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1、2022年高考化學一輪綜合復習 第3章 金屬及其化合物 課時4 無機化學工藝流程題型沖關練習
1.某一化工廠以廢鐵屑為原料制備FeCl3溶液,用作印刷電路銅板腐蝕劑,并對溶液B進行電解處理的實驗流程如圖:
(1)試劑a應選用________(填寫名稱);
(2)步驟Ⅰ用到的主要玻璃儀器有漏斗、________(填寫儀器名稱);
(3)寫出步驟Ⅱ中主要反應的化學方程式____________________;
(4)實驗室制取氣體E的離子方程式是________________________,欲對氣體E進行干燥和吸收,需選用下列裝置中的________(填寫序號);
(5)
2、如何用化學方法檢驗氣體E?_______________________________。
解析 分析流程中的物質(zhì)及其化學反應,廢鐵屑加入熱堿液是除去鐵屑表面的油污,將Fe反應生成Fe2+的試劑只能選用HCl,才能由A經(jīng)Cl2氧化后成FeCl3,若換成H2SO4、HNO3等其他酸,則引入SO、NO等雜質(zhì),過濾需用的玻璃儀器有:漏斗、燒杯、玻璃棒;2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,則B中含有FeCl2、CuCl2、FeCl3等溶質(zhì),將其電解時,根據(jù)陽離子放電順序先析出Cu,陽極生成Cl2,但是由于氧化性Fe3+>Cu2+,則Fe3+一定放電成Fe2+后才有Cu單質(zhì)析出;Cl2的
3、實驗室制法為MnO2與濃鹽酸反應,則Cl2中混有HCl、H2O等雜質(zhì),干燥Cl2用②,吸收Cl2用④;Cl2的檢驗方法是用濕潤的淀粉-KI試紙。
答案 (1)稀鹽酸 (2)燒杯、玻璃棒
(3)2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2
(4)MnO2+4H++2Cl-△,Mn2++Cl2↑+2H2O?、冖?
(5)將濕潤的KI-淀粉試紙靠近集氣瓶口,試紙變藍,證明該氣體為Cl2
2.(2016·金考卷)鎳電池廣泛應用于混合動力汽車系統(tǒng),電極材料由Ni(OH)2、碳粉和氧化鐵等涂在鋁箔上制成。由于電池使用后電極材料對環(huán)境有危害,某興趣小組對該電池電極材料進行回收研究,設計實驗流程如
4、下:
已知:a.NiCl2易溶于水,F(xiàn)e3+不能氧化Ni2+。
b.某溫度下一些金屬氫氧化物的Ksp及開始沉淀和完全沉淀時的理論pH如表所示:
M(OH)n
Ksp
pH
開始沉淀
沉淀完全
Al(OH)3
1.9×10-33
3.43
4.19
Fe(OH)3
3.9×10-38
2.53
2.94
Ni(OH)2
1.6×10-14
7.60
9.75
回答下列問題:
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷步驟②依次析出的沉淀Ⅱ________和沉淀Ⅲ________(填化學式),則pH1________pH2(填“>”、“=”或“<”),控制兩種沉淀析出可利
5、用________(填序號)。
A.pH試紙 B.石蕊指示劑
C.pH計
(2)已知溶解度:NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O,則步驟③的化學方程式是________________________________________________。
步驟③后,過濾沉淀所需的玻璃儀器有____________。若過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁,從實驗操作的角度給出兩種可能的原因:_______________ _______________________________________________________。
(3)④中陽極反應產(chǎn)生的氣體E
6、為________,驗證該氣體的試劑為__________________________________________________________。
(4)試寫出步驟⑥的離子方程式:______________________________。
解析?、僮⒁怆姌O材料的成分以及和鹽酸反應后的離子;
②A呈酸性,加入NiO的目的,是為了降低H+濃度,促進Fe3+、Al3+的水解,根據(jù)表中提供信息,F(xiàn)e3+先形成沉淀;
③只要注意到表中pH的數(shù)據(jù),即可選出答案;
④溶解度越小,越先形成沉淀;
⑤注意只要求寫出玻璃儀器;
⑥注意D的成分為NaCl溶液;
⑦看準要求。
答案 (
7、1)Fe(OH)3 Al(OH)3 < C
(2)NiCl2+Na2C2O4+2H2O===NiC2O4·2H2O↓+2NaCl 漏斗、玻璃棒和燒杯 玻璃棒劃破濾紙、濾液超過濾紙邊緣
(3)Cl2 濕潤的淀粉-KI試紙
(4)2Ni(OH)2+2OH-+Cl2===2Ni(OH)3+2Cl-
3.(2015·福建理綜,24)無水氯化鋁在生產(chǎn)、生活中應用廣泛。
(1)氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體,其反應的離子方程式為_________________________________________________________。
(2)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2
8、O3,含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制取無水氯化鋁的一種工藝流程示意如下:
已知:
物質(zhì)
SiCl4
AlCl3
FeCl3
FeCl2
沸點/℃
57.6
180(升華)
300(升華)
1 023
①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_________________________________________(只要求寫出一種)。
