学生版山东省济南市莱芜区金牌一对一届高三高考化学第二轮复习测试《化学实验与工业流程专题》.docx

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山东省济南市莱芜区金牌一对一2019届高三高考化学第二轮复习测试《化学实验与工业流程专题》

1.聚合硫酸铁（PAFC）简称聚铁，是一种高效的无机高分子混凝剂、净水剂，其化学式为[Fe2（OH）n（SO4）（3―0.5n）]m（n＞2，m≤10）。

实验室利用硫酸亚铁制取聚铁的主要流程如下：

（1）写出加入H2O2发生反应的离子方程式：

。

（2）在上述流程中加入浓硫酸将溶液pH调到0.5～1的作用是

①；②。

（3）由FeSO4生成聚合硫酸铁[Fe2（OH）n（SO4）（3―0.5n）]m的化学方程式为

。

（4）测定聚铁中含铁量的方法为：

把聚铁溶于过量酸中，先用过量SnCl2将Fe3+还原成Fe2+，再加入HgCl2溶液，然后用标准的K2Cr2O7溶液（先加入几滴试亚铁灵指示剂）滴定溶液中的Fe2+。

此过程发生的部分反应为：

Sn2++2Hg2++8Cl―＝Hg2Cl2↓+SnCl62－

Cr2O72－+14H++6Fe2+＝2Cr3++6Fe3++7H2O

①写出过量的SnCl2和Fe3+反应生成Fe2+和SnCl62－的离子方程式：

；

②用HgCl2除去过量的SnCl2的目的是；

③若称取聚铁质量为10.00g配成100.0mL溶液，取出20.00mL，经上述方法处理后，再用0.1000mol·L—1K2Cr2O7标准溶液滴定，达到终点时，消耗标准溶液12.80mL，则聚铁中铁元素的质量分数为%。

2.LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。

某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6，其流程如下：

已知：

HCl的沸点是－85.0℃，HF的沸点是19.5℃。

（1）第①步反应中无水HF的作用是________、____________________________________。

反应设备不能用玻璃材质的原因是_____________________________________________

（用化学方程式表示）。

无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：

如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的________溶液冲洗。

（2）该流程需在无水条件下进行，第③步反应中PF5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式

________________________________________________________________________。

（3）第④步分离采用的方法是_________________________________________________；

第⑤步分离尾气中的HF、HCl采用的方法是__________________________________。

（4）LiPF6产品中通常混有少量LiF。

取样品wg，测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiPF6的物质的量为________mol（用含w、n的代数式表示）。

3.“盐泥”是粗盐提纯及电解食盐水过程中形成的工业“废料”。

某工厂的盐泥含有NaCl（15～20%）、Mg（OH）2（15～20%）、CaCO3（5～10%）、BaSO4（30～40%）

和不溶于酸的物质（10～15%），为了生产七水硫酸镁，设计了如下工艺流程：

（1）电解食盐水前，为除去食盐水中的Mg2+、Ca2+、SO42－等杂质离子，下列试剂加入的先后顺序合理的是（填序号）。

A．碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡B．碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠

C．氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡D．氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠

（2）设食盐水中Mg2+的浓度为0.06mol·L－1，则加入氢氧化钠溶液后使溶液的pH≥

才会产生Mg（OH）2沉淀。

（Ksp[Mg（OH）2]＝6.0×

）

（3）反应器中发生两个转化，写出其中一个反应的化学方程式：

。

（4）三种化合物的溶解度（S）随温度变化曲线见下图

在过滤器中需要趁热过滤，其主要原因是；滤渣的主要成分有不溶于酸的物质、和。

（5）在蒸发浓缩器中通入高温水蒸汽并控制温度在100～110℃，蒸发结晶，此时析出的晶体主要是。

（6）洗涤槽中洗涤晶体的目的是除去晶体表面的杂质，检验晶体表面的Cl－已洗涤干净的方法是。

4.TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：

资料：

TiCl4及所含杂质氯化物的性质

（1）氯化过程：

TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。

已知：

TiO2（s）＋2Cl2（g）===TiCl4（g）＋O2（g）　ΔH1＝＋175.4kJ·mol－1

2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH2＝－220.9kJ·mol－1

①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4（g）和CO（g）的热化学方程式：

____________________。

②氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：

CO2生成CO反应的ΔH________0（填“＞”“＜”或“＝”），判断依据：

_____________________________。

③氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，则尾气的吸收液依次是________________。

④氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有_____________________。

（2）精制过程：

粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。

示意图如下：

物质a是________，T2应控制在________。

5.K2SO4是无氯优质钾肥，Mn3O4是生产软磁铁氧体材料的主要原料。

以硫酸工业的尾气联合制备K2SO4和Mn3O4的工艺流程如下：

（1）几种盐的溶解度见图7。

反应III中，向（NH4）2SO4溶液中加入KCl溶液充分反应后，进行蒸发浓缩、、洗涤、干燥等操作即得K2SO4产品；

（2）检验K2SO4样品是否含有氯化物杂质的实验操作是：

；

（3）反应IV的化学方程式为；

（4）Mn3O4与浓盐酸加热时发生反应的离子方程式为；

（5）图8是煅烧MnSO4•H2O时温度与剩余固体质量变化曲线。

①该曲线中B段所表示物质的化学式为；

②煅烧过程中固体锰含量随温度的升高而增大，但当温度超过1000℃时，再冷却后，测得产物的总锰含量反而减小。

试分析产物总锰含量减小的原因：

。

6.镁铝水滑石是一种重要的无机非金属材料，其组成可表示为[M（1－x）Nx（OH）2]（CO3）x/2·yH2O。

某同学为测定镁铝水滑石的组成，进行如下实验：

①称取0.3010g镁铝水滑石试样，溶于适量稀盐酸，最后配制成100.00mL溶液A；②准确量取10.00mL溶液A，控制条件只与Mg2＋反应，以铬黑T作指示剂，用0.02500mol·L－1的EDTA标准溶液滴定其中的Mg2＋（离子方程式为Mg2＋＋Y4－===MgY2－），由红色变为蓝色终点时消耗EDTA标准溶液12.00mL；③准确量取10.00mL溶液A，加入20.00mL0.02500mol·L－1的EDTA标准溶液控制条件只发生：

Al3＋＋Y4－===AlY－，用二甲酚橙作指示剂，再用0.02000mol·L－1（CH3COO）2Zn标准溶液滴定过量的Y4－（离子方程式为Zn2＋＋Y4－===ZnY2－），滴定到终点溶液由黄色变为红色时，消耗20.00mL（CH3COO）2Zn溶液；④另取0.3010g镁铝水滑石，加入足量稀硫酸，收集到标准状况下CO2气体11.20mL。

（1）配制溶液A时，除用到分析天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、100mL容量瓶，还用到的玻璃仪器有________；检验CO2实验室常用试剂是________。

（2）通式[M（1－x）Nx（OH）2]（CO3）x/2·yH2O中，M表示________（填“Al3＋”或“Mg2＋”）。

（3）通过计算确定镁铝水滑石的化学式（写出计算过程）。

7.碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。

以β−锂辉石（主要成分为Li2O

Al2O3

4SiO2）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：

已知：

Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g．

（1）步骤Ⅰ前，β−锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_____________。

（2）步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42−，另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入_____________（填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”）以调节溶液的pH到6.0~6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。

（3）步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有______________。

（4）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为________________。

（5）从母液中可回收的主要物质是_____________。

8.废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。

湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。

某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：

回答下列问题：

（1）反应Ⅰ是将Cu转化为Cu（NH3）

，反应中H2O2的作用是________。

写出操作①的名称：

________。

（2）反应Ⅱ是铜氨溶液中的Cu（NH3）

与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式：

_____________________________________________________________。

操作②用到的主要仪器名称为________，其目的是（填序号）________。

a．富集铜元素

b．使铜元素与水溶液中的物质分离

c．增加Cu2＋在水中的溶解度

（3）反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和________。

若操作

③使用右图

装置，图中存在的错误是__________________________。

（4）操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。

阴极析出铜，阳极产物是________。

操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是____________________。

（5）流程中有三处实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是________。

循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是________。

9.“低碳循环”已引起各国家的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为化学家研究的主要课题。

（1）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应

CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g），得到如下三组数据：

①实验2条件下平衡常数K=。

②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b的值_______（填具体值或取值范围）。

③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol，则此时

v正v逆（填“<”，“>”，“=”）。

（2）已知在常温常压下：

①2CH3OH（l）＋3O2（g）＝2CO2（g）＋4H2O（g）ΔH＝－1275.6kJ／mol

②2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g）ΔH＝－566.0kJ／mol

③H2O（g）＝H2O（l）ΔH＝－44.0kJ／mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：

____________

（3）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC2O4）溶液显酸性。

常温下，向10mL0.01mol·L-1H2C2O4溶液中滴加10mL0.01mol·L-1NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系；

（4）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9。

CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为_______________mol/L。

（5）以二甲醚（CH3OCH3）、空气、H2SO4为原料，铂为电极可构成燃料电池，其工作原理与甲烷燃料电池的原理相似。

请写出该电池负极上的电极反应式：

。

10.高纯硝酸锶[化学式：

Sr（NO3）2]用于制造信号灯、光学玻璃等。

（1）工业级硝酸锶中常含有硝酸钙、硝酸钡等杂质，其中硝酸钙可溶于浓硝酸，而硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸。

