2019年高考化学一轮复习专题突破训练二化学工艺流程试题的突破方略鲁科版.doc

1、【 精品教育资源文库 】 专题突破训练 (二 ) 化学工艺流程试题的突破方略 1 (2016 全国 卷， T26节选 )过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题： 【导学号： 95160088】 过氧化钙的制备 CaCO3 稀盐酸、煮沸、过滤 滤液 氨水和双氧水 冰浴 过滤 ,白色结晶 (1)步骤 的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈_性 (填 “ 酸 ” “ 碱 ” 或 “ 中 ”) 。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_。 (2)步骤 中反应的化学方程式为 _ _， 该反应需要在冰浴下进行

2、，原因是 _。 (3)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_。 (4)制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是 _， 产品的缺点是 _。 【解析】 (1)步骤 中逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，该固体为 CaCO3，溶液中含有 CaCl2，由于溶解了生成的 CO2，溶液呈弱酸性。将溶液煮沸，可排出溶解的 CO2，防止与后续加入的氨水及生成的 CaO2反应。 (2)滤液中含有 CaCl2，加入氨水和双氧水在冰浴条件下反应，经过滤得到白色晶体 (CaO2)，结合元素守恒推知步骤 中反应还生成

3、NH4Cl和 H2O，化学方程式为 CaCl2 2NH3H 2O H2O2 6H2O=CaO28H 2O 2NH4Cl 或 CaCl22NH3H 2O H2O2=CaO2 2NH4Cl 2H2O。 H2O2不稳定，受热易分解生成 H2O和 O2，故该反应在冰浴条件下进行，其目的是防止 H2O2受热分解。 (3)过氧化钙微溶于水，能溶于酸，白色结晶 (CaO2)可依次使用蒸馏水、乙醇 洗涤，使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面水分。 (4)将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。与第一种方法相比，其优点是工艺简单、操作方便；产品的缺点是纯度较低。 【答案】 (1)酸 除去溶液中

4、的 CO2 (2)CaCl2 2NH3H 2O H2O2 6H2O=CaO28H 2O 2NH4Cl或 CaCl2 2NH3H 2O H2O2=CaO2 2NH4Cl 2H2O 温度过高时双氧水易分解 (3)去除结晶表面水分 (4)工艺简单、操作方便 纯度较低 2 (2018 长郡中学学生选 拔考试 )某工厂对工业污泥中的铬元素回收与再利用的工艺如图 (已知硫酸浸取液中的金属离子主要是 Cr3 ，其次是少量的 Fe2 、 Fe3 、 Al3 、 Ca2 、 Mg2【 精品教育资源文库 】 )： 部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH如表所示： 阳离子 Fe3 Fe2 Mg2 Al3

5、 Cr3 开始沉淀 时的 pH 1.9 7 沉淀完全 时的 pH 3.2 9 11.1 8 9(9溶解 ) (1)实验室用 98%(密度为 1.84 gcm 3)的浓硫酸配制 200 mL 4.8 molL 1的硫酸溶液，配 制时需要量取 98%的浓硫酸的体积为 _mL(保留小数点后一位小数 )，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外，还需 _。 (2)过滤操作时，需要对沉淀进行洗涤，洗涤沉淀的方法是 _ _。 (3)加入 H2O2的作用一方面是氧化 3价 Cr 使之转变成 6价 Cr(CrO24 或 Cr2O27 )，以便于与杂质离子分离；另一方面是 _。 (用离子方程式表示 ) (4)调节溶

6、液的 pH 8除去的杂质离子是 _。 (5)钠离子交换树脂的原理为 Mn nNaR MR n nNa ，被交换的杂质离子是 _。 (6)通 SO2气体时，还原过程发生以下反应 (填写缺项物质并配平 )： _Na2Cr2O7 _SO2 _ _=_Cr(OH)(H2O)5SO4 _Na2SO4。 【解析】 (1)由于实验室中没有 200 mL的容量瓶，故配制 200 mL 4.8 molL 1的硫酸溶液时需要用 250 mL 的容量瓶，根据题中数据可求出浓硫酸的物质的量浓度为1 0001.8498%98 molL 1 18.4 molL 1，设配制该硫酸溶液时需要量取的浓硫酸的体积为 V，则 18

7、.4 molL 1 V 4.8 molL 1250 mL ，解得 V65.2 mL 。 (3)加入 H2O2不仅能氧化 Cr3 ，还能将 Fe2 氧化成 Fe3 ： 2Fe2 H2O2 2H =2Fe3 2H2O。 (4)根据表格中数据可知当调节溶液的 pH 8 时， Al3 和 Fe3 均完全转化成沉淀除去。 (5)根据硫酸浸取液中含有 Cr3 、 Fe2 、 Fe3 、 Al3 、 Ca2 、 Mg2 及题给流程图可知，被交换的杂质离子应为 Ca2 和 Mg2 。 (6)根据得失电子守恒和原子守恒可配平该反应的化学方程式。 【 精品教育资源文库 】 【答案】 (1)65.2 250 mL

