高考化学复习题型十八 化学工艺流程题.docx

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题型十八化学工艺流程题
通关演练
(建议完成时间：30分钟)
1．(2013·汕头二模，26)铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁
[Fe2(OH)n(SO4)3－n/2]m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾(其中铁的化合价为＋6)是一种重要的杀菌消毒剂，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品：
请回答下列问题：
(1)若A为H2O(g)，可以得到Fe3O4，写出H2O的电子式：________________。

(2)若B为NaClO3与稀硫酸，写出其氧化Fe2＋的离子方程式(还原产物为
Cl－)________________。

(3)若C为KNO3和KOH的混合物，写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸钾
的化学方程式，并配平：
(4)为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量，实验操作如下：准确量取20.00 mL溶液
Ⅰ于带塞锥形瓶中，加入足量H2O2，调节pH＜3，加热除去过量H2O2；加
入过量KI 充分反应后，再用0.1 000 mol·L －1 Na 2S 2O 3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00 mL 。

已知：2Fe 3＋＋2I －===2Fe 2＋＋I 2 I 2＋2S 2O 2－3===2I －＋S 4O 2－6。

①写出滴定选用的指示剂________，滴定终点观察到的现象________________。

②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为________g·L －1。

若滴定前溶液中H 2O 2没有除尽，所测定的铁元素的含量将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

(5)设计实验方案，检验溶液Ⅰ中的Fe 2＋________________________________________________________________ ________________________________________________________________。

解析 (4)②若滴定前溶液中H 2O 2没有除尽，过量的H 2O 2氧化KI 得到I 2，根据关系式2Fe 3＋～I 2，I 2的量增大使所测定的铁元素的含量偏高。

(5)可利用Fe 2＋的还原性，让其与高锰酸钾反应来检验；也可以利用铁氰化钾溶液与 Fe 2＋反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀检验，离子方程式为：3Fe 2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe 3[Fe(CN)6]2↓。

答案 (1)H ··O ····
··H (2)6Fe 2＋＋ClO －3＋6H ＋===6Fe 3＋＋Cl －＋3H 2O
(3)1 3 4 2 K 2FeO 4 3 2 H 2O
(4)①淀粉 溶液由蓝色变无色且保持半分钟不变色 ②5.6 偏高
(5)取溶液Ⅰ少量于试管中，加入硫酸酸化，再加入高锰酸钾溶液，溶液颜色从深紫色变成黄色或变浅，则含有Fe 2＋(或取溶液Ⅰ少量于试管中，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，则含有Fe 2＋)
2．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。

下图是模拟工业制备氢溴酸粗产品并精制的流程：
根据上述流程回答下列问题：
(1)混合①中发生反应的离子方程式为_______________________________。

(2)混合①中使用冰水的目的是_____________________________________。

(3)操作Ⅲ一般适用于分离________混合物。

(填序号)
a．固体和液体b．固体和固体
c．互不相溶的液体d．互溶的液体
(4)混合②中加入Na2SO3的目的是__________________________________。

(5)纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)
带有淡淡的黄色。

于是甲乙两同学设计了简单实验加以探究：
甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为其中含有Fe3＋，则用于证明该假设所用的试剂为________，若假设成立可观察到的现象为__________________；
乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为其中含有________________，其用于证明该假设所用的试剂为____________。

解析SO2与Br2在水中发生氧化还原反应，反应放热，为防止溴蒸发，用冰水降温。

操作Ⅰ、Ⅲ均是蒸馏，操作Ⅱ是过滤。

混合②中加入Na2SO3的目的是除去粗产品中未反应完的溴。

检验Fe3＋常用KSCN溶液；工业氢溴酸中可能含有溴而呈淡黄色，可用四氯化碳萃取而证明。

答案(1)SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO2－4
(2)降低体系温度，防止溴蒸发，使反应完全(3)d(4)除去粗产品中未反应
完的溴(5)KSCN溶液溶液变成红色Br2CCl4(其他合理答案也可) 3．(2013·佛山模拟)钴酸锂(LiCoO2)锂离子电池是一种应用广泛的新型电源，实验室尝试利用废旧钴酸锂锂离子电池回收铝、铁、铜、钴、锂元素，实验过程如下：
(1)碱浸泡过程中，铝被溶解的离子方程式为_______________________ ______________________________________________________________。

(2)滤液A 中加入草酸铵溶液，使Co 元素以CoC 2O 4·2H 2O 沉淀形式析出。

草酸钴是制备氧化钴及钴粉的重要原料。

在空气中CoC 2O 4·2H 2O 的热分解失重数据见下表，请补充完整表中的热分解方程式。

序号 温度范围/℃ 热分解方程式 固体失重率
①
120～220 19.67% ② 280～310 56.10%
(3)过滤Li 2CO 3时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：__________________________________________________________ ________________________________________________________________。

(4)最终所得的FeCl 3溶液可作净水剂，试结合离子方程式解释其净水原理_________________________________________________________________ _________________________________________________________________。

