人教化學(xué)2014屆高三化學(xué)高頻要點(diǎn)課件模塊二化工工藝共75張

模塊二化工工藝化學(xué)工藝流程題是近年高考命題的熱點(diǎn)?；瘜W(xué)工藝流程題，顧名思義，就是將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(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，形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。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(包括副產(chǎn)品)；題干部分主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來；題尾主要是根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及到的化學(xué)知識(shí)設(shè)置成一系列問題，構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題。一、題型特點(diǎn)1．呈現(xiàn)形式：流程圖、表格、圖象。2．設(shè)問方式：措施、成分、物質(zhì)、原因。3．能力考查：獲取信息的能力、分析問題的能力、遷移推理能力、表達(dá)能力。4．知識(shí)落點(diǎn)：基本理論、元素化合物、實(shí)驗(yàn)。無機(jī)工業(yè)流程題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題指導(dǎo)思想，能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)及將已有知識(shí)靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問題的能力。二、解題思路和方法分析1．解題思路明確整個(gè)流程及每一部分的目的→仔細(xì)分析每步發(fā)生的反應(yīng)及得到的產(chǎn)物→結(jié)合基礎(chǔ)理論與實(shí)際問題思考→注意答題的模式與要點(diǎn)。2．工業(yè)生產(chǎn)流程主線與核心的分析3．規(guī)律(1)主線主產(chǎn)品。(2)分支副產(chǎn)品。(3)回頭為循環(huán)。核心考點(diǎn)：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制。4．熟悉工業(yè)流程常見的操作與名詞(1)原料的預(yù)處理。①溶解：通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等。②灼燒：如從海帶中提取碘。③煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解。如煅燒高嶺土。(2)控制反應(yīng)條件的方法。①pH的控制：控制溶液的酸堿性使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。②蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍。③加熱的目的：加快反應(yīng)速率或促使平衡向某個(gè)方向移動(dòng)。④降溫反應(yīng)的目的：防止某物質(zhì)在高溫時(shí)分解或?yàn)槭够瘜W(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)。⑤趁熱過濾：防止某物質(zhì)降溫時(shí)析出。⑥冰水洗滌：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。⑦有機(jī)物(乙醇、乙醚等)洗滌：洗去表面的雜質(zhì)離子，降低晶體的溶解度。(3)常見名詞。浸出：固體加水(酸)溶解得到離子。浸出率：固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少。酸浸：在酸溶液中反應(yīng)使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程。水洗：通常為除去水溶性雜質(zhì)。水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解。要點(diǎn)整合物質(zhì)制備類工藝流程要解決物質(zhì)的制備、合成等往往需要從成本角度(原料是否廉價(jià)易得)、環(huán)保角度(是否符合綠色化學(xué)的要求)、現(xiàn)實(shí)角度等方面考慮，這類試題有很多都是以框圖信息的形式給出，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，逐步深入。而且還要看清問題，不能答非所問。要求用理論回答的試題應(yīng)采用“四段論法”：本題改變了什么條件(或是什么條件)——根據(jù)什么理論——所以有什么變化——結(jié)論。(2013年上海高考)溴化鈣可用作阻燃劑、制冷劑，具有易溶于水，易吸潮等性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室用工業(yè)大理石(含有少量Al3＋、Fe3＋等雜質(zhì))制備溴化鈣的主要流程如下：完成下列填空：(1)上述使用的氫溴酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26%，若用47%的氫溴酸配置26%的氫溴酸500ml，所需的玻璃儀器有玻璃棒、______________。(2)已知步驟Ⅲ的濾液中不含NH+4。步驟Ⅱ加入的試劑a是______，控制溶液的pH約為8.0的目的是________、________。(3)試劑b是___________，步驟Ⅳ的目的是___________。(4)步驟Ⅴ所含的操作依次是____________、__________。(5)制得的溴化鈣可以通過如下步驟測(cè)定其純度：①稱取4.00g無水溴化鈣樣品；②溶解；③滴入足量Na2CO3溶液，充分反應(yīng)后過濾；④__________；⑤稱量。若得到1.88g碳酸鈣，則溴化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(保留兩位小數(shù))。若實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范而測(cè)定結(jié)果偏低，其原因是__________。解析：該題以工藝流程的形式考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、計(jì)算、操作目的、誤差分析。(1)用濃溶液配制500ml稀溶液，因此，需要量筒取經(jīng)過計(jì)算需要的濃溶液的體積，然后溶解、配制500ml溶液，則需要膠頭滴管、500ml容量瓶；(2)加入的試劑a、控制溶液的pH約為8.0的目的是除去雜質(zhì)Al3＋、Fe3＋，因此，a是石灰水；(3)b是氫溴酸；(4)步驟V的結(jié)果得到CaBr2·6H2O，因此其操作步驟為蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶。(5)④對(duì)濾渣洗滌，除去表面吸附的離子；根據(jù)CaBr2～CaCO2可求CaBr2的質(zhì)量0.94g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23.50%。

