2+2H2SO4=Ti(SO4)2+2H2O或TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O。（2）加入浓硫酸后，浓硫酸可以氧化亚铁离子，再加入铁粉，铁粉可以还原铁

20、离子。除此外，铁粉还可以与溶液中的H+反应。（3）考查了影响盐类水解的因素。（4）考虑最后溶质是只有硫酸钠和硫酸铁，根据开始加入A为2a103mol加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应,说明加入氢氧化钠的物质的量为4a103mol，后来又加入12b103mol的A和2c103mol的铁。根据电荷守恒：n(Na+)+3n(Fe3+)=2n(SO42-),溶液中加入的硫酸根离子物质的量共计为（2a+12b）103mol, n(Na+)=4a103mol,可求出溶液中的铁离子为8b103mol。根据铁元素守恒，红色颜料中的Fe 为：n(Fe)= （2a+12b+2c-8b） mol =(2a+4b+2c

21、)103mol,故n （Fe2O3）=(a+2b+c) 103mol,计算得Fe2O3的质量为m（Fe2O3）=160a+320b+160ckg。 3. (1) 漏斗、烧杯(2)CuO2H=Cu2H2O；FeO2H=Fe2H2O (3) b ； 2FeCl2+Cl2= 2FeCl3 (4) 3.75.2 (5) g、a、b、c、d、e 吸收HCl气体，防止污染空气；防止空气中的水蒸气进入反应器B中。（吸收由装置B产生的水蒸气） 4.（1）Fe2+、Fe3+、 H +、Cu2+（2）b（3）CuO或CuCO3或Cu(OH)2（4）蒸发结晶（5）c（6）2Fe3+ + Fe = 3Fe2+ 抑制F

22、e2+水解5（1）盐酸（硫酸、硝酸）；Al2O3+6H+=2Al3+3H2O；Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O （2）NaOH ；H+OH=H2O ；Fe3+3OH=Fe(OH)3 ；Al3+4OH=AlO2+2H2O （3）NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3 （4）若用NaOH溶液溶解铝土矿，则有部分SiO2溶解在NaOH溶液中生成硅酸钠，最后使加热制得的Al2O3混有SiO2杂质 6.、(1)盐酸（硫酸或硝酸）；Al3+3NH3H2O =Al(OH)3+3NH4+(若用Al3+与AlO2-、CO32-、HCO3-反应的正确方程式均可)（化学式错误和不配平0分

23、，不注明必须的反应条件和不标注沉淀和气体箭头的合并扣1分，下同）（2）Al2O3中含有SiO2杂质、（3）2O2 - 4e-=O2 3.6104、（4） 1 Al2O3 + 3 C + 1 N2 = 2 AlN + 3 CO（5） AB7.（1）温度较低（2）2NaCl + 2H2O2NaOH + H2 + Cl2（3）Fe元素的化合价显+6价，易得电子（4）10 mol/L（5）AC（6）KNO3 KCl， KNO3可用于化肥，炸药等8. （1）2FeCl3+10NaOH+3NaClO =2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，NaClO（2）Na2FeO4+2KOHK2FeO4+2NaOH

24、（3）稀KOH溶液，然后加入饱和KOH溶液，冷却结晶。（4）Fe+8OH-6e-= FeO42-+4H2O 9.（1）Zn2+2H2OZn（OH）2+2H+ （2）CO（3）H2O， CO2（4）2Fe2+ H2O2+2H+=2Fe3+2H2O 3.78.610（1）过滤，萃取 （2）Cl2 +2I- = I2 +2Cl- （3）B过氧化氢是绿色氧化剂，在氧化过程中不会引进杂质、不产生污染。（4） CD （5）分液漏斗， 普通漏斗 11 (1) SiO2+4HF=SiF4+2H2O （2）D （3）镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全 （4）AlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)

25、3+ HCO3 （5）取1-2 mL H溶液，加入过量BaCl2（CaCl2）溶液，没有沉淀产生；再滴加入NaOH溶液，有白色沉淀产生，（或再滴加入盐酸，有无色无味气体产生），证明含有HCO312 (1)Al2O36H=2Al33H2O，Fe2O36H=2Fe33H2O(2)除去溶液中的铁离子(3)pH超过4.5，Al3会形成Al(OH)3沉淀；pH低于4.2，Al3水解程度很小，很难形成液态碱式氯化铝Al2(OH)nCl6n pH计(或精密pH试纸)(4)水浴加热2AlCl3nH2O=Al2(OH)nCl6nnHCl13（1） 第四周期第VIB族（2） 2 Cr2O3 + 4 Na2CO3

26、+ 3 O2 = 4 Na2CrO4 + 4 CO2Al2O3 + Na2CO3 = 2NaAlO2 + CO2（3）Na2CO3、Na2CrO4、NaAlO2 （4）AlO2 + H+ + H2O = Al(OH)3 CO32 + H+ = HCO3（5）2 Na2CrO4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O （6）加热、浓缩、冷却、结晶、过滤 14Al2O3 + Na2CO32NaAlO2 +CO2；SiO2 +Na2CO3 Na2SiO3 + CO2由于溶液在硅酸钠和偏铝酸钠发生水解，SiO32+H2OHSiO3+OH,HSiO3+H2OH2SiO3+OH,AlO2+H2OAl(OH)3+OH,降低pH值有利于平衡向正反应方向移动，当pH调到78时，使它们水解完全。2CrO42+2H+ Cr2O72+H2O 当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪去 94.08%