無機(jī)工藝流程題--富源六中(朱恩會)

1、無機(jī)工藝流程常見題第II卷(非選擇題)請點擊修改第II卷的文字說明評卷人得分、實驗題1 氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級氧化鋅(含有Fe( n ),Mn( n ), Ni( n )等雜質(zhì))的流程如下：工業(yè)ZnO稀硫酸 > 浸出液調(diào)pH約為5過濾 、，占注 Zn過濾T、濾液一L、濾液髻J過濾 > 濾餅煅燒ZnO提示：在本實驗條件下，Ni(回答下列問題：( 為 加 是(2 )反應(yīng)的反應(yīng)類型為_有。(3 )反應(yīng)形成的沉淀要用水洗，檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法 是。(4)反應(yīng)中產(chǎn)物的成分可能是ZnCO xZn(OH)2 .取干操后的濾餅11.2g，煅燒后可得到產(chǎn)品8

2、.1 g.【答案】2+2+(1) Fe 和 Mn(2) 置換反應(yīng)n )不能被氧化，高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO1 )反應(yīng)中除掉的雜質(zhì)離子是，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式O高錳酸鉀溶液前，若 pH 較低，對除雜的影響O,過濾得到的濾渣中，除了過量的鋅外還則X等于鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無法除去鐵和錳雜質(zhì) 鎳(3) 取少量水洗液于試管中，滴入1-2滴稀硝酸，再滴入硝酸鋇溶液，若無白色沉淀 生成，則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈(4) 1【解析】(1) 根據(jù)題意，Ni( n )不能被氧化，反應(yīng)中除掉的雜質(zhì)離子是Fe2+和MrT，發(fā)生的離 子方程式為 MnO+3 Fe2+7HO=3 Fe(O4J + MnC2+5

3、HI; 2Mn(4)+3M+2HbO=5MnOX +4H+。 加高錳酸鉀溶液前，若 pH較低，鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無法除去鐵和錳 雜質(zhì)。(2) 反應(yīng)為鋅與鎳離子的反應(yīng)，反應(yīng)類型為置換反應(yīng)，得到的濾渣中，除了過量的 鋅外還有金屬鎳。(3) 檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是取少量水洗液于試管中，滴入1-2滴稀硝酸酸化， 再滴入硝酸鋇溶液，若無白色沉淀生成，說明沒有硫酸根離子，則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈(4) 根據(jù)關(guān)系式 ZnCOxZn(OH”818.1g125+99X11.2g解得：x=1(x+1) ZnO(x+1)2. (15分)乙醇是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。

4、回答 下列問題：(1) 間接水合法是指先將乙烯與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氫乙酯(C2H5OSOH)。再水解生成乙醇。寫出相應(yīng)的反應(yīng)的化學(xué)方程式 (2) 已知：甲醇脫水反應(yīng) 2CHOH(g) = CHOC鳳g) + H2O(g) A H = - 23. 9KJ mol 甲醇制烯烴反應(yīng) 2CH0H(g)= GH (g) + 2H2O(g) H2=- 29.1KJ mol -1一 1乙醇異構(gòu)化反應(yīng) CHCHOH(g) = CHOCH(g) +50. 7KJ mol則乙烯氣相直接水合反應(yīng) C2H4 (g) + H2O(g) = C2H5OH(g)的 色H = KJ mol 一1與間接水合法相比，氣相直接水合

5、法的優(yōu)點是： 二(3) 下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(其中n(H2O)： n(C2Hk)=1 : 1)3020250300350 瀘C 列式計算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點的平衡常數(shù) K=(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))，理由是:/硅藻土為催化劑，反應(yīng)溫度290 C,壓 圖中壓強(qiáng)P1、P2、P3、P4的大小順序為： 氣相直接水合法黨采用的工藝條件為：磷酸 強(qiáng)6. 9MPa n(H2O) ： n(C2H)=0 . 6 : 1。乙烯的轉(zhuǎn)化率為 5%。若要進(jìn)一步提高乙烯的轉(zhuǎn)化率，除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)外，還可以采取的措施 有：、?！敬鸢浮?