答案：(1)量筒、膠頭滴管、燒杯、500ml容量瓶(2)石灰水，沉淀Al3＋、Fe3＋

(3)氫溴酸，除去過量的氫氧化鈣(4)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶(5)洗滌23.50%洗滌時(shí)，有少量的碳酸鈣溶解。跟蹤訓(xùn)練1．KNO3是重要的化工產(chǎn)品，下面是一種已獲得專利的KNO3制備方法的主要步驟：(2)反應(yīng)Ⅱ需在干燥、加熱的條件下進(jìn)行，加熱的目的是____________________；從反應(yīng)Ⅳ所得混合物中分離出CaSO4的方法是趁熱過濾，趁熱過濾的目的是___________。(3)檢驗(yàn)反應(yīng)Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl的方法是：取少量K2SO4樣品溶解于水，_____________________________。(4)整個(gè)流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)除(NH4)2SO4外，還有______________________(填化學(xué)式)。(1)反應(yīng)Ⅰ中，CaSO4與NH4HCO3的物質(zhì)的量之比為12，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(5)將硝酸與濃KCl溶液混合，也可得到KNO3，同時(shí)生成等體積的氣體A和氣體B。B是三原子分子，B與O2反應(yīng)生成1體積氣體A和2體積紅棕色氣體C。B的分子式為________。解析：反應(yīng)Ⅰ中，飽和(NH4)2SO4母液不參與反應(yīng)，僅是循環(huán)利用；反應(yīng)Ⅱ中的反應(yīng)物除加入的KCl外，還有上一步過濾所得(NH4)2SO4晶體；最后一步過濾除得到KNO3固體外，還有飽和KNO3溶液，也被循環(huán)利用。答案：(1)CaSO4＋2NH4HCO3===CaCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑(2)加快化學(xué)反應(yīng)速率，分離NH4Cl與K2SO4防止KNO3結(jié)晶，提高KNO3的產(chǎn)率(3)加入Ba(NO3)2溶液至不再產(chǎn)生沉淀，靜置，向上層清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，說明K2SO4中混有KCl(4)CaSO4、KNO3(5)NOCl要點(diǎn)整合化學(xué)工藝流程與反應(yīng)原理化學(xué)工藝流程常涉及的化學(xué)反應(yīng)原理：1．沉淀溶解平衡的相關(guān)應(yīng)用(1)沉淀的最小濃度控制。(2)沉淀轉(zhuǎn)化的條件。2．反應(yīng)速率及化學(xué)平衡理論在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用(1)反應(yīng)速率控制。(2)化學(xué)平衡移動(dòng)。(3)化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用。(4)反應(yīng)條件的控制。3．氧化還原反應(yīng)的具體應(yīng)用(1)強(qiáng)弱規(guī)律。(2)守恒規(guī)律。(3)選擇規(guī)律。4．鹽類水解的具體應(yīng)用(1)水解規(guī)律。(2)水解反應(yīng)的控制(抑制或促進(jìn))。

