2017年高考化學(xué)高考題和高考模擬題分項(xiàng)版匯編(打包25套)新人教版.zip
2017年高考化學(xué)高考題和高考模擬題分項(xiàng)版匯編(打包25套)新人教版.zip,2017,年高,化學(xué),考題,高考,模擬,題分項(xiàng)版,匯編,打包,25,新人
專題19 工藝流程題
1.【2017新課標(biāo)1卷】(14分)
Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料,可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來(lái)制備,工藝流程如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)“酸浸”實(shí)驗(yàn)中,鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知,當(dāng)鐵的浸出率為70%時(shí),所采用的實(shí)驗(yàn)條件為___________________。
(2)“酸浸”后,鈦主要以形式存在,寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式__________________。
(3)TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40 min所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示:
溫度/℃
30
35
40
45
50
TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率%
92
95
97
93
88
分析40 ℃時(shí)TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因__________________。
(4)Li2Ti5O15中Ti的化合價(jià)為+4,其中過(guò)氧鍵的數(shù)目為__________________。
(5)若“濾液②”中,加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍),使恰好沉淀完全即溶液中,此時(shí)是否有Mg3(PO4)2沉淀生成? (列式計(jì)算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為。
(6)寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式 。
【答案】(1)100℃、2h,90℃,5h (2)FeTiO3+ 4H++4Cl? = Fe2++ + 2H2O
(3)低于40℃,TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加;超過(guò)40℃,雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降 (4)4
(5)Fe3+恰好沉淀完全時(shí),c()=mol·L?1=1.3×10–17 mol·L?1,c3(Mg2+)×c2()=(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.7×10–40<Ksp ,因此不會(huì)生成Mg3(PO4)2沉淀。
(6)2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑
(4)Li2Ti5O15中Li為+1價(jià),O為–2價(jià),Ti為+4價(jià),過(guò)氧根()中氧元素顯–1價(jià),設(shè)過(guò)氧鍵的數(shù)目為x,根據(jù)正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0,可知(+1)×2+(+4)×5+(–2)×(15–2x)+(–1)×2x=0,解得:x=4;
(5)Ksp=c(Fe3+)×c()=1.3×10–2,則c()==1.3×10–17 mol/L,Qc=c3(Mg2+)×c2()=(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.69×10–40<1.0×10–24,則無(wú)沉淀。
(6)高溫下FePO4與Li2CO3和H2C2O4混合加熱可得LiFePO4,根據(jù)電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑。
【名師點(diǎn)睛】工藝流程題,就是將化工生產(chǎn)過(guò)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(lái),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(wèn),形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。制備類工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成,每一步操作都有其具體的目標(biāo)、任務(wù)。審題的重點(diǎn)要放在與題設(shè)有關(guān)操作的目標(biāo)、任務(wù)上,分析時(shí)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;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(wèn)題,不能答非所問(wèn)。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。
2.【2017新課標(biāo)3卷】(15分)
重鉻酸鉀是一種重要的化工原料,一般由鉻鐵礦制備,鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3,還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示:
回答下列問(wèn)題:
(1)步驟①的主要反應(yīng)為:FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2
上述反應(yīng)配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為_______。該步驟不能使用陶瓷容器,原因是_____。
(2)濾渣1中含量最多的金屬元素是_______,濾渣2的主要成分是__________及含硅雜質(zhì)。
(3)步驟④調(diào)濾液2的pH使之變____________(填“大”或“小”),原因是_____________(用離子方程式表示)。
(4)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到___________(填標(biāo)號(hào))得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。
a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃
步驟⑤的反應(yīng)類型是___________________。
(5)某工廠用m1 kg 鉻鐵礦粉(含Cr2O3 40%)制備K2Cr2O7,最終得到產(chǎn)品 m2 kg,產(chǎn)率為_____________。
【答案】(1)2∶7 陶瓷在高溫下會(huì)與Na2CO3反應(yīng) (2)鐵 Al(OH)3
(3)小 2+2H++H2O (4)d 復(fù)分解反應(yīng) (5)×100%
【解析】(1)FeO·Cr2O3是還原劑,氧化產(chǎn)物為Na2CrO4和Fe2O3,每摩轉(zhuǎn)移7 mol電子,而NaNO3是氧化劑,還原產(chǎn)物為NaNO2,每摩轉(zhuǎn)移2 mol電子,根據(jù)電子守恒可知,F(xiàn)eO·Cr2O3和NaNO3的系數(shù)比為2∶7;陶瓷在高溫下會(huì)與Na2CO3反應(yīng),則熔融時(shí)不能使用陶瓷容器。
(2)熔塊中氧化鐵不溶于水,過(guò)濾后進(jìn)入濾渣1,則濾渣1中含量最多的金屬元素是鐵;濾液1中含有AlO2-、SiO32-及CrO42-,調(diào)節(jié)溶液pH并過(guò)濾后得濾渣2為Al(OH)3及含硅雜質(zhì)。
(5)樣品中Cr2O3的質(zhì)量為m1×40% kg,則生成K2Cr2O7的理論質(zhì)量為m1×40% kg×,則所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為m2 kg÷(m1×40% kg×)×100%=×100%。
