最新届高考化学大一轮复习检测强化训练六无机化工流程题有答案和解释.docx

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最新届高考化学大一轮复习检测强化训练六无机化工流程题有答案和解释

最新2018届高考化学大一轮复习检测强化训练六无机化工流程题有答案和解释

强化训练六　无机化工流程题

1.工业上常用含少量SiO2、Al2O3的铬铁矿（FeO•Cr2O3）冶炼铬，简要流程如下：

（1）完成下列化学方程式（在横线上填写物质的化学式及计量数）：

2FeO•Cr2O3＋4Na2CO3＋7NaNO3=====高温4Na2CrO4＋Fe2O3＋4CO2↑＋________。

（2）操作①包括过滤与洗涤，在实验室中进行洗涤沉淀的操作是

_________________________________________________________；

操作②可选用的装置（部分夹持装置略去）是________（填序号）。

（3）写出能够完成操作③的相关反应的化学方程式：

_____________________________________________________________________________________________________________________。

（4）化学需氧量（COD）可度量水遭受有机物污染的程度。

在强酸并加热的条件下，用K2Cr2O7作强氧化剂处理水样，并测定消耗的K2Cr2O7的量，然后换算成相当于O2的含量称为化学需氧量（以mg•L－1计）。

化学兴趣小组测定某水样的化学需氧量（COD）过程如下：

Ⅰ.取amL水样置于锥形瓶中，加入10.00mL0.2500mol•L－1的K2Cr2O7溶液。

Ⅱ.……

Ⅲ.加指示剂，用cmol•L－1的硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2]溶液滴定，终点时消耗bmL（此步骤的目的是用Fe2＋把多余的Cr2O2－7转化为Cr3＋）。

①Ⅰ中量取K2Cr2O7溶液的仪器是________。

②计算该水样的化学需氧量时需用到下列关系：

要除去1molCr2O2－7需消耗________molFe2＋，1molCr2O2－7相当于________molO2。

答案　

（1）7NaNO2

（2）向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，待液体流下，重复操作2～3次　D

（3）2Cr2O3=====通电4Cr＋3O2↑（或2Al＋Cr2O3=====高温2Cr＋Al2O3）（其他答案合理也可）

（4）①酸式滴定管（或移液管）　②6　1.5

解析　

（1）根据化学方程式中的元素守恒和原子个数守恒可知需要补充“7NaNO2”。

（4）①K2Cr2O7具有强氧化性，故选用酸式滴定管或移液管。

②Fe2＋与Cr2O2－7发生氧化还原反应生成Fe3＋和Cr3＋，根据得失电子守恒可知，1molCr2O2－7需消耗6molFe2＋；根据Cr2O2－7～2Cr3＋转移6e－，O2～2H2O转移4e－可知，1molCr2O2－7相当于1.5molO2。

2．Ⅰ.利用含锰废水（主要含Mn2＋、SO2－4、H＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋）可制备高性能磁性材料碳酸锰（MnCO3）。

其中一种工艺流程如下：

已知某些物质完全沉淀的pH如下表：

沉淀物Fe（OH）3Al（OH）3Cu（OH）2Mn（OH）2CuSMnSMnCO3

沉淀完全时的pH3.25.46.49.8≥0≥7≥7

回答下列问题：

（1）过程②中，所得滤渣W的主要成分是

______________________________________________________________________________________________________________________

。

（2）过程③中，发生反应的离子方程式是

______________________________________________________________________________________________________________________。

（3）过程④中，若生成的气体J可使澄清石灰水变浑浊，则生成MnCO3的反应的离子方程式是

______________________________________________________________________________________________________________________。

（4）由MnCO3可制得重要的催化剂MnO2：

2MnCO3＋O2===2MnO2＋2CO2。

现在空气中加热460.0gMnCO3，得到332.0g产品，若产品中杂质只有MnO，则该产品中MnO2的质量分数是________（用百分数表示，小数点后保留1位小数）。

Ⅱ.常温下，浓度均为0.1mol•L－1的下列六种溶液的pH如下表：

溶质CH3COONaNaHCO3Na2CO3NaClONaCNC6H5ONa

pH8.89.711.610.311.111.3

（1）上述盐溶液中的阴离子，结合H＋能力最强的是

______________________________________________________________________________________________________________________。

（2）根据表中数据判断，浓度均为0.01mol•L－1的下列物质的溶液中，酸性最强的是________（填序号）。

A．HCN　B．HClO　C．C6H5OH　D．CH3COOH

E．H2CO3

答案　Ⅰ.

（1）Fe（OH）3、Al（OH）3

（2）MnS＋Cu2＋===Mn2＋＋CuS

（3）Mn2＋＋2HCO－3===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O

（4）78.6%

Ⅱ.

（1）CO2－3　

（2）D

解析　Ⅰ.