(2012年廣東高考)難溶性雜鹵石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)屬于“呆礦”，在水中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO＋2H2O。為能充分利用鉀資源，用飽和Ca(OH)2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下：(1)濾渣主要成分有________和________以及未溶雜鹵石。(2)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解雜鹵石浸出K＋的原因：____________________________________。(3)“除雜”環(huán)節(jié)中，先加入________溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過濾，再加入________溶液調(diào)濾液pH至中性。(4)不同溫度下，K＋的浸出濃度與①________，溶浸時(shí)間的關(guān)系如右圖，由圖可得，隨著溫度升高，②________。(5)有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過程中會(huì)發(fā)生：CaSO4(s)＋COCaCO3(s)＋SO。已知298K時(shí)，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.90×10－5，求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。解析：(1)加氫氧化鈣溶液后生成Mg(OH)2沉淀和CaSO4微溶物。(2)加入氫氧化鈣溶液后生成Mg(OH)2沉淀和CaSO4微溶物，使溶液中Mg2＋濃度減小，平衡向右移動(dòng)。(3)濾液中主要存在的雜質(zhì)是Ca2＋和OH－，欲除去Ca2＋可加K2CO3溶液，沉淀過濾后再加入稀H2SO4調(diào)節(jié)溶液的pH至中性。(4)從圖中可以看出，隨著溫度升高：①在同一時(shí)間K＋的浸出濃度大；②反應(yīng)的速率加快，平衡時(shí)溶浸時(shí)間縮短。(5)依題意可得出：答案：(1)CaSO4

Mg(OH)2(2)氫氧根與鎂離子結(jié)合，使平衡向右移動(dòng)，K＋變多(3)K2CO3

H2SO4(4)溶浸平衡向右移動(dòng)K＋的溶浸速率增大(5)K＝1.75×104跟蹤訓(xùn)練2．綠礬(FeSO4·7H2O)的一種綜合利用工藝如下：(1)綠礬與NH4HCO3在溶液中按物質(zhì)的量之比12反應(yīng)，有CO2生成，反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)隔絕空氣進(jìn)行“焙燒”，鐵元素的轉(zhuǎn)化途徑是FeCO3FeO

Fe，實(shí)際作還原劑的是CO。寫出“焙燒”過程中各步反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________________________________________________________________________________。(3)“除雜”步驟為：向母液中通入含臭氧的空氣、調(diào)節(jié)pH、過濾，除去的雜質(zhì)離子是____________。(4)母液“除雜”后，欲得到(NH4)2SO4粗產(chǎn)品，操作步驟依次為真空蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、__________。濃縮時(shí)若溫度過高，產(chǎn)品中將混有NH4HSO4，運(yùn)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋其原因_____________________________________________。(5)綠礬的另一種綜合利用方法是：綠礬脫水后在有氧條件下焙燒，F(xiàn)eSO4轉(zhuǎn)化為Fe2O3和硫的氧化物。分析下表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為了提高SO3的含量，可采取的措施是____________?？諝馔ㄈ肓?L·s－1溫度/℃SO2含量/%SO3含量/%0.0285045.454.60.0685030.569.50.1085011.188.90.1081011.188.90.1089011.288.8解析：(1)依題意可知，生成物里有FeCO3固體、CO2和(NH4)2SO4，可知，此反應(yīng)沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，也沒NH3生成，故方程式為Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。(2)FeCO3受熱分解生成CO2，CO2又與煤中的C反應(yīng)生成CO。(3)臭氧為強(qiáng)氧化劑，表明母液中殘留有還原性物質(zhì)，可確定為Fe2＋。臭氧將其氧化成Fe3＋，調(diào)pH，將其轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而除去。答案：(1)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O(2)FeCO3

FeO＋CO2，CO2＋C

2CO，F(xiàn)eO＋CO

Fe＋CO2(3)Fe2＋(4)過濾NH＋H2O===NH3·H2O＋H＋，溫度過高NH3揮發(fā)使平衡向右移動(dòng)，溶液酸性增強(qiáng)生成NH4HSO4(5)增大空氣通入量要點(diǎn)整合化學(xué)工藝流程與實(shí)驗(yàn)技術(shù)無機(jī)化工類實(shí)驗(yàn)題主要以無機(jī)化工流程圖為載體，聯(lián)系中學(xué)化學(xué)中基本實(shí)驗(yàn)方法，如裝置氣密性檢查，混合物分離、提純和檢驗(yàn)以及產(chǎn)品收集與尾氣處理等。無機(jī)化工實(shí)驗(yàn)題的命題熱點(diǎn)主要有：(1)金屬冶煉類，如冶煉鐵、銅、錳和鎢等金屬，聯(lián)系產(chǎn)品純度測(cè)定、冶煉條件控制以及混合物分離和提純等。(2)中學(xué)重要化工產(chǎn)品的制備，如膽礬、綠礬、明礬、氧化銅、硝酸銅和碳酸鈣等物質(zhì)的制備。(3)模擬化工原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。如探究接觸法制硫酸、合成氨、氨催化氧化法制硝酸和硅的精煉等原理。

