高中化學(xué) 化學(xué)流程圖專題（三）（教師用）基礎(chǔ)知識解析 人民版

1、 化學(xué)流程圖專題（三）【例1】重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O)俗稱紅礬鈉，在工業(yè)方面有廣泛用途。我國目前主要是以鉻鐵礦（主要成份為FeO·Cr2O3，還含有Al2O3、MgO、SiO2等雜質(zhì)）為主要原料進(jìn)行生產(chǎn)，其主要工藝流程如下：中涉及的主要反應(yīng)有：主反應(yīng)：4FeO·Cr2O38Na2CO37O2 8Na2CrO42Fe2O38CO2副反應(yīng)：SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2、Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Mg(OH)2Cr(OH)3完全沉淀時(shí)溶液p

2、H4。73。711。25。6試回答下列問題： “”中反應(yīng)是在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)需不斷攪拌，其作用是 。兩個(gè)副反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)，但在高溫下均能自發(fā)進(jìn)行，其原因是 。 “”中調(diào)節(jié)pH至4.7，目的是 。 “”中加硫酸酸化的目的是使CrO42轉(zhuǎn)化為Cr2O72，請寫出該平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式： 。 “”中采用冷卻結(jié)晶的方法析出紅礬鈉，依據(jù)是 ?！敬?案】 使反應(yīng)物接觸更充分，加快反應(yīng)速率 S0 除去溶液中的AlO2、SiO32 2CrO422H+ Cr2O72H2O 紅礬鈉的溶解度隨溫度的降低而減小【例2】明礬石是制取鉀肥和氫氧化鋁的重要原料，明礬石的組成和明礬相似，此外還含有氧化鋁和少量氧化鐵雜質(zhì)

3、。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下圖所示：根據(jù)上述圖示，完成下列填空： (1）明礬石焙燒后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水（每升含有39。20g氨）需要取濃氨水（每升含有251.28g氨）_mL，用規(guī)格為_mL量筒量取。(2）氨水浸出后得到固體混合體系，過濾，濾液中除K、SO42外，還有大量的NH4。檢驗(yàn)NH4的方法是_。(3）寫出沉淀物中所有物質(zhì)的化學(xué)式_。(4）濾液I的成分是水和_。(5）為測定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中鉀的含量，請完善下列步驟：稱取鉀氮肥試樣并溶于水，加入足量_溶液，產(chǎn)生白色沉淀。_、_、_(依次填寫實(shí)驗(yàn)操作名稱)。冷卻、稱重。(6）若試樣為mg，沉淀的物質(zhì)的量為n mo

4、l，則試樣中K2SO4的物質(zhì)的量為：_mol（用含有m、n的代數(shù)式表示）?！敬鸢浮?1)78；100。(2)取濾液少許，加入NaOH，加熱，生成的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。(3)Al(OH)3；Al2O3；Fe2O3。(4)K2SO4；(NH4)2SO4。(5)BaCl2；過濾；洗滌；干燥。(6)mol?！纠?】二氧化錳是制造鋅錳干電池的基本材料。工業(yè)上以軟錳礦為原料，利用硫酸亞鐵制備高純二氧化錳的流程如下：某軟錳礦的主要成分為MnO2，還含有Si(16。27%)、Fe(5。86%)、Al(3。42%)、Zn(2。68%)和Cu（0。86%）等元素的化合物。部分陽離子以氫氧化物或硫化物的

5、形式完全沉淀時(shí)溶液的pH見下表，回答下列問題：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSMnSFeSpH5.23.29.710.46.78.。00.422.577（1）FeSO4在酸性條件下將MnO2還原為MnSO4，酸浸時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為                    。（2）濾渣A的主要成分是  

6、;                       。（3）加入MnS的目的是除去                     雜質(zhì)。（4）堿性鋅錳電池中，MnO2參與的電極反應(yīng)方程式為&

7、#160;                        。（5）從廢舊堿性鋅錳電池中可以回收利用的物質(zhì)有                  （寫兩種）?！敬鸢浮浚?）MnO22FeSO42H2SO4