②步驟Ⅱ中若不通入氯氣和氧氣,則反應生成相對原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是___________________________________。
③已知:
Al2O3(s)+3C(s)===2Al(s)+3C
9、O(g)
ΔH1=+1 344.1 kJ·mol-1
2AlCl3(g)===2Al(s)+3Cl2(g)
ΔH2=+1 169.2 kJ·mol-1
由Al2O3、C和Cl2反應生成AlCl3的熱化學方程式為
_____________________________________________________。
④步驟Ⅲ的尾氣經(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,其化學式分別為_____________________________。
⑤結合流程及相關數(shù)據(jù)分析,步驟Ⅴ中加入鋁粉的目的是
__________________________
10、_______________________。
解析 (1)AlCl3屬于強酸弱堿鹽,在溶液中Al3+發(fā)生水解反應生成Al(OH)3膠體:Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+;(2)①步驟Ⅰ中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多,可以防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解,同時也增大了反應物的接觸面積,從而加快反應速率。②根據(jù)物質(zhì)的組成元素可知:若步驟Ⅱ中不通入氯氣和氧氣,則反應生成相對原子質(zhì)量比Si大的單質(zhì)是Fe。③對已知兩個熱化學方程式由上到下依次標記為(i)和(ii),根據(jù)蓋斯定律,(i)-(ii)可得所求熱化學方程式:Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)===2AlC
11、l3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9 kJ·mol-1;④步驟Ⅲ經(jīng)冷卻至室溫后,氣體中含有Cl2、CO2、O2等,用足量的NaOH冷溶液吸收。因此,得到的3種鹽分別為NaCl、NaClO、Na2CO3。⑤Al的活動性強于Fe,在步驟Ⅴ中加入Al粉與FeCl3發(fā)生置換反應,以除去FeCl3從而提高AlCl3的純度。
答案 (1)Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+
(2)①防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解或增大反應物的接觸面積,加快反應速率
②Fe或鐵
③Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)===2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9 kJ·
12、mol-1
④NaCl、NaClO、Na2CO3
⑤除去FeCl3,提高AlCl3純度
4.(2016·江蘇化學,16)以電石渣[主要成分為Ca(OH)2和CaCO3]為原料制備KClO3的流程如下:
(1)氯化過程控制電石渣過量、在75 ℃左右進行。氯化時存在Cl2與Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反應,Ca(ClO)2進一步轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2 分解為CaCl2和O2。
①生成Ca(ClO)2的化學方程式為____________________________________。
②提高Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的轉(zhuǎn)化率的可行措施有__
13、______(填序號)。
A.適當減緩通入Cl2速率
B.充分攪拌漿料
C.加水使Ca(OH)2完全溶解
(2)氯化過程中Cl2 轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的總反應方程式為:6Ca(OH)2+6Cl2===Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O
氯化完成后過濾。
①濾渣的主要成分為_________(填化學式)。
②濾液中Ca(ClO3)2與CaCl2的物質(zhì)的量之比n[Ca(ClO3)2] ∶n[CaCl2] ________1∶5(填“>”、“<”或“=”)。
(3)向濾液中加入稍過量KCl固體可將Ca(ClO3)2轉(zhuǎn)化為KClO3,若溶液中KClO3的含量為100 g·L
14、-1,從該溶液中盡可能多地析出KClO3固體的方法是________。
解析 (1)①Cl2與Ca(OH)2反應生成Ca(ClO)2和CaCl2,配平。②適當緩慢通氯氣,氣液充分接觸,提高Cl2的吸收率,A正確;充分攪拌,增大氣液接觸面積,提高Cl2的吸收率,B正確;由于Ca(OH)2溶解度小,加水使Ca(OH)2溶解,生成Ca(ClO3)2濃度小,無法提高Cl2的轉(zhuǎn)化率,錯誤。(2)①電石渣中含有不溶于水的CaCO3及溶解度小的Ca(OH)2,濾渣為CaCO3、Ca(OH)2。②因為Ca(OH)2與Cl2還可以發(fā)生反應生成Ca(ClO)2和CaCl2,Ca(ClO)2少量分解也會生成CaCl2,所以Ca(ClO3)2含量偏低。(3)由溶解度圖可知,KClO3隨溫度升高溶解度變大,可以采用蒸發(fā)濃縮,冷卻結晶的方法生成沉淀。
答案 (1)①2Cl2+2Ca(OH)2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O?、贏B
(2)①CaCO3、Ca(OH)2?、冢?
(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