工業(yè)生產(chǎn)無鐵硫酸鋁，以硫酸浸取鋁土礦(主要成分是Al2O3，還有少量的Fe2O3、SiO2)得含鐵(Fe3＋)的硫酸鋁溶液，加熱到一定溫度，攪拌，加入一定量高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液，在溶液中生成活性二氧化錳，調(diào)節(jié)溶液的pH，反應(yīng)一段時(shí)間，二氧化錳和Fe(OH)3發(fā)生吸附共沉作用，最終得到無鐵硫酸鋁產(chǎn)品。(1)硫酸浸取鋁土礦時(shí)主要反應(yīng)的離子方程式為____________________。(2)完成高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O_____________________________________________________________________。(3)調(diào)節(jié)pH的作用是_____________________________。(4)操作1的名稱為____________，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作2用到的陶瓷質(zhì)儀器有____________。(5)下列有關(guān)工藝的說法正確的是________。A．可以向溶液中再加入鋁土礦粉等調(diào)節(jié)pHB．溶液的堿性越強(qiáng)，則除鐵效果越好，而且不會(huì)影響硫酸鋁的產(chǎn)率C．活性二氧化錳生成量應(yīng)適宜，不足時(shí)鐵的去除率較低，過量時(shí)會(huì)增加成本D．可以直接向溶液中加入二氧化錳粉末以除去Fe(OH)3解析：(1)鋁土礦的主要成分為Al2O3，主要反應(yīng)的離子方程式為：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。(2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降相等，可寫出化學(xué)反應(yīng)方程式：2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O===5MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4。(3)三價(jià)鐵離子在pH增大時(shí)可水解生成氫氧化鐵沉淀而除去。(4)根據(jù)題中信息，反應(yīng)一段時(shí)間，二氧化錳和Fe(OH)3發(fā)生吸附共沉作用，可知操作1為過濾，操作2為蒸發(fā)結(jié)晶，要用到陶瓷質(zhì)儀器蒸發(fā)皿和泥三角。(5)鋁土礦的主要成分是Al2O3，還有少量的Fe2O3，二者都會(huì)與酸反應(yīng)，使pH增大，A正確；堿性太強(qiáng)時(shí)鋁離子也會(huì)生成沉淀，若堿過量還會(huì)生成偏鋁酸鹽，B錯(cuò)誤；二氧化錳和Fe(OH)3發(fā)生吸附共沉作用，應(yīng)適量，C正確；直接向溶液中加入二氧化錳粉末而非活性二氧化錳，達(dá)不到吸附共沉作用，D錯(cuò)誤。答案：(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O(2)5MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4(3)使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去(4)過濾蒸發(fā)皿(泥三角)(5)AC跟蹤訓(xùn)練3．(2011年深圳調(diào)研)有關(guān)鈷和鐵化合物的性質(zhì)見下表：分子式溶度積Ksp沉淀完全時(shí)的pH氯化鈷晶體的性質(zhì)Co(OH)25.9×10－159.4CoCl2·6H2O呈紅色，常溫下穩(wěn)定。110℃～120℃時(shí)脫水變成藍(lán)色無水氯化鈷Fe(OH)21.6×10－149.6Fe(OH)31.1×10－363.7用含鈷廢料(含少量鐵)可制備氯化鈷：Co＋2HCl===CoCl2＋H2↑。工藝流程如下：試回答：(1)“凈化除鐵”中，寫出加入H2O2時(shí)反應(yīng)的離子方程式___________________________________________________。