8、MnSO4Fe2(SO4)32H2O （2）Fe(OH)3  Al(OH)3（3）Cu2  Zn2（4）MnO2H2OeMnOOHOH（或2MnO2H2O2eMn2O32OH）（5）鋅、二氧化錳【例4】將磷肥生產(chǎn)中形成的副產(chǎn)物石膏（CaSO4·2H2O）轉(zhuǎn)化為硫酸鉀肥料和氯化鈣水合物儲熱材料，無論從經(jīng)濟(jì)效益、資源綜合利用還是從環(huán)境保護(hù)角度看都具有重要意義。以下是石膏轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣的工藝流程示意圖。（1）本工藝中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外，還需要 等原料（2）寫出石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： （3）過濾操作所得固

9、體中，除CaCO3外還含有 （填化學(xué)式）等物質(zhì)，該固體可用作生產(chǎn)水泥的原料。（4）過濾操作所得濾液是(NH4)2SO4溶液。檢驗(yàn)濾液中含有CO32的方法是： 。（5）已知不同溫度下K2SO4在100g水中達(dá)到飽和時(shí)溶解的量如下表：溫度（）02060K2SO4溶解的量(g)7。411。118。260時(shí)K2SO4的飽和溶液591g冷卻到0，可析出K2SO4晶體 g（6）氯化鈣結(jié)晶水合物（CaCl2·6H2O）是目前常用的無機(jī)儲熱材料，選擇的依據(jù)是 a 熔點(diǎn)較低（29熔化） b 能導(dǎo)電 c 能制冷 d 無毒（7）上述工藝流程中體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的是： ?！敬鸢浮浚?）CaCO3 NH3 H2

10、O （2）CaSO4CO32CaCO3SO42（3）CaSO4（4）濾液中滴加鹽酸產(chǎn)生氣泡 （5）54g （6）a d（7）碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環(huán)使用等（原子利用率高，沒有有害物質(zhì)排放到環(huán)境中）【例5】以濃硫酸、濃硝酸、粗銅、水和空氣為原料可制得硫酸銅（CuSO4·5H2O）。制取硫酸銅晶體的過程如下圖所示。 回答下列問題： （1）配平在濾液（）中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)主程式： _NOx+_H2O+_O2_HNO3。 （2）寫出制取硫酸銅的總反應(yīng)方程式_。 （3）在上述生產(chǎn)過程中，被循環(huán)使用的物質(zhì)是_。 （4）請你選用下列適宜的裝置來模擬上述生

11、產(chǎn)過程。將它們的編號填入方框。答案：（1）2Cu + O2 + 2H2SO4 2CuSO4 + 2H2O （2）HNO3 （3）B、A。【例6】工業(yè)制備高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種工藝流程。粉碎MnO2熔融KMnO4K2CO3MnO2KOHH2OK2MnO4CO2操作KMnO4K2CO3操作母液KMnO4粗晶體干燥KMnO4晶體石灰苛化KOH空氣KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列物質(zhì)相同的是_（填代號）。a. 84消毒液（NaClO溶液） b. 雙氧水 c. 苯酚 d. 75%酒精高錳酸鉀保存在棕色試劑瓶，下列試劑保存不需要棕

12、色試劑瓶的是_（填代號）。a. 濃硝酸 b. 硝酸銀 c. 氯水 d. 燒堿上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有 、 （寫化學(xué)式）。若不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過程中的損失，則1 mol MnO2可制得 mol KMnO4。該生產(chǎn)中需要純凈的CO2氣體。若實(shí)驗(yàn)室要制備純凈的CO2，所需試劑最好選擇（選填代號） 。a. 石灰石 b. 稀HCl c. 稀H2SO4 d. 純堿所需氣體發(fā)生裝置是_（選填代號）。操作的名稱是 ；操作根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在 （填性質(zhì)）上的差異，采用 （填操作步驟）、趁熱過濾得到KMnO4粗晶體?！敬鸢浮浚?）ab （2）d （3）MnO2；KOH （4）2/3 （5）c

