專(zhuān)項(xiàng)提能檢測(cè)(三)“化工流程題”專(zhuān)練

1、專(zhuān)項(xiàng)提能檢測(cè)(三)“化工流程題”專(zhuān)練1(2015·無(wú)錫模擬)稀土元素是周期表中B族鈧、釔和鑭系元素之總稱(chēng)，金屬活潑性?xún)H次于堿金屬和堿土金屬元素，它們的性質(zhì)極為相似，常見(jiàn)化合價(jià)為3價(jià)。無(wú)論是航天、航空、軍事等高科技領(lǐng)域，還是傳統(tǒng)工農(nóng)業(yè)，稀土的應(yīng)用幾乎是無(wú)所不在。其中釔(Y)元素是激光和超導(dǎo)的重要材料。我國(guó)蘊(yùn)藏著豐富的含釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)，工業(yè)上通過(guò)如下生產(chǎn)流程可獲得氧化釔。已知：有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH見(jiàn)下表。離子開(kāi)始沉淀時(shí)的pH完全沉淀時(shí)的pHFe32.73.7Y36.08.2Be(OH)22NaOH=Na2BeO22H2O請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)過(guò)濾所得

2、濾液的溶質(zhì)主要有_。(2)欲從過(guò)濾所得混合溶液中制得Be(OH)2沉淀，最好選用鹽酸和_兩種試劑，再通過(guò)必要的操作即可實(shí)現(xiàn)。aNaOH溶液b氨水cCO2dHNO3寫(xiě)出Na2BeO2與足量鹽酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。(3)已知25 時(shí)，KspFe(OH)34×1038，則該溫度下反應(yīng)Fe33H2OFe(OH)33H的平衡常數(shù)K_。(4)寫(xiě)出煅燒過(guò)程的化學(xué)方程式：_。2(2015·濟(jì)南模擬)鐵及其化合物應(yīng)用廣泛。(1)三氯化鐵是一種水處理劑，工業(yè)制備無(wú)水三氯化鐵固體的部分流程如下圖：檢驗(yàn)副產(chǎn)品中含有X時(shí)，選用的試劑是_(填下列字母中序號(hào))。aNaOH溶液bKSCN溶液c酸性K

3、MnO4溶液 d鐵粉在吸收塔中，生成副產(chǎn)品FeCl3的離子方程式為_(kāi)。(2)高鐵酸鉀(K2FeO4)也是一種優(yōu)良的水處理劑，工業(yè)上，可用鐵作陽(yáng)極，電解KOH溶液制備高鐵酸鉀；電解過(guò)程中，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)；電解一段時(shí)間后，若陽(yáng)極質(zhì)量減少28 g，則在此過(guò)程中，陰極析出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_(kāi)L。(3)硫化亞鐵常用于工業(yè)廢水的處理。你認(rèn)為，能否用硫化亞鐵處理含Cd2的工業(yè)廢水？_(填“能”或“否”)。請(qǐng)根據(jù)沉淀溶解平衡的原理解釋你的觀點(diǎn)(用必要的文字和離子方程式說(shuō)明)：_。已知：25 時(shí)，溶度積常數(shù)Ksp(FeS)6.3×1018、Ksp(CdS)3.6×1029工業(yè)上

4、處理含Cd2廢水還可以采用加碳酸鈉的方法，反應(yīng)如下：2Cd22COH2O=Cd2(OH)2CO3A，則A的化學(xué)式為_(kāi)。3(2015·南京模擬)以冶鋁的廢棄物鋁灰為原料制取超細(xì)­氧化鋁，既降低環(huán)境污染又可提高鋁資源的利用率。已知鋁灰的主要成分為Al2O3(含少量雜質(zhì)SiO2、FeO、Fe2O3)，其制備實(shí)驗(yàn)流程如下：(1)鋁灰中氧化鋁與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)圖中“濾渣”的主要成分為(填化學(xué)式)。(3)加30%的H2O2溶液發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為_(kāi)。(4)煅燒硫酸鋁銨晶體，發(fā)生的主要反應(yīng)為4NH4Al(SO4)2·12H2O2Al2O32NH3N25SO33

