跟踪检测二十八题型研究无机化工流程题解题指导Word文档下载推荐.docx

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（1）调节pH步骤中，溶液pH的调节范围是____________。

（2）滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是________、________。

（3）写出氧化步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式：

_______________________。

（4）酸浸过程中，1molNiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体。

写出该反应的化学方程式：

_________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）沉镍过程中，若c（Ni2＋）＝2.0mol·

L－1，欲使100mL该滤液中的Ni2＋沉淀完全

[c（Ni2＋）≤10－5mol·

L－1]，则需要加入Na2CO3固体的质量最少为________g。

（保留小数点后1位有效数字）

（6）保持其他条件不变，在不同温度下对含镍废料进行酸浸，镍浸出率随时间变化如图。

酸浸的最佳温度与时间分别为________℃、________min。

解析：

（1）～（3）制取醋酸镍的工艺流程可解读为将含镍废料粉碎后加入H2SO4和少量HNO3进行酸浸，过滤后得到主要含Ni2＋、Al3＋、Fe3＋（还可能含少量Fe2＋、Ca2＋）的溶液和主要含SiO2、CaSO4的滤渣，弃去滤渣，向滤液中加入H2O2将可能含有的Fe2＋氧化为

Fe3＋，调节溶液pH为5.0≤pH＜6.7，使Al3＋、Fe3＋转化为氢氧化物沉淀，再通过过滤除去，向过滤所得的滤液1中加入NH4F除去滤液中的Ca2＋，过滤后向滤液2中加入Na2CO3使Ni2＋沉淀为NiCO3，过滤后向NiCO3中加入醋酸得到醋酸镍，再进一步蒸发、结晶、洗涤得到醋酸镍产品。

（4）由题意知，酸浸时1molNiS失去6mol电子，S2－被氧化为SO2，硝酸被还原为NO，根据得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式。

（5）Ni2＋沉淀完全时溶液中c（CO

）＝

＝

＝0.96mol·

L－1，故需要加入Na2CO3的质量最少为[0.96mol·

L－1×

0.1L＋（2.0mol·

L－1－10－5mol·

L－1）×

0.1L]×

106g·

mol－1≈31.4g。

答案：

（1）5.0≤pH＜6.7　

（2）SiO2、CaSO4　CaF2　

（3）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　

（4）NiS＋H2SO4＋2HNO3===NiSO4＋SO2↑＋2NO↑＋2H2O　（5）31.4　（6）70　120

2．电石广泛应用于生产PVC、维尼纶等，电石与水反应所得残渣——电石渣，主要含Ca（OH）2、CaCO3及少量其他杂质。

某工业电石渣的几种回收利用流程如下：

几种物质在水中的溶解度曲线如图所示。

回答下列问题：

（1）常温氯化

①反应的化学方程式是__________________________________________________

②为提高Cl2转化为Ca（ClO）2的转化率，可行的措施有________（填字母）。

A．加热升高温度

B．适当减缓通入Cl2的速率

C．充分搅拌浆料

D．加水使Ca（OH）2完全溶解

③电石渣中的有害杂质CN－与ClO－反应转化为两种无害的气体，每转化1molCN－至少需要消耗氧化剂ClO－________mol。

（2）75℃氯化

①生成氯酸钙中氯的化合价为________，氯化完成后过滤，滤渣的主要成分为____________________________________________________________（填化学式）。

