高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)題型突破一化學(xué)工藝流程綜合題作業(yè)

1、化學(xué)工藝流程綜合題化學(xué)工藝流程題是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)步步設(shè)問，是無機(jī)框圖的創(chuàng)新。它以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，與化工生產(chǎn)成本、產(chǎn)品提純、環(huán)境保護(hù)等相融合，考查物質(zhì)的制備、檢驗(yàn)、分離、提純等基本實(shí)驗(yàn)原理在化工生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用，要求考生依據(jù)流程圖分析原理、緊扣信息、抓住關(guān)鍵、準(zhǔn)確答題。這類試題具有較強(qiáng)的實(shí)用性和綜合性，因題考查面廣、材料新穎、角度新巧，近幾年成為高考命題者的“新寵”。1(2015福建高考)無水氯化鋁在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。(1)氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體，其反應(yīng)的離子方程式為_(2)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3

2、，含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制取無水氯化鋁的一種工藝流程示意如下：已知：物質(zhì)SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸點(diǎn)/57.6180(升華)300(升華)1 023步驟中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多，其作用是_(只要求寫出一種)。步驟中若不通入氯氣和氧氣，則反應(yīng)生成相對(duì)原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是_。已知：Al2O3(s)3C(s)=2Al(s)3CO(g)H11 344.1 kJmol12AlCl3(g)=2Al(s)3Cl2(g)H21 169.2 kJmol1由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為_。步驟的尾氣經(jīng)冷卻至室溫后，氣體用足量的NaOH冷溶液吸收，生

3、成的鹽主要有3種，其化學(xué)式分別為_。結(jié)合流程及相關(guān)數(shù)據(jù)分析，步驟中加入鋁粉的目的是_。解析：(1)Al3水解生成Al(OH)3和H。(2)水分減少可防止Al3的水解，氣孔數(shù)目增多，增大了接觸面積，可以加快反應(yīng)速率；焦炭能還原礦石中的鐵；根據(jù)蓋斯定律，將第一個(gè)反應(yīng)減去第二個(gè)反應(yīng)可得該熱化學(xué)反應(yīng)方程式；尾氣中存在Cl2和CO2，故與NaOH溶液反應(yīng)生成NaCl、NaClO、Na2CO3；根據(jù)工藝流程示意圖可知液態(tài)混合物中含有FeCl3雜質(zhì)，因此加入鋁粉可除去FeCl3，提高AlCl3的純度。答案：(1)Al33H2OAl(OH)33H(2)防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解或增大反應(yīng)物的接觸面積，加

4、快反應(yīng)速率鐵或FeAl2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)H174.9 kJmol1NaCl、NaClO、Na2CO3除去FeCl3，提高AlCl3純度2(2015廣東高考)七鋁十二鈣(12CaO7Al2O3)是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料。用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如下：(1)煅粉主要含MgO和_，用適量NH4NO3溶液浸取煅粉后，鎂化合物幾乎不溶；若濾液中c(Mg2)小于5106 molL1，則溶液pH大于_Mg(OH)2的Ksp51012；該工藝中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是_。(2)濾液中的陰離

5、子有_(忽略雜質(zhì)成分的影響)；若濾液中僅通入CO2，會(huì)生成_，從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低。(3)用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜，反應(yīng)的離子方程式為_。(4)電解制備Al(OH)3時(shí)，電極分別為Al片和石墨，電解總反應(yīng)方程式為_。(5)一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時(shí)AlCl和Al2Cl兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化，其他離子不參與電極反應(yīng)，放電時(shí)負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為_。解析：(1)碳酸鈣和碳酸鎂受熱均易分解，生成氧化鎂和氧化鈣，因此另一種物質(zhì)為氧化鈣；根據(jù)溶度積常數(shù)可計(jì)算出氫氧根離子濃度為1103mol/L，因此氫離子濃度為11011mol/L，所以pH應(yīng)大于11；如果用硫酸銨代

