1、非选择题专项训练一工艺流程题题型专项训练第41页1.(2017全国)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FeOCr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:回答下列问题:(1)步骤的主要反应为FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反应配平后FeOCr2O3与NaNO3的计量数比为。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)步骤调滤液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
2、量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。a.80b.60c.40d.10步骤的反应类型是。(5)某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2 kg,产率为。答案:(1)27陶瓷在高温下会与Na2CO3反应(2)FeAl(OH)3(3)小2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O(4)d复分解反应(5)190m2147m1100%解析:(1)根据反应的化学方程式可知Fe由+2价升至+3价,Cr由+3价升至+6价,1个FeOCr2O3共升高1价+32价=7价,N由+5价降至+3价,降低2
3、价,根据化合价升降总值相等配平反应的化学方程式,则FeOCr2O3前的计量数为2,NaNO3前的计量数为7,即两者的计量数之比为27;陶瓷中的SiO2在高温下可以与Na2CO3反应生成Na2SiO3,因此不能使用陶瓷容器。(2)由步骤知,生成的Na2CrO4和NaNO2均能溶于水,Fe2O3难溶于水,故滤渣1中含量最多的金属为铁。调滤液1的pH使铝杂质会转化为Al(OH)3沉淀,则滤渣2的主要成分是Al(OH)3和含硅杂质。(3)最终获得的产品为K2Cr2O7,CrO42-在酸性条件下会转化为Cr2O72-,故需要将滤液2的pH变小。(4)在滤液3中加入KCl发生反应:Na2Cr2O7+2KC
4、lK2Cr2O7+2NaCl,该反应为复分解反应。从溶解度曲线知,K2Cr2O7比Na2Cr2O7更难溶,当温度降至10 时,得到的K2Cr2O7更多。(5)由铬元素守恒可得出产率为m2m140%152294100%=190m2147m1100%。2.硼泥主要由MgO和SiO2组成,含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质。用硼泥生产氢氧化镁的工艺流程如下图所示:已知某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示:氢氧化物开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHMg(OH)29.310.8Fe(OH)27.69.6Fe(OH)32.73.7Al(OH)33.74.7(1)MgO的电子式为。(2)滤渣2的主要成分
5、是,向滤渣2中继续加入过量的NaOH溶液,发生反应的离子方程式为。(3)加入NaOH调节溶液pH=12.0时,发生反应的离子方程式为。(4)利用Mg(OH)2与含SO2的烟气反应生成MgSO4,可以使烟气脱硫,该反应的化学方程式为。(5)若取a吨硼泥为原料,最后得到b吨Mg(OH)2产品(假设生产过程中镁元素无损失),则硼泥中MgO的质量分数为(用含有a、b的代数式表示)。答案:(1)Mg2+O2-(2)Fe(OH)3、Al(OH)3Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O(3)Mg2+2OH-Mg(OH)2(4)2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O(5)20b29a解析:
6、(2)加工业硫酸时,只有SiO2不反应,所有金属元素均以离子形式存在于滤液1中;加H2O2后,溶液中的阳离子为Mg2+、Al3+、Fe3+,根据已知的沉淀表格,可知pH调至6.0时,Al3+、Fe3+均已经完全转化为氢氧化物沉淀,所以滤渣2的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3;因Al(OH)3为两性氢氧化物,所以继续加过量NaOH,Al(OH)3会溶解。(3)经过前几步操作,滤液2中金属阳离子只有Mg2+,根据已知的沉淀表格,调pH=12.0时,Mg2+会转化成Mg(OH)2沉淀。(4)已知条件是Mg(OH)2与SO2反应生成MgSO4,由得失电子守恒,可知反应物还有一种氧化剂,应该是O
7、2;再由原子守恒,可知生成物中还有H2O;最后配平即可。(5)设a吨硼泥原料中含MgO的质量为x吨,则MgOMg(OH)240 58x b40x=58b解得x=20b29所以硼泥中MgO的质量分数为xa=20b29a=20b29a3.(2018天津理综)下图中反应是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl26NH3是优质的镁资源。回答下列问题:(1)MgCl26NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外):, Mg在元素周期表中的位置:,Mg(OH)2的电子式:。(2)A2B的化学式为。反应的必备条件是。上图中可以循环使用的物质有。(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和
