专题15无机化工流程(讲学案)-2018年高考化学二轮复习精品资料(解析版).pdf

Ag(NH 3) 2++ Cl - +2H 2O
③常温时 N 2H4 ·H2O(水合肼 )在碱性条件下能还原 Ag(NH 3)2+：
4Ag(NH 3) 2++N 2H 4·H2O
4Ag
↓+N
2↑+4NH
＋ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4 +4NH
3↑+H
2O
（ 1） “氧化 ”阶段需在 80℃条件下进行，适宜的加热方式为 __________________ 。
（ 4）若省略 “过滤Ⅰ ”，直接向冷却后的反应容器中滴加 10%氨水，则需要增加氨水的用量， 除因过量 NaClO
与 NH 3·H 2O 反应外 (该条件下 NaClO 3与 NH 3·H 2O 不反应 )，还因为 _____________________ 。 （ 5）请设计从 “过滤Ⅱ ”后的滤液中获取单质 Ag 的实验方案： ________________________( 实验中须．使．用．的
“不受影响 ”、 “偏低 ”或 “偏高 ”，）原因是 _________。 答案 (1)CaCl2 ＋H 2O2＋ 2NH 3＋ 8H 2O===CaO2·8H2O↓＋ 2NH 4Cl
(2) 可取最后一次洗涤液少许于试管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，看是否产生白色沉淀
(3) ①温度低可减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率
(1) 写出制备碱式碳酸铜的化学方程式 ___________________________________ 。
(2) 用研钵分别研细 Na2CO3·10H 2O 和 CuSO4·5H 2O 的目的是 ___________________ 。
(3) 检验蓝绿色沉淀是否洗涤干净的实验操作是 ______________________________ 。
所以要设计尾气处理措施，可以用题中提供的、要求必须使用的硫酸作尾气吸收剂把氨气吸收。最后把反
应混合物静置、过滤、洗涤、干燥即可得到回收的银。具体方案如下：向滤液中滴加
2mol ·L -1 水合肼溶液 ,
搅拌使其充分反应 ,同时用 1 mol · L -1 H 2SO4 溶液吸收反应中放出的 NH 3 , 待溶液中无气泡产生 ,停止滴加 ,静
试剂有： 2 mol ·L - 1 水合肼溶液， 1 mol ·L- 1H 2SO4) 。
【答案】（1）水浴加热 （ 2） 4Ag+4NaClO+2H 2O
4AgCl+4NaOH+O 2↑
会释放出氮氧化物 (或 NO 、 NO 2 )，造成环境污染 （ 3）将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中
（ 4）未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，且其中含有一定浓度的
②该反应是放热反应，温度低有利于提高
CaO2·8H 2O 的产率
0.036cV (4) ① a
②偏高
滴速太慢， S2O23－在滴定过程中被氧气氧化
考点二 物质变化流程
例 2．【 2017 新课标 3 卷】（ 15 分）
重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为 质。制备流程如图所示：
2 为 Al （ OH ）3；
（ 3）滤液 2 调节 pH 的目的是提高溶液的酸性， pH 变小；因为溶液中存在
2CrO42-+2H +
Cr2O72-+H 2O ，
增大溶液中 H +浓度，可促进平衡正向移动，提高溶液中
Cr2O 72-的浓度；
（ 4）由图示可知， 在 10℃左右时， 得到 K 2Cr2O7 的固体最多， 故答案为 d；2KCl+Na 2Cr 2O7=K 2Cr2 O7↓ +2NaCl
(2) 检验 “水洗 ”是否合格的方法是 ________；
(3) 沉淀时常用冰水控制温度在 0 ℃左右，其可能原因是 (写出两种 )： ① ____________ ；② ____________ 。
(4) 测定产品中 CaO2 的含量的实验步骤： 第一步：准确称取 a g 产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的
Cl - ，不利于 AgCl 与氨水反应
（ 5）向滤液中滴加 2 mol ·L- 1 水合肼溶液，搅拌使其充分反应，同时用 出的 NH 3，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、洗涤，干燥。