【名師點(diǎn)睛】考查無(wú)機(jī)制備的工藝流程,涉及氧化還原反應(yīng)、離子方程式配平、鹽類水解的應(yīng)用及混合物的分離與提純等,解題時(shí)要求對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行認(rèn)識(shí)分析,對(duì)流程中每一個(gè)反應(yīng)的原理和操作的目的要理解清楚。
3.【2017北京卷】(13分)TiCl4是由鈦精礦(主要成分為TiO2)制備鈦(Ti)的重要中間產(chǎn)物,制備純TiCl4的流程示意圖如下:
資料:TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì)
化合物
SiCl4
TiCl4
AlCl3
FeCl3
MgCl2
沸點(diǎn)/℃
58
136
181(升華)
316
1412
熔點(diǎn)/℃
?69
?25
193
304
714
在TiCl4中的溶解性
互溶
——
微溶
難溶
(1)氯化過(guò)程:TiO2與Cl2難以直接反應(yīng),加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。
已知:TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1
① 沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式:_______________________。
② 氯化過(guò)程中CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)如圖判斷:CO2生成CO反應(yīng)的ΔH_____0(填“>”“<”或“=”),判斷依據(jù):_______________。
③ 氯化反應(yīng)的尾氣須處理后排放,尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液,則尾氣的吸收液依次是__________________________。
④ 氯化產(chǎn)物冷卻至室溫,經(jīng)過(guò)濾得到粗TiCl4混合液,則濾渣中含有_____________。
(2)精制過(guò)程:粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4。示意圖如下:
物質(zhì)a是______________,T2應(yīng)控制在_________。
【答案】(1)①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=-45.5 kJ/mol
②> 隨溫度升高,CO含量增大,說(shuō)明生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
③H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液 ④MgCl2、AlCl3、FeCl3
(2)SiCl4 高于136℃,低于181℃
【名師點(diǎn)睛】本題以鈦精礦制備純TiCl4的流程為素材,主要考查蓋斯定律和熱化學(xué)方程式、化學(xué)平衡移動(dòng)、HCl及Cl2尾氣的利用和吸收、制備流程中物質(zhì)關(guān)系、過(guò)濾、蒸餾實(shí)驗(yàn)等基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí),考查考生對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)的綜合應(yīng)用能力和對(duì)已知信息的綜合應(yīng)用能力。制備類工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成,每一步操作都有其具體的目標(biāo)、任務(wù)。審題的重點(diǎn)要放在與題設(shè)有關(guān)操作的目標(biāo)、任務(wù)上,分析時(shí)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;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(wèn)題,不能答非所問(wèn)。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。另外需要注意題干信息的提取和篩選,例如本題中:①溶解性決定溶液中溶質(zhì)及沉淀的成分,表格中信息則可以得到TiCl4液體中溶解的溶質(zhì)及同時(shí)存在的沉淀成分。②工業(yè)過(guò)程中有毒、有污染的尾氣都需要進(jìn)行處理防止污染。
4.【2017江蘇卷】(12分)鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下:
注:SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。
(1)“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_____________________。
(2)向“過(guò)濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH_________ (填“增大”、“不變”或“減小”)。
(3)“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3,電解過(guò)程中作陽(yáng)極的石墨易消耗,原因是___________。
(4)“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液,原理如圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_____________________,陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為____________。
(5)鋁粉在1000℃時(shí)可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合,有利于AlN的制備,其主要原因是_____________________。
【答案】(1)Al2O3+2OH?=2AlO2-+H2O (2)減?。?)石墨電極被陽(yáng)極上產(chǎn)生的O2氧化
(4)4CO32-+2H2O?4e?=4HCO3-+O2↑ H2
(5)NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜
【解析】結(jié)合流程及題中信息可知,鋁土礦在堿溶時(shí),其中的氧化鋁和二氧化硅可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng),過(guò)濾后,濾液中偏鋁酸鈉與碳酸氫鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉,氫氧化鋁經(jīng)灼燒后分解為氧化鋁,最后電解熔融的氧化鋁得到鋁。碳酸鈉溶液經(jīng)電解后可以再生成碳酸氫鈉和氫氧化鈉進(jìn)行循環(huán)利用。
(1)氧化鋁為兩性氧化物,可溶于強(qiáng)堿溶液生成偏鋁酸鈉和水,離子方程式為Al2O3+2OH?=2AlO2-+H2O。
(4)由圖中信息可知,生成氧氣的為陽(yáng)極室,溶液中水電離的OH?放電生成氧氣,破壞了水的電離平衡,碳酸根結(jié)合H+轉(zhuǎn)化為HCO3-,所以電極反應(yīng)式為4CO32-+2H2O?4e?=4HCO3-+O2↑,陰極室氫氧化鈉溶液濃度變大,說(shuō)明水電離的H+放電生成氫氣而破壞水的電離平衡,所以陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A為H2。
(5)鋁在常溫下就容易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化膜。氯化銨受熱分解產(chǎn)生的氯化氫能夠破壞鋁表面的氧化鋁薄膜,所以加入少量的氯化銨有利于AlN的制備。
【名師點(diǎn)睛】本題通過(guò)化工流程考查了課本上學(xué)過(guò)的從鋁土礦提取鋁的元素化合物的知識(shí),在問(wèn)題中又結(jié)合原料的循環(huán)利用考查了電解原理。制備類工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成,每一步操作都有其具體的目標(biāo)、任務(wù)。審題的重點(diǎn)要放在與題設(shè)有關(guān)操作的目標(biāo)、任務(wù)上,分析時(shí)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;解答時(shí)要先看框內(nèi),后看框外,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(wèn)題,不能答非所問(wèn)。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)什么理論或性質(zhì)→所以有什么變化→結(jié)論,如本題最后一個(gè)問(wèn)題,只要注意了鋁表面易生成氧化膜和氯化銨受熱易分解這兩條性質(zhì),即可想到分解產(chǎn)物對(duì)氧化膜的作用,所以備考時(shí),要多看課本上元素化合物方面內(nèi)容,知道學(xué)了哪些,大多數(shù)的試題的根都在課本上。
