高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專項(xiàng):專題八 無機(jī)化工流程 Word版含答案

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1、2020屆高考二輪復(fù)習(xí)專項(xiàng):專題八 無機(jī)化工流程1、工業(yè)上采用氯化銨焙燒菱錳礦制備高純度碳酸錳,其工藝流程如下:已知:菱錳礦的主要成分是,還含有少量的Fe、Al、Ca、Mg等元素。氫氧化物沉淀的條件:、完全沉淀的pH分別為4.7、3.2;、開始沉淀的pH分別為8.1、9.1。“焙燒”過程的主要反應(yīng):。常溫下,幾種難溶物的如下表所示:難溶物回答下列問題:1.分析圖1、圖2、圖3,推測最佳的焙燒溫度、焙燒時間、分別為_、_、_。2.“除雜”過程如下:已知幾種氧化劑氧化能力的強(qiáng)弱順序?yàn)?則氧化劑X宜選擇_(填字母序號)。A.B.C.D.調(diào)pH時,pH可取的最低值為_。當(dāng)、兩種沉淀共存時,若溶液中,則

2、_mol/L。3.“沉錳”過程中,不能用碳酸鈉溶液代替溶液的可能原因是_。4.測定碳酸錳粗產(chǎn)品的純度。實(shí)驗(yàn)步驟如下:稱取0.5000g碳酸錳粗產(chǎn)品于300mL錐形瓶中,加少量水潤濕。再加入25mL磷酸,移到通風(fēng)櫥內(nèi)加熱至240。將上述錐形瓶中的溶液加水稀釋至100mL,滴加23滴指示劑,然后用濃度為0.2000mol/L的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,發(fā)生的反應(yīng)為。到達(dá)滴定終點(diǎn)時,消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為20.00mL。通過計(jì)算,可得碳酸錳粗產(chǎn)品的純度=_。若滴定終點(diǎn)時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處產(chǎn)生了氣泡,則測得的碳酸錳粗產(chǎn)品的純度將_(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。2、鎳是制取各種高強(qiáng)度合金、耐

3、熱材料的重要金屬之一。以粗氧化鎳(主要含、等)為原料制備純鎳的流程示意圖如下 :回答下列問題:(1)已知:反應(yīng)a的化學(xué)方程式為 ,既有利于提高反應(yīng)a的速率,又有利于提高原料平衡轉(zhuǎn)化率的措施是 。(2)用離子方程式表示堿洗過程發(fā)生的反應(yīng) 。(3)鎳的羰化反應(yīng)為:一定溫度下,將一定量的粗鎳和CO加人到1 L的恒容密閉容器中反應(yīng),3 s后測得的物質(zhì)的量為0. 6 mol,則03 s內(nèi)平均反應(yīng)速率= mol L-1 s-1。鎳的羰化反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K= ,當(dāng)溫度升高時,K減小,則該反應(yīng)的 0(填“”或“160 :135,蒸餾提取應(yīng)選擇的適宜溫度范圍是。(5)采用230 C分解 (g)制取金屬鑄,所

4、獲金屬鎳中常常含有碳,原因是_(運(yùn)用化學(xué)平衡移動原理解釋)。3、堿式硫酸鐵Fe(OH)SO4是一種用于污水處理的新型高效絮凝劑。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如下:已知:部分金屬離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3開始沉淀的pH2.37.53.4沉淀完全的pH3.29.74.4回答下列問題:1.加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH在_范圍內(nèi).2.反應(yīng)中加入NaNO2的目的是氧化Fe2+,寫出該反應(yīng)的離子方程式為_.3.堿式硫酸鐵溶于水后生成的Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合離子,該

5、水解反應(yīng)的離子方程式為_.4. 在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品中不得含有Fe2+及。為檢驗(yàn)所得產(chǎn)品中是否含有Fe2+,應(yīng)使用的試劑為( ) A.氯水B.KSCN溶液C.NaOH溶液D.酸性KMnO4溶液5. 為測定含F(xiàn)e2+和Fe3+溶液中鐵元素的總含量,實(shí)驗(yàn)操作如下:準(zhǔn)確量取20.00mL溶液于帶塞錐形瓶中,加入足量H2O2,調(diào)節(jié)pH ;反應(yīng)的平衡常數(shù)K= . (4)步驟V沉錳時,在60按投料比,溶液的pH 對產(chǎn)率的影響如圖(a)所示,,按技料比,反應(yīng)溫度對產(chǎn)率的影響如圖(b)所示 圖(a)中,在pH7. 0時,pH越大產(chǎn)率越低且純度也降低

