高三化学题组训练工业流程题.docx

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高三化学题组训练工业流程题

2011届高三化学题组训练工业流程题

1．化合物KxFe（C2O4）y·3H2O（Fe为＋3价）是一种光敏材料，实验室可以用如下的方法来制备这种材料并测定这种材料的组成。

Ⅰ．制备

K2C2O4

FeCl3

⑴结晶时应将溶液用冰水冷却并在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是：

_________________

_______________________________________________。

⑵操作Ⅲ的名称是___________。

Ⅱ．组成测定

称取一定质量的晶体置于锥形瓶中，加入足量的蒸馏水和稀H2SO4，将C2O42－转化为H2C2O4后用0.1000mol·L－1KMnO4溶液滴定，当消耗KMnO4溶液24.00mL时恰好完全反应；再向溶液中加入适量的还原剂，恰好将Fe3＋完全转化为Fe2＋，用KMnO4溶液继续滴定，当Fe2＋完全氧化时，用去KMnO4溶液4.00mL。

相关反应的化学方程式如下：

2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4＝2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O

MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O

⑶配制100mL0.1000mol·L－1KMnO4溶液及滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外还有_______________________________（填仪器名称）。

两个滴定中，终点时溶液颜色为________色，且30秒内不变色。

⑷该化合物KxFe（C2O4）y·3H2O中，x＝_______。

2.（10分）现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。

某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（Si02），现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下。

其中铜的萃取（铜从水层进人有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进人水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。

已知：

①Cu2O+2H+＝Cu2++Cu+H2O；②当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。

回答下列问题：

（1）矿石用稀硫酸处理过程中发生反应的离子方程式为：

Cu2O+2H+＝Cu2++Cu+H2O

、（写其中2个）

（2）“循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐晶体，该晶体的化学式是。

若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层l暴露在空气中发生反应的离子方程式

（3）“循环n”中萃取剂是一类称作为肟类的有机化合物，如N一510、N一530等。

某肟类化合物A的分子结构中仅含n1个—CH3、n2个一OH和n3个

三种基团，无环状结构，三种基团的数目关系为n3=。

若A的相对分子质量为116，上述基团连接时碳原子跟碳原子相连，则A的结构简式是

（4）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式

（5）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是

3.（10分）下列实验流程图中，x为第三周期两种重要单质的氧化物的混合物。

反应②、④是工业上的重要反应，部分物质及反应条件没有列出。

请回答：

（l）写出A、B和E的化学式：

ABE

（2）写出C溶液转化为C固体的过程中，HCl气流的作用

（3）写出①、③和④反应的方程式（若是离子反应的写离子方程式）:

①

③

④

4．（9分）以黄铜矿（主要成分是CuFeS2，含少量杂质SiO2）为原料炼铜的方法分为高温炼铜和湿法炼铜两种。

近年来，湿法炼铜有了新进展，科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下，可以将黄铜矿氧化成硫酸盐：

4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2＝4CuSO4＋2Fe2（SO4）3＋2H2O

某工厂运用该原理生产铜和绿矾的工艺如下：

回答下列问题：

（1）固体A的成分为（写化学式）；

（2）写出反应Ⅲ的化学方程式；

（3）试剂a为，试剂b为；

（4）欲从溶液中获得绿矾晶体，分离操作Ⅰ应为、、。

5．（8分）工艺上制取纯净的CuCl2·2H2O的主要过程是：

①将粗CuO（含少量Fe）溶解于稀盐酸中，加热、过滤，调节滤液的pH为3；②对①所得滤液按下列步骤进行操作：

已知Cu2＋、Fe2＋在pH为4～5时不水解，而Fe3＋却几乎完全水解而沉淀。

回答下列问题：

（1）X是（填写化学式），其反应的离子方程式是。

（2）生产中Y可选用（填写化学式），其目的是

。

（3）溶液乙在蒸发结晶过程中必须采取的措施是

。

6．镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。

某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤（主要含Na+、Mg2+、Cl－、Br－等）中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下：

回答下列问题：

（1）工业上从盐卤中获取Mg（OH）2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是。

（2）从过程①得到的Mg（OH）2沉淀中混有少量的Ca（OH）2，除去少量Ca（OH）2的方法是先将沉淀加入到盛有溶液的烧杯中，充分搅拌后经、（填操作方法）可得纯净的Mg（OH）2。

（3）下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图：

其中装置A的作用是。

（4）写出过程④中发生反应的化学方程式。

7.（12分）钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,有“光明使者”的美誉。

钨在自然界主要以钨（+6价）酸盐的形式存在。

有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。

白钨矿的主要成分是钨酸钙（CaWO4）；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成（Fe,Mn）WO4，钨酸（H2WO4）酸性很弱，难溶于水。

黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱

熔法：

其中A、B、C都是钨的化合物。

回答：

（1）74W在周期表的位置是第周期。

（2）写出上述流程中B、C的化学式：

B____________；C_____________

（3）钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨。

对钨的纯度要求不高时,可用碳作还原剂。

写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式：

______________________________________________________________；

为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳而必须用氢气作还原剂,为什么?