6、替硝酸銨，鈣離子與硫酸根離子能形成硫酸鈣沉淀。(2)濾液中的陰離子包括加入硝酸銨引入的硝酸根離子，水電離生成的氫氧根離子。如果只通入二氧化碳，可能會(huì)生成碳酸氫鈣，從而導(dǎo)致碳酸鈣的產(chǎn)率降低。(3)氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為：Al2O32OH=2AlOH2O。(4)陽(yáng)極上為鋁失電子生成鋁離子，陰極上為氫離子得電子生成氫氣，其電解總反應(yīng)方程式為2Al6H2O2Al(OH)33H2。(5)因?yàn)闆]有其他離子放電，因此負(fù)極反應(yīng)式為Al3e7AlCl=4Al2Cl。答案：(1)CaO11易生成硫酸鈣沉淀而導(dǎo)致碳酸鈣產(chǎn)率降低(2)NO、OHCa(HCO3)2(3)Al2O32OH=2AlOH2O(

7、4)2Al6H2O2Al(OH)33H2(5)Al3e7AlCl=4Al2Cl3(2015青島一模)工廠中用稀硫酸浸泡某礦石后的溶液中，除了含有大量硫酸外，還含有少量NH、Fe3、AsO、Cl。為除去雜質(zhì)離子，部分操作流程如下：請(qǐng)回答問題：(1)用稀硫酸浸泡某礦石后的溶液中，硫酸的濃度為4.9 gL1，則該溶液中的pH約為_。(2)NH在用稀硫酸浸泡某礦石后的溶液中以(NH4)2SO4和NH4Cl形式存在?，F(xiàn)有一份(NH4)2SO4溶液，一份NH4Cl溶液，(NH4)2SO4溶液中c(NH)恰好是NH4Cl溶液中c(NH)的2倍，則c(NH4)2SO4_c(NH4Cl)(填“”“”或“”)。(

8、3)隨著向廢液中投入生石灰(忽略溶液溫度的變化)，溶液中_(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)投入生石灰調(diào)節(jié)pH到23時(shí)，大量沉淀主要成分為CaSO42H2O含有少量Fe(OH)3，提純CaSO42H2O的主要操作步驟：向沉淀中加入過量_，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、_。(5)25 ，H3AsO4電離常數(shù)為K15.6103，K21.7107，K34.01012。當(dāng)溶液中pH調(diào)節(jié)到89時(shí)，沉淀主要成分為Ca3(AsO4)2。pH調(diào)節(jié)到8左右Ca3(AsO4)2才開始沉淀的原因是_。Na3AsO4第一步水解的平衡常數(shù)數(shù)值為_。已知：AsO2I2H=AsOI2H2O，SO2I22H2O=SO2I4H

9、。上述兩個(gè)反應(yīng)中還原性最強(qiáng)的微粒是_。解析：硫酸廢液中含有大量硫酸外，還含有少量NH、Fe3、AsO、Cl，加入生石灰，調(diào)節(jié)pH 23，大量沉淀主要成分為CaSO42H2O含有少量Fe(OH)3，濾液加入生石灰調(diào)節(jié)pH 89，生成Ca3(AsO4)2沉淀，濾液主要含有(NH4)2SO4和NH4Cl。(1)硫酸的濃度為4.9gL1，c(H2SO4)0.0 5mol/L，c(H)0. 1mol/L，pHlg0.11。(2)如c(NH4)2SO4c(NH4Cl)，則(NH4)2SO4溶液中c(NH)較大，因c(NH)越大，NH水解程度越小，則(NH4)2SO4溶液中c(NH)小于NH4Cl溶液中c(

10、NH)的2倍，如等于2倍，則c(NH4Cl)應(yīng)較大。(3)隨著向廢液中投入生石灰，c(OH)增大，c(NH3H2O)減小，則溶液中減小。(4)提純CaSO42H2O，可加入稀硫酸溶解Fe(OH)3，且防止CaSO42H2O的溶解，過濾后洗滌、干燥。(5)H3AsO4是弱酸電離出來的AsO較少，所以酸性條件下不易形成Ca3(AsO4)2沉淀，當(dāng)溶液中pH調(diào)節(jié)到8左右時(shí)AsO濃度增大，Ca3(AsO4)2開始沉淀。Na3AsO4的第一步水解的離子方程式為AsOH2OHAsOOH，該步水解的平衡常數(shù)Kh2.5103。已知：AsO2I2H=AsOI2H2O，SO2I22H2O=SO2I4H。還原劑還原