(2)②步中用Na2CO3調(diào)pH≈4的原因是_____________________________________________________________________。(3)“濾液”中所含主要溶質(zhì)的化學(xué)式是________________________________________________________________。(4)為防止CoCl2·6H2O脫水，“干燥”時(shí)可采用的方法或操作是________________________________________________________________________。解析：(1)H2O2的作用是氧化Fe2＋。(2)碳酸鈉可與鹽酸反應(yīng)，降低溶液的酸性，增大pH，使鐵離子沉淀完全。(3)根據(jù)方程式Co＋2HCl===CoCl2＋H2↑，加Na2CO3調(diào)pH可知，Na2CO3與酸反應(yīng)生成鈉離子。答案：(1)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(2)碳酸鈉可與鹽酸反應(yīng)，降低溶液的酸性，增大pH，使鐵離子沉淀完全(3)NaCl、CoCl2(4)減壓烘干晶體表面的水分；或常溫下晾干；或常溫下鼓風(fēng)吹干；或低于100℃小心烘干等，但是不能用高溫烘干1．鋁用途廣泛，用鋁土礦(主要成分為Al2O3·nH2O、少量SiO2和Fe2O3)制取Al有如下途徑：(3)步驟Ⅴ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________。(4)步驟Ⅲ中生成固體C反應(yīng)的離子方程式為_________；濾液C中c(Na＋)＝______________(用電荷守恒式表達(dá))。(5)取濾液B100mL，加入1mol·L－1鹽酸200mL，沉淀量達(dá)到最大且質(zhì)量為11.7g。則濾液B中c(AlO)＝________，c(Na＋)________2mol·L－1(填“>”、“＝”或“<”)。(1)濾液A可用于凈水，其凈水原理用離子方程式表示為：_______________________________________________。(2)灼燒時(shí)盛放藥品的儀器名稱是________。解析：首先明確鋁土礦的組成，根據(jù)組成物質(zhì)的性質(zhì)了解流程中所加藥品和操作的目的，比較每一步驟反應(yīng)前后物質(zhì)組成的變化和相關(guān)化學(xué)方程式，最后形成整體思維。(1)鋁土礦溶解在過量稀硫酸溶液中，過濾后得到的濾渣是SiO2，濾液A為Al2(SO4)3、H2SO4、Fe2(SO4)3的混合液。因Al3＋、Fe3＋能水解產(chǎn)生具有吸附作用的Al(OH)3、Fe(OH)3膠體，具有凈水作用。向Al2(SO4)3、H2SO4、Fe2(SO4)3的混合液中加入過量NaOH時(shí)，Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為NaAlO2，F(xiàn)e2(SO4)3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，經(jīng)過濾后得到濾渣Fe(OH)3。濾液B是含有NaAlO2、NaOH和Na2SO4的混合溶液，向?yàn)V液B中通入過量CO2時(shí)，生成Al(OH)3和NaHCO3，經(jīng)過濾后得到固體C[Al(OH)3]和含有NaHCO3、Na2SO4的濾液C。(2)在坩堝中灼燒Al(OH)3得到Al2O3。(3)電解熔融的Al2O3得到Al和O2。(4)NaHCO3、Na2SO4的混合溶液中，根據(jù)電荷守恒有：c(Na＋)＝2c(SO)＋2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)－c(H＋)。(5)濾液B為含有NaOH、NaAlO2、Na2SO4的混合溶液，加入鹽酸生成Al(OH)311.7g，即n(NaAlO2)＝0.15mol，c(AlO)＝1.5mol·L－1。NaOH、NaAlO2都轉(zhuǎn)化為NaCl，因溶液中還有Na2SO4，故c(Na＋)>2mol·L－1。答案：(1)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋、Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋(2)坩堝(3)2Al2O3(熔融)