5.【2017江蘇卷】(15分)某科研小組采用如下方案回收一種光盤金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含量過(guò)低,對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響可忽略)。
已知:①NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解,如:3NaClO2NaCl+NaClO3
②AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3) 2++ Cl? +2H2O
③常溫時(shí)N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原Ag(NH3)2+:
4Ag(NH3) 2++N2H4·H2O4Ag↓+N2↑+4NH4++4NH3↑+H2O
(1)“氧化”階段需在80℃條件下進(jìn)行,適宜的加熱方式為__________________。
(2)NaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。 HNO3也能氧化Ag,從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺點(diǎn)是____________________。
(3)為提高Ag的回收率,需對(duì)“過(guò)濾Ⅱ”的濾渣進(jìn)行洗滌,并_______________________。
(4)若省略“過(guò)濾Ⅰ”,直接向冷卻后的反應(yīng)容器中滴加10%氨水,則需要增加氨水的用量,除因過(guò)量NaClO與NH3·H2O反應(yīng)外(該條件下NaClO3與NH3·H2O不反應(yīng)),還因?yàn)開____________________。
(5)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從“過(guò)濾Ⅱ”后的濾液中獲取單質(zhì)Ag的實(shí)驗(yàn)方案:________________________(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有:2 mol·L?1水合肼溶液,1 mol·L?1H2SO4)。
【答案】(1)水浴加熱 (2)4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑
會(huì)釋放出氮氧化物(或 NO、NO2 ),造成環(huán)境污染 (3)將洗滌后的濾液合并入過(guò)濾Ⅱ的濾液中
(4)未過(guò)濾掉的溶液會(huì)稀釋加入的氨水,且其中含有一定濃度的Cl?,不利于AgCl與氨水反應(yīng)
(5)向?yàn)V液中滴加2 mol·L?1水合肼溶液,攪拌使其充分反應(yīng),同時(shí)用1 mol·L?1 H2SO4溶液吸收反應(yīng)中放出的NH3,待溶液中無(wú)氣泡產(chǎn)生,停止滴加,靜置,過(guò)濾、洗滌,干燥。
(2)因?yàn)橐阎狽aClO 溶液與 Ag 反應(yīng)的產(chǎn)物為 AgCl、NaOH 和 O2 ,用化合價(jià)升降法即可配平,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑。 HNO3也能氧化Ag,硝酸做氧化劑時(shí)通常被還原為有毒的氮的氧化物而污染環(huán)境,所以以HNO3代替NaClO的缺點(diǎn)是會(huì)釋放出氮氧化物(或 NO、NO2 ),造成環(huán)境污染。
(3)為提高Ag的回收率,需對(duì)“過(guò)濾Ⅱ”的濾渣進(jìn)行洗滌,洗滌的目的是為了把濾渣表面殘存的銀氨配離子洗滌下來(lái),并將洗滌后的濾液合并入過(guò)濾Ⅱ的濾液中。
(4)若省略“過(guò)濾Ⅰ”,直接向冷卻后的反應(yīng)容器中滴加10%氨水,則需要增加氨水的用量,除因過(guò)量NaClO與NH3·H2O反應(yīng)外,還因?yàn)槲催^(guò)濾掉的溶液會(huì)稀釋加入的氨水,氨水的濃度變小,且其中含有一定濃度的Cl?,不利于AgCl與氨水發(fā)生AgCl+2NH3·H2OAg(NH3) 2++ Cl? +2H2O反應(yīng) ,使得銀的回收率變小。
【名師點(diǎn)睛】本題以回收一種光盤金屬層中的少量Ag的實(shí)驗(yàn)流程為載體,將實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)試劑和儀器的選用、實(shí)驗(yàn)條件的控制、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)等融為一體,重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)流程的理解、實(shí)驗(yàn)裝置的觀察、信息的加工、實(shí)驗(yàn)原理和方法運(yùn)用、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)等能力,也考查學(xué)生運(yùn)用比較、分析等科學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力和邏輯思維的嚴(yán)密性。解題的關(guān)鍵是能讀懂實(shí)驗(yàn)流程,分析實(shí)驗(yàn)各步驟的原理、目的、實(shí)驗(yàn)條件等。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí),根據(jù)限定必須使用的試劑,結(jié)合題中所給信息,注意反應(yīng)條件的控制以及實(shí)驗(yàn)試劑的量的控制,按照“核心轉(zhuǎn)化→尾氣處理→產(chǎn)品分離→產(chǎn)品提純”思路,對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行耐心的優(yōu)化,直至得到完美方案。
6.【2016新課標(biāo)1卷】NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來(lái)漂白織物等,其一種生產(chǎn)工藝如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)NaClO2中Cl的化合價(jià)為_______。
(2)寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式_______。
(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成,精制時(shí),為除去Mg2+和Ca2+,要加入的試劑分別為________、________?!半娊狻敝嘘帢O反應(yīng)的主要產(chǎn)物是______。
(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過(guò)程排出的少量ClO2。此吸收反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________,該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是_________。
(5)“有效氯含量”可用來(lái)衡量含氯消毒劑的消毒能力,其定義是:每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為____。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))
【答案】(1)+3;(2)2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4;
(3)NaOH溶液 ;Na2CO3溶液 ;ClO2?(或NaClO2);(4)2:1; O2; (5)1.57。