②氯酸钙能与KCl反应转化为氯酸钾的原因是_________________________________

（3）有机反应

首先生成氯代乙醇，其结构简式为____________，氯代乙醇再与Ca（OH）2反应生产环氧乙烷。

总反应的化学方程式是__________________________________________________。

（1）①常温氯化，Cl2与Ca（OH）2发生反应得到漂白液。

②加热升高温度，Ca（OH）2的溶解度降低，则Cl2的转化率也降低，A项不符合题意；

适当减缓通入Cl2的速率，等效于增大Ca（OH）2的浓度，Cl2的转化率增大，B项符合题意；

充分搅拌浆料，能使反应完全，Cl2的转化率增大，C项符合题意；

加水使Ca（OH）2完全溶解，不能改变Cl2的转化率，D项不符合题意。

③根据题意，CN－与ClO－反应转化为CO2和N2，CN－中C、N分别为＋2价、－3价，1molCN－失去5mol电子，而ClO－转化为Cl－，1molClO－得到2mol电子，根据得失电子守恒，则每转化1molCN－至少需要消耗氧化剂ClO－2.5mol。

（2）①Ca（ClO3）2中Cl的化合价为＋5价。

氯化完成后过滤，得到的滤渣的主要成分为CaCO3、Ca（OH）2。

②根据题图知，75℃时氯酸钾的溶解度比氯酸钙、氯化钾、氯化钙都小得多，故氯酸钙与KCl能发生反应：

Ca（ClO3）2＋2KCl

CaCl2＋2KClO3↓。

（3）氯代乙醇为氯原子取代乙醇分子中乙基上的氢原子，根据“氯代乙醇再与Ca（OH）2反应生产环氧乙烷”，则氯原子应取代甲基上的氢原子，故氯代乙醇的结构简式为ClCH2CH2OH，总反应的化学方程式为CH2===CH2＋Cl2＋Ca（OH）2―→

＋CaCl2＋H2O。

（1）①2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O　②BC　③2.5

（2）①＋5　CaCO3、Ca（OH）2　②75℃时，氯酸钾的溶解度比氯酸钙、氯化钾、氯化钙都小得多

（3）ClCH2CH2OH　CH2===CH2＋Cl2＋Ca（OH）2―→

＋CaCl2＋H2O

3．实验室用卤块（主要成分为MgCl2·

6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质）制备少量Mg（ClO3）2·

6H2O的流程如图：

已知：

①四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图所示：

②室温时一些物质的Ksp如表所示：

化学式

Fe（OH）2

Fe（OH）3

Mg（OH）2

Ksp

8.0×

10－18

10－38

1.8×

10－11

③Mg（ClO3）2有较强的氧化性，其还原产物是Cl－。

（1）H2O2的电子式为________________。

（2）滤渣的成分是________________（填化学式）。

（3）经测定，D中铁离子的浓度为1×

10－5mol·

L－1，则x为________（已知：

lg5≈0.7）。

（4）D中所发生的化学反应方程式为_______________________________________

________________________，框图中由D→……→制Mg（ClO3）2·

6H2O晶体的实验步骤依次为①加热蒸发；

②____________（请补充）；

③冷却结晶；

④过滤洗涤。

（1）H2O2属于共价化合物，电子式为

。

（2）卤块中的Fe2＋被双氧水氧化生成Fe3＋，加入适量的BaCl2溶液可以使SO

沉淀，加入MgO调节溶液的pH，根据氢氧化物的溶度积常数可知，可使Fe3＋沉淀，因此滤渣中含有Fe（OH）3、BaSO4。

（3）经测定，D中Fe3＋的浓度为1×

L－1，c（OH－）＝

mol·

L－1＝2×

10－11mol·

L－1，则c（H＋）＝5×

10－4mol·

L－1，pH＝－lgc（H＋）≈3.3。

（4）根据溶解度曲线，D中NaClO3与MgCl2反应生成Mg（ClO3）2和NaCl沉淀，化学反应方程式为2NaClO3＋MgCl2===2NaCl↓＋Mg（ClO3）2，Mg（ClO3）2的溶解度随温度的变化较大，由Mg（ClO3）2溶液制Mg（ClO3）2·