6、1) C2H4+H2SO C2H5OSOH; C 2H5OSOH+ H2O=GH5OH+ HSQ;-45.5污染小，腐蝕性小等；(3)K=0.07(MPa) -1;P 1< P2< P3< P4；反應(yīng)分子數(shù)減少，相同溫度下，壓強(qiáng)升高，乙烯轉(zhuǎn)化率提高；將產(chǎn)物乙醇液化轉(zhuǎn)移去，增加 n(H2O):n(C2H)的比?！窘馕觥吭囶}分析：(1)根據(jù)題意可得乙烯與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氫乙酯GHsOSOH的方程式：C2H4+HzSQ= GHtOSOH; C2H5OSOI+ HaOnGHsOH+HbSQ; (2)一一，整理可得CH(g)+ H2O(g) = C2H5OH(g), H=( - 23

7、.9+29.1 50.7 ) KJ/mol= 45.5 KJ/mol ;與間接水 合法相比，氣相直接水合法的優(yōu)點是污染小，腐蝕性小等；(3 乙烯水合制乙醇反應(yīng)0.2np在圖中A點的平衡常數(shù) K PGHQH )2n °.2p= 0.07 (MPa)-1;在p©H4)p(H2O)( 0.8np )2(2n -0.2n，相同的溫度下由于乙烯是平衡轉(zhuǎn)化率是P1< P2< P3< P 4；由方程式 QH (g) + H2O(g)=QH5OH(g)可知該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，所以增大壓強(qiáng)，平衡正向移動， 乙烯的轉(zhuǎn)化率提高，因此壓強(qiáng)關(guān)系是：P1< P2

8、< P3< P4;若要進(jìn)一步提高乙烯的轉(zhuǎn)化率， 除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)外，還可以采取的措施有改變物質(zhì)的濃度，如從平衡體系中將產(chǎn)物乙醇分離出去，或增大水蒸氣的濃度，改變二者的物質(zhì)的量的比等等。考點：考查化學(xué)方程式的書寫、壓強(qiáng)對平衡移動的影響、物質(zhì)制取方案的設(shè)計與比較、 反應(yīng)熱的計算、化學(xué)平衡常數(shù)的計算及提高產(chǎn)品產(chǎn)率的方法的探究的知識。評卷人得分3 鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoQ)、導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為 6C+xLi+xe- = Li xG。現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資

9、源(部分條 件未給出)。it離了亜池f麗T濾液H；SOZ H；O：濾液A(OH)jQ 體 f濾渣 濾港f打機(jī)郴弭W刨用沉粘i f回答下列問題：(1) LiCoO2中，Co元素的化合價為 。(2) 寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。(3) “酸浸” 一般在 80C下進(jìn)行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式;可用鹽酸代替HzSQ和H.O2的混合液，但缺點是 。(4) 寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。(5) 充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li 1-xCoO之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時電池反應(yīng)方程式。(6) 上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是 。在整個回收

10、工藝中，可回收到的金屬化合物有 (填化學(xué)式)。【答案】(1) +3(2) 2AI + 2OH - + 6H2O = 2AI(OH) 4 + 3H 2?(3) 2LiCoO2 + 3H 2SO + H2QLi 2SQ + 2CoSO4 + O 2 ? + 4H2OA2H2Q 2fO + O2 ?;有氯氣生成，污染較大。(4) CoSCO + 2NH4HCO= C0CO3 J + (NH4)2SQ +CQf + H2O(5) Li 1-x CoO + Li xG = LiCoO 2 + 6C(6) Li +從負(fù)極中脫出，經(jīng)由電解質(zhì)向正極移動并進(jìn)入正極材料中AI(OH) 3、CoC Li 2SQ【解

11、析】以工藝流程為背景考查化學(xué)反應(yīng)原理中的電化學(xué)知識，包括電極反應(yīng)式的書寫、氧化還原反應(yīng)，綜合性較強(qiáng)。(1) 根據(jù)化合價代數(shù)和為 0的原則，LiCoO2中Li為+1價，O為-2價，iCo元素的化合 價為+3。(2) 根據(jù)工藝流程和相關(guān)產(chǎn)物可知，鋰離子電池正極材料中只有鋁箔與氫氧化鈉反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 2AI + 2OH - + 6H2O = 2AI(OH) 4 + 3H 2?o(3) 根據(jù)“酸浸”的反應(yīng)物和反應(yīng)條件，發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為;2LiCoO2 + 3fSQ +Li 2SQ + 2CoSO + Qf + 4fO, HO 自身發(fā)生分解反應(yīng)，2fQ亠 2fO + O2

12、T； LiCoO2具有較強(qiáng)的氧化性，用鹽酸代替HSQ和的混合液，氯氣生成，污染較大。(4) 根據(jù)“沉鈷”過程中反應(yīng)物和產(chǎn)物，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 CoS©+ 2NHHCO= CoCO J + (NH4)2SO +CQf + H2Q(5) 充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li 1-xCoO之間的轉(zhuǎn)化，放電時負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為Li xC6-xe - =6C+xLi+，正極 Lii“CoO + xe- = LiCoO 2 + xLi +，電池總反應(yīng)方程式 Li 1-xCoQ + Li xG = LiCoO 2 + 6C。(6) 進(jìn)行放電處理時，Li+從負(fù)極中脫出，經(jīng)由電解質(zhì)向正極移動并進(jìn)入正