可見“電解”中陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是NaClO2;(4)根據(jù)圖示可知:利用含有過(guò)氧化氫的NaOH溶液吸收ClO2氣體,產(chǎn)物為NaClO2,則此吸收反應(yīng)中,氧化劑為ClO2,還原產(chǎn)物為NaClO2,還原劑是H2O2,氧化產(chǎn)物是O2,每1 mol的H2O2轉(zhuǎn)移2 mol電子,反應(yīng)方程式是:
2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O,可知氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2:1,該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物為O2。(5)每克NaClO2的物質(zhì)的量n(NaClO2)=1g÷90.5 g/mol= mol,其獲得電子的物質(zhì)的量是n(e?)= mol×4=4/90.5 mol,1 mol Cl2獲得電子的物質(zhì)的量是2 mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,可知其相對(duì)于氯氣的物質(zhì)的量為n=mol×4÷2=mol,則氯氣的質(zhì)量為mol×71 g/mol=1.57 g。
【考點(diǎn)定位】考查混合物的分離與提純、氧化還原反應(yīng)的分析及電解原理的應(yīng)用等知識(shí)。
【名師點(diǎn)睛】化合價(jià)是元素形成化合物時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì),在任何化合物中,所有元素正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和等于0,掌握常見元素的化合價(jià),并根據(jù)元素吸引電子能力大小及化合物中所有元素正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和等于0的原則判斷元素的化合價(jià)。有元素化合價(jià)變化的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),元素化合價(jià)升高,失去電子,該物質(zhì)作還原劑,變?yōu)檠趸a(chǎn)物;元素化合價(jià)降低,獲得電子,該物質(zhì)作氧化劑,變?yōu)檫€原產(chǎn)物,元素化合價(jià)升降總數(shù)等于反應(yīng)過(guò)程中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目;可利用最小公倍數(shù)法配平氧化還原反應(yīng)方程式,對(duì)于離子反應(yīng),同時(shí)還要符合電荷守恒及原子守恒。
7.【2016新課標(biāo)3卷】以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為:
物質(zhì)
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%
2.2~2.9
2.8~3.1
22~28
60~65
1~2
<1
以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線:
回答下列問(wèn)題:
(1)“酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+,反應(yīng)的離子方程式為___________,同時(shí)V2O4轉(zhuǎn)成VO2+?!皬U渣1”的主要成分是__________________。
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+變?yōu)閂O2+,則需要氧化劑KClO3至少為______mol。
(3)“中和”作用之一是使釩以V4O124?形式存在于溶液中?!皬U渣2”中含有_______。
(4)“離子交換”和“洗脫”可簡(jiǎn)單表示為:4ROH+ V4O124? R4V4O12+4OH?(ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率,淋洗液應(yīng)該呈_____性(填“酸”、“堿”或“中”)。
(5)“流出液”中陽(yáng)離子最多的是________。
(6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀,寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。
【答案】(1)V2O5+2H+=2VO2++H2O;SiO2;(2)0.5;(3)Fe(OH)3、Al(OH)3;(4)堿;(5)K+;(6)2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3↑。
【考點(diǎn)定位】考查物質(zhì)制備工藝流程圖分析
【名師點(diǎn)睛】本題是工藝流程問(wèn)題,涉及氧化還原反應(yīng)方程式的書寫、步驟的分析、氧化還原反應(yīng)的計(jì)算、元素及其化合物的性質(zhì)等知識(shí),旨在發(fā)揮理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用,將其應(yīng)用于實(shí)踐來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題,達(dá)到學(xué)以致用的目的。本題充分體現(xiàn)了“源于教材又不拘泥于教材”的指導(dǎo)思想,在一定程度上考查了學(xué)生的知識(shí)的靈活運(yùn)用能力和分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。書寫離子反應(yīng)方程式,首先找出反應(yīng)物和生成物,然后判斷此反應(yīng)是否屬于氧化還原反應(yīng),最后根據(jù)原子守恒、反應(yīng)前后電荷守恒配平其他。工藝流程中充分把握題目所給數(shù)據(jù),如本題中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60%~65%,因此濾渣1的主要成分是SiO2,因?yàn)镾iO2屬于酸性氧化物,不與硫酸反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)是電子的得失或偏移,即得失電子數(shù)目守恒,氧化還原反應(yīng)的計(jì)算常常采用得失電子數(shù)目守恒進(jìn)行計(jì)算,即氧化劑的物質(zhì)的量×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)的變化值=還原劑的物質(zhì)的量×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)的變化值,本題是3×1×1=n(KClO3)×1×6,解得x=0.5mol;化學(xué)平衡原理適用于任何化學(xué)平衡,如果改變影響平衡的一個(gè)條件,化學(xué)平衡會(huì)向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。本題難度適中。
8.【2016北京卷】以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4為原料,制備高純PbO,實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下:
(1)過(guò)程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4的化學(xué)方程式是__________。
(2)過(guò)程Ⅰ中,F(xiàn)e2+催化過(guò)程可表示為:
i:2Fe2++ PbO2+4H++SO42?=2Fe3++PbSO4+2H2O
ii: ……
①寫出ii的離子方程式:________________。
②下列實(shí)驗(yàn)方案可證實(shí)上述催化過(guò)程。將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液幾乎無(wú)色,再加入少量PbO2,溶液變紅。
b.______________。
(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq),其溶解度曲線如圖所示。
①過(guò)程Ⅱ的目的是脫硫。濾液1經(jīng)處理后可在過(guò)程Ⅱ中重復(fù)使用,其目的是____(選填序號(hào))。
A.減少PbO的損失,提高產(chǎn)品的產(chǎn)率
B.重復(fù)利用氫氧化鈉,提高原料的利用率
C.增加Na2SO4濃度,提高脫硫效率
②過(guò)濾Ⅲ的目的是提純,綜合上述溶解度曲線,簡(jiǎn)述過(guò)程Ⅲ的操作___________。
