高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 高考非選擇題專項(xiàng)練：工藝流程綜合題B16頁含解析

精品文檔精品文檔 精品文檔精品文檔高考非選擇題專項(xiàng)練(六)工藝流程綜合題B【題型特點(diǎn)】化學(xué)工藝流程試題已成為高考考查的熱點(diǎn)試題,要解決好這類試題,最重要的是帶著問題認(rèn)真審題,找到該實(shí)驗(yàn)的目的。一般來說,流程題只有兩個(gè)目的:一是從混合物中分離、提純某一物質(zhì);二是利用某些物質(zhì)制備另一物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕忸}策略以分離、提純某一物質(zhì)為實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪@類試題其實(shí)就是對(duì)混合物的除雜、分離、提純操作的考查。解題思路是:先認(rèn)真在試題中找出要得到的主要物質(zhì)是什么,混有的雜質(zhì)有哪些,認(rèn)真分析當(dāng)加入某一試劑后,能與什么物質(zhì)反應(yīng),生成什么產(chǎn)物,要用什么操作方法才能將雜質(zhì)除去(注重信息的提取與加工),然后帶著問題去各個(gè)擊破并找出合理答案,最后要對(duì)答案結(jié)合基礎(chǔ)知識(shí)和題目信息進(jìn)行驗(yàn)證以制備某一物質(zhì)為實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪@類試題其實(shí)就是用某些原料來制備某一產(chǎn)品的過程,它可能會(huì)包含除雜、分離和提純實(shí)驗(yàn)。解題思路是:先明確制備什么物質(zhì),了解產(chǎn)品的性質(zhì),從題干或問題中獲取有用信息;然后在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮?尋找制備過程所需的原料,寫出主要反應(yīng)的化學(xué)方程式或制備原理,觀察有沒有副產(chǎn)品,如果有,最后的步驟就是分離提純了解決此類問題的基本步驟是:抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品服務(wù)的,提取題干信息,了解生產(chǎn)的產(chǎn)品(要明確性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn));分析流程步驟,全方位了解流程(要明白反應(yīng)物是什么、發(fā)生了什么反應(yīng)、反應(yīng)帶來了哪些結(jié)果);明確試題設(shè)問及要求,從問題中提煉答題信息(要清楚是用簡(jiǎn)潔的文字表述,還是用規(guī)范的化學(xué)用語作答,或者是用圖形圖表作答)。1.(2014蚌埠三模)鑭是重要的稀土元素,應(yīng)用非常廣泛,如應(yīng)用于壓電材料、催化劑等領(lǐng)域。已知:鑭是較活潑金屬,在空氣中易被氧化;氫氧化鑭是難溶于水的弱堿;金屬熔點(diǎn)()沸點(diǎn)()鈣8411 487鑭9203 470(1)操作1、3是相同操作,其名稱是。(2)操作2要在HCl氣體的氛圍內(nèi)加熱的原因是 。(3)電解制鑭的尾氣要用堿液吸收,請(qǐng)寫出反應(yīng)的離子方程式 。(4)真空、高溫過程中的反應(yīng)方程式為 。(5)粗鑭精制過程中溫度控制范圍。(6)重熔蒸餾制得的鑭中仍然混有極少量的鈣。某批次產(chǎn)品69.709 g,經(jīng)分析含鈣0.209 g,該產(chǎn)品的等級(jí)為(化工產(chǎn)品等級(jí)標(biāo)準(zhǔn):優(yōu)級(jí)純99.8%,分析純99.7%,化學(xué)純99.5%)?！窘馕觥?1)操作1得到濾液和堿餅,因此是過濾操作。(2)操作2在HCl氛圍中加熱是防止LaCl3水解。(3)電解熔融的LaCl3,顯然陽極生成氯氣,可用氫氧化鈉溶液吸收:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(4)真空、高溫下制取La,是利用Ca置換出La:3Ca+2LaF33CaF2+2La。(5)根據(jù)Ca、La的熔沸點(diǎn),采取蒸餾法得到La,應(yīng)該使鈣變成氣體,而La不能變成氣體,因此溫度范圍在1 4873 470。(6)La的含量為(69.709 g-0.209 g)69.709 g100%=99.7%,因此是分析純。