2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時40 化學(xué)工藝流程檢測與評估

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1、 2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時40化學(xué)工藝流程檢測與評估 1. 熱失重質(zhì)量分數(shù) (1) 根據(jù)流程圖判斷白云石“輕燒”后固體產(chǎn)物的主要成分:。則“輕燒”溫度 應(yīng)不超過。 ⑵流程圖中“加熱反應(yīng)”的化學(xué)方程式為。 ⑶沉淀過程溶液的pH=9.5，此時溶液中c(Mg2+)=(已知K[Mg(OH)]=5.61 sp2 X10-12)。 (4) 該工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)、(填化學(xué)式)。 (5) 傳統(tǒng)工藝將白云石分解為氧化鎂和氧化鈣后提取，該工藝采用輕燒白云石的方法，其優(yōu)點 是、。 2. 堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO]是一種用于污水處理的

2、新型高效絮凝劑，在醫(yī)藥上也可用于治療消 4 化性潰瘍出血，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:部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表: 反應(yīng)」一-攪拌 過濾 沉淀物 Fe(OH) 3 Fe(OH) 2 Al(OH) 3 開始沉淀 2.3 7.5 3.4 完全沉淀 3.2 9.7 4.4 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)，使溶液中的(填離子符號)沉 淀。 ⑵反應(yīng)II中加入NaN0的目的是，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。 2 ⑶反應(yīng)II中加入硫酸的作用是控制

3、體系的pH,若硫酸加入量過小，反應(yīng)體系酸度太低，容易生成沉淀;若硫酸加入量過大，不利于產(chǎn)品形成，試從平衡移動的角度分析原 因:。 ⑷流程圖中的“系列操作”包括，，過濾，洗滌，烘干。 (5)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)量標準， 產(chǎn)品中不得含有Fe2+及N。為檢驗所得產(chǎn)品中是否含有Fe2+，應(yīng)使用的試劑為(填字母)。 A.氨水B.KSCN溶液C.NaOH溶液D.酸性KMnO溶液 4 3. (xx?海南卷)鋅是一種應(yīng)用廣泛的金屬，目前工業(yè)上主要采用“濕法”工藝冶煉鋅。某含鋅礦的主要成分為ZnS(還含少量FeS等其他成分)，以其為原料冶煉鋅的工藝

4、流程如下圖所示： 廢電積液 濾液T電解沉積1鋅 硫化鋅.精礦 含塵煙氣—凈化制酸 ?焙1卜焙砂T出卜浸出液 凈化 浸出渣亠回收利用濾渣亠回收利用 回答下列問題: (1) 硫化鋅精礦的焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中進行，所產(chǎn)生焙砂的主要成分的化學(xué)式 為。 (2) 焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣可凈化制酸，該酸可用于后續(xù)白操作。 ⑶浸出液“凈化”過程中加入的主要物質(zhì)為，其作用是。 (4) 電解沉積過程中的陰極采用鋁板，陽極采用Pb-Ag合金惰性電極，陽極逸出的氣體 是。 (5) 改進的鋅冶煉工藝，采用了“氧壓酸浸”的全濕法流程，既省略了易導(dǎo)致空氣污染的焙燒 過程，又可獲得一

5、種有工業(yè)價值的非金屬單質(zhì)。“氧壓酸浸”中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為。 (6) 我國古代曾采用“火法”工藝冶煉鋅。明代宋應(yīng)星著的《天工開物》中有關(guān)于“升煉倭鉛”的記載:“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)，……，然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅,……冷淀，毀罐取出，……即倭鉛也?！痹摕掍\工藝過程主要反應(yīng)的化學(xué)方程式 為。(注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅，倭鉛是指金屬鋅) 4. 某地煤矸石經(jīng)預(yù)處理后含SiO(63%)、AlO(25%)>FeO(5%)及少量鈣鎂的化合物等，一種綜 22323 合利用工藝設(shè)計如下: 母液 鹽酸 NaOH溶液 CaCO3 煤肝石-* >A1(O