11、性大于還原產(chǎn)物的還原性，則還原性SO2IAsO，兩個(gè)反應(yīng)中還原性最強(qiáng)的微粒是SO2。答案：(1)1(2)(3)減小(4)稀硫酸晾干或干燥(5)H3AsO4是弱酸，當(dāng)溶液中pH調(diào)節(jié)到8左右，c(AsO)增大，Ca3(AsO4)2開始沉淀2.5103SO24(2015廣東模擬)工業(yè)廢渣、廢水回收利用是重要研究課題。下面流程是生產(chǎn)食用香料正丁酸乙酯的工廠廢水(含乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙醚和大量無機(jī)懸浮物)聯(lián)合利用電子工業(yè)廢料含SiO2和Cu2(OH)2CO3回收銅的工藝設(shè)計(jì)?；卮鹣铝袉栴}：(1)初沉加入的試劑是明礬，寫出參與凈水的離子的水解方程式：_。(2)固體X的成分是_，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式

12、_。(3)試劑Y為_，加快反應(yīng)速率的措施有_(任寫一條)。(4)反應(yīng)的離子方程式為_。(5)硅膠在生活與生產(chǎn)中用途廣泛，寫出其中一種用途：_。解析：液體A、B、C、D為分餾產(chǎn)物，根據(jù)沸點(diǎn)不同得到分離。分子晶體的熔沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量大小有關(guān)，正丁酸、乙醚相對(duì)分子質(zhì)量最接近難以分開，所以液體C和D的混合物應(yīng)該是正丁酸、乙醚的混合物。(1)明礬凈水在于Al3的水解：Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H。(2)廢料含SiO2和Cu2(OH)2CO3加熱情況下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：Cu2(OH)2CO32CuOH2OCO2則固體X的成分是CuO、SiO2。能與CuO反應(yīng)的為乙醇和正丁酸，由于正丁酸

13、在液體C和D的混合物中，所以液體A為乙醇。反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：CH3CH2OHCuOCH3CHOH2OCu。(3)試劑Y是氫氧化鈉溶液；增大氫氧化鈉溶液(試劑B)的濃度、將固體粉碎、升高溫度等。(4)液體B為正丁酸乙酯，反應(yīng)方程式為：2CH3CH2CH2COOCH2CH3SiO2H2O2CH3CH2CH2COO2CH3CH2OHH2SiO3。(5)硅膠的用途：催化劑載體(或干燥劑)。答案：(1)Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H(2)CuOSiO2CH3CH2OHCuOCH3CHOH2OCu(3)氫氧化鈉溶液增大氫氧化鈉溶液的濃度、將固體粉碎(或升高溫度等合理答案)(4)2CH3CH2

14、CH2COOCH2CH3SiO2H2O2CH3CH2CH2COO2CH3CH2OHH2SiO3(5)催化劑載體(或干燥劑)5(2015江蘇高考)以磷石膏(主要成分CaSO4，雜質(zhì)SiO2、Al2O3等)為原料可制備輕質(zhì)CaCO3，流程圖如下。(1)勻速向漿料中通入CO2，漿料清液的pH和c(SO)隨時(shí)間變化見如下圖。清液pH11時(shí)CaSO4轉(zhuǎn)化的離子方程式為_；能提高其轉(zhuǎn)化速率的措施有_(填序號(hào))。A攪拌漿料B加熱漿料至100 C增大氨水濃度D減小CO2通入速率(2)當(dāng)清液pH接近6.5時(shí)，過濾并洗滌固體。濾液中物質(zhì)的量濃度最大的兩種陰離子為_和_(填化學(xué)式)；檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是_。(3