5、SO253H2O將產(chǎn)生的氣體通過(guò)下圖所示的裝置。集氣瓶中收集到的氣體是_(填化學(xué)式)。足量飽和NaHSO3溶液吸收的物質(zhì)除大部分H2O(g)外還有_(填化學(xué)式)。KMnO4溶液褪色(MnO還原為Mn2)，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為_(kāi)。4(2015·安慶模擬)用濕法制磷酸副產(chǎn)品氟硅酸(H2SiF6)生產(chǎn)無(wú)水氟化氫的工藝如下圖所示：已知：氟硅酸鉀(K2SiF6)微酸性，有吸濕性，微溶于水，不溶于醇。在熱水中水解成氟化鉀、氟化氫及硅酸。(1)寫(xiě)出反應(yīng)器中的化學(xué)方程式：_。(2)在實(shí)驗(yàn)室過(guò)濾操作中所用的玻璃儀器有_；在洗滌氟硅酸鉀(K2SiF6)時(shí)常用酒精洗滌，其目的是_。(3)該流程中哪些物質(zhì)

6、可以循環(huán)使用：_(用化學(xué)式表達(dá))。(4)氟化氫可以腐蝕刻劃玻璃，在刻蝕玻璃過(guò)程中也會(huì)生成H2SiF6，試寫(xiě)出該反應(yīng)方程式：_。(5)為了測(cè)定無(wú)水氟化氫的純度，取標(biāo)況下的氣體產(chǎn)物2.24 L，測(cè)得質(zhì)量為3.1 g，并將氣體通入含足量的Ca(OH)2溶液中，得到5.85 gCaF2沉淀，則無(wú)水氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)(保留2位有效數(shù)字)。通過(guò)計(jì)算結(jié)果，試解釋?zhuān)瑯?biāo)況下2.24 L產(chǎn)物的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2.0 g的原因：_。5(2015·通州模擬)堿式氯化鋁Al2(OH)nCl6n是利用工業(yè)鋁灰和活性鋁礬土為原料(主要含Al、Al2O3、SiO2及鐵的氧化物)經(jīng)過(guò)精制加工而成，此產(chǎn)品活性較高，對(duì)工業(yè)污

7、水具有較好的凈化效果。其制備流程如下：(1)原料需要粉碎，其目的是_；濾渣的主要成分是_。(2)步驟在煮沸過(guò)程中，溶液逐漸變?yōu)闇\綠色，此時(shí)溶液中呈淺綠色的陽(yáng)離子常采用加入_試劑進(jìn)行檢驗(yàn)(填化學(xué)式)；隨后溶液又變?yōu)樽攸S色，相關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(3)步驟中加入適量的Ca(OH)2并控制pH，其目的：一是生成堿式氯化鋁；二是_；已知堿式氯化鋁的分散質(zhì)粒子大小在1100 nm之間，則區(qū)別濾液與堿式氯化鋁兩種液體的物理方法是_；若Ca(OH)2溶液過(guò)量，則步驟得到的堿式氯化鋁產(chǎn)率偏低，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(4)某溫度下若0.1 mol AlCl3溶于蒸餾水，當(dāng)有2.5%水解生成Al(OH)3溶

8、液時(shí)，吸收熱量Q kJ，該過(guò)程的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)。6(2015·石景山模擬)孔雀石主要成分是Cu2(OH)2CO3，還含少量FeCO3及Si的化合物，實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備硫酸銅晶體的步驟如下：(1)步驟中涉及的反應(yīng)用離子方程式表示為_(kāi)。(2)步驟中試劑是_(填字母)。aKMnO4bH2O2cFe粉dKSCN(3)步驟加入CuO的目的是_。(4)步驟獲得硫酸銅晶體，需要經(jīng)過(guò)_、_、過(guò)濾等操作。(5)孔雀石與焦炭一起加熱可以生成Cu及其他無(wú)毒物質(zhì)，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(6)測(cè)定硫酸銅晶體(CuSO4·xH2O)中結(jié)晶水的x值：稱(chēng)取2.4 g硫酸銅晶體，加熱至質(zhì)量