【答案】(1)Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4+ 2H2O。
(2)①2Fe3++Pb+SO42—==PbSO4+2Fe2+;
②取a中紅色溶液少量,加入過(guò)量Pb,充分反應(yīng)后,紅色褪去。
(3)①A、B;②將粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中,加熱至110℃,充分溶解后,趁熱過(guò)濾,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾、洗滌并干燥得到PbO固體。
【解析】
試題分析:(1)根據(jù)題給化學(xué)工藝流程知,過(guò)程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb、PbO2和H2SO4反應(yīng)生成PbSO4和水,化學(xué)方程式為Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4+ 2H2O。
(2)①催化劑通過(guò)參加反應(yīng),改變反應(yīng)歷程,降低反應(yīng)的活化能,加快化學(xué)反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后保持不變。根據(jù)題給信息知反應(yīng)i中Fe2+被PbO2氧化為Fe3+,則反應(yīng)ii中Fe3+被Pb還原為Fe2+,離子方程式為2Fe3++Pb+SO42—==PbSO4+2Fe2+;
②a實(shí)驗(yàn)證明發(fā)生反應(yīng)i,則b實(shí)驗(yàn)需證明發(fā)生反應(yīng)ii,實(shí)驗(yàn)方案為取a中紅色溶液少量,加入過(guò)量Pb,充分反應(yīng)后,紅色褪去。
【考點(diǎn)定位】本題主要是考查化學(xué)工藝流程分析,催化劑,離子方程式書寫,化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),物質(zhì)的分離、提純,平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用等。
【名師點(diǎn)晴】化學(xué)高考試題的發(fā)展趨勢(shì)必然是重視與生產(chǎn)、生活的緊密聯(lián)系,但不管如何靈活多變,工業(yè)生產(chǎn)離不開反應(yīng)原理中的方向、速率和限度問(wèn)題。該題以鉛的再生利用為載體,考查了陌生方程式書寫、元素化合物性質(zhì)、速率平衡、轉(zhuǎn)化率等問(wèn)題,綜合性較強(qiáng)。第(3)的②問(wèn)不太好分析,需要結(jié)合圖像及題目的前后信息來(lái)解決。
9.【2016海南卷】KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復(fù)鹽,在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)室中,采用廢易拉罐(主要成分為Al,含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過(guò)程如下圖所示?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)為盡量少引入雜質(zhì),試劑①應(yīng)選用___(填標(biāo)號(hào))。
a.HCl溶液 b.H2SO4溶液 c.氨水 d.NaOH溶液
(2)易拉罐溶解過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
(3)沉淀B的化學(xué)式為___;將少量明礬溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是_____。
(4)已知:Kw=1.0×10-14,Al(OH)3AlO2-+H++H2O K=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)等于_________。
【答案】(1)d (2分)
(2)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ (2分)
(3)Al(OH)3 Al3+水解,使溶液中H+濃度增大(每空1分,共2分)
(4)20 (2分)
溶液呈弱酸性,其原因是該鹽是強(qiáng)酸弱堿鹽,Al3+發(fā)生水解反應(yīng),消耗水電離產(chǎn)生的OH-,當(dāng)最終達(dá)到平衡時(shí)溶液中c(H+)>c(OH-),所以溶液顯酸性。(4)已知:Kw=1.0×10-14,Al(OH)3AlO2-+H++H2O K=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)
K=。
考點(diǎn):考查鋁的性質(zhì)及物質(zhì)制備工藝流程的知識(shí)。
【名師點(diǎn)睛】工藝流程題,就是將化工生產(chǎn)過(guò)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(lái),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(wèn),形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。制備類工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成,每一步操作都有其具體的目標(biāo)、任務(wù)。審題的重點(diǎn)要放在與題設(shè)有關(guān)操作的目標(biāo)、任務(wù)上,分析時(shí)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;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(wèn)題,不能答非所問(wèn)。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。
10.【2016江蘇卷】以電石渣為原料制備KClO3的流程如下:
(1)氯化過(guò)程控制電石渣過(guò)量,在75℃左右進(jìn)行。氯化時(shí)存在Cl2與Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反應(yīng),Ca(ClO)2進(jìn)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(xué)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 (填序號(hào))。
A.適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l2速率
B.充分?jǐn)嚢铦{料
C.加水使Ca(OH)2完全溶解
(2)氯化過(guò)程中Cl2 轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的總反應(yīng)方程式為
6Ca(OH)2+6Cl2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O
氯化完成后過(guò)濾。
①濾渣的主要成分為 (填化學(xué)式)。
②濾液中Ca(ClO3)2與CaCl2的物質(zhì)的量之比n∶n 1∶5(填“>”、“<”或“=”)。
(3)向?yàn)V液中加入稍過(guò)量KCl固體可將Ca(ClO3)2轉(zhuǎn)化為KClO3,若溶液中KClO3的含量為100g?L-1,從該溶液中盡可能多地析出KClO3固體的方法是 。
【答案】(1)①2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O ②AB (2)①CaCO3、Ca(OH)2 ②<
(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
(2)①碳酸鈣不溶于水,與氯氣不反應(yīng),氫氧化鈣微溶,因此濾渣的主要成分為CaCO3、Ca(OH)2。
②由于氯氣還能與氫氧化鈣反應(yīng)生成次氯酸鈣、氯化鈣和水,因此濾液中Ca(ClO3)2與CaCl2的物質(zhì)的量之比n∶n<1∶5。
(3)根據(jù)圖像可知氯酸鉀的溶解度受溫度影響最大,因此從該溶液中盡可能多地析出KClO3固體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。
【考點(diǎn)定位】本題主要是考查物質(zhì)制備工藝流程分析