6、H)3 酸浸十溶液fI水解匚殘渣 —*■沉淀堿溶f母液 f溶液f,轉(zhuǎn)化 _Fe(OH)3“物質(zhì)X (1) “酸浸”過程中主要反應(yīng)的離子方程式為 ⑵“酸浸”時鋁浸出率的影響因素可能有、。(寫出兩個) (3) 物質(zhì)X的化學(xué)式為?！皦A溶”時反應(yīng)的離子方程式為。 (4) 已知Fe3+開始沉淀和沉淀完全的pH分別為2.1和3.2,AW開始沉淀和沉淀完全的pH分別為4.1 和5.4。為了獲得產(chǎn)品Al(OH)3，從煤矸石的鹽酸浸取液開始，若只用CaC03—種試劑，后續(xù)操作過程。 (5) 以煤矸石為原料還可以開發(fā)其他產(chǎn)品，例如在煤矸石的鹽酸浸取液除鐵后，常溫下向AlCl3溶液中不斷通入

7、HC1氣體，可析出大量AlCl3?6H20晶體，結(jié)合化學(xué)平衡移動原理解釋析出晶體的原因:。 5. (xx?四川卷)污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)造福人類的重要研究課題。某化學(xué)研究小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2，另含有少量頭鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物作脫硫劑，通過如下簡化流程既脫除燃煤尾氣中的S02，又制得電池材料Mn02(反應(yīng)條件已略去)。 請回答下列問題: (1) 上述流程脫硫?qū)崿F(xiàn)了(填字母)。 A.廢棄物的綜合利用B.白色污染的減少C.酸雨的減少 (2) 用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+，其原因是。 (3) 已知：25°C、101kPa時，Mn(s

8、)+O(g)MnO(s)△H=-520kJ?mol-1 22 S(s)+O(g)SO,(g)△H=-297kJ?mol-1 Mn(s)+S(s)+2O(g)MnSO(s)△H=-1065kJ?mol-1 24 SO與MnO反應(yīng)生成無水MnSO的熱化學(xué)方程式是。 224 (4) MnO可作超級電容器材料。用惰性電極電解MnSO溶液可制得MnO，其陽極的電極反應(yīng)式 242 是。 (5) MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時，正極的電極反應(yīng)式 (6) 假設(shè)脫除的SO2只與軟錳礦漿中的MnO2反應(yīng)。按照圖示流程，將am3(標準狀況)含SO?的體積分數(shù)為b%的尾氣通

9、入礦漿，若SO?的脫除率為89.6%,最終得到MnO2的質(zhì)量為ckg，則除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時，所引入的錳元素相當(dāng)于MnO?kg。 課時40化學(xué)工藝流程 1. (1)CaCO、MgO700°C (2) (NH)SO+MgOMgSO+2NHf+HO 4?443? (3) 5.61X10-3mol?L-1 (4) (NH)SONH(或NH?HO) 424332 (5) 減少能源消耗便于CaCO3分離 【解析】(1)該工藝的目的是制備氫氧化鎂,輕燒后,碳酸鎂分解成氧化鎂,除去碳酸鈣,固體 產(chǎn)物的主要成分為CaCO3和MgO,根據(jù)熱失重圖可知,溫度應(yīng)不超過700C。(3) K

10、[Mg(OH)]二c(Mg2+)?C2(OH-)二c(Mg2+)X(10-4.5)2=5.61X10-12，可以算出c(Mg2+)=5.61X10-3 sp2 mol?L-i。(4)(NH)SO(在第二個過濾的濾液中)和NH(在流程圖中直接可以看出)可循環(huán)使用。 4243 (5)傳統(tǒng)工藝將白云石分解為氧化鎂和氧化鈣后提取,該工藝采用輕燒白云石的方法,其優(yōu)點是減少能源消耗、便于CaCO3分離。 2. (1)4.4~7.5Al3+ (2) 氧化Fe2+2H++Fe2++NFe3++NOf+HO ⑶Fe(OH)過量的硫酸與Fe(OH)SO電離出來的OH-中和,使電離平衡向右移動 34

11、 (4) 蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶 (5) D 【解析】(1)加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH,把Al3+除去,可調(diào)節(jié)pH在4.47.5的范圍。(2)該工藝的目的是制備堿式硫酸鐵，加入NaNO2的目的就是氧化Fe2+,方程式為2H++Fe2++NFe3++NOf+屯。。(3)若酸度太低，不能抑制Fe3+的水解，所以生成Fe(OH)沉淀，但過量的硫酸與Fe(OH)SO電離出來的OH-中 34 和，使電離平衡向右移動。(5)Fe2+能使酸性高錳酸鉀溶液褪色;KSCN與Fe3+發(fā)生顯色反應(yīng);C項，有Fe3+,會受干擾，無法檢驗。 3. (1)ZnO(2)浸出(3)鋅粉置換出Fe等(4)O2 (5) 2Zn