6、,其原因是 。圖(b)中,溫度高于60 C時.溫度越高產(chǎn)率越低且純度也越低.主要原因是 。5、工業(yè)上以鈦鐵礦主要成分為鈦酸亞鐵(),含有MgO、等雜質(zhì)為原料制備金屬鈦和鐵紅的工藝流程如下:已知:“酸溶”時,轉(zhuǎn)化為和;實(shí)驗(yàn)溫度下,;溶液中離子濃度時,認(rèn)為該離子沉淀完全。請回答下列問題:1. 中Ti元素的化合價為_價,鐵紅的用途為_(任寫一種)。2.“水解”時,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。3.“沉鐵”時,氣態(tài)產(chǎn)物的電子式為_;該過程需控制反應(yīng)溫度低于35,原因?yàn)開。4. 轉(zhuǎn)化為鐵紅時,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。5.濾液3可用于制備。若濾液3中,向其中加入等體積的NaOH溶液的濃度為_mol/L時,可

7、使恰好沉淀完全(溶液體積變化忽略不計(jì))。6.“電解”時,電解質(zhì)為熔融的CaO,則陰極反應(yīng)式為_,制得1mol Ti單質(zhì),理論上導(dǎo)線中通過的電量為_(保留三位有效數(shù)字。已知1個電子的電量為)。6、以鉻鐵礦主要成分為Fe(CrO2)2,還含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)為主要原料生產(chǎn)重格酸鈉晶體(Na2Cr2O72H2O,Na2Cr2O7是一種強(qiáng)氧化劑)的主要工藝流程如下:1.亞鉻酸亞鐵Fe(CrO2)2中Cr的化合價是_2.煅燒生成Na2CrO4的化學(xué)方程式為_3.酸化濾液Na2CrO4時,不選用鹽酸的原因是_,從平衡角度分析酸化的原理_4.該工藝中某種產(chǎn)物可以再利用,該物質(zhì)的化學(xué)式為

8、_5.采用石墨電極電解Na2CrO4溶液,可實(shí)現(xiàn)Na2CrO4Na2Cr2O7的轉(zhuǎn)化,其原理如圖所示。寫出I電極的電極反應(yīng)式:_。當(dāng)Na2CrO4轉(zhuǎn)化為1mol Na2Cr2O7時,理論上II電極上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_6.稱取2.500g重鉻酸鈉晶體試樣,加入蒸餾水配制成250mL溶液,從中取出25.00mL于碘量瓶中,向其中加入10mL2mol/LH2SO4溶液和足量碘化鉀(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3+),放于暗處5min。然后加入100mL.水,加入3mL淀粉指示劑,用0.120mol/L的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定(發(fā)生反應(yīng):I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)判斷達(dá)到清定終點(diǎn)的

9、依據(jù)是_若實(shí)驗(yàn)中共用去40.00mL Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液,則所得產(chǎn)品的純度為_(設(shè)整個過程中其他雜質(zhì)不參加反應(yīng))(保留3位有效數(shù)字)7、聚硅酸鐵是目前無機(jī)高分子絮凝劑研究的熱點(diǎn),一種用鋼管廠的廢鐵渣(主要成分為Fe3O4、少量C及SiO2)為原料制備的流程如下:已知:在一定溫度下酸浸時,Fe3+在pH=2開始沉淀,pH=3.7沉淀完全1.廢鐵渣進(jìn)行“粉碎”的目的是_2.“酸浸”需適宜的酸濃度、液固比、酸浸溫度、氧流量等,其中酸設(shè)溫度對鐵浸取率的影響如下表所示:溫度/406080100120鐵浸取率5062809585請寫出酸浸過程中Fe3O4發(fā)生的離子反應(yīng)方程式:_硫酸酸浸時應(yīng)控制溶液的p

10、H_,其原因是_當(dāng)酸浸溫度超過100時,鐵浸取率反而減小,其原因是_3.上述過濾步驟的濾液的主要成分為_(填化學(xué)式)4.Fe3+濃度定量檢測是先用SnCl2將Fe3+還原為Fe2+,在酸性條件下,在用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Fe2+(被還原為Cr3+),滴定反應(yīng)的離子方程式為_ 答案以及解析1答案及解析:答案:1.500;60min;1.1;2.B;4.7;3.碳酸鈉溶液中的較大,會產(chǎn)生沉淀;4.92.00%;偏低解析:菱錳礦的主要成分是,還含有少量的Fe、Al、Ca、Mg等元素,故與氯化銨混合研磨后“焙燒”的固體中含有氯化錳、四氧化三鐵、氧化鋁、氧化鈣和氧化鎂,加入鹽酸,浸出液中主要含有、

