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文檔簡(jiǎn)介

1、專(zhuān)題15:工藝流程從近幾年高中課改實(shí)驗(yàn)省區(qū)及上海高考化學(xué)試題來(lái)看,新課程改革后的高考化學(xué)試題,己非常重視與生產(chǎn)、生活的緊密聯(lián)系?;瘜W(xué)生產(chǎn)技術(shù)的“工藝流程題”已成為新課改后的高考新亮點(diǎn)和主流題型。該類(lèi)型題目的特點(diǎn)是:1.試題源于生產(chǎn)實(shí)際,以解決課堂互動(dòng)探究化學(xué)實(shí)際問(wèn)題為思路進(jìn)行設(shè)問(wèn),充分體現(xiàn)了理論與實(shí)踐相結(jié)合的觀點(diǎn)。2.試題內(nèi)容豐富,涉及基礎(chǔ)知識(shí)較為全面,較好地考查學(xué)生對(duì)“雙基”的掌握情況。3.題目難度為中等以上,分值較大,區(qū)分度強(qiáng)。要解好這一類(lèi)題,學(xué)生最重要的是要克服畏懼心理,認(rèn)真審題,找到該實(shí)驗(yàn)的目的。一、無(wú)機(jī)工藝流程題的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)及解題技巧等1、無(wú)機(jī)工藝流程題的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)無(wú)機(jī)化學(xué)丁藝流程題

2、。顧名思義。就是將無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)過(guò)程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖或生產(chǎn)裝置形式表示出來(lái),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(wèn),形成與化上生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化上工藝試題。無(wú)機(jī)工藝流程題的結(jié)構(gòu)分題頭、題干和題尾三部分。題頭一般是簡(jiǎn)單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括附產(chǎn)品);題干部分主要用框圖(或生產(chǎn)裝置)形式將原料到產(chǎn)品的豐要生產(chǎn)工藝流程表示出來(lái);題尾主要是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的化學(xué)知識(shí)設(shè)制成系列問(wèn)題,構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題。無(wú)機(jī)工藝流程題是新課程改革后才被引起高度重視的,因此,市面上流傳的試題并不很多。就目前已存在的試題來(lái)看,從主要化工工藝來(lái)分可以分為基礎(chǔ)化工工藝題和精細(xì)化工工藝題;

3、以生產(chǎn)過(guò)程中主要工序可分為除雜提純工藝流程題(如海水純化工藝流程題卜原材料化學(xué)轉(zhuǎn)化丁藝流程題、電解流程題、有機(jī)合成題和資源能源綜合利用工藝生產(chǎn)流程題等;按資源的不同,可將工藝流程題分為利用夸氣資源生產(chǎn)的工藝流程題(如合成氨工藝流程題卜利用水資源生產(chǎn)的工藝流程題(如海水制鹽、氯堿工業(yè)、海水提澳碘、海水提鎂等卜利用礦產(chǎn)資源生產(chǎn)的工藝流程題(工業(yè)制硫酸、冶鐵煉鋼等卜利用化石燃料生產(chǎn)的上藝流程題(如有機(jī)合成工藝題)等。2、解題技巧(1)解題思路無(wú)機(jī)工藝流程題考慮的問(wèn)題主要有以下幾方面:一是選擇將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理;二是除雜并分離提純產(chǎn)品;三是提高產(chǎn)量和產(chǎn)率;四是減少污染,注意環(huán)保,發(fā)展“綠色化學(xué)

4、”;五是考慮原料的來(lái)源豐富和經(jīng)濟(jì)成本;六是生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便等。命題者圍繞以上幾方面設(shè)問(wèn),我們的解題思路是:從生產(chǎn)目的(標(biāo))出發(fā),讀懂框圖(流程)。解答時(shí)要看框內(nèi),看框外,里外結(jié)合;邊分析,邊思考,易處著手;先局部,后全盤(pán),逐步深入。分析流程中的每一步驟,從幾個(gè)方面了解流程:A.反應(yīng)物是什么,B.發(fā)生了什么反應(yīng),C該反應(yīng)造成了什么后果,對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一切反應(yīng)或操作都是為了獲得產(chǎn)品。從問(wèn)題中獲取信息,幫助解題,了解流程后著手答題。對(duì)反應(yīng)條件的分析可從以下幾個(gè)方面著手:對(duì)反應(yīng)速率有何影響、對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率有何影響、對(duì)綜合生產(chǎn)效益有何影響(如可以從原料成本,原料來(lái)源是否廣