答案:(1)過濾(2)防止LaCl3水解(3)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O(4)3Ca+2LaF33CaF2+2La(5)1 4873 470(6)分析純2.NiSO47H2O(相對(duì)分子質(zhì)量281)是一種重要的化工原料,主要用于電鍍、鎳電池、催化劑以及制取其他鎳鹽等。下圖是一種某化工廠用鎳廢催化劑為原料來制備NiSO47H2O的設(shè)計(jì)流程。已知鎳廢催化劑除Ni外還含有Al(31%)、Fe(1.3%)、不溶性雜質(zhì)(3.3%)等?；卮鹣铝袉栴}:(1)流程中步操作中相同的有(寫操作序號(hào)),實(shí)驗(yàn)室中該操作所需玻璃儀器的有;(2)“堿浸”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 ;加入H2O2后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 ;(3)在溶液中通入足量的二氧化碳時(shí)出現(xiàn)的的現(xiàn)象是 ;(4)步驟“調(diào)pH為23”的目的是 。(5)為了測(cè)定產(chǎn)品(NiSO4nH2O)中的結(jié)晶水含量,準(zhǔn)確稱取所得晶體2.90 g,緩緩加熱使其失去全部結(jié)晶水,準(zhǔn)確稱得剩余固體質(zhì)量為1.55 g,則n=;如果測(cè)得n7,請(qǐng)?jiān)谏鲜隽鞒讨蟹治隹赡艿脑??！窘馕觥苛鞒讨饕^程依次是堿溶解除鋁、過濾、酸溶解得溶液、過濾除不溶物、保溫氧化Fe2+、調(diào)節(jié)pH沉淀氫氧化鐵、過濾后再調(diào)節(jié)pH抑制Ni2+水解、結(jié)晶后過濾可得產(chǎn)品;都是過濾操作;沉淀氫氧化鐵而不沉淀氫氧化鎳,pH大于3.2、小于9.2即可;(5)計(jì)算過程:NiSO4nH2O1 mol n1.55 g/155 gmol-1 (2.90 g-1.55 g)/18 gmol-1解得n=7.5測(cè)得結(jié)晶水含量偏高,說明產(chǎn)品中有含水量比NiSO47H2O較高的雜質(zhì),分析幾種金屬元素易知為FeSO47H2O。答案:(1)燒杯、玻璃棒、漏斗(2)2Al+2OH+2H2O2Al+3H22Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O(3)產(chǎn)生白色沉淀,且不溶解(4)防止在濃縮結(jié)晶過程中Ni2+水解(5)7.5保溫氧化過程中,H2O2的用量不足(或H2O2失效)、保溫時(shí)間不足等導(dǎo)致Fe2+未被完全氧化,產(chǎn)品中含有結(jié)晶水含量較高的FeSO47H2O3.(2014黃山二模)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)上述流程需要配制500 mL一定物質(zhì)的量濃度的氫溴酸,配制之前需要檢查一種玻璃儀器是否漏液,請(qǐng)寫出檢查的操作過程 。(2)已知步驟的濾液中不含N。步驟加入的試劑a是,控制溶液的pH約為8.0的目的是 。(3)請(qǐng)畫出步驟的實(shí)驗(yàn)裝置圖(夾持固定儀器省略)。(4)步驟所含的操作依次是、。(5)制得的溴化鈣可以通過如下步驟測(cè)定其純度:稱取4.00 g無水溴化鈣樣品;溶解;滴加足量Na2CO3溶液,充分反應(yīng)后過濾;洗滌;稱量。若得到1.88 g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 ?！窘馕觥?1)容量瓶在使用之前需檢驗(yàn)是否漏液,具體操作是在容量瓶?jī)?nèi)裝入少量水,蓋上瓶塞,用一只手按住瓶塞,另一只手托住瓶底,將容量瓶倒立,觀察瓶口是否有水漏出,若不漏水,把容量瓶正立后,將瓶塞旋轉(zhuǎn)180,再倒立一次,觀察是否漏水,若仍不漏水,證明容量瓶不漏液。(2)步驟的濾液中不含N,則步驟的試劑a不是氨水,是氫氧化鈣,也不選用氫氧化鈉。因?yàn)樽詈蟮漠a(chǎn)品是CaBr2?？刂迫芤旱膒H顯然是沉淀Al3+、Fe3+而將Al3+、Fe3+除去。(3)步驟是過濾裝置,圖為,注意漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁,玻璃棒引流。(4)步驟是從溶液中得到CaBr26H2O,因此是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,若采取直接加熱蒸發(fā),會(huì)失去結(jié)晶水。