②趁热过滤；

（1）

（2）Fe（OH）3、BaSO4　（3）3.3

（4）2NaClO3＋MgCl2===2NaCl↓＋Mg（ClO3）2　趁热过滤

4．氟化钡可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器。

以钡矿粉（主要成分为BaCO3，含有SiO2、Fe2＋、Mg2＋等杂质）为原料制备氟化钡的流程如下：

常温下Fe3＋、Mg2＋完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。

（1）滤渣A的化学式为____________________。

（2）滤液1加H2O2氧化的过程中主要反应的离子方程式为_______________________。

（3）加20%NaOH溶液调节pH＝12.5，得到滤渣C的主要成分是________________。

（4）滤液3加入盐酸酸化后再经______、冷却结晶、______、洗涤、真空干燥等一系列操作后得到BaCl2·

2H2O。

（5）常温下，用BaCl2·

2H2O配制成0.2mol·

L－1水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应，可得到氟化钡沉淀。

请写出该反应的离子方程式：

________________________。

已知Ksp（BaF2）＝1.84×

10－7，当钡离子完全沉淀时（即钡离子浓度≤10－5mol·

L－1），溶液中氟离子浓度至少是__________mol·

L－1。

（结果保留三位有效数字，已知

＝1.36）

（6）已知：

Ksp（BaCO3）＝2.58×

10－9，Ksp（BaSO4）＝1.07×

10－10。

将氯化钡溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠的混合溶液中，当BaCO3开始沉淀时，溶液中

＝________。

（结果保留三位有效数字）

（1）钡矿粉中SiO2与盐酸不反应，故滤渣A为SiO2。

（2）滤液1加H2O2的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。

（3）根据已知信息及流程图可知，加H2O2、调pH，得到的滤渣B为Fe（OH）3，加20%NaOH溶液调节pH＝12.5，得到的滤渣C为Mg（OH）2。

（4）滤液3加盐酸酸化后得到BaCl2和HCl的混合溶液，由该溶液得到BaCl2·

2H2O的实验操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、真空干燥等。

（5）根据Ksp（BaF2）＝c（Ba2＋）·

c2（F－），当Ba2＋完全沉淀时，至少需要的c（F－）＝

＝

L－1＝0.136mol·

（6）Ksp（BaSO4）<

Ksp（BaCO3），则加入氯化钡溶液时，SO

先沉淀，当BaCO3开始沉淀时，溶液中

≈24.1。

（1）SiO2　

（2）H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

（3）Mg（OH）2　（4）加热浓缩　过滤

（5）Ba2＋＋2F－===BaF2↓　0.136　（6）24.1

5．磷化氢（PH3）是一种剧毒气体，是最常用的高效熏蒸杀虫剂，也是一种电子工业原料。

（1）在密闭粮仓放置的磷化铝（AlP）片剂，遇水蒸气放出PH3气体，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