5、泛、是否可再生,能源成本,對(duì)設(shè)備的要求,環(huán)境保護(hù)等方面考慮)。(2)知識(shí)貯備熟練掌握元素化合物的性質(zhì)首先抓住物質(zhì)類(lèi)別的通性和具體物質(zhì)的特性.其次分析物質(zhì)所含元素化合價(jià)的可變性(即物質(zhì)的氧化性和還原性),判斷哪些物質(zhì)之間能發(fā)生反應(yīng),生成物是什么。控制反應(yīng)條件的方法蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍;控制溶液的酸堿度使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀(大部分利用水解原理)。如Mg2+、Fe3+、A13+的混合物分離,通常采用調(diào)節(jié)溶液的pH除去雜質(zhì)達(dá)到提純目的。在這過(guò)程中要選擇合適的試劑.不要引入新雜質(zhì)。熟練掌握分離、提純的實(shí)驗(yàn)技能,如溶解、過(guò)濾、蒸儲(chǔ)、結(jié)晶、重結(jié)晶等,明確結(jié)晶的幾種方法。工業(yè)生產(chǎn)中。往往是從多種溶

6、質(zhì)或一種溶質(zhì)的溶液中提取目標(biāo)固體產(chǎn)物。需要用到結(jié)晶工藝。當(dāng)溶液是單一溶質(zhì)時(shí):最后所得晶體不帶結(jié)晶水(如NaCl、KNO3);蒸發(fā)濃縮(至有晶膜出現(xiàn))、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾.最后所得晶體帶結(jié)晶水(如CuSO4-5H2O、摩爾鹽)。當(dāng)溶液中有兩種或以上溶質(zhì)時(shí)。經(jīng)濃縮蒸發(fā),其中溶解度最小、受溫度影響最大的溶質(zhì)。被趁熱過(guò)濾成濾渣.而濾液中溶解度最小的溶質(zhì)是飽和溶液。然后冷卻結(jié)晶。過(guò)濾,得另一溶質(zhì)(溶解度最大、受溫度影響最大的溶質(zhì))O熟練掌握中學(xué)化學(xué)中重要的化工生產(chǎn)原理和化工生產(chǎn)中的一些常用名詞浸出:固體加入水或酸溶解得到離子。浸出率:加酸使礦石溶解后。離子在溶液中的含量多少。酸浸:是指在酸溶液中反應(yīng)使可溶金

7、屬離子進(jìn)入溶液。不溶物通過(guò)過(guò)濾除去。水浸:與水接觸反應(yīng)或溶解,也可能離子發(fā)生了水解反應(yīng)。水洗:通常是為了除去水溶性的雜質(zhì)。酸洗:通常指清潔金屬表面的一種方法。是電鍍、搪瓷、軋制等工藝的前處理或中間處理步驟。即將制件浸入硫酸等酸的水溶液.以除去金屬表面的氧化物等薄膜。(2)實(shí)驗(yàn)條件的控制和目的調(diào)節(jié)溶液的pH值:使某些離子轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋矶_(dá)到分離的目的,抑制某些離子的水解,防止某些離子的氧化等。在題目中常以表格形式給出信息??刂企w系的溫度a.控制低溫:防止物質(zhì)的分解,如NaHCOaNH4HCOaH2O2、HNO3(濃)等;防止物質(zhì)的揮發(fā),如鹽酸、醋酸等;抑制物質(zhì)的水解,如冰水洗滌,以防止洗滌過(guò)程中的溶

8、解損耗;增大氣體反應(yīng)物的溶解度,使其被充分吸收。b.采取加熱:加速某固體的溶解,加快反應(yīng)速率;減少氣體生成物的溶解并使其逸出;使平衡向需要的方向移動(dòng);趁熱過(guò)濾,防止某物質(zhì)降溫時(shí)因析出而損耗或帶入新的雜質(zhì)。c.控制范圍:確保催化劑的催化效果,兼顧速率和轉(zhuǎn)化率,追求更好的經(jīng)濟(jì)效益,防止副反應(yīng)發(fā)生等。(3)物質(zhì)分離或提純常用的化學(xué)方法溶解法:利用特殊溶劑把雜質(zhì)溶解而除去,如Fe(Al)可用過(guò)量的NaOH溶液而除去Al,CO2(HClH2O)先通過(guò)飽和食鹽水,再通過(guò)濃H2SO4。沉淀法:a.加合適的沉淀劑(要使雜質(zhì)離子充分沉淀,加入的沉淀劑必須過(guò)量,且在后續(xù)步驟中易除去)。b.調(diào)節(jié)溶液的酸堿性。洗滌法