9、不再改變時(shí)，稱(chēng)量粉末的質(zhì)量為1.6 g。則計(jì)算得x_(計(jì)算結(jié)果精確到0.1)。7(2015·泰州模擬)鋅浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2、Fe2、Cd2、Mn2，工業(yè)上可通過(guò)控制條件逐一除去雜質(zhì)以制備超細(xì)活性氧化鋅，其工藝流程如下：(1)鋅浮渣利用硫酸浸出后，將濾渣1進(jìn)行再次浸出，其目的是_。(2)凈化1是為了將Mn2轉(zhuǎn)化為MnO2而除去，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：_。(3)90 時(shí)，凈化2溶液中殘留鐵的濃度受pH影響如圖所示。pH較小時(shí)，雖有利于Fe2轉(zhuǎn)化為Fe3，但殘留鐵的濃度仍高于pH為34時(shí)的原因是_。(4)濾渣3的主要成分為_(kāi)(填化學(xué)式)。(5)碳化在50 進(jìn)行，“前驅(qū)體”的

10、化學(xué)式為ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O，寫(xiě)出碳化過(guò)程生成“前驅(qū)體”的化學(xué)方程式：_；碳化時(shí)所用NH4HCO3的實(shí)際用量為理論用量的1.1倍，其原因一是為了使Zn2充分沉淀，二是_。8(2015·黃山模擬)銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下：注：Al(OH)3和Cu(OH)2開(kāi)始分解的溫度分別為450 和80 (1)電解精煉銀時(shí)，電解質(zhì)溶液可選用_；濾渣A與稀HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)固體混合物B的組成為_(kāi)；過(guò)濾得到固體B時(shí)，實(shí)驗(yàn)室如何進(jìn)行洗滌操作？_。(3)在第一步過(guò)濾所得的CuSO4溶液中含有過(guò)量的硫酸，若要用

11、該溶液來(lái)檢測(cè)糖尿病需要對(duì)溶液進(jìn)行哪些處理_。檢測(cè)糖尿病時(shí)發(fā)生的反應(yīng)方程式為_(kāi)。(4)完成煅燒過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的一個(gè)化學(xué)方程式：_CuO_Al2O3_CuAlO2_。(5)理論上生產(chǎn)6.15 kg CuAlO2需要含銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%的銀銅合金廢料_kg。答 案1解析：(1)釔礦石與氫氧化鈉共熔，加水溶解后得硅酸鈉溶液和鈹酸鈉溶液，同時(shí)還產(chǎn)生了氫氧化釔和三氧化二鐵沉淀，加鹽酸、氨水調(diào)節(jié)pH后加入草酸，此時(shí)的沉淀為草酸釔，溶液中存在氯化銨和草酸銨；(2)想從過(guò)濾所得混合溶液中制得Be(OH)2沉淀，最好選用鹽酸和氨水兩種試劑，在適合的pH下即可形成沉淀；Na2BeO2與足量鹽酸發(fā)生反應(yīng)，生成氯化鈹

12、、氯化鈉和水，離子反應(yīng)方程式為BeO4H=Be22H2O；(3)KspFe(OH)34.0×1038c(Fe3)×c3(OH)，那么c3(OH)，則c3(H)，則K2.5×105；(4)煅燒草酸釔的方程式為Y2(C2O4)3Y2O33CO3CO2。答案：(1)氯化銨、草酸銨(2)bBeO4H=Be22H2O(3)2.5×105(4)Y2(C2O4)3Y2O33CO3CO22解析：(1)吸收劑X的作用是吸收未反應(yīng)的Cl2，生成FeCl3，所以X為FeCl2，用酸性KMnO4溶液可以檢驗(yàn)亞鐵離子的存在，故c符合；吸收塔中，氯氣和氯化亞鐵反應(yīng)生成副產(chǎn)品氯化鐵，

13、反應(yīng)的離子方程式為2Fe2Cl2=2Fe32Cl；(2)用鐵作陽(yáng)極，電解KOH溶液制備高鐵酸鉀。電解過(guò)程中，陽(yáng)極的電極反應(yīng)是鐵失電子生成高鐵酸根離子，結(jié)合堿溶液中氫氧根離子電荷配平得到電極反應(yīng)為Fe6e8OH=FeO4H2O；電解一段時(shí)間后，若陽(yáng)極質(zhì)量減少28 g鐵，n(Fe)0.5 mol，則在此過(guò)程中，陰極電極反應(yīng)為2H2e=H2，依據(jù)電子守恒Fe6e3H2，陰極析出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積3×0.5 mol×22.4 L·mol133.6 L；(3)溶度積常數(shù)Ksp(FeS)6.3×1018、Ksp(CdS)3.6×1029，由溶度積常數(shù)