【名師點(diǎn)晴】無(wú)機(jī)工業(yè)流程題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程為背景,體現(xiàn)能力立意的命題為指導(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(wèn)題的能力,所以這類題成為近年來(lái)高考的必考題型。流程題的解題思路為:明確整個(gè)流程及每一部分的目的→仔細(xì)分析每步反應(yīng)發(fā)生的條件以及得到的產(chǎn)物的物理或化學(xué)性質(zhì)→結(jié)合基礎(chǔ)理論與實(shí)際問(wèn)題思考→注意答題的模式與要點(diǎn)。解決本類題目的基本方法和步驟為:(1)從題干中獲取有用信息,了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。(2)然后整體瀏覽一下流程,基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段。(3)分析流程中的每一步驟,從以下幾個(gè)方面了解流程:①反應(yīng)物是什么;②發(fā)生了什么反應(yīng);③該反應(yīng)造成了什么后果,對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。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)品而服務(wù)。
11.【2016江蘇卷】實(shí)驗(yàn)室以一種工業(yè)廢渣(主要成分為MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)為原料制備MgCO3·3H2O。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
(1)酸溶過(guò)程中主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
MgCO3(s)+2H+(aq)===Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=-50.4 kJ·mol–1
Mg2SiO4(s)+4H+(aq)===2 Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) ΔH=-225.4 kJ·mol–1
酸溶需加熱的目的是______;所加H2SO4不宜過(guò)量太多的原因是_______。
(2)加入H2O2氧化時(shí)發(fā)生發(fā)應(yīng)的離子方程式為___________。
(3)用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行萃取分液,以除去溶液中的Fe3+。
①實(shí)驗(yàn)裝置圖中儀器A的名稱為_______。
②為使Fe3+盡可能多地從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相,采取的操作:向裝有水溶液的儀器A中加入一定量的有機(jī)萃取劑,______、靜置、分液,并重復(fù)多次。
(4)請(qǐng)補(bǔ)充完整由萃取后得到的水溶液制備MgCO3·3H2O的實(shí)驗(yàn)方案:邊攪拌邊向溶液中滴加氨水,______,過(guò)濾、用水洗滌固體2~3次,在50℃下干燥,得到MgCO3·3H2O。
。
【答案】(1)加快酸溶速率 避免制備MgCO3時(shí)消耗更多的堿
(2)H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O (3)①分液漏斗 ②充分振蕩
(4)至5.0<pH<8.5,過(guò)濾,邊攪拌邊向?yàn)V液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成,靜置,向上層清液中滴加Na2CO3溶液,若無(wú)沉淀生成
(3)①實(shí)驗(yàn)裝置圖中儀器A的名稱為分液漏斗。
②為使Fe3+盡可能多地從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相,采取的操作:向裝有水溶液的儀器A中加入一定量的有機(jī)萃取劑,充分振蕩、靜置、分液,并重復(fù)多次。
(4)根據(jù)氫氧化鎂和氫氧化鋁沉淀的pH可知,滴加氨水的同時(shí)必須控制溶液的pH不能超過(guò)8.5,且也不能低于5.0,所以邊攪拌邊向溶液中滴加氨水,至5.0<pH<8.5,過(guò)濾,邊攪拌邊向?yàn)V液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成,靜置,向上層清液中滴加Na2CO3溶液,若無(wú)沉淀生成,過(guò)濾、用水洗滌固體2~3次,在50℃下干燥,得到MgCO3·3H2O。
【考點(diǎn)定位】本題主要是考查物質(zhì)制備工藝流程圖分析,涉及反應(yīng)條件控制、儀器識(shí)別、氧化還原反應(yīng)方程式書寫、物質(zhì)的分離與提純等化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作
【名師點(diǎn)晴】分離提純型探究實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)題一般以物質(zhì)的制備、分離、提純?yōu)榛A(chǔ),考查基本的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)基本操作。在解題過(guò)程中需要注意題目提供信息的應(yīng)用,特別是新物質(zhì)的制備過(guò)程中,有一些特殊的性質(zhì)(如易水解、熔沸點(diǎn)等),要善于聯(lián)系課本相關(guān)的物質(zhì)的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)方法運(yùn)用于解題。在復(fù)習(xí)備考中要對(duì)元素及化合物的性質(zhì)進(jìn)行梳理,從理論的角度進(jìn)行升入分析,遷移和應(yīng)用,要重視物質(zhì)的性質(zhì),實(shí)驗(yàn)基本操作,物質(zhì)的分離提純。電化學(xué)類試題具有很強(qiáng)的規(guī)律性和策略性,在解題過(guò)程中需要不斷總結(jié),歸納。工藝流程中的實(shí)驗(yàn)分析:工藝流程的命題來(lái)源很廣,與各個(gè)知識(shí)模塊的結(jié)合點(diǎn)較多,因此分析工業(yè)生產(chǎn)工藝流程題時(shí),應(yīng)將流程路線,試題設(shè)問(wèn)和理論知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來(lái),它常常結(jié)合工藝流程考查基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題,可以說(shuō)它是無(wú)機(jī)框圖題的創(chuàng)新。流程的呈現(xiàn)形式有:①操作流程;②物質(zhì)變化流程;③裝置流程。解題時(shí)首先要明確原料和產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品),即箭頭進(jìn)出方向,其次依據(jù)流程圖分析反應(yīng)原理,緊扣信息,搞清流程中每一步發(fā)生了什么反應(yīng)——知其然,弄清有關(guān)反應(yīng)原理,明確目的(如沉淀反應(yīng)、除雜、分離)——知其所以然,最后聯(lián)系儲(chǔ)存的知識(shí),有效地進(jìn)行信息的利用,準(zhǔn)確表述和工整書寫。由于工藝流程常與溶液的配制、物質(zhì)的分離及定量測(cè)定等基本操作有機(jī)結(jié)合起來(lái),所以只有復(fù)習(xí)時(shí)牢固掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí),才能有效結(jié)合題中的信息,準(zhǔn)確答題。
12.【2016四川卷】資源的高效利用對(duì)保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展具有重要作用。磷尾礦主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3 。某研究小組提出了磷尾礦綜合利用的研究方案,制備具有重要工業(yè)用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2,其簡(jiǎn)化流程如下:
已知:①Ca5(PO4)3F在950℃不分解;
②4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)950℃煅燒磷尾礦生成氣體的主要成分是___________。
(2)實(shí)驗(yàn)室過(guò)濾所需的玻璃儀器是_____________。
