高考鲁科版化学一轮专题突破训练2 化学工艺流程试题的突破方略Word文档下载推荐.docx
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所加H2SO4和H2O2也可用HNO3代替,但缺点为______________________
_______________________________________________________________。
(3)“沉铁”时,溶液的pH与金属元素的沉淀百分率(w)的关系如表:
pH
3.5
5
6.5
8
10
12
w(Fe)/%
66.5
79.2
88.5
97.2
97.4
98.1
w(Li)/%
0.9
1.3
1.9
2.4
4.5
8.0
则该过程应调节pH=________,其原因为____________________________;
假设该过程在常温下进行,则此时溶液中[Fe3+]=________。
(4)“沉锂”时,所得Li2CO3应选择________(选填“冷水”或“热水”)进行洗涤,判断Li2CO3已洗涤干净的操作和现象为__________________________
_________________________________________________________________。
解析:
(1)由题意及题图可知,滤液1中含有[Al(OH)4]-,加入硫酸得到Al(OH)3的离子反应为[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O。
(2)反应物为LiFePO4、H2O2、H2SO4,生成物为Li2SO4、Fe2(SO4)3、H3PO4、H2O,发生的反应为2LiFePO4+H2O2+4H2SO4===Li2SO4+Fe2(SO4)3+2H3PO4+2H2O。
加入硝酸代替硫酸和H2O2,硝酸会被还原为氮的氧化物,氮的氧化物是大气污染物,污染环境。
(3)由题表可知,pH=8时,Fe元素的沉淀百分率较大且Li元素的损失较小,故应调节pH=8;
Ksp[Fe(OH)3]=[Fe3+][OH-]3,则[Fe3+]=10-21mol·
L-1。
(4)由不同温度下碳酸锂的溶解度数据可知,应选择热水进行洗涤;
取最后一次洗涤液少许,向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,若无沉淀生成,则证明已洗涤干净。
答案:
(1)[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O
(2)2LiFePO4+H2O2+4H2SO4===Li2SO4+Fe2(SO4)3+2H3PO4+2H2O 产生氮氧化物气体,污染环境(合理即可) (3)8 Fe元素的沉淀百分率较大且Li元素的损失较小 10-21mol·
L-1 (4)热水 取最后一次洗涤液少许,向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,无沉淀生成,则证明已洗涤干净
2.(2019·
广州综合测试)高氯酸铵(NH4ClO4)可用作火箭推进剂等。
制备NH4ClO4的工艺流程如下:
饱和食盐水NaClO3
NaClO4
(1)电解NaClO3溶液时,ClO在_______极发生反应,其电极反应式为________________________________________________________________________。
(2)“除杂”有两种方案。
①方案1:
加入盐酸和H2O2溶液,NaClO3转化为ClO2,化学方程式为
______________________________________________________________。
方案2:
加入氨水和FeCl2·
4H2O,NaClO3转化为Cl-,离子方程式为
_______________________________________________________________,
如果FeCl2·
4H2O过量会出现黑色磁性沉淀,该沉淀可能是________(填化学式)。
②比较氧化性:
ClO________ClO(填“>
”或“<
”)。
③两种方案相比,方案1的优点是___________________________________
(答一条即可)。
(3)“反应”时用NaClO4和NH4Cl在90℃制备NH4ClO4。
如果用浓盐酸和液氨代替NH4Cl,则无需加热,原因是___________________________________。
(4)该流程中可循环利用的物质是________(填化学式)。
(1)电解NaClO3溶液时,ClO转化为ClO,在阳极发生氧化反应:
ClO+H2O-2e-===ClO+2H+。
(2)①加入盐酸和H2O2溶液,NaClO3转化为ClO2,Cl的化合价降低,则H2O2转化为O2,NaClO3ClO2、H2O2O2,由得失电子守恒可知NaClO3、H2O2的系数分别为2、1,再结合原子守恒配平化学方程式。
4H2O,NaClO3转化为Cl-,Cl的化合价降低,则FeCl2在碱性条件下转化为Fe(OH)3,NaClO3Cl-、FeCl2Fe(OH)3,由得失电子守恒知NaClO3、FeCl2的系数分别为1、6,再结合电荷守恒和原子守恒配平离子方程式。
黑色磁性沉淀为Fe3O4。