9、:a.水洗,b.冰水洗,c.有機(jī)溶劑洗,其目的是:洗去目標(biāo)物表面的雜質(zhì)離子;減少目標(biāo)物的溶解損耗或增大有機(jī)雜質(zhì)的溶解量;防止目標(biāo)物形成結(jié)晶水合物;使晶體快速干燥。(4)可循環(huán)物質(zhì)的判斷流程圖中回頭箭頭的物質(zhì)生產(chǎn)流程中后面新生成或新分離的物質(zhì)(不要忽視結(jié)晶后的母液),可能是前面某一步反應(yīng)的相關(guān)物質(zhì)。練習(xí)1.某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為F&O3、SiQ、AI2O3,不考慮其他雜質(zhì))制取七水合硫酸亞鐵(FeSQ7H2O),設(shè)計(jì)了如下流程:下列說(shuō)法不正確的是()A.溶解燒渣選用足量硫酸,試劑X選用鐵粉B.固體1中一定含有SiQ,控制pH是為了使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,進(jìn)入固體2C

10、.從溶液2得到FeSQ7H2O產(chǎn)品的過(guò)程中,須控制條件防止其氧化和分解D.若改變方案,在溶液1中直接加NaOH至過(guò)量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSQ-7H2O【答案】D2.12015上海化學(xué)】實(shí)驗(yàn)室回收廢水中苯酚的過(guò)程如右圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是()A.操作I中苯作萃取劑B.苯酚鈉在苯中的溶解度比在水中的大C.通過(guò)操作II苯可循環(huán)使用D.三步操作均需要分液漏斗【答案】B3.12015四川理綜化學(xué)】(16分)為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以F&O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSQ(反應(yīng)條件略)。稀H2SO4活化碉

11、鐵礦詼自殖I1沒(méi)取U3還原川(調(diào)pH*調(diào)注除雜.硫鐵礦燒渣爐遐1.液卜辿濾液|當(dāng)康卜筆4卜色晶體L-成縮結(jié)晶活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSQ+8H2S。,不考慮其他反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)第I步H2SQ與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是(2)檢驗(yàn)第n步中Fa+是否完全還原,應(yīng)選擇(填字母編號(hào))。A.KMnO4溶液B.K3Fe(CN用溶液C.KSCN溶液(3)第出步加FeCQ調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第IV步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時(shí)FeFe2O3+6H+=2Fe3+3H2OCFe2+被氧化為Fe3+,F鏟水解產(chǎn)生H+。4FeC

12、Q(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CQ(g)H=260kJ/mol。FeS2+4e=Fe+2029ab1131c+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是。(4) FeSQ可轉(zhuǎn)化為FeCQ,FeCQ在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。已知25C,101kPa時(shí):4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)C(s)+Q(g尸CQ(g)2Fe(s)+2C(s)+3Q(g)=2FeCQ(s)H=-1648kJ/molH=-393kJ/molH=-1480kJ/molFeCQ在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是(5) FeSQ在一定條件下可制得FeQ(二硫

13、化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS=Fe+2L2S,正極反應(yīng)式是。(6)假如燒渣中的鐵全部視為FG2O3,其含量為50%。將akg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到ckg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性則得答案:29ab24501131c-1750kgo所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第m步應(yīng)加入FeCQkg。4.廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物,其中銅的含量達(dá)到礦石中的幾十倍。濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽磯,流程簡(jiǎn)圖如下:陽(yáng)及有機(jī)溶劑

14、度電路扳銅氨溶液雄匚溶液反立:1操作+有機(jī)曇1溶有CuR”反應(yīng)m攝作回有機(jī)層(溶有血)Cu$O二湛港貴重金屬操作理作Cu等膽現(xiàn)回答下列問(wèn)題:(1)反應(yīng)I是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3)42+,反應(yīng)中H2O2的作用是。寫(xiě)出操作的名稱(chēng):。(2)反應(yīng)II是銅氨溶液中的Cu(NH3)42+與有機(jī)物RH反應(yīng),寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:_。操作用到的主要儀器名稱(chēng)為,其目的是(填序號(hào))。a.富集銅元素b.使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離Vc.增加Cu在水中的溶解度(3)反應(yīng)出是有機(jī)溶液中的CuF2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSQ和。若操作使用右圖裝置,圖中存在的錯(cuò)誤是。(4)操作以石墨作電極電解CuSQ溶液。陰極析出銅,陽(yáng)極