15、)在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高溫煅燒的固體，隨著浸取液溫度上升，溶液中c(Ca2)增大的原因是_。解析：(1)向磷石膏粉、氨水漿料中通入CO2，CO2與NH3H2O 發(fā)生反應(yīng)：CO22NH3H2O=2NHCOH2O，CO濃度增大，促進(jìn)了CaSO4沉淀的轉(zhuǎn)化：CaSO4CO=CaCO3SO，總反應(yīng)的離子方程式為CaSO42NH3H2OCO2=CaCO32NHSOH2O。A攪拌漿料，可增大反應(yīng)物的接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率；B.加熱漿料，由于NH3的揮發(fā)，導(dǎo)致NH3H2O濃度降低，不利于CO的生成，降低了CaSO4的轉(zhuǎn)化速率；C.增大氨水濃度，有利于提高CO的濃度，從而提高CaSO4的轉(zhuǎn)化

16、速率；D. 減小CO2通入速率，不利于CO的生成，從而降低CaSO4的轉(zhuǎn)化速率。(2)由圖象可知，pH6.5時(shí)，溶液中的c(Ca2)已經(jīng)很小，此時(shí)通入的CO2與溶液中濃度較低的氨水反應(yīng)生成NH4HCO3，故溶液中物質(zhì)的量濃度最大的兩種陰離子為SO和HCO。過濾得到的CaCO3沉淀上會(huì)附著SO、NH、HCO等雜質(zhì)離子。檢驗(yàn)洗滌是否完全時(shí)，可取少量最后一次從過濾器中流出的洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，檢驗(yàn)是否存在SO即可。若不產(chǎn)生白色沉淀，表明沉淀已洗滌完全。(3)NH4Cl溶液中存在水解平衡：NHH2ONH3H2OH，溫度升高，上述水解平衡右移，c(H)增大，導(dǎo)致部分CaC

17、O3溶解。答案：(1)CaSO42NH3H2OCO2=CaCO32NHSOH2O或CaSO4CO=CaCO3SOAC(2)SOHCO取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中，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(3)浸取液溫度上升，溶液中c(H)增大，促進(jìn)固體中Ca2浸出6為了充分利用銅資源，某工廠擬用黃銅灰(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3、SiO2等)制取金屬銅并得副產(chǎn)物鋅鹽，其生產(chǎn)流程如下：(1)濾渣1的主要成分為_。稀硫酸溶解黃銅灰過程中，可能發(fā)生多個(gè)氧化還原反應(yīng)，其中沒有Zn參加的反應(yīng)的離子方程式是_(2)濾渣1及濾渣2用濃硫酸浸

18、取可能產(chǎn)生的有毒氣體是_，實(shí)驗(yàn)室通常用_溶液吸收。(3)稀硫酸通過濃硫酸稀釋得到，稀釋濃硫酸的正確操作方法是_。過濾操作所需玻璃儀器除玻璃棒外還有_(4)用惰性電極電解濾液4可制取金屬銅，若制得金屬銅12.8 g，則同時(shí)陽(yáng)極得到_L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。解析：根據(jù)題給信息和生產(chǎn)流程知黃銅灰加入過量稀硫酸發(fā)生的反應(yīng)為Zn2H=Zn2H2、ZnO2H=Zn2H2O、CuO2H=Cu2H2O、FeO2H=Fe2H2O、Fe2O36H=2Fe33H2O、2Fe3Cu=2Fe2Cu2，過濾，濾渣1的主要成分為Cu和SiO2，濾液1為硫酸鋅、硫酸銅、硫酸亞鐵的混合液；向?yàn)V液1中加鋅粉發(fā)生的反應(yīng)為ZnFe2=F

19、eZn2、ZnCu2=CuZn2，過濾，濾液2為硫酸鋅溶液，濾渣2為鐵、銅混合物；鐵、銅和二氧化硅的混合物與濃硫酸混合加熱生成硫酸銅、硫酸鐵和硫酸亞鐵及二氧化硫和水，過濾，濾渣3為二氧化硅，濾液3為硫酸銅、硫酸鐵和硫酸亞鐵的混合液，加入稀硫酸、H2O2后亞鐵離子被氧化為鐵離子，調(diào)節(jié)pH，鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾，濾渣4為氫氧化鐵，濾液4為硫酸銅溶液，處理后得銅單質(zhì)。(1)濾渣1的主要成分為Cu和SiO2。稀硫酸溶解黃銅灰過程中，可能發(fā)生多個(gè)氧化還原反應(yīng)，其中沒有Zn參加的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是：2Fe3Cu=2Fe2Cu2。(2)濾渣1及濾渣2用濃硫酸浸取可能產(chǎn)生的有毒氣體是SO2，