11、,經(jīng)過除雜后,在凈化液中加入碳酸氫銨,使沉淀,生成,最后得到高純度。分析圖1可知在500時錳的浸出率最高;分析圖2可知培燒時間為60min時錳的浸出率最高;分析圖3可知時錳的浸出率最高,因此最佳的焙燒溫度、焙燒時間、分別為500、60min、1.1。2.已知幾種氧化劑氧化能力的強(qiáng)弱順序,為了不引入新的雜質(zhì),且氧化性不能太強(qiáng),故氧化劑X宜選擇。調(diào)pH時,主要是沉淀和,不能影響,而又已知、完全沉淀的pH分別為4.7、3.2; 、開始沉淀的pH分別為8.1、9.1,故pH的最低值為4.7。當(dāng)、兩種沉淀共存時,若溶液中的,則,又,則。3.碳酸鈉溶液的堿性較強(qiáng),較大,會產(chǎn)生沉淀,因此“沉錳”過程中,不能

12、用碳酸鈉溶液代替溶液。4.根據(jù)可知,的物質(zhì)的量與硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量相等,即等于0.2000mol/L0.02L=0.004mol;根據(jù)錳元素守恒可知,0.5000g碳酸錳粗產(chǎn)品中碳酸錳的物質(zhì)的量=0.004mol,碳酸錳粗產(chǎn)品的純度=;若滴定終點(diǎn)時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處產(chǎn)生了氣泡,導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏小,則的物質(zhì)的量偏小,測得的碳酸錳粗產(chǎn)品的純度偏低。 2答案及解析:答案:解析:答案:(1) 升高溫度(2)(3)0.8 (4)43. 252 C (5)溫度升高,化學(xué)平衡正向移動,CO 濃度增大。CO濃度增大又使此反應(yīng)平衡右移,產(chǎn)生碳。解析:(1)由流程圖可知,反應(yīng)a為二氧化碳和碳在 900 C的條

13、件下反應(yīng)生成CO,化學(xué)方程式為;已知:根據(jù)蓋斯定律一2得:,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快,乎衡向正反應(yīng)方向移動,既有利于提高反應(yīng)a的速率,又有利于提高原 料平衡轉(zhuǎn)化率(2)由流程圖可知,堿洗過程發(fā)生的反應(yīng)是氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳的反應(yīng),離子方程式為;(3)由反應(yīng)式可知,3 s后測得的物質(zhì)的量為0. 6 mol,則消耗的CO的物質(zhì)的量為,則03 s內(nèi)平均反應(yīng)速率=0.8molL-1s-1;根據(jù)反應(yīng)式 ,平衡常數(shù)表達(dá)式為,當(dāng)溫度升高時,K減小,說明升溫平衡逆向移動,則該反應(yīng)的 H 0;(4)蒸餾時根據(jù)三種物質(zhì)的沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離,從表中數(shù)據(jù)可知的沸點(diǎn)為43. 2 ,的沸點(diǎn) 為52,

14、的沸點(diǎn)為106:,所以提取應(yīng)選擇的適宜溫度范圍是43.252 ;(5)分解 (g)制取金屬鎳的反應(yīng)為吸熱反應(yīng), 溫度升高,化學(xué)平衡正向移動,CO濃度增大。CO濃度增大又使平衡右移,產(chǎn)生碳。 3答案及解析:答案:1.4.47.5; 2.2H+Fe2+=Fe3+NO+H2O3.2Fe(OH)2+2H2OFe2(OH)42+2H+4.D; 5.5.6; 偏高解析:1.根據(jù)流程圖可知,中間過程中需制取FeSO4,但原料與硫酸反應(yīng)時有Al2(SO4)3生成,故制備過程中應(yīng)將Al2(SO4)3分離,所以調(diào)節(jié)溶液pH是為了使Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化成Al(OH)3沉淀而除去,但同時要避免生成Fe(OH)2沉淀

15、,故應(yīng)控制pH在4.47.5。2.NaNO2可將Fe2+氧化為Fe3+,本身還原為NO,故反應(yīng)的離子方程式見答案.3.Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合離子,根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒可得該反應(yīng)的離子方程式見答案.4.檢驗(yàn)所得產(chǎn)品中是否含有Fe2+,可用酸性KMnO4溶液,因?yàn)楦咤i酸鉀具有強(qiáng)氧化性,而Fe2+具有還原性,二者會發(fā)生氧化還原反應(yīng),現(xiàn)象明顯。5. 根據(jù)所給反應(yīng)可得關(guān)系式:Fe3+,所以n(Fe3+)=n(Na2S2O3)=0.1000molL-10.020L=0.0020mol,溶液中鐵元素的總含量為0.0020mol56gmol-10.020L=5.6gL-1;若

