北京 高三化学总复习一轮复习 无机化学工艺流程专题训练文档格式.docx

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AlO2—+H++H2O，加入NaOH溶液，H＋被中和,浓度减低，Al（OH）3不断溶解。

（5）①负极；

4OH——4e—＝2H2O＋O2↑②Mn2+＋2H2O－2e-＝MnO2＋4H+

2．某一化工厂以废铁屑为原料制备FeCl3溶液，用作印刷电路铜板腐蚀剂，并对溶液B进行电解处理的实验流程如图：

（1）试剂a应选用________（填写名称）；

（2）步骤Ⅰ用到的主要玻璃仪器有漏斗、________（填写仪器名称）；

（3）写出步骤Ⅱ中主要反应的化学方程式____________________；

（4）实验室制取气体E的离子方程式是________________________，欲对气体E进行干燥和吸收，需选用下列装置中的________（填写序号）；

（5）如何用化学方法检验气体E？

_______________________________。

答案　

（1）稀盐酸　

（2）烧杯、玻璃棒

（3）2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2

（4）MnO2＋4H＋＋2Cl－△,Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　②④

（5）将湿润的KI－淀粉试纸靠近集气瓶口，试纸变蓝，证明该气体为Cl2

3、工业上用菱锰矿（MnCO3）［含FeCO3、SiO2、Cu2（OH）2CO3等杂质］为原料制取二氧化锰，其流程示意图如下：

已知：

生成氢氧化物沉淀的pH

Mn（OH）2

Fe（OH）2

Fe（OH）3

Cu（OH）2

开始沉淀时

8.3

6.3

2.7

4.7

完全沉淀时

9.8

3.7

6.7

注：

金属离子的起始浓度为0.1mol/L

回答下列问题：

（1）含杂质的菱锰矿使用前需将其粉碎，主要目的是。

盐酸溶解MnCO3的化学方程式是。

（2）向溶液1中加入双氧水时，反应的离子方程式是。

（3）滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS，以除去Cu2+，反应的离子方程式是。

（4）将MnCl2转化为MnO2的一种方法是氧化法。

其具体做法是用酸化的NaClO3溶液将MnCl2氧化，该反应的离子方程式为：

5

2

□Mn2＋＋□ClO3－＋□____＝□____＋□____＋□____。

（5）将MnCl2转化为MnO2的另一种方法是电解法。

①生成MnO2的电极反应式是。

②若直接电解MnCl2溶液，生成MnO2的同时会产生少量Cl2。

检验Cl2的操作是。

③若在上述MnCl2溶液中加入一定量的Mn（NO3）2粉末，则无Cl2产生。

其原因是。

（1）增大接触面积，提高反应速率（2分）

MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O（2分）

（2）2Fe2+＋H2O2＋4H2O=2Fe（OH）3↓＋4H+（1分）

（3）MnS＋Cu2＋＝Mn2＋＋CuS（1分）

（4）5Mn2＋＋2ClO3-＋4H2O＝Cl2↑＋5MnO2＋8H＋（2分）

（5）①Mn2＋－2e-＋2H2O＝MnO2＋4H+（2分）

②将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近，若试纸变蓝则证明有Cl2生成（1分）

③其它条件不变下，增大Mn2+浓度[或增大c（Mn2+）/c（Cl-）]，有利于Mn2+放电（不利于Cl-放电。

）（2分，其余答案不得分）

4、（2015年北京海淀）某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂（LiCoO2）的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的，可以再生利用。