（1）根据各物质完全沉淀时的pH可知，当pH＝5.4时产生的沉淀有Fe（OH）3和Al（OH）3。

（2）根据流程，过程③后Mn元素进入滤液，所以过程③主要是除去滤液A中的Cu2＋，离子反应方程式为MnS＋Cu2＋===Mn2＋＋CuS。

（3）根据过程④中参与反应的物质可知J为CO2气体，结合前后物质分析可知发生反应的离子方程式为Mn2＋＋2HCO－3===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。

（4）MnCO3在空气中加热分解为MnO，并被部分氧化为

MnO2,460.0gMnCO3为4.0mol，完全分解可产生4.0molMnO，设其中有xmol被氧化为MnO2，则有87x＋71×（4.0－x）＝332.0，x＝3。

产品中MnO2的质量分数为87×3332.0×100%＝78.6%。

Ⅱ.

（1）酸越弱，对应酸根离子结合H＋能力越强，由表中数据可知结合H＋能力最强的为CO2－3。

（2）同理，在阳离子相同的前提下，盐溶液的pH越低，对应酸的酸性越强，D项符合题意。

3．轻质碳酸钙是一种广泛应用于塑料、橡胶、涂料、食品、医药、饲料等行业的重要无机填料。

以磷石膏钙渣为原料制取高品质轻质碳酸钙的工艺流程如下：

已知所用磷石膏钙渣的主要成分及含量如下表所示。

CaOP2O5SO3Fe2O3TiO2SiO2烧失量

47.70%1.60%1.77%0.041%0.0027%9.85%37.69%

请回答下列问题：

（1）对磷石膏钙渣进行酸溶的目的是获得粗制

CaCl2溶液，为了提高溶出率，可以采取的措施有__________________________（回答两条即可）。

（2）精制是向粗制CaCl2溶液中通入氨气，控制溶液的pH，主要除去________等阳离子，同时也除去其他一些杂质。

（3）碳化时将精制CaCl2溶液稀释至一定体积，控制反应温度以及NH3和CO2的通入量，此过程发生反应的化学方程式为_________________________________________________________。

（4）检验沉淀洗涤干净的实验操作为________________________

__________________________________________________________。

（5）为了探究酸溶的工艺条件，称取6份各50g磷石膏钙渣，分别用不同浓度的盐酸进行溶解，反应时间为30min，测出滤液中钙溶出率的结果如图所示，从生产成本上考虑，盐酸最适宜的浓度为________。

（6）把CaCO3浊液滴入1.0mol•L－1的Na2SO3溶液中，能否产生CaSO3沉淀？

若不能，说明原因；若能，请简述判断依据及转化过程。

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

[已知：

Ksp（CaSO3）＝1.4×10－7，Ksp（CaCO3）＝2.8×10－9]

答案　

（1）粉碎磷石膏钙渣，增大盐酸浓度，升高温度，延长酸溶时间等（任写两条）

（2）Fe3＋

（3）CaCl2＋2NH3＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2NH4Cl

（4）向洗涤液中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，若没有白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净

（5）4.0mol•L－1

（6）能。

判断依据：

由Ksp（CaSO3）/Ksp（CaCO3）＝50知，当CaSO3与CaCO3的混合液中c（SO2－3）＞50c（CO2－3）时，即发生由CaCO3向CaSO3的转化。

转化过程：

把CaCO3浊液滴入1.0mol•L－1的Na2SO3溶液中时，溶液中的c（Ca2＋）与c（SO2－3）之积大于Ksp（CaSO3），生成CaSO3沉淀，导致溶液中c（Ca2＋）减小，使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3（s）Ca2＋（aq）＋CO2－3（aq）向溶解的方向移动，导致

CaCO3溶解

解析　

（1）为了提高溶出率，可以采取的措施有粉碎磷石膏钙渣，增大盐酸浓度，升高温度和延长酸溶时间等。

（2）根据题给表格可知，通入氨气，控制溶液的pH，主要除去Fe3＋等阳离子。

（3）碳化过程发生反应的化学方程式为CaCl2＋2NH3＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2NH4Cl。

（4）检验沉淀洗涤干净的实验操作为：

向洗涤液中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，若没有白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净。

（5）根据图示，盐酸的浓度为4.0mol•L－1时滤液中钙溶出率已经较大，再增大盐酸浓度，钙溶出率增加缓慢，成本上不划算。

4．钨是我国的丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝，钨在自然界主要以钨（W）酸盐的形式存在。