16、滴定前溶液中的H2O2沒有除盡,則H2O2也可以氧化I-得到I2,消耗的Na2S2O3將偏多,會導(dǎo)致所測定的鐵元素含量偏高。 4答案及解析:答案:(1)(2) 5. 2 8.3 (3)0.08 160(4)越低 部分轉(zhuǎn)化為溫度越高水解程度越大或溫度升高,和也會熱分解解析:(1)步驟()浸渣的主要成分是不與濃硫酸反應(yīng)的酸性氧化物二氧化硅;(2)步驟()加溶液時,雙氧水將溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子,反應(yīng)的離子方程式為;加入氨水的目的是調(diào)節(jié)溶液pH,使溶液中鐵離子和鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀而除去,而錳離子不能沉淀,由題給表格數(shù)據(jù)可知,應(yīng)調(diào)節(jié)的pH適宜范圍為5. 2 8.3; (3)用KF

17、溶液沉鈣鎂時,溶解度小的沉淀先生成,沉淀后生成,則()小于時,溶液中=0.08 mol/L;反應(yīng)的平衡常數(shù)K= (4)由圖(a)可知,在60 C按投料比時,在 pH7.0時,溶液堿性增強(qiáng),部分會轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致產(chǎn)率和純度降低; 由圖(b)可知,60 時,產(chǎn)率最大.溫度高于 60 C:時,溫度升高水解程度越大.和也會熱分解,導(dǎo)致產(chǎn)率和純度降低。 5答案及解析:答案:1.+4;制備紅色顏料和油漆、冶煉鐵等;2.;3.;防止分解(或減少的水解);4.;5.;6. ;解析:1.中Fe和O元素的化合價分別為+2價和-2價,所以Ti元素的化合價為+4價;鐵紅的用途為制備紅色顏料和油漆、冶煉鐵等。2.“水解”時.

18、發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。3.“沉鐵”時發(fā)生的反應(yīng)為,氣態(tài)產(chǎn)物為,其電子式為;該過程需控制反應(yīng)溫度低于35,因?yàn)闇囟冗^高時,會分解,而且會促進(jìn)的水解。4.轉(zhuǎn)化為鐵紅時,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。5.若濾液3中,假設(shè)溶液體積為1L,則,沉淀這些鎂離子要消耗,反應(yīng)后溶液體積變?yōu)?L,所以,向其中加入等體積的NaOH溶液的濃度為時,可使恰好沉淀完全。6.“電解”時,電解質(zhì)為熔融的CaO,則陰極反應(yīng)式為;制得1mol Ti單質(zhì),理論上導(dǎo)線中通過的電子為4mol,電量為。 6答案及解析:答案:1.+3; 2.4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO23.CrO42-

19、會被鹽酸中的Cl-還原,并產(chǎn)生有毒氣體Cl22CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O中,增大氫離子濃度,平衡向右移動4.CO2; 5.2H2O+2e-=H2+2OH-2mol6.滴加最后一滴硫代硫酸鈉溶液后,溶液藍(lán)色剛好褪去,且振蕩后半分鐘內(nèi)不恢復(fù)藍(lán)色; 95.4%解析:1.Fe(CrO2)2中Fe元素為+2價,O元素為-2價,根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為零可得Cr元素的化合價是+3價。2.根據(jù)流程圖可知:煅燒過程中生成Na2CrO4的同時生成CO2和Fe2O3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO24.樣品煅燒后,產(chǎn)

20、生二氧化碳,通入含有偏鋁酸鈉和硅酸鈉的溶液中,生成氫氧化鋁和硅酸沉淀,溶液為碳酸氫鈉,碳酸氫鈉加熱又可生成二氧化碳,故該工藝中CO2可以再利用。 7答案及解析:答案:1.增大接觸面積,同時增大浸取時的反應(yīng)速率和提高鐵浸取率2.4Fe3O4+O2+36H+=12Fe3+18H2O小于2; pH2時將有部分沉淀損失溫度超過100,明顯加快Fe3+水解反應(yīng)的速率,導(dǎo)致Fe3+濃度降低3.Fe2(SO4)3和H2SO44.6Fe2+14H+=6Fe3+2Cr3+7H2O解析:1.廢鐵渣進(jìn)行“粉碎”可以增大廢鐵渣與反應(yīng)物的接觸面枳,增大浸取時的反應(yīng)速率和提高鐵浸取率2.酸浸過程中Fe3O4被氧氣完全氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式是4Fe3O4+O2+36H+=12Fe3+18H2OFe3+在pH=2開始沉淀,硫酸酸浸時要保證Fe3+不沉淀,所以要控制pH小于2;升高溫度,Fe3+水解平衡正向移動,生成氫氧化鐵,所以溫度超過100時,鐵浸取率反而減小3.酸浸過程中Fe3O4與氧氣、硫酸反應(yīng)生成了Fe2(SO4)3和水,所以濾液的主要成分是Fe2(SO4)3和H2SO44.在酸性條件下,Cr2O72-被還原為Cr3+,Fe2+被氧化為Fe3+反應(yīng)的離子方程式是6Fe2+Cr2O72-+14H+=6Fe3+2Cr3+7H2O

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