解析 CoC 2O 4·2H 2O 在空气中加热首先想到是失去结晶水，根据固体失重率数据可判断120～220 ℃时结晶水全部失去。

温度再升高，根据失重率可求得剩余固体为Co 3O 4，钴元素的价态发生变化，起氧化作用的应该是空气中的O 2，由此可得化学方程式。

答案 (1)2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －2＋3H 2↑
(2)①CoC 2O 4·2H 2O =====△CoC 2O 4＋2H 2O ②3CoC 2O 4＋2O 2=====△
Co 3O 4＋6CO 2
(3)玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘(其他合理答案亦可)
(4)Fe 3＋发生水解：Fe 3＋＋3H 2O===Fe(OH)3(胶体)＋3H 2O ，水解生成的Fe(OH)3具有吸附悬浮杂质的功能
4．(2013·广东汕头一模，32)为了提高资源利用率，减少环境污染，化工集团将
钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链，如图所示。

请填写下列空白：
(1)钛铁矿进入氯化炉前通常采取洗涤、粉碎、烘干、预热等物理方法处理，请从原理上解释粉碎的作用：______________________________________
________________________________________________________________；已知氯化炉中反应氯气和焦炭的理论用料物质的量比为7∶6，则氯化炉中的还原剂化学式是_________________________________________________。

(2)已知：①Mg(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)
ΔH＝－641 kJ·mol－1
②2Mg(s)＋TiCl4(s)===2MgCl2(s)＋Ti(s)
ΔH＝－512 kJ·mol－1
则Ti(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)ΔH＝________。

(3)Ar气通入还原炉中并不参与反应，通入Ar气的作用是_____________________________________________________________。

(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。

已知该燃料电池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO2－3＋6H2O，该电池中正极上的电极反应式为___________________________________________。

工作一段时间后，测得溶液的pH________(填“减小”、“增大”或“不变”)。

解析(1)粉碎反应物，可以增大其表面积，从而增大反应物之间的接触面积，提高反应速率；氯化炉中发生的反应为6C＋7Cl2＋2FeTiO3===6CO＋2TiCl4＋2FeCl3，由此可知C和FeTiO3为还原剂。

(2)根据盖斯定律，由①×2－②得：Ti(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)ΔH＝－770 kJ·mol－1。

(3)Ar气为惰性气体，可以防止Mg和Ti等具有强还原性的物质被氧化。

(4)根据该电池的总反应式可知，反应过程中不断消耗OH－，则该电池工作一段时间后，溶液的pH将
减小。

答案(1)增大反应物间接触面积，提高反应速率
C、FeTiO3(2)－770 kJ·mol－1
(3)Mg和Ti都有强还原性，在Ar气氛围中可防止被氧化
(4)O2＋2H2O＋4e－===4OH－(或3O2＋6H2O＋12e－===12OH－)减小
5．利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。

某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下。

其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和
Mg2＋。

(1)实验室用18.4 mol·L－1的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L－1的H2SO4溶液，所
用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外，还需___________________。

(2)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_____________________
______________________________________________________(答出两点)。

(3)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr2O2－7，写出此反应的离子方程
式：_______________________________________________________。

(4)常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：
阳离子Fe3＋Mg2＋Al3＋Cr3＋
开始沉淀
2.7 －－－
时的pH
沉淀完全
3.7 11.1 8 9(>9溶解)
时的pH
加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O2－7转化为CrO2－4。

滤液Ⅱ中阳离子主要有________；但溶液的pH不能超过8，其理由是______________________ ________________________________________________________________。

(5)钠离子交换树脂的反应原理为M n＋＋n NaR―→MR n＋n Na＋，利用钠离子交
换树脂除去的滤液Ⅱ中的金属阳离子是________________________________________________________________。

(6)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________。

解析(1)结合一定物质的量浓度的溶液的配制步骤即可写出缺少的玻璃仪器，注意容量瓶必须注明规格。

(4)加入NaOH溶液调节pH＝8，Fe3＋、Al3＋以Fe(OH)3、Al(OH)3形式沉淀下来，溶液中还有Mg2＋、Ca2＋及加入的Na＋。

(5)运用钠离子交换树脂的目的是除去滤液Ⅱ中的Mg2＋、Ca2＋。

答案(1)250 mL容量瓶、胶头滴管
(2)升高反应温度、增大固体颗粒的表面积、加快搅拌速度等(答两点即可)
(3)2Cr3＋＋3H2O2＋H2O===Cr2O2－7＋8H＋
(4)Na＋、Mg2＋、Ca2＋pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO－2，最终影
响Cr(Ⅲ)的回收与再利用
(5)Ca2＋、Mg2＋
(6)3SO2＋2Na2CrO4＋12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓＋Na2SO4＋2NaOH
化学驿站
工业生产流程题，先看原料和目的；
最终产物很重要，对应工艺找信息；
生产过程就两类，分离转化相交融；
解决问题用基础，完成生产看能力。