(5)洗滌后的操作是干燥,根據(jù)CaBr2CaCO3 200100 m 1.88 gm=3.76 g,則CaBr2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(3.764.00)100%=94.00%,若測(cè)定結(jié)果偏低,可能是碳酸鈣質(zhì)量有損失,即洗滌時(shí)有少量碳酸鈣溶解。答案:(1)在容量瓶?jī)?nèi)裝入少量水,蓋上瓶塞,用一只手按住瓶塞,另一只手托住瓶底,將容量瓶倒立,觀察瓶口是否有水漏出,若不漏水,把容量瓶正立后,將瓶塞旋轉(zhuǎn)180,再倒立一次,觀察是否漏水,若仍不漏水,證明容量瓶不漏液(2)石灰水使Al3+、Fe3+沉淀完全(3)(4)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶(5)干燥94.00%洗滌時(shí),有少量的碳酸鈣溶解4.(2014宣城二模)硫酸亞鐵片在醫(yī)藥上作補(bǔ)血?jiǎng)?除主要成分硫酸亞鐵晶體(FeSO47H2O)外,還含有少量Fe2O3以及不溶于水和酸的填充劑。某課外活動(dòng)小組想測(cè)定該補(bǔ)血?jiǎng)┲胁煌瑑r(jià)態(tài)鐵元素的含量。實(shí)驗(yàn)步驟如下:請(qǐng)回答下列問題:(1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,步驟中不溶物必須清洗干凈,而且清洗液需要并入步驟之前的濾液中。為檢驗(yàn)步驟中固體有沒有清洗干凈,請(qǐng)寫出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)方案: 。(2)步驟的離子反應(yīng)方程式是 。(3)若甲方案中的a=0.8 g,而每片藥片的質(zhì)量為0.3克,則根據(jù)該實(shí)驗(yàn)方案計(jì)算出該藥品中鐵元素的含量為。(4)已知:5Fe2+Mn+8H+5Fe3+Mn2+4H2O,乙方案中用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí),判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是 ;按照該方案測(cè)定三次,平均消耗KMnO4溶液18.00 mL,則該藥片每片含亞鐵離子毫克。(5)滴定過程中,滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失,其他操作均正確,則測(cè)定結(jié)果與藥片中亞鐵實(shí)際含量相比(填“偏高”“偏低”或“不變”)?！窘馕觥?1)步驟的固體表面吸附Fe3+,而Fe3+的檢驗(yàn)可用KSCN,即取最后一次清洗液12 mL于試管中,然后滴加KSCN溶液,若溶液變紅色,則沒有洗干凈。(2)步驟是用過氧化氫氧化Fe2+,離子方程式是2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O。(3)ag物質(zhì)是Fe2O3,含鐵0.7a=0.56 g,則藥品中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.56 g(0.310)100%=18.7%。(4)用高錳酸鉀滴定時(shí)的終點(diǎn)現(xiàn)象是當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏胃咤i酸鉀,溶液呈紫紅色,而且半分鐘內(nèi)不褪色,5Fe2+Mn556 gmol-1 1m 18.0010-30.01 molm=0.050 4 g,則10片藥品含鐵0.050 4 g250/25=0.504 g,則每片藥品含鐵0.504 g10=0.050 4 g,為50.4 mg。(5)若滴定前尖嘴部分有氣泡,滴定后消失,則消耗的高錳酸鉀量偏大,滴定結(jié)果偏高。答案:(1)取最后一次清洗液12 mL于試管中,然后滴加KSCN溶液,若溶液變紅色,則沒有洗干凈(2)2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O(3)18.7%(4)當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏胃咤i酸鉀,溶液呈紫紅色,而且半分鐘內(nèi)不褪色50.4(5)偏高【易錯(cuò)提醒】解答第(3)小題的計(jì)算時(shí)需注意流程中所用的是10片藥片,即ag氧化鐵對(duì)應(yīng)的藥品是10片,而題給藥片的質(zhì)量0.3 g是一片藥品的質(zhì)量;第(4)小題還需注意流程中的溶液用高錳酸鉀滴定時(shí)是從250 mL溶液中取出25 mL做實(shí)驗(yàn)。