12、S+4H++O2Zn2++2S；+2HO 22 (6) ZnCO+2CZn+3COf 3 【解析】(1)由于硫化鋅精礦的成分是ZnS,焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中進行,發(fā)生反應(yīng):2ZnS+3O22ZnO+2SO2，因此所產(chǎn)生焙砂的主要成分是ZnO。(2)焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣主要成分是SO2，可凈化制酸，該酸可用于后續(xù)的浸出操作。(3)浸出液凈化過程中加入的主要物質(zhì)為鋅粉，其作用是置換出Fe等。(4)電解沉積過程中的陰極采用鋁板，陽極采用Pb-Ag合金惰性電極,由于電極是惰性電極，所以在陽極是溶液中的0H-放電，電極反應(yīng)式為40H--4e-2H20+02f,所以陽極逸出的氣體是氧氣。(5

13、)根據(jù)題意可得“氧壓酸浸”中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為ZnS+4H++O2Zn2++2S；+2H0。(6)用焦炭煅燒爐甘石的化學(xué)方程式為ZnCO+2CZn+3C0仁 223 4. (1)Al0+6H+2Al3++3H0; 232 Fe0+6H+2Fe3++3H0 232 (2) 鹽酸的濃度、反應(yīng)溫度、煤矸石顆粒大小、是否充分攪拌、反應(yīng)時間(任寫兩個) (3) C0Al(0H)+0H-Al+2H0 232 ⑷加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到3.2,過濾除去Fe(OH)3后,再加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到5.4,過濾得到Al(OH)3 (5)AlCl飽和溶液中存在溶解平衡:AlC??6H

14、O(s)Ab+(aq)+3Cl-(aq)+6HO(l)，通入HCl氣體使溶液中c(Cl-)增大,平衡向析出固體的方向移動從而析出AlCl3晶體。 【解析】(1)AlO、FeO與鹽酸反應(yīng)生成鹽和水;SiO不與鹽酸反應(yīng)。(2)鹽酸的濃度、反應(yīng)23232 溫度、煤矸石顆粒大小、是否充分攪拌、反應(yīng)時間等都可以影響“酸浸”時的鋁浸出率。(3)X是二氧化碳氣體，二氧化碳氣體通入Al溶液中可以制取Al(OH)3。(4)要依次得到Fe(OH”、Al(OH)3,所以操作過程是加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到3.2,過濾除去Fe(OH”后，再加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到5.4,過濾得到Al(OH)3。(5)在常溫下向Al

15、Cl3溶液中不斷通入HCl氣體，可析出大量AlCl3?6屯O晶體，不是在加熱的條件下，析出AlCl3?6H2O晶體，所以不能從HCl氣體抑制鋁離子水解平衡方面解釋。只能用溶解平衡移動原理解釋，即AlCl3飽和溶液中存在溶解平衡:AlCl3?6H2O(s)Al3+(aq)+3Cl-(aq)+6H2O(l),通入HCl氣體使溶液中c(Cl-)增大，平衡向析出固體的方向移動從而析出AlCl3晶體。 5. (1)AC (2) 消耗溶液中的酸，促進AH+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀 (3) MnO(s)+SO(g)MnSO(s)AH=-248kJ?mol-1 224 (4) Mn2++2HO

16、-2e-MnO+4H+ 22 (5) MnO+HO+e-MnO(OH)+OH- 22 (6) 【解析】(1)白色污染主要是塑料等難降解的物質(zhì)形成的,so2能形成酸雨，因此脫硫?qū)崿F(xiàn)了廢棄物的綜合利用，同時也減少了酸雨形成，即答案選AC。(2)由于碳酸錳能消耗溶液中的酸，降低 溶液的酸性，從而促進A13+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀。(3)已知:熱化學(xué)方程式①Mn(s)+O2(g)MnO?(s)△H=-520kJ?mol-i,②S(s)+^(g)SO?(g)△H=-297kJ?mol-i,③Mn(s)+S(s)+202(g)MnS04(s)△H=-1065kJ?mol-1,則根據(jù)蓋斯