8、一种固体耐磨材料(写化学式)。(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:。(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:RBrRMgBr(R:烃基;R:烃基或H)依据上述信息,写出制备所需醛的可能的结构简式: 。答案:(1)r(H+)r(Mg2+)r(N3-)r(Cl-)第三周期A族HO-Mg2+OH-(2)Mg2Si熔融,电解NH3、NH4Cl(3)SiC(4)2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O(5)CH3CH2CHO、CH3CHO解析:此题属于无机化工
9、流程图题,采用“各个击破法”解题。(1)MgCl26NH3所含元素的简单离子(H-除外)是Cl-、Mg2+、N3-、H+,根据规律,离子半径由小到大的顺序是r(H+)r(Mg2+)r(N3-)r(Cl-)。Mg原子序数是12,在元素周期表中的位置是第三周期A族,Mg(OH)2是离子化合物,其电子式为HO-Mg2+OH-。(2)根据元素守恒,A2B的化学式应为Mg2Si。反应是电解熔融的无水氯化镁制备金属镁。根据流程图可知可以循环使用的物质有NH3和NH4Cl。(3)本步是根据信息推断反应产物, SiH4和CH4发生归中反应生成H2和SiC。(4)本步是信息方程式书写,类似“钙基固硫”, 发生反
10、应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O。(5)依据信息,可以由CH3CHO和CH3CH2MgBr或CH3CH2CHO和CH3MgBr发生反应得到。4.(2019成都高三诊断)最新研究表明As2O3在医药领域有重要应用。某小组从工业废料中提取As2O3设计流程如下:已知:H3AsO3为弱酸,热稳定性差。(1)写出一条“碱浸”时提高浸取率的方法;“碱浸”中H3AsO3转化成Na3AsO3的离子方程式为。(2)“氧化”时常在向混合液中通入O2时对体系加压,目的是。(3)“沉砷”过程中有如下反应:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)H0沉砷率与温度关系
11、如图。沉砷最佳温度为,高于85 时,沉砷率下降的原因是。(4)“还原”过程中获得H3AsO3的反应化学方程式为;“操作A”为、过滤;滤液的主要成分是。(5)若每步均完全反应,“氧化”和“还原”时消耗相同条件下O2和SO2体积分别为x L、y L,则废水中n(H3AsO3)n(H3AsO4)=(写出含x、y的计算式)。答案:(1)搅拌或多次浸取H3AsO3+3OH-AsO33-+3H2O(2)增大O2溶解度,增大反应速率(3)85 高于85 ,随着温度升高,反应中c(Ca2+)、c(OH-)减小,温度对平衡移动的影响大于,使反应中平衡逆向移动,Ca5(OH)(AsO4)3沉淀率下降(4)H3As
12、O4+H2O+SO2H3AsO3+H2SO4加热H2SO4(5)2x(y-2x)5.(2019广东惠州高三模拟)由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下:(1)写出KIO3在日常生活中的一个重要应用。(2)检验“含碘废水”中是否含有单质I2的常用试剂是(写试剂名称)。(3)通入SO2的目的是将I2还原为I-,该反应的离子方程式为。(4)工艺中五种物质的制备反应,其中不涉及氧化还原反应的步骤是“制”。(5)“制KI(aq)”时,该温度下水的离子积为KW=1.010-13,KspFe(OH)2=9.010-15。为避免0.9 molL-1 FeI2溶液中Fe2+水解生成胶状物吸附I-,起始加入K2CO3
13、必须保持溶液的pH不大于。(6)“制KIO3(aq)”反应的离子方程式为。(7)KCl、KIO3的溶解度曲线如图所示。流程中由“KIO3(aq)”得到KIO3晶体的操作步骤为。答案:(1)食盐添加剂,补充碘,预防碘缺乏病(2)淀粉溶液(3)SO2+I2+2H2OSO42-+2I-+4H+(或2SO2+I2+2Cu2+4H2O2CuI+2SO42-+8H+)(4)KI(aq)(5)6.0(6)5Cl2+I2+12OH-2IO3-+10Cl-+6H2O(7)蒸发浓缩,降温结晶6.(2019福州高三检测)溴酸镉Cd(BrO3)2常用于生产颜料和荧光粉。以镉铁矿(成分为CdO2、Fe2O3、FeO及少
14、量的Al2O3和SiO2)为原料制备Cd(BrO3)2的流程如下:已知:Cd(SO4)2溶于水。(1)Cd(BrO3)2中Cd的化合价为价。(2)酸浸时,为了提高镉的浸取率可以采取的措施有(写出一种即可)。(3)还原镉时,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,其发生反应的离子方程式为。(4)用H2O2溶液氧化时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为。(5)已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表,调pH时,应调整的pH范围为,滤渣2的主要成分为(填化学式)。金属离子开始沉淀的pH完全沉淀的pHFe3+1.52.8Al3+3.05.0Fe2+6.38.3Cd2+7.49.4(6)实际工业生产
15、中,有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中Cd2+的含量,其原理是Cd2+2NaR2Na+CdR2,其中NaR为阳离子交换树脂。常温下,将沉镉后的溶液(此时溶液pH=6)经过阳离子交换树脂后,测得溶液中的Na+比交换前增加了0.046 gL-1,则该条件下Cd(OH)2的Ksp=。(7)已知镉铁矿中CdO2的含量为72%,整个流程中镉元素的损耗率为8%,则2 t该镉铁矿可制得Cd(BrO3)2(相对分子质量为368) kg。答案:(1)+2(2)将矿石粉碎、适当升高浸取时的温度、延长浸取的时间、增大浸取液的浓度、充分搅拌等(3)3Cd4+CH3OH+H2O3Cd2+CO2+6H+(4)12(5)5.0pH7.4Fe(OH)3和Al(OH)3(6)1.010-19(7)3 385.6