（2）利用反应PH3＋3HgCl2===P（HgCl）3＋3HCl，可准确测定微量的PH3。

①HgCl2溶液几乎不导电，说明HgCl2属于____________（填“共价”或“离子”）化合物。

②通过测定溶液________变化，可测定一定体积空气中PH3的浓度。

（3）PH3的一种工业制法涉及的物质转化关系如图所示：

①亚磷酸属于________元酸。

②当反应Ⅰ生成的n（NaH2PO2）∶n（Na2HPO3）＝3∶1时，参加反应的n（P4）∶n（NaOH）＝____________________。

（4）一种用于处理PH3废气的吸收剂成分为次氯酸钙80%、锯木屑（疏松剂）15%、活性炭2.5%、滑石粉（防结块）2.5%。

①次氯酸钙将PH3氧化为H3PO4的化学方程式为____________________________

②空气中的水蒸气可加快PH3的氧化过程，其原因可能是

（5）从（4）中的吸收残留物中回收磷酸氢钙（CaHPO4）的方法如下：

①试剂X为________（填化学式）。

②已知25℃时，H3PO4的Ka1＝7.5×

10－3、Ka2＝6.3×

10－8、Ka3＝4.4×

10－13。

CaHPO4悬浊液pH__________7（填“>

”“＝”或“<

”），通过计算说明理由：

_________________

（1）磷化铝（AlP）遇水蒸气放出PH3气体，结合原子守恒推知还生成Al（OH）3，反应的化学方程式为AlP＋3H2O===Al（OH）3＋PH3↑。

（2）①HgCl2溶液几乎不导电，说明溶液中离子浓度较小，HgCl2难发生电离，故HgCl2为共价化合物。

②PH3与HgCl2反应生成P（HgCl）3和HCl，溶液的导电性和酸性均增强，故可通过测定溶液中电导率或pH的变化来测定一定体积空气中PH3的浓度。

（3）①亚磷酸钠的化学式为Na2HPO3，据此推测亚磷酸（H3PO3）属于二元弱酸。

②反应Ⅰ中黄磷（P4）与NaOH溶液发生歧化反应生成NaH2PO2、Na2HPO3和PH3，其中PH3是还原产物，NaH2PO2和Na2HPO3是氧化产物，若产物中n（NaH2PO2）∶n（Na2HPO3）＝3∶1，设n（Na2HPO3）＝amol，则有n（NaH2PO2）＝3amol，反应中得电子的物质的量为3amol＋3amol＝6amol；

根据得失电子守恒可知，反应中生成PH3的物质的量为2amol；

根据P、Na原子守恒可知，n（P4）＝1.5amol、n（NaOH）＝5amol，故参加反应的n（P4）∶n（NaOH）＝1.5amol∶5amol＝3∶10。

（4）①次氯酸钙将PH3氧化为H3PO4，而本身被还原为CaCl2，化学方程式为2Ca（ClO）2＋PH3===H3PO4＋2CaCl2。

②Ca（ClO）2属于强碱弱酸盐，与水蒸气接触后水解生成HClO，而HClO的氧化能力强于Ca（ClO）2，故空气中的水蒸气可加快PH3的氧化过程。

（5）①残留物中含有H3PO4，加入试剂X调节pH，过滤得到Ca3（PO4）2沉淀，显然该过程的目的是中和H3PO4电离产生的H＋，为防止引入新杂质，试剂X应选择CaO或Ca（OH）2。

②加入试剂Y搅拌后生成CaHPO4，HPO

在水溶液中发生电离（HPO

PO

＋H＋）和水解（HPO

＋H2OH2PO

＋

OH－），则HPO

的电离常数为Ka3（HPO

＝4.4×

10－13，HPO

的水解常数为Kh（HPO

≈1.59×

10－7，显然Kh（HPO

）>

Ka3（HPO

），说明HPO

的水解程度大于其电离程度，溶液呈碱性，故pH大于7。

（1）AlP＋3H2O===Al（OH）3＋PH3↑

（2）①共价　②电导率（或pH）

（3）①二　②3∶10

（4）①2Ca（ClO）2＋PH3===H3PO4＋2CaCl2

②次氯酸钙与水蒸气接触，水解得到氧化能力更强的HClO

（5）①Ca（OH）2（或CaO）

②>

10－13；

Kh（HPO

>

），HPO

的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性

6．金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。

钼（Mo）的常见化合价为＋6、＋5、＋4。

由钼精矿（主要成分是MoS2）可制备单质钼和钼酸钠晶体（Na2MoO4·

2H2O），部分流程如图1所示：

钼酸微溶于水，可溶于碱液和氨水。

（1）钼精矿焙烧时，每有1molMoS2反应，转移电子的物质的量为________。

（2）钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是________________________________