15、產(chǎn)物是。操作由硫酸銅溶液制膽磯的主要步驟是。(5)流程中有三次實(shí)現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用,已用虛線(xiàn)標(biāo)出兩處,第三處的試劑是。循環(huán)使用的NH4CI在反應(yīng)I中的主要作用是。【答案】(1)作氧化劑過(guò)濾(2) Cu(NH3M2+2RH=2NH+2NH3+CuF2分液漏斗ab(3) RH分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁液體過(guò)多(4) O2H2SC4加熱濃縮冷卻結(jié)晶過(guò)濾(5) H2SO4防止由于溶液中的c(OH-)過(guò)高,生成Cu(OH)2沉淀【解析】(1)反應(yīng)I是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3)42+,Cu被氧化,則反應(yīng)中H2O2的作用是作氧化劑;操作是把濾渣和液體分離,所以該操作為過(guò)濾;(2)根據(jù)流程圖可知,Cu(NH3

16、)42+與有機(jī)物RH反應(yīng)生成CuR和氨氣、氯化俊,所以該反應(yīng)的離子方程式是Cu(NH3)42+2RH=2NH+2NH3+CuF2;操作是把水層與有機(jī)層分離,所以為分液操作,需要的主要儀器為分液漏斗;Cu元素富集在有機(jī)層,所以該操作的目的是富集Cu元素,使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離,答案選ab;(3)CuR中R元素為-1價(jià),所以反應(yīng)出是有機(jī)溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSQ和RH;操作使用的過(guò)濾操作中分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁,且分液漏斗內(nèi)的液體太多;(4)以石墨作電極電解CuSO4溶液。陰極析出銅,則陽(yáng)極為陰離子氫氧根放電,生成氧氣,導(dǎo)致氫離子濃度增大,所以陽(yáng)極的產(chǎn)物有O2、H2SQ;由

17、溶液得到晶體的操作步驟一般為加熱濃縮冷卻結(jié)晶過(guò)濾;(5)操作中得到的硫酸可用在反應(yīng)III中,所以第三種循環(huán)的試劑為H2SQ;氯化俊溶液為酸性,可降低溶液中氫氧根離子的濃度,防止由于溶液中的c(OH-)過(guò)高,生成Cu(OH)2沉淀。5,毒重石的主要成分BaCQ(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)),實(shí)驗(yàn)室利用毒重石制備BaC22H2O的流程如下:(1)毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨,目的是。實(shí)驗(yàn)室用37%的鹽酸配置15%的鹽酸,除量筒外還需使用下列儀器中的。a.燒杯b.容量瓶c.玻璃棒d.滴定管Ca2+Mg2+Fe3+開(kāi)始沉淀時(shí)的pH11.99.11.9完全沉淀時(shí)的pH13.911.13.2加入

18、NH3H2O調(diào)節(jié)pH=8可除去(填離子符號(hào)),濾渣H中含(填化學(xué)式)加入H2c2O4時(shí)應(yīng)避免過(guò)量,原因是。已知:Ksp(BaG。)=1.6x170Ksp(CaG04)=2.3x190(3)利用簡(jiǎn)潔酸堿滴定法可測(cè)定Ba2+的含量,實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行。已知:2CrO42+2H+=Cr2O72+H20Ba2+CrO42=BaCrO4J步驟I移取xml一定濃度的Na2CrO4溶液與錐形瓶中,加入酸堿指示劑,用bmolL1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),測(cè)得滴加鹽酸體積為VmL。步驟n:移取ymLBaC2溶液于錐形瓶中,加入xmL與步驟I相同濃度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸堿指示劑,用bmol