13、極材料中，有利于鋰在正極的回收。根據(jù)整個工藝流程的化學(xué)反應(yīng)原理，可回收到的金屬化合物有Al(OH) 3、CoC Li 2SO三種。【考點定位】工藝流程、電化學(xué)、離子方程式4.( 13分)在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2C4,發(fā)生反應(yīng)NbO(g) 2NO(g), 隨溫度升高，混合氣體的顏色變深?；卮鹣铝袉栴}：(1) 反應(yīng)的AH 0 (填“大于”“小于”)；100C時，體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如上圖所示。 在060s時段，反應(yīng)速率v(N2C4)為mol?L-1?s-1反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為。(2) 100C時達(dá)到平衡后，改變反應(yīng)溫度為T, c(N 2O4)以0.0020 mol ?L-

14、1?s-1的平均速 率降低，經(jīng)10s又達(dá)到平衡。 T 100C(填“大于”“小于”)，判斷理由是 。 列式計算溫度 T是反應(yīng)的平衡常數(shù) K(3) 溫度T時反應(yīng)達(dá)平衡后，將反應(yīng)容器的容積減少一半，平衡向 (填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動，判斷理由是 ?！敬鸢浮?1)大于 0.0010.36 molL1。(2) 大于；反應(yīng)正方向吸熱，反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行，故溫度升高平衡時，c ( NQ) =0.120 mol L +0.002 mol L s X 10sX 2= 0.160 mol L1 1 1 1c (N2Q) =0.040 mol L 0.002 mol L s X 10s=0.02 mol

15、 LK2= (0.160 mol L ) / 0.020 mol L =1.3mol L(3) 逆反應(yīng)對氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動【解析】試題分析：(1)根據(jù)題意知，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深， 二氧化氮的濃度增大， 說明平衡向正反應(yīng)方向移動； 當(dāng)其他條件不變時，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，故AH大于0。根據(jù)題給圖像知，0 60s時段，N2O4的物質(zhì)的量濃度變化為0.060mol L ,根據(jù)公式v= cl At計算，v(N2Q)=0.001 mol L s ;分析題給圖像知， 二氧化氮的平衡濃度為 0.120 mol L ，四氧化二氮的平衡濃度為0.040 m

16、ol L , KfNO2 12HF + 3Na2CO+ 2Al （ OH） 3 = 2NaAIF6+ 3CO+ 90（2 分）|N 2C4=0.36 mol L 1O( 2)根據(jù)題意知，改變反應(yīng)溫度為 T后，c(N 2O)以0.0020 mol?L-1?s-1的平均速率降低，即平衡向正反應(yīng)方向移動，又反應(yīng)正方向吸熱，反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行，故為溫度升高，T大于100°C,答案為：大于；反應(yīng)正方向吸熱，反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行，故溫度升高；根據(jù)題意知，平衡時，c ( NO) =0.120 molL_ (3) E可作為建筑材料，化合物 C是，寫出由 D制備冰晶石的化學(xué)方程式；(4) 電解制鋁的化學(xué)

17、方程式是 ，以石墨為電極,陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是?！敬鸢浮?2NaOW SiO2= Na2SiO3+ H2O （2 分）2NaOH + Al 2Q = 2NaAIQ + HO （2 分）2AIO2一 + CO+ 3H2O= 2Al （ OH） 3 J+ CO2（2 分）+0.0021 11/ 、一1mol L s X 10sX 2= 0.160 mol L, c ( N2O )=0.040 mol L 0.002mol L 1 s 1X 10s=0.02 mol L 1, K?= (0.160 mol L 1) ) 0.020 mol L 1=1.3mol L 1。(3)溫度為T時，反應(yīng)達(dá)

18、平衡，將反應(yīng)容器的體積減小一半，即增大壓強(qiáng)，當(dāng)其他條 件不變時，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體物質(zhì)平衡向氣體物質(zhì)系數(shù)減小的方向移動，即向逆反 應(yīng)方向移動，答案為：逆反應(yīng)對氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動。考點：考查與化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡相關(guān)的圖像，化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的計算及反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的影響因素。5 .鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al 2C3和冰晶石(NaAIF6)混合熔融電解制得。鋁土礦的主要成分是 Al 2O和SiO2等。從鋁土礦中提煉 Al 2C3的流程如下：以螢石(CaFO和純堿為原料制備冰晶石的流程如下:（2） CaSiQ （ 2 分）（3）濃 HSQ （1 分）（4）2Al2O3冋溫4AI+3O2f（ 2 分） O 2、CO （ CO （2 分）回答下列問題：(1) 寫 出 反 應(yīng) 1