20、實(shí)驗(yàn)室通常用NaOH溶液吸收。(3)稀釋濃硫酸的正確操作方法是將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩注入蒸餾水中，同時(shí)不斷地用玻璃棒攪拌。過濾操作所需玻璃儀器除玻璃棒外還有燒杯、漏斗。(4)濾液4為硫酸銅溶液，用惰性電極電解硫酸銅溶液發(fā)生的反應(yīng)為2Cu22H2O2CuO24H，若制得金屬銅12.8 g，則同時(shí)陽(yáng)極得到氧氣0.1 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24 L氣體。答案：(1)Cu和SiO22Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)SO2NaOH(3)將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩注入蒸餾水中，同時(shí)不斷地用玻璃棒攪拌燒杯、漏斗(4)2.24 L7堿式碳酸銅廣泛用于制油漆顏料、煙火、殺蟲劑、催化劑、其他銅鹽和固體熒光粉激

21、活劑等，也用于種子處理及殺菌劑等。某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室利用Na2CO310H2O跟CuSO45H2O反應(yīng)制備并檢驗(yàn)堿式碳酸銅，實(shí)驗(yàn)步驟如下：粘膠狀藍(lán)綠色沉淀藍(lán)綠色晶體(1)寫出制備堿式碳酸銅的化學(xué)方程式_。(2)用鹽缽分別研細(xì)Na2CO310H2O和CuCO45H2O的目的是_。(3)檢驗(yàn)藍(lán)綠色沉淀是否洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作是_。(4)堿式碳酸銅可以堪稱Cu(OH)2CuCO3，該興趣小組同學(xué)選擇下列實(shí)驗(yàn)儀器驗(yàn)證產(chǎn)物中含有Cu(OH)2、CuCO3。各裝置連結(jié)順序?yàn)開。裝置B中試劑的名稱是_，裝置C中試劑的名稱是_。證明含有CuCO3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_，證明含有Cu(OH)2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_。解析：(

22、1)制備堿式碳酸銅是利用了CuSO4和Na2CO3的水解相互促進(jìn)的性質(zhì)。(2)用研缽分別研細(xì)Na2CO310H2O和CuSO45H2O是為了增大反應(yīng)物的接觸面積，是反應(yīng)物充分混合反應(yīng)。(3)若藍(lán)綠色沉淀洗滌干凈，則最后洗滌液中不含SO，滴加BaCI2溶液，沒有白色沉淀產(chǎn)生。(4)利用無水硫酸銅可檢驗(yàn)出加熱后的產(chǎn)物中存在的H2O，從而證明含有Cu(OH)2，利用澄清石灰水可檢驗(yàn)出加熱后的產(chǎn)物中含有CO2，從而證明含有CuCO3。但是檢驗(yàn)H2O必須在檢驗(yàn)CO2之前。答案：(1)2CuSO42Na2CO3H2O=Cu2(OH)2CO32Na2SO4CO2(2)增大反應(yīng)物接觸面積，使反應(yīng)物充分混合并反應(yīng)。(3)取最后一次洗滌液少許，滴加BaCI2溶液，若沒有白色沉淀產(chǎn)生，則沉淀已洗滌干凈(4)ACB澄清石灰水無水硫酸銅粉末裝置B中澄清石灰水變渾濁裝置C中白色粉末變?yōu)樗{(lán)色8(2015銀川模擬)廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源，又有利于保護(hù)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室利用廢舊黃銅(Cu、Zn合金，含少量雜質(zhì)Fe)制備膽礬晶體(CuSO45H2O)及副產(chǎn)物Z