19、L1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),測(cè)得滴加鹽酸的體積為VmL。滴加鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)應(yīng)用酸式滴定管,“成I度位于滴定管的(填土方”或下方”)。BaC2溶液的濃度為molL1,若步驟n中滴加鹽酸時(shí)有少量待測(cè)液濺出,Ba2+濃度測(cè)量值將(填偏大”或偏小”)。【答案】(1)增大接觸面積從而使反應(yīng)速率加快;ac(2)Fe3+;Mg(OH”、Ca(OH;H2G2O4過(guò)量會(huì)導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀,產(chǎn)品的產(chǎn)量減少。(3)上方;(VobVib)/y;偏小。【解析】(1)充分研磨可以增大反應(yīng)物的接觸面積,增大反應(yīng)速率;因?yàn)榕渲频柠}酸溶液濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù),可以計(jì)算出濃鹽酸的體積和水的體積所以使用燒杯作為容器稀釋?zhuān)屏П舶?匕

20、)根據(jù)崎程圖和表中數(shù)據(jù)加入昵啜。調(diào)pH為&只有F/完全沉於故可除去鹿。加入NMH調(diào)西僅5,取工.也完全硝定小部分沉定所以濾渣口中含入場(chǎng)0坦-0(。并解向l&ll,比過(guò)量時(shí)B英嘴化為EaCW4沉淀,Ea比0產(chǎn)品的產(chǎn)量誠(chéng)少口(J)節(jié)物度位于滴定管的上方】與反反的00聲的物質(zhì)的堂為(V疝一5b)-WW血,則BF儺為(V,3b-Vb)曲*魏計(jì)算式,若步驟口中滴加抽葭時(shí)有少量待測(cè)七E被小,則濃度測(cè)量值搖偏大.【若點(diǎn)定位】本題通過(guò)化學(xué)祇程的分析F看查了基本操作和基本儀器、離子的去除、溶液的配制和能堿中和滴定,包含了貓轆的分析和處理、和誤差的分析.【名師點(diǎn)膻】本題為化學(xué)流程題,往年的流程題信息量大,題目較長(zhǎng)

21、,嘉年的化學(xué)流程屬于簡(jiǎn)短型,題目涉及的知識(shí)也不跟,同時(shí)與化學(xué)樊姐相結(jié)合,突出了實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)科中的重要地位,題目通過(guò)耒格給出了相濰息,程應(yīng)勰超目腦信息與所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)相結(jié)合,分析化學(xué)流程的有關(guān)間也關(guān)于顫中和滴定,問(wèn)題設(shè)計(jì)全面,難度梯度設(shè)計(jì)合理,既有相定管的結(jié)構(gòu)、又有數(shù)據(jù)的計(jì)算和誤差的分析,不同層校的考生都能展現(xiàn)出各自的水平口6 .無(wú)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AI2O3,含有F&O3、SiQ等雜質(zhì))制取無(wú)水氯化鋁的一種工藝流程示意如下:悵土礦汾焦炭*沏I(tl已知:物質(zhì)SiC4AlCl3Fe

22、C3FeC2沸點(diǎn)/C57.6180(升華)300(升華)1023步驟I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(xiě)出一種)。步驟n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)由i=+1344.1kJmol-12AlC3(g)=2Al(s)+3C2(g)AH2=+1169.2kJmol-1由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為。步驟出經(jīng)冷卻至室溫后,氣體用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的鹽主要有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V中加入鋁粉的目的是。【答案】(15分)(1)

23、Al3+3H2OAl(OH)3+3H+(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,加快反應(yīng)速率。Fe或鐵;Al2O3(s)+3C(s)+2C2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g)AH=+174.9kJ/molNaCl、NaClONaCQ;除去FeC3,提高AlC3純度?!窘馕觥?1)氯化鋁是強(qiáng)酸弱堿鹽,在溶液中Al3+發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鋁膠體,其反應(yīng)的離子方程式為Al3+3H2O:Al(OH)3+3H+;(2)步驟I中焙燒使固體中的水分揮發(fā),導(dǎo)致氣孔數(shù)目增多,其作用是可以防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解。同時(shí)由于增大反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)速率加快。根據(jù)物質(zhì)中含有的元

24、素組成可知:若在步驟n中不通入氯氣和氧氣,則反應(yīng)生成相對(duì)原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是鐵。第一個(gè)式子減去第二個(gè)式子,整理可得:Al2O3(s)+3C(s)+2C2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g)AH=+174.9kJ/mol步驟出經(jīng)冷卻至室溫后,氣體用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的鹽主要有3種,C12與濃NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NaCl、NaClQ和水,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液變稀。這時(shí)C2與稀的NaOH溶液發(fā)生反應(yīng),形成NaCl、NaClO。因此得到的三種鹽的化學(xué)式分別為NaCl、NaClONaClO3。由于Al的活動(dòng)性比Fe強(qiáng),在步驟V中加入鋁粉,就可以將鐵置換出來(lái),達(dá)到除去除去FeC3,提