8、容量瓶、胶头滴管 (2)沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水，至刚好浸没沉淀物，等蒸馏水自然流尽后，再重复操作 2 3次 (3)2Fe2 H2O2 2H =2Fe3 2H2O (4)Fe3 、 Al3 (5)Ca2 、 Mg2 (6)1 3 11 H2O 2 1 3 (2013 全国 卷 )氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌 含有 Fe2 、 Mn2 、 Ni2 等杂质 的流程如下： 工业 ZnO 稀硫酸 浸出液 调 pH约为 5适量高锰酸钾溶液 过滤 滤液 Zn 过滤 滤液 Na2CO3 过滤 滤饼 煅烧 ZnO 提示：在本实验条件下， Ni2 不能被氧化；高锰酸钾的还原

9、产物是 MnO2。 回答下列问题： 【导学号： 95160089】 (1)反应 中除掉的杂质离子是 _，发 生反应的离子方程式为_； 在加高锰酸钾溶液前，若 pH较低，对除杂的影响是 _ _。 (2)反应 的反应类型为 _，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有 _。 (3)反应 形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方 法是 _ _。 (4)反应 中产物的成分可能是 ZnCO3 xZn(OH)2。取干燥后的滤饼 11.2 g，煅烧后可得到产品 8.1 g，则 x等于 _。 【解析】 从分析整个流程图入手，明确每步发生的反应，从而解决相关问题。 (1)在反应 中，通过调节溶液的 pH，高锰酸

10、钾能将溶液中的 Fe2 氧化为 Fe3 ，将 Mn2 氧化为 MnO2而除去；若开始 溶液的 pH 过低， Fe2 、 Mn2 将很难生成沉淀而除去。 (2)第一次过滤后的滤液中含有的阳离子有 Zn2 、 Ni2 、 H 等，加入锌后可将 Ni 置换出来，故滤渣中还含有金属镍。 (3)反应 生成的沉淀为 ZnCO3，同时生成 Na2SO4，若沉淀未洗涤干净，洗涤液中应含有SO24 和 Na ，故只要对洗涤液中是否含有 SO24 进行检验即可。 (4)煅烧过程中 ZnCO3、 Zn(OH)2均发生分解反应生成 ZnO，根据关系式 ZnCO3 xZn(OH)2【 精品教育资源文库 】 (x 1)

11、ZnO，可得 125 99xx 11.2 g8.1 g，故 x 1。 【答案】 (1)Fe2 和 Mn2 MnO4 3Fe2 7H2O=3Fe(OH)3 MnO2 5H ， 2MnO4 3Mn2 2H2O=5MnO2 4H 铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质 (2)置换反应 镍 (3)取少量水洗液于试管中，滴入 1 2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗 涤干净 (4)1 4合成氨是将空气变成 “ 面包 ” 的反应。某合成氨厂为了综合利用另一生产过程中的副产品 CaSO4，设计了以下制备 (NH4)2SO4的工艺流程： 【导学号： 95160090】

12、(1)煤的气化是生产合成氨原料气的重要方法，若 a g焦炭与足量水蒸气反应，放出 Q kJ的热量，则该反应的热化学方程式为 _。 (2)合成氨反应为 N2(g) 3H2 3(g) H0。在实际生产中，为了提高氢气的转化率而采取的措施是 _(填序号 )。 A降低温度 B升高温度 C增大压强 D减小压强 E及时移出氨 (3)沉淀池中生成了碳酸钙，该反应能够发生的原因是 _ _。 (4)提纯滤液以获得 (NH4)2SO4晶体，必要的操作步骤是 _(填序号 )。 A萃取 B蒸发浓缩 C冷却结晶 D蒸馏 (5)该生产过程中可以循环使用的物质 X是 _(填化 学式 )。 【解析】 (1)a g 焦炭与足量

13、水蒸气反应，放出 Q kJ 的热量，则 12 g 焦炭完全反应放出的热量是 12Qa kJ。 (2)提高氢气的转化率即要使平衡正向移动，该反应是气体体积减小的放热反应，则增大压强可以提高氢气的转化率，移去生成物也可以，但不能降低温度，因为实际生产中要考虑催化剂的催化效果。 (3)NH3和 CO2通入溶液中可以生成 (NH4)2CO3，而 CaSO4微溶， CaCO3难溶，所以 CaSO4可转化为 CaCO3。 (4)(NH4)2SO4易溶于水，从其盐溶液中分离出 (NH4)2SO4的方法是蒸发结晶。 【 精品教育资源文库 】 (5)沉淀池中的 CaCO3经过高温煅烧后得到生石灰和 CO2， CO2可循环使用。 【答案】 (1)C(s) H2O(g)=CO(g) H2(g) H 12Qa kJmol 1 (2)CE (3)生成的 CaCO3溶解度小于 CaSO4，有利于反应向正反应方向进行 (4)BC (5)CO2 5过氧化钙 (CaO2)难溶于水，常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧气，因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面