14、分析判斷CdS更難溶，可以實(shí)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化，Cd2(aq)FeS(s)=Fe2(aq)CdS(s)，所以能用硫化亞鐵處理含Cd2的工業(yè)廢水；2Cd22COH2O=Cd2(OH)2CO3A，根據(jù)原子守恒可知A的化學(xué)式為CO2。答案：(1)c2Fe2Cl2=2Fe32Cl(2)Fe6e8OH=FeO4H2O33.6(3)能CdS比FeS更難溶，可以實(shí)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化，Cd2(aq)FeS(s)=Fe2(aq)CdS(s)CO23解析：(1)氧化鋁為兩性氧化物，與酸、堿均反應(yīng)；(2)鐵的氧化物和氧化鋁溶于酸，二氧化硅不溶形成濾渣；(3)溶液中的亞鐵離子不易除去，需把其氧化為鐵離子再沉淀除去；(4)通過(guò)飽和亞硫

15、酸氫鈉溶液除去氨氣、三氧化硫，通過(guò)高錳酸鉀溶液除去二氧化硫氣體，故收集的氣體為氮?dú)?；KMnO4溶液與二氧化硫反應(yīng)，二氧化硫被氧化為硫酸根離子。答案：(1)Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2O(2)SiO2(3)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O(4)N2SO3、NH32MnO5SO22H2O=2Mn25SO4H4解析：(1)根據(jù)題意知，氟硅酸與硫酸鉀反應(yīng)后得到硫酸和氟硅酸鉀，所以方程式為H2SiF6K2SO4=H2SO4K2SiF6。(2)過(guò)濾實(shí)驗(yàn)用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；因?yàn)榉杷徕浳⑷苡谒蝗苡诖?，用酒精洗滌可減少氟硅酸鉀的損失。(3)通過(guò)流程可看出硫酸有進(jìn)有出

16、，可以循環(huán)使用，硫酸鉀也可以循環(huán)使用。(4)氟化氫和二氧化硅反應(yīng)生成了氟硅酸和水，化學(xué)方程式為6HFSiO2=H2SiF62H2O。(5)氟化鈣的物質(zhì)的量為0.075 mol，所以吸收的氟化氫的物質(zhì)的量為0.15 mol，氟化氫的質(zhì)量為3 g，則w(HF)×100%97%；因?yàn)镠F分子間形成氫鍵，部分締合成雙聚體，所以標(biāo)況下2.24 L產(chǎn)物的質(zhì)量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2.0 g。答案：(1)H2SiF6K2SO4=H2SO4K2SiF6(2)燒杯、漏斗、玻璃棒氟硅酸鉀不溶于酒精，減少用水洗滌時(shí)的損失(3)H2SO4、K2SO4(4)6HFSiO2=H2SiF62H2O(5)97%HF分子間形成氫

17、鍵，部分締合成雙聚體5解析：(1)原料都是固體，將固體物質(zhì)粉碎，其目的是為了增大反應(yīng)物接觸面積，加快溶解速率(提高Al3的浸出率)；Al、Al2O3、Fe2O3等金屬或金屬氧化物都能溶于酸，濾渣的主要成分是SiO2。(2)步驟在煮沸過(guò)程中，溶液逐漸變?yōu)闇\綠色，此時(shí)溶液中呈淺綠色的陽(yáng)離子Fe2常采用加入K3Fe(CN)6溶液的方法來(lái)檢驗(yàn)。隨后溶液會(huì)被空氣中的氧氣氧化變?yōu)镕e3，而使溶液又變?yōu)樽攸S色，相關(guān)反應(yīng)的離子方程式為4Fe2O24H=4Fe32H2O。(3)步驟中加入適量的Ca(OH)2并控制pH，其目的：一是生成堿式氯化鋁；二是使Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。由于堿式氯化鋁的分散質(zhì)粒