25、高AlCl3純度的目的。7 .硼氫化鈉(NaBH4)在化工等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值,某研究小組采用偏硼酸鈉NaBC2為主要原料制備N(xiāo)aBH4,其流程如下:循環(huán)使用NaBO2(s)SiO2(s)Na(s)溶液異丙酸(l)NaBH4(s)Na2SiO3(s)NaBH4(s)H2(g)Na2SiO3(s)已知:NaBR常溫下能與水反應(yīng),可溶于異丙酸(沸點(diǎn):13C)。(1)在第步反應(yīng)加料之前,需要將反應(yīng)器加熱至100c以上并通入僦氣,該操作的目的是,原料中的金屬鈉通常保存在中,實(shí)驗(yàn)室取用少量金屬鈉需要用到的實(shí)驗(yàn)用品有,玻璃片和小刀等。(2)請(qǐng)配平第步反應(yīng)的化學(xué)方程式:NaBO2+DSiQ+口Na+口H

26、2=DNaBH4+DNa2SiO3(3)第步分離采用的方法是;第步分離(NaBH)并回收溶劑,采用的方法是(4) NaBH4(s)與水(l)反應(yīng)生成NaBQ(s)和氫氣(g),在25C,101KPa下,已知每消耗3.8克NaBH4(s)放熱21.6KJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是。【答案】(1)除去反應(yīng)器中的水蒸氣和空氣,煤油,鐐子、濾紙(2)系數(shù)為:1、2、4、2;(3)過(guò)濾,蒸儲(chǔ)(4)NaBH(s)+H2O。)=NaBO2(s)+H2(g)H=-216KJ/mol;【解析】(1)由于NaBH常溫下能與水反應(yīng),且Na比較活潑,加熱到100度以上,充入僦氣,是除去反應(yīng)器中的水蒸氣和空氣,避免影響反

27、應(yīng);少量金屬鈉保存在煤油里;取用鈉時(shí),用鐐子夾取,濾紙吸干表面的煤油;(2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理,得失電子總相同,可以配平此反應(yīng)為:NaBO2+2SiO2+4Na+2H2=NaBH4+2Na2SiO3;(3)從流程圖中可以看出第步分離的是固體和液體混合物,所以選用過(guò)濾的方法;第步分離(NaBH4)并回收溶劑,只能先將溶劑蒸發(fā)再冷凝回收,即蒸儲(chǔ)的方法分離;(4)根據(jù)物質(zhì)的量計(jì)算,n(NaBH4)=0.1mol,故熱方程式為:NaBH4(s)+H2O(l)=NaBQ(s)+H2(g)H=-216KJ/mol;8.七鋁十二鈣(12CaO7Al2O3)是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料,用白云石(主要含CaC

28、Q和MgCO3)和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如下:(1)煨粉主要含MgO和,用適量的NH4NO3溶液浸取煨粉后,鎂化合物幾乎不溶,若溶液I中c(Mg2+)小于5X106molL-1,則溶液pH大于LMg(OH)2的Ksp=5X而);該工藝中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是。(2)濾液I中的陰離子有(忽略雜質(zhì)成分的影響);若濾液I中僅通入CO2,會(huì)生成,從而導(dǎo)致CaCQ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)AlCl4一和

29、Al2C廠兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化,其它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。【答案】(1)CaO;11;加入(NH4)2SQ會(huì)生成CaSQ微溶物,在過(guò)濾時(shí)會(huì)被除去,造成生成的CaCQ減少。(2)NO3、OH;Ca(HCO)2(3)2OH+AbO3=2AlO2+H2O(4)通電2Al+6H20=2Al(OH)3J+3H2T(5)Al3e+7AlC4=4Al2C7【解析】(1)煨燒時(shí)CaCQ會(huì)發(fā)生分解生成CaO和CO2;煨燒MgCO3分解生成MgO和CO2;故煨粉主要含MgO和CaO;Ksp=c(Mg2+)?(2(OH),5XT02=5X10(OH),得c(OH)=10-3mol