5.(2014宣城一模)過碳酸鈉(2Na2CO33H2O2)俗稱固體雙氧水,是一種性能優(yōu)良、用途廣泛的消毒劑和供氧劑,實(shí)驗(yàn)室中制備過碳酸鈉的流程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)工業(yè)純堿中常含有Fe3+,加入穩(wěn)定劑的主要目的是_ 。(2)由實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)物的影響如下表:溫度/活性氧百分含量/%產(chǎn)率/%51013.9485.49101514.0285.78152015.0588.38202514.4683.01根據(jù)上表數(shù)據(jù),選擇反應(yīng)的最佳溫度范圍是。(3)下列物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為主要成分)能與過碳酸鈉混用的是(填字母)。A.潔廁靈(鹽酸)B.石炭酸(苯酚)C.福爾馬林溶液(甲醛)D.NaHCO3溶液上述物質(zhì)中不能與過碳酸鈉混用的理由是(選擇一種說明即可) 。(4)過碳酸鈉易分解,如果分解產(chǎn)生6.72 L的氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則需過碳酸鈉g。【解析】(1)本題的目的是制備過碳酸鈉,因此要防止過氧化氫的分解,而加穩(wěn)定劑就是防止Fe3+催化過氧化氫的分解。(2)據(jù)表分析產(chǎn)率最高的是88.38%,其對(duì)應(yīng)溫度是1520。(3)過碳酸鈉有碳酸鈉和過氧化氫的雙重性質(zhì),既可與鹽酸反應(yīng),又可氧化甲醛和苯酚,因此可與碳酸氫鈉混用,選D。(4)2Na2CO33H2O21.5O2314 g 1.522.4 L=33.6 Lm 6.72 Lm=62.8 g。答案:(1)防止Fe3+催化過氧化氫的分解(2)1520(3)D苯酚有還原性,能與過氧化氫反應(yīng)使之失效(答案合理即可)(4)62.86.(2014安慶模擬)為測(cè)定氯化亞鐵和氯化鐵的混合物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),某研究小組設(shè)計(jì)了如下兩種實(shí)驗(yàn)流程:(1)操作、是否完全相同?(填“是”或“否”);操作使用的一種主要成分是硅酸鹽材料的儀器名稱是。(2)甲方案中沉淀A是(填化學(xué)式);如何判斷沉淀A洗滌干凈? 。(3)乙方案中能否用鐵粉做還原劑,請(qǐng)用文字說明理由_ 。(4)寫出乙方案中滴入KMnO4溶液后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。(5)若甲方案中紅棕色固體質(zhì)量為bg,乙方案滴定時(shí)消耗cmolL-1KMnO4溶液dmL,哪個(gè)方案測(cè)定出來的鐵元素含量更準(zhǔn)確?(填“甲方案”或“乙方案”);據(jù)此方案測(cè)出的鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(用字母表示)?！窘馕觥?1)操作含有過濾操作,操作沒有,操作是灼燒,用到的主要成分是硅酸鹽材料的儀器是坩堝。(2)甲方案是用氧化劑氧化Fe2+,而后生成Fe(OH)3沉淀,Fe(OH)3沉淀表面吸附氯離子,因此要洗滌,判斷沉淀A洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液少量,滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液,若無沉淀生成,則證明洗滌干凈。(3)乙方案中不能用鐵粉做還原劑,若用了則測(cè)定的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大。(4)乙方案是利用反應(yīng)5Fe2+Mn+8H+5Fe3+Mn2+4H2O測(cè)定鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(5)由于Fe3+溶液是黃色,即乙方案終點(diǎn)溶液顏色變化不明顯,所以甲方案測(cè)定出來的鐵元素含量更準(zhǔn)確,70%b10/a=7b/a。