有开采价值的钨矿石之一白钨矿的主要成分是CaWO4，含有二氧化硅、氧化铁等杂质，工业冶炼钨的流程如下：

已知：

①钨酸酸性很弱，难溶于水

②离子完全沉淀的pH：

SiO2－3为8，WO2－4为5

③碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨

（1）74W在元素周期表中的位置是第________周期。

（2）CaWO4与纯碱发生的化学反应方程式是

______________________________________________。

（3）滤渣B的主要成分是________________（写化学式）。

调节pH可选用的试剂是________（填字母序号）。

A．氨水B．氢氧化钠溶液

C．盐酸D．碳酸钠溶液

（4）母液中加入盐酸的离子方程式为

________________________________________________。

检验沉淀C是否洗涤干净的操作是

________________________________________________。

（5）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的原因是

_________________________________________________________。

（6）将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中可得到钨酸钙，已知温度为T时Ksp（CaWO4）＝1×10－10，Ksp[Ca（OH）2]＝4×10－7，当溶液中WO2－4恰好沉淀完全（离子浓度等于10－5mol/L）时，溶液中cWO2－4cOH－＝________。

答案　

（1）六　

（2）CaWO4＋Na2CO3=====1000℃Na2WO4＋CaO＋CO2↑

（3）H2SiO3　C

（4）WO2－4＋2H＋===H2WO4↓　取最后一次的洗涤液少量于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴加1～2滴AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净，若出现白色沉淀则表明沉淀未洗涤干净

（5）如果用碳作还原剂，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，用氢气作还原剂可避免产生以上问题

（6）5×10－5

解析　

（1）钨的核外电子依次是2,8,18,32,8,6，所以钨是第六周期元素。

（2）由于Na2WO4是易溶性盐、CaCO3高温下会分解，所以高温反应生成Na2WO4、CaO、CO2。

（3）Na2CO3能与SiO2反应生成可溶性的Na2SiO3，所以滤渣A的主要成分是Fe2O3，调节pH可将SiO2－3转化为H2SiO3（滤渣B）；因生成的CaO与水反应生成Ca（OH）2，使得溶液呈较强的碱性，所以必须使用酸来调节pH。

（4）母液中加入盐酸是将WO2－4转化为H2WO4沉淀；若沉淀未洗净则洗涤液中含有Cl－，所以取最后一次洗涤液并用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验即可。

（5）过量的碳混在固体中不易除去，且碳易与生成的钨反应又引入新的杂质，而H2是气体，且生成物H2O可蒸发除去。

（6）Ca（OH）2＋WO2－4CaWO4＋2OH－，该反应的平衡常数K＝Ksp[CaOH2]KspCaWO4＝c2OH－cWO2－4，即4×10－71×10－10＝c2OH－10－5，解得c（OH－）＝0.2mol/L，所以cWO2－4cOH－＝5×10－5。

5．金属钛的密度小，强度大，外观像钢，性质像铝，被誉为太空金属和未来钢铁。

以钛铁矿

（主要成分为FeTiO3，同时含有少量的Fe2O3、FeO等）为原料制TiO2，再由TiO2制金属Ti的工艺流程如下：

（1）在溶液中加入铁屑发生的主要离子方程式为______________________________________。

（2）晶体A为________，浊液需要冷却的原因为________________________________。

（3）TiOSO4水解方程式为TiOSO4＋2H2OH2TiO3↓＋H2SO4，根据平衡移动原理，可采用____________________、____________________等措施，以利于该反应顺利进行。

（4）TiO2可与焦炭、氯气在1000～1100K温度下反应，该反应氧化剂与还原剂的物质的量相等，则反应的化学方程式为__________________________________________。

（5）工业上常用金属镁在1070K的高温和氩气氛围中还原TiCl4的方法制备Ti，需要在氩气氛围中进行的理由为

__________________________________________________________。

答案　

（1）2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

（2）FeSO4•7H2O（或FeSO4）　降低温度可减小FeSO4的溶解度，便于结晶析出，方便分离出硫酸氧钛溶液

（3）加水　加碱（加热）

（4）TiO2＋2C＋2Cl2=====1000～1100KTiCl4＋2CO

（5）防止镁、钛在高温下与空气中的氧气、二氧化碳等反应

解析　

（1）溶液中的Fe3＋能与Fe反应：

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。

（2）根据质量守恒可知晶体A是FeSO4•7H2O；由于FeSO4是易溶性物质，所以降温的目的是使FeSO4以晶体的形式析出而被除去。

（3）正反应生成了H2SO4，所以可以采取加入碱消耗H＋的方法，水解需要吸热，所以提高温度也可以使平衡正向移动，由于生成的H2TiO3是沉淀，所以加水稀释也可以促进水解。

（4）该反应的氧化剂是Cl2，还原剂是C，由于氧化剂和还原剂的物质的量相等，所以生成的氧化产物是CO，发生的反应为TiO2＋2C＋2Cl2=====1000～1100KTiCl4＋2CO。

（5）Mg和Ti都易与空气中的CO2和H2O反应，所以用氩气作为保护气。

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