②根据除杂的两种方案,NaClO3可将H2O2、Fe2+氧化,而NaClO4不发生反应,可知氧化性:
ClO>ClO。
③两种方案相比,方案1操作步骤简单,而方案2需要进行过滤操作。
(3)如果用浓盐酸和液氨代替NH4Cl,则无需加热,是因为浓盐酸和液氨的反应为中和反应,为放热反应。
(4)除杂时有NaCl生成,结晶后分离出母液得到氯化钠溶液,可以循环使用。
(1)阳 ClO+H2O-2e-===ClO+2H+
(2)①2NaClO3+2HCl+H2O2===2ClO2↑+2NaCl+2H2O+O2↑ 6Fe2++ClO+3H2O+12NH3·
H2O===6Fe(OH)3↓+Cl-+12NH Fe3O4 ②> ③操作步骤简单(或过量的H2O2易除去等合理答案)
(3)浓盐酸和液氨的反应为放热反应 (4)NaCl
3.(2016·
全国卷Ⅲ,T26节选)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。
以下是一种制备过氧化钙的实验方法。
回答下列问题:
过氧化钙的制备
CaCO3滤液白色结晶
(1)步骤①的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)。
将溶液煮沸,趁热过滤。
将溶液煮沸的作用是________________。
(2)步骤②中反应的化学方程式为___________________________________
该反应需要在冰浴下进行,原因是_________________________________。
(3)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是______________________________________________________________。
(4)制备过氧化钙的另一种方法是:
将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。
该工艺方法的优点是________________________,
产品的缺点是________。
(1)步骤①中逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,该固体为CaCO3,溶液中含有CaCl2,由于溶解了生成的CO2,溶液呈弱酸性。
将溶液煮沸,可排出溶解的CO2,防止与后续加入的氨水及生成的CaO2反应。
(2)滤液中含有CaCl2,加入氨水和双氧水在冰浴条件下反应,经过滤得到白色晶体(CaO2),结合元素守恒推知步骤②中反应还生成NH4Cl和H2O,化学方程式为CaCl2+2NH3·
H2O+H2O2+6H2O===CaO2·
8H2O↓+2NH4Cl或CaCl2+2NH3·
H2O+H2O2===CaO2↓+2NH4Cl+2H2O。
H2O2不稳定,受热易分解生成H2O和O2,故该反应在冰浴条件下进行,其目的是防止H2O2受热分解。
(3)过氧化钙微溶于水,能溶于酸,白色结晶(CaO2)可依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面水分。
(4)将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。
与第一种方法相比,其优点是工艺简单、操作方便;
产品的缺点是纯度较低。
(1)酸 除去溶液中的CO2
(2)CaCl2+2NH3·
H2O+H2O2===CaO2↓+2NH4Cl+2H2O 温度过高时双氧水易分解 (3)去除结晶表面水分 (4)工艺简单、操作方便 纯度较低
4.某工厂对工业污泥中的铬元素回收与再利用的工艺如图(已知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+):
部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示:
阳离子
Fe3+
Fe2+
Mg2+
Al3+
Cr3+
开始沉淀时的pH
7
—
沉淀完全时的pH
3.2
9
11.1
9(>
9溶解)
(1)实验室用98%(密度为1.84g·
cm-3)的浓硫酸配制200mL4.8mol·
L-1的硫酸溶液,配制时需要量取98%的浓硫酸的体积为____________mL(保留小数点后一位小数),所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外,还需____________。
(2)过滤操作时,需要对沉淀进行洗涤,洗涤沉淀的方法是_______________
(3)加入H2O2的作用一方面是氧化+3价Cr使之转变成+6价Cr(CrO或Cr2O),以便于与杂质离子分离;
另一方面是____________________________。
(用离子方程式表示)
(4)调节溶液的pH=8除去的杂质离子是________。
(5)钠离子交换树脂的原理为Mn++nNaR===MRn+nNa+,被交换的杂质离子是________。
(6)通SO2气体时,还原过程发生以下反应(填写缺项物质并配平):
______Na2Cr2O7+________SO2+________ ________===________
Cr(OH)(H2O)5SO4+________Na2SO4。
(1)由于实验室中没有200mL的容量瓶,故配制200mL4.8mol·
L-1的硫酸溶液时