4Al＋3O2↑(4)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO2c(SO)＋2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)－c(H＋)(5)1.5mol·L－1

>2．鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，另外還含有SiO2、Al2O3等雜質(zhì)，以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的過程如下圖所示。已知：①NaFeO2遇水強(qiáng)烈水解；②Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋。請(qǐng)回答：(1)K2Cr2O7中Cr元素的化合價(jià)是________。(2)生成濾渣1中紅褐色物質(zhì)的反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________。濾液1的成分除Na2CrO4外，還含有(填化學(xué)式)____________。(3)由濾液2轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7溶液應(yīng)采取的措施是______________。(4)向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固體，獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是：加熱濃縮、________、過濾、洗滌、干燥。(5)配平方程式：□O2＋□FeO·Cr2O3＋□NaOH

□NaFeO2＋□Na2CrO4＋□H2O解析：(1)據(jù)K2Cr2O7中K是＋1價(jià)，O為－2價(jià)，推知Cr化合價(jià)為＋6。(2)條件告知，NaFeO2遇水強(qiáng)烈水解，并且生成紅褐色物質(zhì)為Fe(OH)3，故生成濾渣1的化學(xué)方程式為：NaFeO2＋2H2O===Fe(OH)3↓＋NaOH；SiO2、Al2O3在加入NaOH煅燒后生成Na2SiO3、NaAlO2故濾液1的成分除Na2CrO4外，還含有NaAlO2、Na2SiO3、NaOH。(3)已知Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋，而慮液2中含Na2CrO4，要把Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7，應(yīng)該使平衡向逆方向移動(dòng)，故可以加H2SO4酸化。(4)向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固體，獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是：加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，干燥。(5)氧化還原反應(yīng)的配平，可以根據(jù)得失電子和質(zhì)量守恒進(jìn)行配平，7O2＋4FeO·Cr2O3＋20NaOH

4NaFeO2＋8Na2CrO4＋10H2O。答案：(1)＋6

(2)NaFeO2＋2H2O===Fe(OH)3↓＋NaOHNaAlO2、Na2SiO3、NaOH(3)加H2SO4酸化(4)冷卻結(jié)晶(5)7

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103．(2011年福建高考)四氯化鈦(TiCl4)是制取航天航空工業(yè)材料——鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成分是FeTiO3)制備TiCl4等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下：回答下列問題：(1)往①中加入鐵屑至浸出液顯紫色，此時(shí)溶液仍呈強(qiáng)酸性。該過程中有如下反應(yīng)發(fā)生：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2TiO2＋(無色)＋Fe＋4H＋===2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2OTi3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O===TiO2＋(無色)＋Fe2＋＋2H＋加入鐵屑的作用是________________________________________________________________________。(2)在②→③工藝過程中需要控制條件以形成TiO2·nH2O溶膠，該溶膠的分散質(zhì)顆粒直徑大小在________________________________________________________________________范圍內(nèi)。(3)若把③中制得的固體TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3雜質(zhì)，還可制得鈦白粉。已知25℃時(shí)，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，該溫度下反應(yīng)Fe(OH)3＋3H＋

Fe3＋＋3H2O的平衡常數(shù)K＝__________。(4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)ΔH＝＋140kJ·mol－12C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－221kJ·mol－1寫出④中TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成液態(tài)TiCl4和CO氣體的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(5)上述工藝具有成本低、可用低品位礦物為原料等優(yōu)點(diǎn)。依據(jù)綠色化學(xué)理念，該工藝流程中存在的不足之處是__________(只要求寫出一項(xiàng))。(6)依據(jù)下表信息，要精制含少量SiCl4雜質(zhì)的TiCl4，可采用__________方法。TiCl4SiCl4熔點(diǎn)/℃－25.0－68.8沸點(diǎn)/℃136.457.6解析：(1)根據(jù)題意給出方程式分析鐵屑的作用就是作為還原劑的，即：將Fe3＋還原為Fe2＋，另外浸出液顯紫色，說明含有Ti3＋，防止Ti3＋被Fe3＋氧化成TiO2＋。(2)形成TiO2·nH2O溶膠，說明得到的是膠體，其分散質(zhì)顆粒直徑大小為10－9～10－7m(或1nm～100nm)；(3)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)×c3(OH－)＝2.79×10－39,25℃時(shí)，c(H＋)×c(OH－)＝Kw＝1×10－14；反應(yīng)Fe(OH)3＋3H＋

Fe3＋＋3H2O的平衡常數(shù)K＝

2．79×103。(4)涉及蓋斯定律計(jì)算，比較常規(guī)，按要求寫出方程式相加即可得出答案：TiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋2CO(g)ΔH＝－81kJ·mol－1。(5)依據(jù)綠色化學(xué)理念，該工藝流程中存在的不足之處產(chǎn)生了廢氣、廢液、廢渣等。(6)下表信息可以看出，SiCl4、TiCl4兩者的沸點(diǎn)相差較大，要精制含少量SiCl4雜質(zhì)的TiCl4可用蒸餾(或分餾)等方法。答案：(1)使Fe3＋還原為Fe2＋；保護(hù)TiO2＋不被Fe3＋氧化(2)10－9m～10－7m(或其他合理答案)(3)2.79×103(4)TiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋2CO(g)

ΔH＝－81kJ·mol－1(5)產(chǎn)生三廢(或其他合理答案)(6)蒸餾(或分餾，或精餾)4.