某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴。

（1）25℃时，用图1所示装置进行电解，有一定量的钴以Co2+的形式从正极粉中浸出，且两极均有气泡产生，一段时间后正极粉与铝箔剥离。

①阴极的电极反应式为：

LiCoO2+4H++e-===Li++Co2++2H2O、。

阳极的电极反应式为。

②该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大影响，一定条件下，测得其变化曲线如图2所示。

当c（H2SO4）>

0.4mol·

L-1时，钴的浸出率下降，其原因可能为。

（2）电解完成后得到含Co2+的浸出液，且有少量正极粉沉积在电解槽底部。

用以下步骤继续回收钴。

①写出“酸浸”过程中正极粉发生反应的化学方程式。

该步骤一般在80℃以下进行，温度不能太高的原因是。

②已知（NH4）2C2O4溶液呈弱酸性，下列关系中正确的是（填字母序号）。

a.c（NH4+）>

c（C2O42-）>

c（H+）>

c（OH-）

b.c（H+）+c（NH4+）=c（OH-）+c（HC2O4-）+c（C2O42-）

c.c（NH4+）+c（NH3•H2O）=2[c（C2O42-）+c（HC2O4-）+c（H2C2O4）]

（3）已知所用锂离子电池的正极材料为xg，其中LiCoO2（M=98g·

mol-1）的质量分数为a%，则回收后得到CoC2O4•2H2O（M=183g·

mol-1）的质量不高于g。

答案

（1）①2H++2e-===H2↑

4OH--4e-===O2↑+2H2O（或2H2O-4e-===O2↑+4H+）

②H+与LiCoO2在阴极的还原反应相互竞争，当c（H+）增大时，参与放电的H+增多（或有利于H+放电），所以钴的浸出率下降

（2）①2LiCoO2+H2O2+3H2SO4===Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O

防止H2O2剧烈分解（或2H2O2

2H2O＋O2↑）②ac

（3）略

6．（2016·

金考卷）镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni（OH）2、碳粉和氧化铁等涂在铝箔上制成。

由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行回收研究，设计实验流程如下：

a.NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋。

b．某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示：

M（OH）n

Ksp

pH

开始沉淀

沉淀完全

1.9×

10－33

3.43

4.19

3.9×

10－38

2.53

2.94

Ni（OH）2

1.6×

10－14

7.60

9.75

（1）根据表中数据判断步骤②依次析出的沉淀Ⅱ________和沉淀Ⅲ________（填化学式），则pH1________pH2（填“>

”、“＝”或“<

”），控制两种沉淀析出可利用________（填序号）。

A．pH试纸　　　B．石蕊指示剂　　　　C．pH计

（2）已知溶解度：

NiC2O4>

NiC2O4·

H2O>

2H2O，则步骤③的化学方程式是___________________。

步骤③后，过滤沉淀所需的玻璃仪器有____________。

若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：

________________________________________________。

（3）④中阳极反应产生的气体E为________，验证该气体的试剂为_______________________。

（4）试写出步骤⑥的离子方程式：

______________________________。

答案　

（1）Fe（OH）3　Al（OH）3　<

　C

（2）NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O===NiC2O4·

2H2O↓＋2NaCl　漏斗、玻璃棒和烧杯　玻璃棒划破滤纸、滤液超过滤纸边缘

（3）Cl2　湿润的淀粉－KI试纸

（4）2Ni（OH）2＋2OH－＋Cl2===2Ni（OH）3＋2Cl－

7．（2015·

福建理综，24）无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。

（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为_________________________________________________________。

（2）工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：

物质

SiCl4

AlCl3

FeCl3

FeCl2

沸点/℃

57.6

180（升华）

300（升华）

1023

①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是________________（只要求写出一种）。

②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是________________。

③已知：

Al2O3（s）＋3C（s）===2Al（s）＋3CO（g）

ΔH1＝＋1344.1kJ·

mol－1

2AlCl3（g）===2Al（s）＋3Cl2（g）

ΔH2＝＋1169.2kJ·

由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为______________________________。

④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为_____________________________。

⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是______________________________________。