18、子大小在1100 nm之間，所以屬于膠體；而濾液則屬于溶液。因此區(qū)別濾液與堿式氯化鋁兩種液體的物理方法是利用膠體的性質(zhì)，觀察是否有丁達(dá)爾效應(yīng)，有丁達(dá)爾效應(yīng)的就是膠體，否則就是濾液。若Ca(OH)2溶液過(guò)量，則會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Al34OH=AlO2H2O，導(dǎo)致步驟得到的堿式氯化鋁產(chǎn)率偏低。(4)有0.1 mol×2.5%的AlCl3水解放出Q kJ熱量，則該過(guò)程的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為AlCl3(aq)3H2O(l)Al(OH)3(膠體)3HCl(aq)H400Q kJ·mol1。答案：(1)增大反應(yīng)物接觸面積，加快溶解速率(提高Al3的浸出率)SiO2(或二氧化硅)(2)K3Fe(

19、CN)64Fe2O24H=4Fe32H2O(3)除Fe3觀察是否有丁達(dá)爾效應(yīng)Al34OH=AlO2H2O(4)AlCl3(aq)3H2O(l)Al(OH)3(膠體)3HCl(aq)H400Q kJ·mol16解析：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中先將礦石溶解，所以加入稀硫酸溶解堿式碳酸銅和碳酸亞鐵。若將Fe2氧化為Fe3，而不引入雜質(zhì)，應(yīng)選用過(guò)氧化氫。所得溶液2中加入CuO，調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3沉淀完全。(6)加熱晶體后所得粉末為CuSO4，計(jì)算其物質(zhì)的量：n(CuSO4)m/M1.6 g/160 g·mol10.01 mol，而減少的為水的質(zhì)量m(H2O)2.4 g1.6 g0.8 g，n

20、(H2O)0.044 mol，CuSO4·xH2OCuSO4xH2O，則x4.4。 1 x 0.01 mol 0.044 mol答案：(1)Cu2(OH)2CO34H=2Cu2CO23H2O、FeCO32H=Fe2CO2H2O(2)b(3)消耗酸使溶液pH升高，便于Fe3形成沉淀除去(4)加熱濃縮冷卻結(jié)晶(5)Cu2(OH)2CO3C2Cu2CO2H2O(6)4.47解析：(1)將濾渣1進(jìn)行再次浸出的目的是提高鋅元素的總浸出率。(2)凈化1是為了將Mn2轉(zhuǎn)化為MnO2而除去，在反應(yīng)中S元素的化合價(jià)從7價(jià)降低到6價(jià)，得到1個(gè)電子，而錳元素從2價(jià)升高到4價(jià)，失去2個(gè)電子，根據(jù)得失電子守恒

21、可知該反應(yīng)的離子方程式Mn2S2O2H2O=MnO22SO4H。(3)鐵離子水解溶液顯酸性，因此pH較小時(shí)，雖有利于Fe2轉(zhuǎn)化為Fe3，但由于H抑制Fe3水解，因此導(dǎo)致殘留鐵的濃度仍高于pH為34。(4)鋅是活潑的金屬，能把溶液中的Cd2置換出來(lái)，因此濾渣3的主要成分為Cd。(5)根據(jù)流程圖可判斷，在碳化過(guò)程生成“前驅(qū)體”的同時(shí)還有CO2和硫酸銨生成，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為3ZnSO46NH4HCO3=ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O3(NH4)2SO45CO2；由于反應(yīng)過(guò)程中有部分NH4HCO3分解(或NH4HCO3消耗H，避免H濃度過(guò)大溶解ZnCO3·2Zn

22、(OH)2·H2O)，所以碳化時(shí)所用NH4HCO3的實(shí)際用量為理論用量的1.1倍。答案：(1)提高鋅元素的總浸出率(2)Mn2S2O2H2O=MnO22SO4H(3)H抑制Fe3水解(4)Cd(5)3ZnSO46NH4HCO3=ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O3(NH4)2SO45CO2反應(yīng)過(guò)程中有部分NH4HCO3分解(或NH4HCO3消耗H，避免H濃度過(guò)大溶解ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O)8解析：(1)電解精煉銀時(shí)，電解質(zhì)溶液可選用硝酸銀溶液；銀與稀硫酸不反應(yīng)，則濾渣A是銀。稀硝酸有強(qiáng)氧化性，能與銀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則銀與稀HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Ag4HNO