NiSO4·6H2O是一種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于化學(xué)鍍鎳、生產(chǎn)電池等，可由電鍍廢渣(除含鎳外，還含有：Cu、Zn、Fe、Cr等雜質(zhì))為原料獲得。操作步驟如下：(1)加Na2S的目的是除去銅、鋅等雜質(zhì)，請(qǐng)寫出除去Cu2＋的離子方程式______________________________________。(2)加6%的H2O2時(shí)，溫度不能過高，其目的是：________________。(3)除鐵方法：用H2O2充分氧化后，再用NaOH控制pH值2～4范圍內(nèi)生成氫氧化鐵沉淀。在上述方法中，氧化劑可用NaClO3代替，請(qǐng)寫出用氯酸鈉氧化Fe2＋的離子方程式為：________________________________________________________________________。(4)上述流程中濾液Ⅲ的主要成分是：________________________________________________________________________。(5)操作Ⅰ包括以下過程：過濾，用________________(填試劑化學(xué)式)溶解，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，洗滌獲得產(chǎn)品。解析：(1)主要考慮CuS是沉淀。(2)H2O2受熱易分解。(4)對(duì)于分析溶液成分的題目，關(guān)鍵是搞清楚溶液里最后剩余的陽離子和陰離子。(5)用硫酸洗滌NiSO4晶體，可以減少NiSO4·6H2O的溶解損失。答案：(1)S2－＋Cu2＋===CuS↓(2)減少過氧化氫的分解(3)6Fe2＋＋ClO＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O(4)Na2SO4、NiSO4(5)H2SO45．鐵氧體可用于隱形飛機(jī)上吸收雷達(dá)波涂料。一種以廢舊鋅錳電池為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如下：(1)酸浸時(shí)，二氧化錳被雙氧水還原的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________________________________________。(2)活性鐵粉除汞時(shí)，鐵粉的作用是________(填“氧化劑”或“還原劑”或“吸附劑”)。(3)除汞是以氮?dú)鉃檩d氣吹入濾液帶出汞蒸汽經(jīng)KMnO4溶液進(jìn)行吸收而實(shí)現(xiàn)的。如右圖是KMnO4溶液處于不同pH值時(shí)對(duì)應(yīng)的Hg去除率變化圖，圖中物質(zhì)為Hg與MnO在該pH范圍內(nèi)的主要產(chǎn)物。①請(qǐng)根據(jù)該圖給出pH值對(duì)汞去除率影響的變化規(guī)律：_______________________________________________________。②試猜想在強(qiáng)酸性環(huán)境下汞的去除率高的原因：__________________。(4)當(dāng)x＝0.2時(shí)，所得到的錳鋅鐵氧體對(duì)雷達(dá)波的吸收能力特別強(qiáng)，試用氧化物形式表示該鐵氧體組成______________。(5)經(jīng)測(cè)定濾液成分后同時(shí)加入一定量的MnSO4和鐵粉的目的是________________________________________________________________________。解析：(2)鐵粉的化合價(jià)處于最低價(jià)，只具有還原性，鐵粉不能作為吸附劑。(3)①從圖中可以看出，隨pH值的升高汞的去除率先降低后增加；②從圖中可以看出，pH值為0～6時(shí)，去除率還較高，當(dāng)pH值接近中性和堿性時(shí)，去除率降低幅度大，同時(shí)產(chǎn)物由Mn2＋轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO2，可見Mn2＋具有催化作用。(4)當(dāng)x＝0.2時(shí)，所得到的錳鋅鐵氧體Mn0.2Zn0.8Fe2O4在原子組成上沒有分?jǐn)?shù)，化簡(jiǎn)可得MnZn4Fe10O20，即：MnO·4ZnO·5Fe2O3。(5)補(bǔ)充Mn2＋，F(xiàn)e2＋，符合水熱后獲得錳鋅鐵氧化體組成。答案：(1)MnO2＋H2O2＋H2SO4===MnSO4＋O2↑＋2H2O(2)還原劑(3)①隨pH值的升高汞的去除率先降低后增加②Mn2＋具有催化作用(4)MnO·4ZnO·5Fe2O3(5)調(diào)節(jié)濾液離子的成分，符合水熱后獲得錳鋅鐵氧化體組成6．為回收利用廢釩催化劑(含有V2O5、VOSO4及不溶性殘?jiān)?，科研人員最新研究發(fā)現(xiàn)了一種離子交換法回收釩的新工藝，主要流程如上圖：部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如下：物質(zhì)VOSO4V2O5NH4VO3(VO2)2SO4溶解性可溶難溶難溶易溶回答下列問題：(1)工業(yè)由V2O5冶煉金屬釩常用鋁熱劑法，該反應(yīng)的氧化劑為________________________。(2)濾液中含釩的主要成分為________________________________________________________________________。(3)該工藝中反應(yīng)③的沉淀率(又稱沉釩率)是回收釩的關(guān)鍵之一，該步反應(yīng)的離子方程式____________________________________；沉釩率的高低除受溶液pH影響外，還需要控制氯化銨系數(shù)(NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O5的質(zhì)量比)和溫度。根據(jù)下圖判斷最佳控制氯化銨系數(shù)和溫度為__________、__________。(4)用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以測(cè)定反應(yīng)②后溶液中含釩量，反應(yīng)方程式為：2VO+2＋H2C2O4＋2H＋===2VOn＋＋2CO2↑＋mH2O，其中n、m分別為____________、____________。(5)全礬液流電池的電解質(zhì)溶液為VOSO4溶液，電池的工作原理為：VO＋2＋V2＋＋2H＋