13、d ；A；（6）過濾；溶解度；濃縮結(jié)晶練習(xí)1減少SO2的排放、回收利用SO2成為世界性的研究課題。我國研究人員研制的利用低品位軟錳礦漿(主要成分是MnO2)吸收廢渣高溫焙燒產(chǎn)生的SO2，制備硫酸錳的生產(chǎn)流程如下：濾渣陽離子吸附劑MnSO4·H2O濾渣石灰漿MnO2粉浸出液軟錳礦漿SO2    廢渣高溫焙燒浸出氧化調(diào)節(jié)pH靜 置過濾操作a干燥吸附靜置、過濾浸出液的pH2，其中的金屬離子主要是Mn2，還含有少量的Fe2、Al3、Ca2、Pb2等其他金屬離子。有關(guān)金屬離子的半徑以及形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH見下表，陽離子吸附劑吸附金屬離子的效果見下圖。

14、 離子離子半徑(pm)開始沉淀時(shí)的pH完全沉淀時(shí)的pHFe2747.69.7Fe3642.73.7Al3503.84.7Mn2808.39.8Pb21218.08.8Ca299Pb2Ca2Fe2Al3 Mn2、Fe3吸附率1.000.750.500.250 2 4 6 8 吸附時(shí)間/h已知PbO2的氧化性大于MnO2。請回答下列問題： 寫出浸出過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式 ，氧化過程中主要反應(yīng)的離子方程式 。 在氧化后的液體中加入石灰漿，用于調(diào)節(jié)pH，pH應(yīng)調(diào)節(jié)至 。 陽離子吸附劑用于除去雜質(zhì)金屬離子。決定陽離子吸附劑吸附效果的因素是 （填寫序號）。a溶液的pH b金屬離子的電荷 c金

15、屬離子的半徑 d吸附時(shí)間 操作a包括 等過程。2重鉻酸鉀（K2Cr2O7）是工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室的重要氧化劑。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)重鉻酸鉀時(shí)用鉻鐵礦（主要成份為FeO·Cr2O3）、純堿、燒堿、氯酸鉀等為原料先制得鉻酸鈉（Na2CrO4），涉及的主要反應(yīng)是6FeO·Cr2O3 + 24NaOH +7KClO3 12Na2CrO4 + 3Fe2O3 +7KCl + 12H2O，然后將鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為K2Cr2O7。其主要工藝如下：試回答下列問題：（1）在反應(yīng)器中，有Na2CrO4生成，同時(shí)Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)镹aFeO2，雜質(zhì)SiO2、Al2O3與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}，寫出氧化鋁與碳酸鈉

16、反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。（2）NaFeO2能強(qiáng)烈水解，在操作生成沉淀而除去，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。（3）操作的目的是什么，用簡要的文字和化學(xué)方程式說明： 。（4）操作中，酸化時(shí)，CrO42轉(zhuǎn)化為Cr2O72,寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式： 。（5）稱取重鉻酸鉀試樣2.5000g配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶中，加入10mL 2mol/LH2SO4溶液和足量碘化鉀(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3+)，放于暗處5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示劑，用0.1200mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定（I2+2S2O32=2I+S4O62）。判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的依據(jù)是： ；若實(shí)驗(yàn)中

17、共用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液40.00mL，則所得產(chǎn)品中的重鉻酸鉀的純度為 （設(shè)K2Cr2O7的摩爾質(zhì)量為294g·mol -1，整個(gè)過程中其它雜質(zhì)不參與反應(yīng)）。3、工業(yè)上用鋁土礦（含氧化鋁、氧化鐵）制取鋁的過程如下：請回答下列問題：（1）沉淀C的化學(xué)式為_，該物質(zhì)除了用于金屬冶煉以外，還可用作_。（2）電解熔融的氧化鋁時(shí)，加入冰晶石的作用是_。（3）操作I、操作II、操作III都是_（填操作名稱），實(shí)驗(yàn)室要洗滌Al(OH)3沉淀應(yīng)該在_裝置中進(jìn)行。（4）生產(chǎn)過程中，除NaOH、H2O可以循環(huán)使用外，還可以循環(huán)使用的物質(zhì)有_（填化學(xué)式）。用此法制取鋁的副產(chǎn)品是_（填化學(xué)式）。（5）寫