答案:(1)否坩堝(2)Fe(OH)3取最后一次洗滌液少量,滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液,若無沉淀生成,則證明洗滌干凈(其他合理答案均可)(3)不能用鐵粉做還原劑,鐵粉與溶液反應(yīng)生成Fe2+,影響鐵元素含量的測(cè)定(4)5Fe2+Mn+8H+5Fe3+Mn2+4H2O(5)甲方案7b/a7.(2014安慶模擬)硫酸亞錫(SnSO4)是一種重要的能溶于水的硫酸鹽,廣泛應(yīng)用于鍍錫工業(yè)。某研究小組設(shè)計(jì)SnSO4制備路線如下:查閱資料:.酸性條件下,錫在水溶液中有Sn2+、Sn4+兩種主要存在形式,Sn2+易被氧化。.SnCl2易水解生成堿式氯化亞錫?；卮鹣铝袉栴}:(1)操作的步驟為、過濾、洗滌、干燥。對(duì)沉淀進(jìn)行洗滌的方法是 。(2)SnCl2粉末需加濃鹽酸進(jìn)行溶解,請(qǐng)結(jié)合必要的化學(xué)方程式用平衡移動(dòng)原理解釋原因: 。(3)加入Sn粉的作用有兩個(gè):調(diào)節(jié)溶液pH;。(4)酸性條件下,SnSO4還可以用作雙氧水去除劑,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。(5)該小組通過下列方法測(cè)定所用錫粉的純度(雜質(zhì)不參與反應(yīng)):取ag錫粉溶于鹽酸中,向生成的SnCl2中加入過量的FeCl3溶液,用bmolL-1K2Cr2O7滴定生成的Fe2+(已知酸性環(huán)境下,Cr2可被還原為Cr3+),共用去K2Cr2O7溶液mmL。則錫粉中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。(Sn的摩爾質(zhì)量為Mgmol-1,用含a、b、m、M的代數(shù)式表示)【解析】(1)操作1最終得到SnSO4晶體,而過濾之前是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶,沉淀的洗滌方法是將沉淀置于漏斗中,讓蒸餾水浸沒沉淀,使水自然流下,重復(fù)操作23次;(2)SnCl2加鹽酸的目的是防止其水解:SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HCl;(3)根據(jù)資料的信息可知,酸溶后的溶液含Sn4+,加Sn的目的還有防止Sn2+被氧化或還原Sn4+的作用;(4)SnSO4有還原性,可還原過氧化氫:Sn2+H2O2+2H+Sn4+2H2O;(5)根據(jù)3Sn3SnCl26FeCl3Cr2 3M 1 x bm10-3x=3Mbm10-3,則質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%=。答案:(1)加熱濃縮冷卻結(jié)晶將沉淀置于漏斗中,讓蒸餾水浸沒沉淀,使水自然流下,重復(fù)操作23次(2)SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HCl,加入鹽酸,使該平衡向左移動(dòng),抑制Sn2+水解(3)防止Sn2+被氧化(4)Sn2+H2O2+2H+Sn4+2H2O(5)【講評(píng)建議】本題較難,學(xué)生答題時(shí)可能出現(xiàn)下列錯(cuò)誤:解答第(1)小題,學(xué)生可能會(huì)由于沒有做過相關(guān)實(shí)驗(yàn)而對(duì)洗滌的操作方法沒有掌握而亂答,如答題不嚴(yán)密,描述不規(guī)范,缺少“將沉淀置于漏斗中,讓蒸餾水浸沒沉淀,使水自然流下,重復(fù)操作23次”的必要的文字?jǐn)⑹觥＝獯鸬?2)小題,水解反應(yīng)方程式?jīng)]有寫可逆符號(hào)、沒有從平衡移動(dòng)的角度分析而只是寫出反應(yīng)方程式。解答第(3)小題,缺少對(duì)流程的分析能力(加Sn的目的還有還原Sn4+的作用)而答不出或答錯(cuò)。解答第(5)小題,不能利用關(guān)系式法進(jìn)行計(jì)算或沒有100%或沒有寫單位或計(jì)算錯(cuò)誤等,教學(xué)中要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生計(jì)算方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練。