VO2＋＋H2O＋V3＋，電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為_______________________。充電放電解析：(1)鋁熱劑法是用鋁作還原劑，故氧化劑為V2O5。(2)依題意廢釩催化劑(含有V2O5、VOSO4及不溶性殘?jiān)?，從含釩物質(zhì)在水中的溶解性可知VOSO4可溶，故濾液有VOSO4。(3)從步驟4中NH4VO3可以焙燒可知，NH4VO3為沉淀；從圖中可以看出：氯化銨系數(shù)為4，溫度為80℃時(shí)，沉淀率最高。(4)根據(jù)電荷守恒方程式左邊為正四價(jià)，右邊也為正四價(jià)，故n為2，同理根據(jù)質(zhì)量守恒求出m為2。(5)電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)為得到電子、化合價(jià)降低的反應(yīng)。7．新型凈水劑高鐵酸鉀(K2FeO4)為暗紫色固體，可溶于水，在中性或酸性溶液中逐漸分解，在堿性溶液中穩(wěn)定。工業(yè)上常采用NaClO氧化法生產(chǎn)K2FeO4，原理為：3NaClO＋2Fe(NO3)3＋10NaOH===2Na2FeO4↓＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2O，Na2FeO4＋2KOH===K2FeO4＋2NaOH。主要的生產(chǎn)流程如下：

(1)寫出反應(yīng)①的離子方程式______________________。(2)流程圖中“轉(zhuǎn)化”是在某低溫下進(jìn)行的，說明此溫度下Ksp(K2FeO4)______Ksp(Na2FeO4)(填“＞”或“＜”或“＝”)。(3)反應(yīng)的溫度、原料的濃度和配比對(duì)高鐵酸鉀的產(chǎn)率都有影響。圖1為不同的溫度下，F(xiàn)e(NO3)3不同質(zhì)量濃度對(duì)K2FeO4生成率的影響；圖2為一定溫度下，F(xiàn)e(NO3)3質(zhì)量濃度最佳時(shí)，NaClO濃度對(duì)K2FeO4生成率的影響。①工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為__________℃，此時(shí)Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液最佳質(zhì)量濃度之比為________。②若NaClO加入過量，氧化過程中會(huì)生成Fe(OH)3，寫出該反應(yīng)的離子方程式：___________________________________________________。③若Fe(NO3)3加入過量，在堿性介質(zhì)中K2FeO4與Fe3＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成K3FeO4，此反應(yīng)的離子方程式：______________________________________