1 mol ·L - 1 H 2SO4 溶液吸收反应中放
（ 2）因为已知 NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl 、NaOH 和 O2 ,用化合价升降法即可配平，该反应 的化学方程式为 4Ag+4NaClO+2H 2O==4AgCl+4NaOH+O 2↑。 HNO 3 也能氧化 Ag ，硝酸做氧化剂时通常被
也用于种子处理及作杀菌剂等。 某化学兴趣小组在实验室利用 Na 2CO 3·10H 2O 跟 CuSO4·5H2O 反应制备并检
验碱式碳酸铜，实验步骤如下：
Na 2CO3·10H 2O 研细 混合
沸水
抽滤 洗涤 风干
CuSO4·5H2O ――→ ―研―磨→ 黏胶状 ―搅―拌→ 蓝绿色沉淀 ――→――→ ――→ 蓝绿色晶体
加热后的产物中含有 CO 2，从而证明含有 CuCO 3。但是检验 H2O 必须在检验 CO 2 之前。
（ 5）“过滤Ⅱ”后的滤液含有银氨配离子，根据题中信息常温时
N 2H4 ·H 2O(水合肼 )在碱性条件下能还原
Ag(NH
3)
+ 2
： 4 Ag(NH
3) 2++N 2H 4· H2O==4Ag
↓+
N
2↑ +
4
NH
+ 4
+
4NH
3↑ +H 2 O
，所以首先向该滤液中加入
水合肼把银氨配离子充分还原，由于该反应产生所气体中含有氨气，氨气有强烈的刺激性气味会污染空气，
的反应类型为复分解反应；
（ 5）样品中 Cr2O3 的质量为 m1× 40%Kg ，则生成 K 2Cr2O7 的理论质量为 m1×40%Kg × 294 ，则所得产品 152
的产率为 m 2Kg ÷（ m1× 40%Kg × 294 ）× 100%= 190 m2 × 100%。
152
147 m1
【变式探究】碱式碳酸铜广泛用于制油漆颜料、烟火、杀虫剂、催化剂、其他铜盐和固体荧光粉激活剂等，
化工流程题主要考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决化工生产中实际问题的能力，具有考查知识 面广、综合性强、思维容量大的特点。这类题型不但综合考查考生在中学阶段所学的元素及其化合物知识 以及物质结构、元素周期律、氧化还原反应、化学用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、实验操作等知 识，而且更重要的是能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力，且这类试题陌生度高，文字量 大，包含信息多，思维能力要求高，近年来已成为高考化学主观题中的必考题型。
FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂
回答下列问题： （ 1）步骤①的主要反应为： FeO·Cr2 O3+Na 2CO 3+NaNO 3 高温 Na2CrO 4+ Fe2O3+CO 2+ NaNO 2 上述反应配平后 FeO·Cr2O3 与 NaNO 3 的系数比为 _______。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是 _____。 （ 2）滤渣 1 中含量最多的金属元素是 _______，滤渣 2 的主要成分是 __________ 及含硅杂质。
(3) 取最后一次洗涤液少许，滴加 BaCl 2 溶液，若没有白色沉淀产生，则沉
淀已洗涤干净 (4) ① ACB ②澄清石灰水 无水硫酸铜粉末 ③装置 B 中澄清石灰水变浑浊 装置 C 中白
色粉末变为蓝色
(4) 利用无水硫酸铜可检验出加热后的产物中存在
H2O，从而证明含有 Cu(OH) 2，利用澄清石灰水可检验出
b g KI 晶体，再滴入少量 2 mol ·L －1
的 H 2SO4 溶液，充分反应。 第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。 第三步：逐滴加入浓度为 c mol ·L －1 的 Na2S2O3 溶液至反应完全，消耗 Na2S2O3 溶液 V mL 。 【已知： I2＋ 2S2O23－===2I －＋ S4O26－ 】 ① CaO2 的质量分数为 ____________( 用字母表示 )； ②某同学第一步和第二步的操作都很规范， 第三步滴速太慢， 这样测得的 CaO2 的质量分数可能 ________(填
（ 3）小
2
CrO
2 4
+2H +
Cr2 O27 +H 2O （ 4）d