30、L-1,pH=11。由于溶液I中c(Mg2+)小于5x1-0molL-1,所以溶液pH大于11;不能用(NH4)2SQ代替NH4NO3的原因是加入(NH4)2SO4會(huì)生成CaSQ微溶物,在過(guò)濾時(shí)會(huì)被除去,從而造成生成的CaCQ減少。(2)從流程中看出NO3一沒(méi)有被除去,故濾液I中的陰離子有NO3,CaO溶于水生成Ca(OH)2,故溶液中還有OH1;若濾液I中僅通入CQ,過(guò)量的CO2會(huì)與CaCQ生成Ca(HCO)2從而導(dǎo)致CaCQ產(chǎn)率降低。(3)Al表面的氧化膜的成分是A12O3,該物質(zhì)是兩性氧化物,NaOH可以與之發(fā)生反應(yīng)。NaOH溶液與A12O3反應(yīng)的離子方程式為:2OH+A12O3=2A1

31、O2+H2O;(4)電解制備A1(OH)3時(shí),電極分別為A1片和石墨,A1作陽(yáng)極,石墨作陰極。A1在陽(yáng)極放電,溶液中的H+在陰極放電,破壞了水的電離平衡,使的溶液中的OH-濃度增大,與產(chǎn)生的A13+結(jié)合生成通電A1(OH)3,總反應(yīng)方程式為:2A1+6H2O2A1(OH)3J+3H2T。(5)根據(jù)題意,充電和放電時(shí)A1C14和A12C17一兩種離子在A1電極上相互轉(zhuǎn)化,放電時(shí)負(fù)極A1失去電子變?yōu)锳13+,與溶液中的A1C14一結(jié)合,發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的A12C17電極反應(yīng)式為:A1-3e+7A1ClT=4A12C17。9.以磷石膏(只要成分CaSQ,雜質(zhì)SiO2、A2O3等)為原料可制備輕質(zhì)CaC。

32、co?搟液磷布膏粉找水漿料一刊貢氈液(1)勻速向漿料中通入CO2,漿料清液的pH和c(SQ2一)隨時(shí)間變化見(jiàn)由右圖。清液pH11時(shí)CaSQ轉(zhuǎn)化的離子方程式;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100cC.增大氨水濃度D.減小CQ通入速率(2)當(dāng)清液pH接近6.5時(shí),過(guò)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)在敞口容器中,用NH4C1溶液浸取高溫煨燒的固體,隨著浸取液溫度上升,溶液中c(Ca2十)增大的原因?!敬鸢浮?1)CaSQ+2NH3H2O+CO2=CaCO+2NH4+或CaSQ+CQ2=CaCO+SO42,

33、AC;(2)SR2、HCOf,取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaC2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C寸浸出?!窘馕觥俊埃{料中含有氨水,能吸收c氏,轉(zhuǎn)變成C6利用碳酸低的溶解度小于需酸普的,進(jìn)行沉淀的轉(zhuǎn)化,故離子方程式方程式CaSOt+iKHrHO+CO-CaCOj+iNHi-ajCaSO4+COP-CaCO2+獨(dú)二心攪拌漿料,增加接觸面積,加謔反應(yīng)速率,正確;氏加效漿料,使氨水分解跑出,不利廳吸收,錯(cuò)誤IC.增大氨水濃度,有下歸二吸收CO;,增大CQZ-的濃度,加快反應(yīng)速率,正確ID、誠(chéng)小8之域小反應(yīng)

34、物的濃度,反應(yīng)謔率降低,錯(cuò)誤;(工)接近1,時(shí)圖像上售出,溶液中有C患。不此時(shí)會(huì)有部分COF-轉(zhuǎn)成HCa,故陰離子濃度最大的是3aX、HCO廣,沉淀是否洗凈,蹄正景后一次洗濠液,騎證是否含有45:,故操作步驟,取少量最后一次的洗滌過(guò)感液于試管中,向其中滴加鹽酸霰化的EK1:溶液,若不產(chǎn)生白色沉淀,則表明已洗滌完全C)氫化錠是強(qiáng)酸弱膩鹽,具水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高GIF)噌大,促進(jìn)固體中X鼬.10、氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水,可溶于氯離子濃度較大的體系,在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO為原料,采用硝酸俊氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過(guò)程如下:回答下列問(wèn)題:(1)步驟中得到的氧化產(chǎn)物是,溶解溫度應(yīng)控制在6070度,原因是。(2)寫(xiě)出步驟中主要反應(yīng)的離子方程式。(3)步驟包括用pH=2的酸洗、水洗兩步操作,酸洗采用的酸是(寫(xiě)名稱(chēng))。(4)上述工藝中,步

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