________________，请你提出一种实验室除去该尾气的方法______________________。

（3）操作2的名称为________。

由钼酸得到MoO3所用到的硅酸盐材料仪器的名称是________。

（4）操作1中，加入碳酸钠溶液充分反应后，碱浸液中c（MoO

）＝0.80mol·

L－1，c（SO

）＝0.04mol·

L－1，在结晶前需加入Ba（OH）2固体以除去溶液中的SO

当BaMoO4开始沉淀时，SO

的去除率是________________。

[Ksp（BaSO4）＝1.1×

10－10、Ksp（BaMoO4）＝4.0×

10－8，溶液体积变化可忽略不计]

（5）焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉，图2为各炉层固体物料的物质的量的百分数（φ）。

①x＝________。

②焙烧炉中也会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2的反应，若该反应转移6mol电子，则消耗的氧化剂的化学式及物质的量分别为________、________。

（2）由流程图可知，钼精矿焙烧产生的二氧化硫为大气污染物，其对环境的主要危害是形成酸雨，实验室可用氨水或NaOH溶液吸收SO2。

（3）灼烧用到的硅酸盐材料仪器为坩埚。

（4）根据Ksp（BaMoO4）及c（MoO

）可计算出MoO

开始沉淀时溶液中c（Ba2＋），再根据c（Ba2＋）和Ksp（BaSO4）计算出此时溶液中c（SO

），进而可求出SO

的去除率。

（5）①根据题图2可知，在炉层序号为6时，MoS2和MoO3的物质的量的百分数均为18%，则MoO2的物质的量的百分数为100%－18%×

2＝64%。

②根据反应MoS2＋6MoO3

7MoO2＋2SO2↑，则消耗的氧化剂的化学式为MoO3，反应转移6mol电子时，消耗MoO3的物质的量为3mol。

（1）14mol　

（2）形成酸雨　可用氨水或氢氧化钠溶液吸收（其他合理答案均可）　

（3）过滤　坩埚

（4）94.5%　（5）①64　②MoO3　3mol

7．二硫化钨（WS2，其中W的化合价为＋4）可用作润滑剂，还可以在石油化工领域中用作催化剂。

由钨铁矿（其主要成分是FeWO4，还含少量Al2O3）制备二硫化钨的工艺流程如图所示：

（1）FeWO4中铁元素的化合价为________________。

（2）FeWO4在“熔融”过程中发生反应的化学方程式为________________________；

“熔融”过程中为了提高熔融速率，可采取的措施有____________________（写出一条即可）。

（3）过量CO2通入粗钨酸钠溶液中发生反应的离子方程式为_____________________，

操作Ⅰ中用作引流的玻璃仪器是________。

（4）生成二硫化钨的化学方程式为2（NH4）2WS4＋3O2

2WS2＋4NH3＋2S＋2SO2＋2H2O，若反应中转移8mol电子，则生成WS2的质量是________g。

（1）FeWO4中O、W分别为－2价和＋6价，根据化合物中各元素化合价的代数和为0可求出Fe的化合价为＋2。

（2）结合题给流程图可知钨铁矿在熔融时与NaOH、O2反应生成Fe2O3和钨酸钠，根据得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式为4FeWO4＋O2＋8NaOH

2Fe2O3＋4Na2WO4＋4H2O。

“熔融”时为了提高熔融速率，可采取的措施有将钨铁矿粉碎或搅拌等。

（3）粗钨酸钠溶液中含有少量的NaAlO2溶液，通入过量CO2时，NaAlO2与CO2、H2O反应生成Al（OH）3和NaHCO3。

操作Ⅰ为过滤操作，实验中需要用到引流的玻璃仪器是玻璃棒。

（4）结合题给流程图可知（NH4）2WS4中W和S分别为＋6价和－2价，根据化合价变化可知，每生成2molWS2时转移16mol电子，则反应中转移8mol电子时，生成1molWS2，其质量为（184＋32×

2）g·

mol－1×

1mol＝248g。

（1）＋2

（2）4FeWO4＋O2＋8NaOH

2Fe2O3＋4Na2WO4＋4H2O　粉碎矿石（或搅拌等）

（3）AlO

＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO

　玻璃棒

（4）248