18、出Na2CO3溶液與CaO反應(yīng)離子方程式：_。（6）若鋁土礦中還含有二氧化硅，此生產(chǎn)過程中得到的氧化鋁將混有雜質(zhì)：_（填化學(xué)式）。4現(xiàn)有含F(xiàn)eCl2雜質(zhì)的氯化銅晶體（CuCl2·2H2O），為制取純凈的CuCl2·2H2O，首先將其制成水溶液，然后按下圖所示步驟進(jìn)行提純：含雜質(zhì)的水溶液溶液溶液沉淀純CuCl2·2H2O加入氧化劑X加入物質(zhì)Y一定條件已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有強(qiáng)氧化性，要將溶液中的Cu2、Fe2、Fe3沉淀為氫氧化物，需溶液的pH分別為6.4、6.4、3.7。請回答下列問題：（1）本實(shí)驗(yàn)最適合的氧化劑X是_AK2Cr2

19、O7 BNaClO CH2O2 DKMnO4（2）物質(zhì)Y不可以是_ACuO BCuCl2 CCu（OH）2 DCuCO3（3）除去Fe3的有關(guān)離子方程式是（物質(zhì)Y在（2）中選擇合適的選項(xiàng)）： _（4）加入氧化劑的目的是_。（5）最后能不能直接蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl2·2H2O？_（填“能”或“不能”）。如不能，應(yīng)如何操作？（如能，此空不填）_。5碘酸鉀是一種白色結(jié)晶粉末，無臭無味，酸性條件下碘酸鉀是一種較強(qiáng)的氧化劑，與氫碘酸、二氧化硫等還原性物質(zhì)作用，被還原為單質(zhì)碘，在堿性介質(zhì)中，碘酸鉀能被氯氣、次氯酸鹽等氧化為高碘酸鉀。碘酸鉀在常溫下穩(wěn)定，加熱至560開始分解。工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如

20、下，在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：I2+KClO3+H2O-KH(IO3)2+KCl+Cl2 （未配平）（1）已知步驟反應(yīng)器發(fā)生的反應(yīng)中，兩種還原產(chǎn)物所得電子數(shù)相同，請配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_；（2）步驟中，用稀酸酸化的作用是_；在稀硝酸和稀鹽酸中不能選用的酸是：_，其原因是_；（3）步驟要保持溶液微沸1小時(shí)以完全排出氯氣，排出氯氣的原因?yàn)?_ _；（4）參照下表碘酸鉀的溶解度，步驟11得到碘酸鉀晶體，你建議的方法是_ 。溫度/01020406080KIO3g/100g水4.606.278.0812.618.324.86（10分）工業(yè)碳酸鈉(純度約為98)中含有Ca2、Mg2、Fe3、C

21、l和SO42等雜質(zhì)，提純工藝線路如下： 、碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如下圖所示： Na2CO3·10H2O Na2CO3·7H2O Na2CO3·H2O 32 36 t（）、有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下：物質(zhì)CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.96×1096.82×1064.68×1065.61×10122.64×1039回答下列問題：（1）加入NaOH溶液時(shí)，首先生成的沉淀是 （填化學(xué)式）；生成氫氧化鎂沉淀的離子方程式為 。（2）“趁熱過濾”時(shí)的溫度應(yīng)控制在 。（3）有人從

22、“綠色化學(xué)”角度設(shè)想將“母液”沿流程中虛線所示進(jìn)行循環(huán)使用。請你分析實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中是否可行 ，并說明理由 。（4）已知：Na2CO3·10 H2O(s)Na2CO3(s)10 H2O(l) H= + 92.36 kJ·mol1 Na2CO3·10 H2O(s)Na2CO3·H2O(s)9 H2O(g) H= + 473.63 kJ·mol1又知：H2O(l)H2O(g) H= + 44 kJ·mol1寫出Na2CO3·H2O脫水生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式 。參考答案1 SO2MnO2MnSO4 2Fe2MnO24H2Fe3Mn22H2O 4.78.3 b c d 蒸發(fā)濃縮結(jié)晶2（1）Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2（2分）（2）NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3+NaOH（2