2020年高考化学重点知识练习题无机化工流程分析含解析.doc

无机化工流程分析

1. POCl3是重要的基础化工原料，广泛用于制药、染料、表面活性剂等行业。一种制备POCl3的原理

为：PCl3+Cl2+SO2=POCl3+SOCl2。某化学学习小组拟利用如下装置在实验室模拟制备POCl3。有关物质的部分性质如下：

物质熔点/℃沸点/℃密度/g·mL-1其它PCl3-93.6 76.1 1.574 遇水强烈水解，易与氧气反应POCl3 1.25 105.8 1.645 遇水强烈水解，能溶于PCl3

SOCl2-105 78.8 1.638 遇水强烈水解，加热易分解

（1）仪器甲的名称为______________ ，与自来水进水管连接的接口编号是________________。(填“a”或“b”)。

（2）装置C的作用是___________________，乙中试剂的名称为____________________。

（3）该装置有一处缺陷，解决的方法是在现有装置中再添加一个装置，该装置中应装入的试剂为

_________(写名称)。若无该装置，则可能会有什么后果?请用化学方程式进行说明__________________。（4）D中反应温度控制在60-65℃，其原因是_______________。

（5）测定POCl3含量。①准确称取30.70g POCl3产品，置于盛有60.00mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解；②将水解液配成100.00mL溶液，取10.00mL溶液于锥形瓶中；③加入10.00 mL3.200 mol/LAgNO3标准溶液，并加入少许硝基苯用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖；④以Fe3+为指示剂，用

0.2000 mol/L KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液，达到滴定终点时共用去10.00 mLKSCN溶液。

①滴定终点的现象为____________________，用硝基苯覆盖沉淀的目的是__________________。

②反应中POCl3的百分含量为__________________。

【答案】（1）球形冷凝管 a

（2）干燥Cl 2，同时作安全瓶，防止堵塞 五氧化二磷(或硅胶)

（3）碱石灰 POCl 3+3H 2O=H 3PO 4+3HCl, SOCl 2+H 2O=SO 2+2HCl

（4）一是温度过高，PCl 3会大量挥发，从而导致产量降低；二是温度过低，反应速率会变慢

（5）①当最后一滴标准KSCN 溶液滴入时，溶液变为红色，且半分钟不褪去 使生成的沉淀与溶液隔离，避免滴定过程中SCN -

与AgCl 反应 ②50%

【分析】本题以POCl 3的制备为载体，考查Cl 2、SO 2的实验室制备、实验条件的控制、返滴定法测定POCl 3的含量。由于PCl 3、POCl 3、SOCl 2遇水强烈水解，所以用干燥的Cl 2、SO 2与PCl 3反应制备POCl 3，则装置A 、

B 、

C 、

D 、

E 、

F 的主要作用依次是：制备Cl 2、除Cl 2中的HCl （g ）、干燥Cl 2、制备POCl 3、干燥SO 2、制备SO 2；为防止POCl 3、SOCl 2水解和吸收尾气，D 装置后连接盛碱石灰的干燥管。返滴定法测定POCl 3含量的原理：POCl 3+3H 2O=H 3PO 4+3HCl 、AgNO 3+HCl=AgCl↓+HNO 3，用KSCN 滴定过量的AgNO 3，发生的反应为KSCN+AgNO 3=AgSCN↓+KNO 3，由消耗的KSCN 计算过量的AgNO 3，加入的总AgNO 3减去过量的AgNO 3得到与Cl -反应的AgNO 3，根据Ag ++Cl -=AgCl↓和Cl 守恒计算POCl 3的含量。

【详解】（1）根据仪器甲的

构造特点，仪器甲的名称为球形冷凝管。为了更充分的冷凝蒸气，冷凝管中的水应下进上出，与自来水进水管连接的接口的编号为a 。

（2）由于PCl 3、POCl 3、SOCl 2遇水强烈水解，所以制备POCl 3的Cl 2和SO 2都必须是干燥的。根据装置图和制备POCl 3的原理，装置A 用于制备Cl 2，装置B 用于除去Cl 2中HCl （g ），装置C 用于干燥Cl 2，装置F 用于制备SO 2，装置E 用于干燥SO 2，装置D 制备POCl 3；装置C 的作用是干燥Cl 2，装置C 中有长直玻璃管，装置C 的作用还有作安全瓶，防止堵塞。乙中试剂用于干燥SO 2，SO 2属于酸性氧化物，乙中试剂为五氧化二磷（或硅胶）。 （3）由于SO 2、Cl 2有毒，污染大气，最后要有尾气吸收装置；POCl 3、SOCl 2遇水强烈水解，在制备POCl 3的装置后要连接干燥装置（防外界空气中H 2O （g ）进入装置D 中），该装置缺陷的解决方法是在装置D 的球形冷凝管后连接一个既能吸收SO 2、Cl 2又能吸收H 2O （g ）的装置，该装置中应装入的试剂是碱石灰。若没有该装置，POCl 3、SOCl 2发生强烈水解，反应的化学方程式为POCl 3+3H 2O=H 3PO 4+3HCl 、SOCl 2+H 2O=SO 2+2HCl 。

（4）D 中反应温度控制在60~65℃，其原因是：温度太低，反应速率太慢；温度太高，PCl 3会大量挥发（PCl 3的沸点为76.1℃），从而导致产量降低。

（5）①以Fe 3+为指示剂，当KSCN 将过量的Ag +完全沉淀时，再滴入一滴KSCN 溶液与Fe 3+作用，溶液变红色，滴定终点的现象为：当最后一滴标准KSCN 溶液滴入时，溶液变为红色，且半分钟不褪去。硝基苯是难溶于水且密度大于水的液体，用硝基苯覆盖沉淀的目的是：使生成的沉淀与溶液隔离，避免滴定过程中SCN -与AgCl 反应。

②n（AgNO3）过量=n（KSCN）=0.2000mol/L⨯0.01L=0.002mol，沉淀10.00mL溶液中Cl-消耗的AgNO3物质的量为3.200mol/L⨯0.01L-0.002mol=0.03mol，根据Ag++Cl-=AgCl↓和Cl守恒，样品中n（POCl3）

=0.03mol100.00mL

310.00mL

⨯=0.1mol，m（POCl3）=0.1mol⨯153.5g/mol=15.35g，POCl3的百分含量为

15.35g

30.70g

⨯100%=50%。

2.黄钾铁矾渣经如下流程可将其转化为锰锌铁氧体：

已知：①黄钾铁矾渣中铁主要以形式存在，锌主要以硫酸锌()、氧化锌(ZnO)、硅酸锌()形式存在，黄钾铁矾渣的某些元素成分如下表所示：

元素Fe Zn Cu Cd Ca Mg Si

质量分数% 28.9 8.77 0.37 0.18 0.37 0.84 4.63

②溶液用于沉淀和③Fe和Cd的金属活动性相近

（1）“酸浸”后，滤渣1的主要成分为______________________________(写化学式)；为了提高浸出率，可采取的措施有_________________________________________(写出一种即可)。

（2）“还原除杂”工序中，加入铁粉是为了除去溶液中__________、________等金属杂质离子。

（3）加入沉淀时应避免过量，原因是___________________________________________；若此过程中溶液搅拌时间过长，则会导致去除率偏低，原因是_____________________。(已知：CdS的溶度积K sp=8×10-27，FeS的溶度积K sp=8×10-19，ZnS的溶度积K sp=8×10-24)

（4）写出“共沉淀"工序中生成的离子反应方程式为：_____________________________________。（5）锰锌铁氧体是种重要的磁性材料。测定铁氧体中ZnO的实验步骤如下：