_____________________________________________。

（4）仲钨酸的阱盐在热分解时会发生内在氧化还原反应,我国钨化学研究的奠基人顾冀东先生采用这一反应制得了蓝色的、非整比的钨氧化物WO3-x。

这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点,在制钨粉时温度容易控制,目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。

经分析,得知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985。

①计算WO3-x中的x值。

X=_______________。

（相对原子质量：

W:

183.84;O:

16.00）

②一般认为，蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价两种价态的钨。

则蓝色氧化钨中这两种价态的钨原子数比为________：

________．

8．（12分）茶是我国人民喜爱的饮品。

某校化学兴趣小组的同学设计以下实验来定性检验茶叶中含有Ca、A1、Fe三种元素。

【查阅部分资料】：

草酸铵[（NH4）2C2O4]属于弱电解质。

草酸钙（CaC2O4）难溶于水。

Ca2+、A13+、Fe3+完全沉淀的pH：

Ca（OH）2：

pH≥13；A1（OH）3：

pH≥5.5；Fe（OH）3：

pH≥4.1。

试根据上述过程及信息填空：

（1）步骤

加盐酸的作用是____。

（2）写出检验Ca2+的离子方程式___。

（3）写出沉淀C所含主要物质的化学式。

（4）写出步骤⑧用A试剂生成红色溶液的离子方程式___。

（5）步骤⑨的作用是__________，猜测步骤⑩的目的是_。

9．（10分）碘酸钾是一种白色结晶粉末，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘，在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。

碘酸钾在常温下稳定，加热至560℃开始分解。

工业生产碘酸钾的流程如下，在反应器中发生反应的化学方程式为：

I2+KClO3+H2O--KH（IO3）2+KCl+Cl2↑（未配平）

（1）已知步骤①反应器发生的反应中，两种还原产物所得电子数相同，请配平该反应的化学方程式：

______________________________________________________________；

（2）步骤②中，用稀酸酸化的作用是____________________________________________；在稀硝酸和稀盐酸中不能选用的酸是：

_________，其原因是____________________

______________________________________________________；

（3）步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气，排出氯气的原因为______

______________________________________________________；

（4）参照下表碘酸钾的溶解度，步骤11得到碘酸钾晶体，你建议的方法是______。

温度/℃

0

10

20

40

60

80

KIO3g/100g水

4.60

6.27

8.08

12.6

18.3

24.8

10．（15分）工业制硫酸生产流程如下图：

98％硫酸

（1）早期生产用黄铁矿为原料，但现在工厂生产硫酸用硫磺为原料，理由是（2分）在催化反应室，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有（2分）

A．升高温度B．减少压强

C．不断补充SO2和空气D．及时分离出SO3

（3）在生产中，为提高催化剂效率采取了哪些措施？

（3分）

（4）已知2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g），ΔH＝－196kJ·mol－1。

在450℃、常压和钒催化条件下向一密闭容器中充入2molSO2和1molO2,充分反应后,放出的热量______（填“<”“>”“=”）196kJ，理由是____________________________________________________（3分）

（5）经检测生产硫酸的原料气成分（体积分数）为SO27％、O211％、N282％。

在500℃，0.1MPa条件下达到平衡时，各种气体的体积比为V（SO2）：

V（SO3）：

V（O2）：

V（N2）＝0.46：

6.5：

7.7：

82，则SO2的利用率为（3分）

（6）在450℃、常压和钒催化条件下，在容积为VL的容器中加入2nmolSO2和nmolO2，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时O2的转化率为x。

则K和x的关系满足K＝。

（2分）

11．（11分）生产着色铝片的工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）第①步中NaOH溶液的作用是（1分）

（2）第②步HNO3的作用是对铝片进行抛光，写出其反应的的离子方程式（2分）

（3）在第④步电解是以铝为阴极，铝片为阳极，在硫酸介质中控制电压电流，使阳极放出O2与Al反应使铝表面形成一层致密的氧化膜。

写出有关的电极反应式：

阴极：

（2分）阳极：

（2分）

（4）氧化膜质量的检验：

取出铝片干燥，在氧化膜未经处理的铝片上分别滴一滴氧化膜质量检查液（3gK2CrO4＋75mL水＋25mL浓盐酸），判断氧化膜质量的依据是（2分）

A．铝片表面有无光滑B．比较颜色变化

C．比较质量大小D．比较反应速率大小

（5）将已着色的铝干燥后在水蒸气中进行封闭处理约20～30min，封闭的目的是使着色的

氧化膜更加致密，有关反应化学方程式是（2分）

参考答案

1．⑴用冰水冷却有利于析出更多的晶体，黑暗可以防止晶体分解⑵过滤、洗涤

⑶100mL容量瓶、酸式滴定管（紫）红⑷3

2.（10分）

（任写出其中两个即给分，每空l分，共2分）

3．（l）A:

Si02,B:

MgO,E:

MgSiO3（每空l分）

（2）抑制氯化镁水解（1分）

（3）①Si02+2OH-=Si032一＋H2O③MgSiO3+2H+＝H2SiO3↓＋Mg2+

④Si02+Na2CO3

Na2SiO3+CO2↑（每个方程式2分）

4．（共9分）

（1）Fe（OH）3、CuO（2分）

（2）CuSO4+Fe＝Cu+FeSO4（2分）

（3）稀H2SO4，铁粉（2分）（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（3分）

5．

（1）NaClOClO－＋2H＋＋Fe2＋＝2Fe3＋＋Cl－＋H2O

（2）CuO或Cu（OH）2；促进Fe3＋水解使之完全转化为Fe（OH）3沉淀

6、（共10分）

（1）石灰乳原料丰富，成本低（2分）

（2）MgCl2（或氯化镁）（2分）过滤（1分）洗涤（1分）

（3）制备干燥的HCl气体（2分）

（4）MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑（2分）

7．（12分）

（1）六（1分）

（2）B:

H2WO4（1分）C:

WO3（1分）

（3）2WO3+3C==2W+3CO2↑（2分）；因为钨的熔点很高，不容易转变为液态，如果用碳做还原剂,混杂在金属中的碳不易除去,而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨,不容易获得纯的金属钨。

用氢气作还原剂就不存在这些问题。

（4）①X=0.10（3分）②n（W）（V）:

n（W）（VI）=1:

4（2分）

[1]已知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985；氧的质量分数为1－0.7985=0.2015

1.000g化合物中含钨原子和氧原子的量分别为

n（w）=0.7985/183.84=4.343×10-3mol

n（o）=0.2015/16.00=12.59×10-3

化合物中钨和氧的计量比为n（w）：

n（o）=4.343×10-3：

12.59×10-3=1：

2.90

即在化学式WO3-x中3-x=2.90x=0.10

［2］把+5价钨的氧化物和+6价钨的氧化物的化学式分别写成WO2.5和WO3

设蓝色氧化钨的组成为xWO2.5·yWO3=WO2.90

所以有x+y=12.5x+3y=2.90

解联立方程得：

x=0.20y=0.80

所以蓝色氧化钨中+5价和+6价钨的原子数之比为：

w（+5）/w（+6）=x/y=0.20/0.80=1/4=0.25

8．（12分）

（1）使Ca2+、Al3+、Fe3+浸出（或使Ca2+、Al3+、Fe3+溶解）（2分，只回答对1个或2个离子，得1分）

（2）Ca2++（NH4）2C2O4=CaC2O4↓+2NH4+（2分）

（3）Fe（OH）3、Al（OH）3（各1分，共2分）

（4）Fe3++3SCN—

Fe（SCN）3（写成其它正确的络合离子形式给分，2分）

（5）使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀（2分）；检验Al3+（或铝元素）存在（2分）

9、

（1）6I2+11KClO3+3H2O=6KH（IO3）2+5KCl+3Cl2↑（2分）

（2）促进氯气从反应混合物中逸出。

（2分）稀盐酸（1分）盐酸能还原已生成的碘酸氢钾

（3）Cl2能将KIO3氧化成KIO4（2分）（4）蒸发结晶（1分）

10．

（1）黄铁矿为原料的生产中产生的废弃物太多，处理成本高（2分）

（2）C、D（2分）

（3）①净化气体②控制温度在400～500℃③增大催化剂与反应气体的接触面积（3分）

（4）①<（1分）,在1atm和298K条件下，2molSO2和1molO2完全反应生成2molSO3，放出196kJ热量,该反应为可逆反应,不可能进行完全,又因为反应温度为450℃,所以放出的热量小于196kJ（2分）

（5）93.4％（3分）

（6）

（2分）

11．

（1）洗去铝表面的油污（1分）

（2）Al＋4H＋＋NO3－＝Al3＋＋NO↑＋2H2O（2分）

（3）6H＋＋6e－＝H2↑（2分）2Al＋3H2O－6e－＝Al2O3＋6H＋（2分）

△

（4）B（2分）

（5）2Al＋3H2O（g）＝Al2O3＋3H2（g）