答案　

（1）Al3＋＋3H2OAl（OH）3（胶体）＋3H＋

（2）①防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率

②Fe或铁

③Al2O3（s）＋3C（s）＋3Cl2（g）===2AlCl3（g）＋3CO（g）　ΔH＝＋174.9kJ·

④NaCl、NaClO、Na2CO3

⑤除去FeCl3，提高AlCl3纯度

8．（2016·

江苏化学，16）以电石渣[主要成分为Ca（OH）2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：

（1）氯化过程控制电石渣过量、在75℃左右进行。

氯化时存在Cl2与Ca（OH）2作用生成Ca（ClO）2的反应，Ca（ClO）2进一步转化为Ca（ClO3）2，少量Ca（ClO）2分解为CaCl2和O2。

①生成Ca（ClO）2的化学方程式为____________________________________。

②提高Cl2转化为Ca（ClO3）2的转化率的可行措施有________（填序号）。

A．适当减缓通入Cl2速率

B．充分搅拌浆料

C．加水使Ca（OH）2完全溶解

（2）氯化过程中Cl2转化为Ca（ClO3）2的总反应方程式为：

6Ca（OH）2＋6Cl2===Ca（ClO3）2＋5CaCl2＋6H2O

氯化完成后过滤。

①滤渣的主要成分为_________（填化学式）。

②滤液中Ca（ClO3）2与CaCl2的物质的量之比n[Ca（ClO3）2]∶n[CaCl2]________1∶5（填“>

”、“<

”或“＝”）。

（3）向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca（ClO3）2转化为KClO3，若溶液中KClO3的含量为100g·

L－1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是________。

答案　

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

（2）①CaCO3、Ca（OH）2　②＜

（3）蒸发浓缩、冷却结晶

9、（2018年海淀）金属镍具有较高的经济价值，工业上采用一定方法处理含镍废水使其达标排放并回收镍。

某电镀废水中的镍主要以NiR2络合物形式存在，在水溶液中存在以下平衡：

NiR2（aq）

Ni2+（aq）+2R-（aq）（R-为有机物配体，K=1.6×

10-14）

（1）传统的“硫化物沉淀法”是向废水中加入Na2S，使其中的NiR2生成NiS沉淀进而回收镍。

①该反应的离子方程式为_________。

②NiS沉淀生成的同时会有少量Ni（OH）2沉淀生成，用离子方程式解释Ni（OH）2生成的原因是_________、_________。

（2）“硫化物沉淀法”镍的回收率不高，处理后废水中的镍含量难以达标。

“铁脱络-化学沉淀法”可达到预期效果，该法将镍转化为Ni（OH）2固体进而回收镍。

工艺流程如下：

“脱络”（指镍元素由络合物NiR2转化成游离的Ni2+）过程中，R—与中间产物·

OH（羟基自由基）反应生成难以与Ni2+络合的·

R（有机物自由基），但·

OH也能与H2O2发生反应。

反应的方程式如下：

Fe2++H2O2

Fe3++OH—+·

OH…………i

R—+·

OH

OH—+·

R…………ii

H2O2+2·

O2↑+2H2O…………iii

实验测得“脱络”过程中H2O2的加入量对溶液中镍去除率的影响如右图所示：

1从平衡移动的角度解释加入Fe2+和H2O2能够实现“脱络”的原因是_________。

2分析图中曲线，可推断过氧化氢的最佳加入量为_________g·

L-1；

低于或高于这个值，废水处理效果都下降，原因是_________。

（1）①NiR2+S2-

NiS↓+2R-

②S2-+H2O

HS-+OH-NiR2+2OH-

Ni（OH）2↓+2R-

（2）①NiR2在溶液中存在以下平衡：

Ni2+（aq）+2R-（aq）。

Fe2+和H2O2通过反应i和反应ii将R—转化成难以与Ni2+络合的·

R，使c（R-）减小，平衡正向移动，实现“脱络”

②0.45低于此数值，反应i生成的·

OH过少，不足以使R—充分转化成·

R；

高于此数值，H2O2多，但反应i生成的·

OH能与H2O2发生反应iii，使H2O2转化成O2和H2O，同样不能使R—充分转化成·

R。