17、定律可知③-(①+②)即得到SO2與MnO2反應(yīng)生成無 水MnSO的熱化學(xué)方程式是MnO(s)+SO(g)MnSO(s)△H=-248kJ?mol-1。(4)電解池中陽極失 4224 去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則用惰性電極電解MnSO溶液可制得MnO,因此陽極是錳離子放電,其陽極 42 電極反應(yīng)式是Mn2++2H2O-2e-MnO2+4H+。⑸原電池中負極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),因此堿性鋅錳電池放電時,正極是二氧化錳得到電子,則電極反應(yīng)式是MnO2+H2O+e-MnO(OH)+OH-。(6)實際參加反應(yīng)的SO2的物質(zhì)的量是mol=0.4abmol,根據(jù)化學(xué)方程式

18、MnO2(s)+SO2(g)MnSO4(s)可知生成硫酸錳的物質(zhì)的量是0.4abmol。最終生成二氧化錳是ckg,則根據(jù)化學(xué)方程式3MnSO+2KMnO+2HO5MnO+KSO+2HSO可知，消耗硫酸錳的物質(zhì)的量是Xmol, 44222424 則除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時，所引入的錳元素的物質(zhì)的量是Xmol-0.4abmol,相當(dāng)于二氧 (1000c 化錳的質(zhì)量是I87 3 xmol-0.4 abmol X87g?mol-1=(600c-34.8ab) g=kg。 2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第四單元金屬元素及其化合物能力提

19、 金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化 1. 鈉及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系 2Na+ONaO 222 2NaO+2HO4NaOH+Of 2222 2NaO+2CO2NaCO+O 222232 NaOH+HClNaCl+HO 2 2NaOH+CONaCO+HO 2232 NaOH+CO(過量)NaHCO 23 NaCO+Ca(OH)2NaOH+CaCO； 2323 NaCO+CO+HO2NaHCO 23223 NaCO+2HCl2NaCl+COf+HO 2322 NaHCO+HClNaCl+COf+HO 3 22 NaCl+NH+C0+HONaHCO；+NHCl

20、32234 2NaHCONaCO+COf+HO 32322 2NaCl+2HO2NaOH+Hf+Clf 222 2NaCl(熔融)2Na+Clf 2 2. 鋁及其化合物 2Al+6HCl2AlCl+3Hf 32 2Al+2NaOH+2HO2NaAlO+3Hf 222 AlO+6HCl2AlCl+3HO 2332 2Al(OH)AlO+3HO 3232 2AlO(熔融)4Al+3Of 232 AlO+2NaOH2NaAlO+HO 2322 Al(OH)+NaOHNaAlO+2HO 322 2NaAlO+CO+3HO2Al(OH)；+NaCO

21、2 22323 NaAlO+CO(過量)+2HOAl(OH)；+NaHCO 2 2233 Al(OH)+3HClAlCl+3HO 3 32 AlCl+3NH?HOAl(OH)；+3NHCl 33234 AlCl+3NaAlO+6HO4Al(OH)；+3NaCl 3 223 3. 鐵及其化合物 HC1 6、點燃 I Fev匕FeQs- Al（或CO）、高溫 。2、點燃（或 水蒸氣、高溫） 丨亠上FeQ。 Al、咼溫 Fe(OH)3 Fe(0H)2 3Fe+2OFeO 234 3Fe+4H0(g)Fe0+

22、4Hf 2342 2Fe+3Cl2FeCl 23 8Al+3Fe04Al0+9Fe 3423 2Al+Fe0Al0+2Fe 2323 3C0+Fe03C0+2Fe 232 Fe+2HClFeCl+Hf 22 Fe0+2HClFeCl+H0 22 2FeCl+Fe3FeCl 32 4Fe(0H)+0+2H04Fe(0H) 2223 FeCl+3Na0HFe(0H)；+3NaCl 33 Fe0+8HCl2FeCl+4H0+FeCl 34322 2FeCl+Cl2FeCl 223 FeCl+2Na0HFe(0H)；+2NaCl 22 銅及其化合物

23、 1. 轉(zhuǎn)化關(guān)系 2. 硫酸銅 CuSO晶體與無水CuSO之間相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下: 44 CuSO?5HOCuSO+5HO 4 242 CuSO+5HOCuSO?5HO 4242 實驗內(nèi)容 實驗現(xiàn)象 結(jié)論 CuSO?5HO-CuSO 424 向CuSO?5HO中慢慢滴 42 入濃硫酸，靜置 藍色f白色 濃硫酸具有吸水性，可使 CuSO?5HO失去結(jié)晶水 42 CuSO-CuSO?5HO 442 向無水CuSO中通入水 4 蒸氣 白色粉末變?yōu)? 藍色晶體 用以檢驗水蒸氣的存在 3.