复分解反应 （ 5） 190m2 ×100% 147 m1
（ 2）熔块中氧化铁不溶于水， 过滤后进入滤渣 1，则滤渣 1 中含量最多的金属元素是铁； 滤液 1 中含有 AlO 2-、
SiO 32-及
CrO
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，调节溶液
pH 并过滤后得滤渣
（ 4）若省略“过滤Ⅰ” ,直接向冷却后的反应容器中滴加 10%氨水 ,则需要增加氨水的用量 ,除因过量 NaClO
与 NH 3· H2O 反应外 ,还因为未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，氨水的浓度变小，且其中含有一定浓度的
Cl - , 不利于 AgCl 与氨水发生 AgCl+2NH 3·H 2O
Ag(NH 3) 2++ Cl - +2H 2O 反应 ，使得银的回收率变小。
还原为有毒的氮的氧化物而污染环境， 造成环境污染 。
所以以 HNO 3 代替 NaClO 的缺点是会释放出氮氧化物 (或 NO 、NO 2 ),
（ 3）为提高 Ag 的回收率 ,需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤 ,洗涤的目的是为了把滤渣表面残存的银氨配离子
洗涤下来，并将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中。
a． 80℃
b． 60℃
c． 40℃
d． 10℃
步骤⑤的反应类型是 ___________________ 。
（ 5）某工厂用 m1 kg 铬铁矿粉 （含 Cr2O3 40%）制备 K 2Cr 2 O7，最终得到产品 m2 kg，产率为 _____________。
【答案】（1） 2∶ 7 陶瓷在高温下会与 Na2CO3 反应 （2）铁 Al(OH) 3
(4) 碱式碳酸铜可以看成 Cu(OH) 2·CuCO 3，该兴趣小组同学选择下列实验仪器验证产物中含有
Cu(OH) 2、
CuCO 3。
①各装置连接顺序为 ________________ 。
②装置 B 中试剂的名称是 __________ ，装置 C 中试剂的名称是 __________。
③证明含有 CuCO3 的实验现象是 _________________________________________ ，
（ 3）步骤④调滤液 2 的 pH 使之变 ____________ （填 “大 ”或 “小”），原因是 _____________ （用离子方程式
表示）。
（ 4）有关物质的溶解度如图所示。向 “滤液 3”中加 入适量 KCl ，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到
K2Cr2O 7
固体。冷却到 ___________（填标号）得到的 K 2Cr2O7 固体产品最多。
置 ,过滤、洗涤 ,干燥。
【变式探究】过氧化钙可以用于改善地表水质，处理含重金属粒子废水和治理赤潮，也可用于应急供氧等。
工业上生产过氧化钙的主要流程如下：
已知 CaO2·8H 2O 呈白色，微溶于水，加热至 350 ℃左右开始分解放出氧气。
(1) 用上述方法制取 CaO2·8H 2O 的化学方程式是 ________；
（ 2）NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl 、NaOH 和 O2，该反应的化学方程式为 ________________ 。 HNO 3 也能氧化 Ag ，从反应产物的角度分析，以 HNO 3 代替 NaClO 的缺点是 ____________________ 。 （ 3） 为提高 Ag 的回收率，需对 “过滤Ⅱ ”的滤渣进行洗涤，并 _______________________ 。
考点一 操作流程式 例 1．【 2017 江苏卷】 (15 分 )某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量 含量过低，对实验的影响可忽略 )。
Ag( 金属层中其他金属
已知：① NaClO 溶液在受热或酸性条件下易分解，如： 3NaClO
2NaCl+NaClO 3
② AgCl 可溶于氨水： AgCl+2NH 3·H2O
证明含有 Cu(OH) 2 的实验现象是 _________________________________________ 。
答案 (1)2CuSO4 ＋ 2Na2CO 3＋ H2O===Cu2(OH) 2CO3↓＋ 2Na2 SO4＋ CO2↑ (2) 增大反应物接触面
积，使反应物充分混合并反应