(3)NH4NO3溶液能從磷礦Ⅰ中浸取出Ca2+的原因是__________。
(4)在浸取液Ⅱ中通入NH3,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________。
(5)工業(yè)上常用磷精礦和硫酸反應(yīng)制備磷酸。已知25℃,101kPa時(shí):
CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-271kJ/mol
5 CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)= Ca5(PO4)3F (s)+5H2O(l) ΔH=-937kJ/mol
則Ca5(PO4)3F和硫酸反應(yīng)生成磷酸的熱化學(xué)方程式是_________________。
(6)在一定條件下CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),當(dāng)CO與H2O(g)的起始物質(zhì)的量之比為1:5,達(dá)平衡時(shí),CO轉(zhuǎn)化了。若a kg含Ca5(PO4)3F(相對(duì)分子質(zhì)量為504)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的磷尾礦,在上述過(guò)程中有b%的Ca5(PO4)3F轉(zhuǎn)化為P4,將產(chǎn)生的CO與H2O(g)按起始物質(zhì)的量之比1:3混合,則相同條件下達(dá)平衡時(shí)能產(chǎn)生H2________kg。
【答案】(1)CO2
(2)漏斗、燒杯、玻璃棒
(3)NH4+ 水解使溶液呈酸性,與CaO、Ca(OH)2反應(yīng)生成Ca2+
(4)MgSO4+2NH3+2H2O===Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4
(5)Ca5(PO4)3F (s)+ 5H2SO4(l)=5CaSO4(s) +H3PO4(l)+HF(g) ΔH =-418kJ/mol
(6)
(4)根據(jù)化學(xué)工藝流程判斷浸取液II的主要成分為硫酸鎂溶液,通入NH3,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是MgSO4+2NH3+2H2O===Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4 。
(5)已知25℃,101kPa時(shí):
①CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) ΔH =-271kJ/mol
②5 CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)= Ca5(PO4)3F (s)+5H2O(l) ΔH =-937kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律:①×5-②得Ca5(PO4)3F和硫酸反應(yīng)生成磷酸的熱化學(xué)方程式是Ca5(PO4)3F (s)+ 5H2SO4(l)=5CaSO4(s) +H3PO4(l)+HF(g) ΔH =-418kJ/mol 。
(6)根據(jù)題給數(shù)據(jù)利用三段式分析。設(shè)CO的起始濃度為1 mol/L,則水蒸氣的起始濃度為5 mol/L
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始濃度(mol/L)1 5 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)5/6 5/6 5/6 5/6
平衡濃度(mol/L)1/6 25/6 5/6 5/6
則K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)=1。相同條件下當(dāng)CO與H2O(g)的起始物質(zhì)的量之比為1:3,平衡常數(shù)不變,設(shè)轉(zhuǎn)化的CO為x mol。
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始濃度(mol/L)1 3 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)x x x x
平衡濃度(mol/L)(1-x) (3-x) x x
則x2/(1-x)(3-x)=1,解得x=3/4,即達(dá)平衡時(shí),CO轉(zhuǎn)化了3/4 mol。轉(zhuǎn)化為P4的Ca5(PO4)3F質(zhì)量為a×10%×b%kg,根據(jù)反應(yīng)4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4知生成CO的質(zhì)量為(30×28×a×10%×b%)/(4×504)kg,則轉(zhuǎn)化的CO的質(zhì)量為3(30×28×a×10%×b%)/4(4×504)kg,根據(jù)反應(yīng):CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)知相同條件下達(dá)平衡時(shí)能產(chǎn)生H2的質(zhì)量為
3(30×28×a×10%×b%)/56(4×504)kg=kg。
【考點(diǎn)定位】考查化學(xué)工藝流程分析,化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作,化學(xué)方程式和熱化學(xué)方程式的書寫,蓋斯定律,化學(xué)平衡和化學(xué)計(jì)算。
【名師點(diǎn)睛】本題以磷尾礦的綜合利用的化學(xué)工藝流程為載體考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作,化學(xué)方程式和熱化學(xué)方程式的書寫,蓋斯定律,化學(xué)平衡和化學(xué)計(jì)算。工藝流程題聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際,考查面廣,形式靈活,是近幾年高考命題的熱點(diǎn)題型。它集元素化合物知識(shí),基本概念和基本理論于一體,考查面廣、綜合性強(qiáng)。它們的主要考查點(diǎn)有:(1)從原料到產(chǎn)品元素不同形式的轉(zhuǎn)化。(2)反應(yīng)中的原理考查及反應(yīng)條件控制。(3)物質(zhì)的除雜、分離與檢驗(yàn)。(4)化工生產(chǎn)中的環(huán)保、節(jié)能、循環(huán)利用等生產(chǎn)成本控制。(5)原料投料比及產(chǎn)率計(jì)算等。工藝流程題就是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來(lái),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(wèn),是無(wú)機(jī)框圖題的創(chuàng)新。解題時(shí)首先要明確原料和產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品),即箭頭進(jìn)出方向;其次依據(jù)流程圖分析反應(yīng)原理,緊扣信息,搞清流程中每一步發(fā)生了什么反應(yīng),弄清有關(guān)反應(yīng)原理,明確目的(如沉淀反應(yīng)、除雜、分離);最后聯(lián)系儲(chǔ)存的知識(shí),有效進(jìn)行信息的利用,準(zhǔn)確表述和工整書寫。由于工藝流程常與溶液的配制、物質(zhì)的分離及定量測(cè)定等基本操作有機(jī)結(jié)合起來(lái),需要復(fù)習(xí)時(shí)牢固掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí),才能有效結(jié)合題中的信息,準(zhǔn)確答題。(5)小題要注意蓋斯定律的應(yīng)用,(6)小題將平衡計(jì)算和根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算相結(jié)合,題目的思考容量大,計(jì)算較繁瑣,是本題的失分點(diǎn)。題目較難。
13.【2015安徽卷】(14分)硼氫化鈉(NaBH4)在化工等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值,某研究小組采用偏硼酸鈉NaBO2為主要原料制備NaBH4,其流程如下:
已知:NaBH4常溫下能與水反應(yīng),可溶于異丙酸(沸點(diǎn):13℃)。
(1)在第①步反應(yīng)加料之前,需要將反應(yīng)器加熱至100℃以上并通入氬氣,該操作的目的是_____,原料中的金屬鈉通常保存在____中,實(shí)驗(yàn)室取用少量金屬鈉需要用到的實(shí)驗(yàn)用品有_____,_____,玻璃片和小刀等。