请结合相关信息，补充完整提纯硝酸锶的下列实验步骤：

①取含杂质的硝酸锶样品，，搅拌。

②。

③将滤渣溶于水中，加略过量铬酸使Ba2+沉淀，静置后加入肼（N2H4）将过量铬酸还原，调节pH=7～8，过滤。

④将滤液用硝酸调节pH=2～3，，过滤，洗涤。

⑤将得到的Sr（NO3）2·2H2O晶体在100℃条件下干燥，得到高纯硝酸锶。

（2）Sr（NO3）2受热易分解，生成Sr（NO2）2和O2；在500℃时Sr（NO2）2进一步分解生成SrO及氮氧化物。

取一定质量含Sr（NO2）2的Sr（NO3）2样品，加热至完全分解，得到5.20gSrO固体和5.08g混合气体。

计算该样品中Sr（NO3）2的质量分数（写出计算过程）。

11.Cl2、NH3、NO2是中学化学中常见的气体，Cl2在一定条件下可与NH3、NO2反应，NH3和NO2在一定条件下也可反应。

某校化学兴趣小组设计如下实验探究它们的性质。

试回答下列问题：

（1）实验室制一氧化氮的离子反应方程式为________________________，实验室制氨气的化学方程式为___________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）装置④⑤⑥所用的仪器和药品能否完全相同______（填“能”或“否”）。

（3）装置⑧中导管紧贴液面，没有插到液面以下的原因是________________________，装置⑨的作用可能是__________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）室温下，取干燥的Cl2和NO2的混合气体5L于装置⑦中，当Cl2所占的体积分数分别为20%（Cl2完全反应）、60%（NO2完全反应）时，一段时间后装置⑦中气体的体积均为4L。

经测定4L气体中除未反应气体外，只有一种新的气体化合物，则该化合物的化学式为________________。

12.氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。

某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。

（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序（填仪器接口的字母编号）。

（2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：

检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞：

___________（请按正确的顺序填入下列步骤的标号）。

A．加热反应一段时间B．收集气体并检验其纯度

C．关闭分液漏斗活塞D．停止加热，充分冷却

（3）实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色。

该同学据此判断，上述实验确有CaH2生成。

①写出CaH2与水反应的化学方程式。

②该同学的判断不准确，原因是。

（4）请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象

。

（5）登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是。

13.某同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究，实验步骤如下：

Ⅰ.将光亮铜丝插入浓硫酸，加热；

Ⅱ.待产生大量黑色沉淀和气体时，抽出铜丝，停止加热；

Ⅲ.冷却后，从反应后的混合物中分离出黑色沉淀，洗净、干燥备用。

（1）步骤Ⅱ产生的气体是______；

（2）步骤Ⅲ中，“从反应后的混合物中分离出黑色沉淀”的操作是______；

（3）该同学假设黑色沉淀是CuO。

检验过程如下：

查阅文献：

检验微量Cu2+的方法是：

向试液中滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2+。

①将CuO放入稀硫酸中，一段时间后，未见明显现象，再滴加K4[Fe（CN）6]溶液，产生红褐色沉淀。

②将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，滴加K4[Fe（CN）6]溶液，未见红褐色沉淀。

由该检验过程所得结论是；

（4）再次假设，黑色沉淀是铜的硫化物。

实验如下：

①现象2说明黑色沉淀具有______性；

②产生红棕色气体的化学方程式是______；

③能确认黑色沉淀中含有S元素的现象是，相应的离子方程式是；

④为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还需进行的实验是_____；

（5）以上实验说明，黑色沉淀中存在铜的硫化物。

进一步实验后证明黑色沉淀是CuS与Cu2S的混合物。

将黑色沉淀放入浓硫酸中加热一段时间后，沉淀溶解，其中CuS溶解的化学方程式是______。

14.二氯化二硫（S2Cl2）在工业上用于橡胶的硫化。

为在实验室合成S2Cl2，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到如下信息：

①将干燥的氯气在140℃左右与硫反应，即可得S2Cl2粗品。

②有关物质的部分性质如下表：

设计实验装置图如图：

（1）右图中装置不够完善在G与H之间缺少___________装置；

利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：

（2）B中反应的离子方程式_______________；E中反应的化学方程式______________________；

（3）C，D中的试剂分别是______________、_____________；

（4）仪器A，B的名称是_______、_______，在实验实施时F导管应较长，其目的是_____；

（5）如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响是___________________________；

（6）S2Cl2粗品中可能混有的杂质是（填写两种）___________、__________，为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是____________。