24、 Cu(OH)CO 223 銅在干燥空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕空氣中會被腐蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅銹 2Cu+O+HO+COCu(OH)CO 222223 4. 銅及其化合物的顏色 物質(zhì) 顏色 物質(zhì) 顏色 Cu 紫紅色 CuSO 4 白色 CuO 黑色 CuSO?5HO 42 藍色 CuO 2 紅色 Cu(OH)CO 223 綠色 CuS 2 黑色 Cu(OH) 2 藍色 金屬的通性與冶煉 1. 金屬的通性 (1) 金屬的通性:在常溫下，絕大多數(shù)金屬是固體，Hg為液態(tài)。金屬一般具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。 (

25、2) 金屬元素的原子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系:金屬元素原子最外層電子數(shù)一般小于4，金屬元素原子易失去電子顯還原性。 2. 合金 (1) 定義:兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔化而成的具有金屬特性的物質(zhì)。如鎂鋁合金、鋼、不銹鋼等。 （2）性能:合金具有不同于各成分金屬的物理性能、化學(xué)性能或機械性能。合金的熔點一般比它的成分金屬熔點低，而硬度一般比成分金屬的硬度大。 3. 金屬的冶煉 常見金屬的冶煉方法 （1）電解法:冶煉較活潑的金屬（例如:鈉、鋁）。 2NaCl（l）2Na+Clf 2 2AlO4Al+3Of 232 （2）熱還原法:在高溫下，用還原劑（屯、CO、C、A

26、l等）還原金屬氧化物（金屬活動性在ZnCu 之間）。 FeO+3CO2Fe+3CO 232 WO+3HW+3HO 322 2Al+CrO2Cr+AlO 2323 2CuO+C2Cu+CO 2 （3）熱分解法:適合冶煉金屬活動性較差的金屬（例如Hg、Ag）。 2HgO2Hg+Of 2AgO4Ag+Of 物質(zhì)的制備與化工流程圖 近年來化學(xué)工藝流程圖是必考題型，這類試題反映化學(xué)學(xué)科與生產(chǎn)實際相結(jié)合的綜合性。試題主要考查的是物質(zhì)制備過程中的反應(yīng)原理（包括化學(xué)反應(yīng)及其涉及的平衡原理等）、相關(guān)實驗技術(shù)（如條件控制與選擇等）、化學(xué)用語的準確表達等。解答這類試題的起點是會識別流程圖

27、［箭頭進入的是投料（反應(yīng)物），箭頭出去的是生成物（包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物）］;關(guān)鍵是會利用題給新信息，正確運用的原理，一般程序為:明確生產(chǎn)目的、看清物料流向（出線、進線、回轉(zhuǎn)的循環(huán)線）與相關(guān)反應(yīng)、能量變化與物質(zhì)變化、主產(chǎn)物與副產(chǎn)物，關(guān)注安全問題、環(huán)境問題、（物質(zhì)、能量）循環(huán)利用問題等。概括如下: (1)海水提取食鹽以及食鹽的精制; (2)電解熔融氯化鈉制鈉、電解飽和食鹽水(氯堿工業(yè))制氫氧化鈉、氫氣和氯氣; (3) 海水提取Mg2及電解熔融氯化鎂制鎂； (4) 海水提取溴、海帶提取碘; (5) 工業(yè)上合成氨(分離空氣制氮氣、水煤氣分離出氫氣，高溫高壓催化劑合成氨); (6) 石灰窯制生石灰，生石灰與水反應(yīng)再得熟石灰; (7) 高溫?zé)掕F、煉鋼; (8) 侯德榜制堿法(碳酸鈉); (9) 工業(yè)上制硫酸; (10) 工業(yè)上制硝酸; (11) 工業(yè)上制綠礬; (12) 工業(yè)上制膽礬; (13) 工業(yè)上制明礬; (14) 工業(yè)上制莫爾鹽; (15) 二氧化硅制硅及硅的提純; (16) 硅酸鹽工業(yè)。