(2)請(qǐng)配平第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式:
□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2==□NaBH4+□Na2SiO3
(3)第②步分離采用的方法是______;第③步分離(NaBH4)并回收溶劑,采用的方法是______。
(4)NaBH4(s)與水(l)反應(yīng)生成NaBO2(s)和氫氣(g),在25℃,101KPa下,已知每消耗3.8克NaBH4(s)放熱21.6KJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______。
【答案】(1)除去反應(yīng)器中的水蒸氣和空氣,煤油,鑷子、濾紙(2)系數(shù)為:1、2、4、2;(3)過(guò)濾,蒸餾(4)NaBH4(s)+H2O(l) = NaBO2(s)+H2(g) △H=-216kJ/mol;
【考點(diǎn)定位】本題屬于工藝流程題,重點(diǎn)考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),如物質(zhì)的保存、取用方法;混合物的分離提純方法,如過(guò)濾,蒸餾等;此題還考查了氧化還原反應(yīng)的配平和熱化學(xué)方程式的書寫。
14.【2015新課標(biāo)1卷】(14分)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示:
回答下列問(wèn)題:
(1)寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。為提高浸出速率,除適當(dāng)增加硫酸濃度濃度外,還可采取的措施有_________(寫出兩條)。
(2)利用 的磁性,可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是______(寫化學(xué)式)。
(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液,作用是_______。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,目的是________。
(4)“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是 (填名稱)。
(5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4),它是有機(jī)合成中的重要還原劑,其電子式為_______。
(6)單質(zhì)硼可用于生成具有優(yōu)良抗沖擊性能硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼,用化學(xué)方程式表示制備過(guò)程___________。
【答案】(1)Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3;減小鐵硼礦粉粒徑、提高反應(yīng)溫度。
(2)Fe3O4; SiO2和CaSO4;
(3)將Fe2+氧化為Fe3+;使Al3+與Fe3+形成氫氧化物而除去。
(4)(七水)硫酸鎂
(5)
(6)2H3BO3 B2O3+3HO B2O3+3Mg 3MgO+2B
(3)先將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)節(jié)溶液的pH可以除去溶液中的Al3+和Fe3+,這是高三經(jīng)常訓(xùn)練的除雜方法。
(4)題中講到含硫酸鎂的母液,應(yīng)該容易想到硫酸鎂也會(huì)結(jié)晶析出,只是晶體含有七個(gè)結(jié)晶水不容易想到(從七水硫酸鋅,七水硫酸亞鐵聯(lián)想),講硫酸鎂晶體應(yīng)該也可以。
(5)硼氫化鈉的電子式很不常規(guī),電子式是由離子鍵和陰離子內(nèi)部的共價(jià)鍵兩部分合成。
(6)做題時(shí)這樣想,這個(gè)反應(yīng)的溫度應(yīng)該比較高,所以H3BO3會(huì)分解,然后就是置換反應(yīng)。再將化學(xué)方程式配平就好。
【考點(diǎn)定位】元素及其化合物知識(shí);化學(xué)工藝常識(shí);物質(zhì)結(jié)構(gòu)。本題是以化學(xué)工藝為素材,選材冷僻,試題難度為很難等級(jí)。
15.【2015天津卷】(18分)廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物,其中銅的含量達(dá)到礦石中的幾十倍。濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽礬,流程簡(jiǎn)圖如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3 )42+,反應(yīng)中H2O2 的作用是 。寫出操作①的名稱: 。
(2)反應(yīng)II是銅氨溶液中的Cu(NH3 )42+與有機(jī)物RH反應(yīng),寫出該反應(yīng)的離子方程式: 。操作②用到的主要儀器名稱為 ,其目的是(填序號(hào)) 。
a.富集銅元素
b.使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離
c.增加Cu2+在水中的溶解度
(3)反應(yīng)Ⅲ是有機(jī)溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和 。若操作③使用下圖裝置,圖中存在的錯(cuò)誤是 。
(4)操作④以石墨作電極電解CuSO4 溶液。陰極析出銅,陽(yáng)極產(chǎn)物是 。操作⑤由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是 。
(5)流程中有三次實(shí)現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用,已用虛線標(biāo)出兩處,第三處的試劑是 。循環(huán)使用的NH4Cl在反應(yīng)Ⅰ中的主要作用是 。
【答案】(1)作氧化劑 過(guò)濾
(2)Cu(NH3 )42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2 分液漏斗 a b
(3)RH 分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁 液體過(guò)多
(4)O2 H2SO4 加熱濃縮 冷卻結(jié)晶 過(guò)濾
(5)H2SO4 防止由于溶液中的c(OH-)過(guò)高,生成Cu(OH)2沉淀
(4)以石墨作電極電解CuSO4 溶液。陰極析出銅,則陽(yáng)極為陰離子氫氧根放電,生成氧氣,導(dǎo)致氫離子濃度增大,所以陽(yáng)極的產(chǎn)物有O2 、H2SO4;由溶液得到晶體的操作步驟一般為加熱濃縮 冷卻結(jié)晶 過(guò)濾;
(5)操作④中得到的硫酸可用在反應(yīng)III中,所以第三種循環(huán)的試劑為H2SO4 ;氯化銨溶液為酸性,可降低溶液中氫氧根離子的濃度,防止由于溶液中的c(OH-)過(guò)高,生成Cu(OH)2沉淀。
【考點(diǎn)定位】本題主要考查物質(zhì)的制備流程的分析判斷,離子方程式的書寫,基本操作的判斷等
16.【2015四川卷】(16分)為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是 。
(2)檢驗(yàn)第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇 (填字母編號(hào))。
A.KMnO4溶液 B.K3溶液 C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)除盡。通入空氣引起
收藏
編號(hào):4375828
類型:共享資源
大?。?span id="gaq0u0c" class="font-tahoma">8.03MB
格式:ZIP
上傳時(shí)間:2020-01-06
30
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
2017
年高
化學(xué)
考題
高考
模擬
題分項(xiàng)版
匯編
打包
25
新人
- 資源描述:
-
2017年高考化學(xué)高考題和高考模擬題分項(xiàng)版匯編(打包25套)新人教版.zip,2017,年高,化學(xué),考題,高考,模擬,題分項(xiàng)版,匯編,打包,25,新人
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請(qǐng)勿作他用。