化学流程图专题解析Word文档下载推荐.docx

1、Cr（OH）3完全沉淀时溶液pH4。73。11。25。6试回答下列问题： “”中反应是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，其作用是 。两个副反应均为吸热反应，但在高温下均能自发进行，其原因是 。 “”中调节pH至4.7，目的是 。 “”中加硫酸酸化的目的是使CrO42转化为Cr2O72，请写出该平衡转化的离子方程式： 。 “”中采用冷却结晶的方法析出红矾钠，依据是 。【解析】以红矾钠的工业制备为背景考察化学原理部分的知识，过程中考察了条件的控制、化学反应方向的判断、溶度积常数的表达式和控制pH的应用。搅拌的目的是增大反应物的接触机会，从而加快反应速率。由于这两个副反应是在高温下才自发进行，所以必

2、然是一个S0的反应。溶液中存在的主要阴离子有CrO42、AlO2、SiO32，pH调至4.7，是为了除去其中的AlO2、SiO32。硫酸钠的溶解度随温度的升高，先增大后减小，这一点较特殊，设问较困难。若给出其溶解度曲线，则可以帮助理解最后两步工艺。【答 案】 使反应物接触更充分，加快反应速率 S0 除去溶液中的AlO2、SiO32 2CrO422H+ Cr2O72H2O 红矾钠的溶解度随温度的降低而减小【例2】明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：根据上述图示，完成下列填空： （1）明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制

3、500mL稀氨水（每升含有39。20g氨）需要取浓氨水（每升含有251.28g氨）_mL，用规格为_mL量筒量取。（2）氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中除K、SO42外，还有大量的NH4。检验NH4的方法是_。（3）写出沉淀物中所有物质的化学式_。（4）滤液I的成分是水和_。（5）为测定混合肥料K2SO4、（NH4）2SO4中钾的含量，请完善下列步骤：称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量_溶液，产生白色沉淀。_、_、_（依次填写实验操作名称）。冷却、称重。（6）若试样为mg，沉淀的物质的量为n mol，则试样中K2SO4的物质的量为：_mol（用含有m、n的代数式表示）。【解析】（1）根据

4、稀释前后溶质质量不变得：0.5L39.2g/Lv251.28g/L，v0.078L78mL。为了减少误差，最好选用与氨水的实际体积稍大一点的量筒即可。（2）NH4的检验方法是先将NH4中加入强碱，使之转化为NH3，然后检验NH3：用润湿的红色石蕊试纸放在向移的试管口，试纸变蓝色，说明有氨气放出，原物质中含有铵根离子。（3）Al33NH3H2O=Al（OH）33NH4，根据题意明矾石中含有Al2O3、Fe2O3，所以沉淀物为Al（OH）3、Al2O3和Fe2O3。（4）由于明矾石的组成与明矾相似，所以滤液的成分中含有K2SO4和反应后生成的（NH4）2SO4以及水。（5）混合肥料中含有K2SO4

5、和（NH4）2SO4，要产生白色沉淀，加入的溶液为BaCl2或Ba（NO3）2溶液，以后的操作为：先将混合液过滤，然后洗涤，最后干燥，冷却后称量。（6）根据题意有：174n（K2SO4）132n（NH4）2SO4=mg，再由SO守恒得：n（K2SO4）n（NH4）2SO4=nmol ，n （K2SO4） mol。【答案】（1）78；100。（2）取滤液少许，加入NaOH，加热，生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。（3）Al（OH）3；Al2O3；Fe2O3。（4）K2SO4；（NH4）2SO4。（5）BaCl2；过滤；洗涤；干燥。（6）mol。【例3】二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业

6、上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si（16。27%）、Fe（5。86%）、Al（3。42%）、Zn（2。68%）和Cu（0。86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：Fe（OH）2Mn（OH）2Cu（OH）2Zn（OH）2CuSZnSMnSFeSpH5.23.29.710.46.78.。0.422.57（1）FeSO4在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为。（2）滤渣A的主要成分是 。（3）加入MnS的目的是除去 杂质。（4）碱性锌锰电池中

7、，MnO2参与的电极反应方程式为（5）从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有 （写两种）。【解析】考查学生对元素化合物的主要性质的掌握、书写电极反应方程形式的能力以及学生能够从试题提供的新信息中，准确地提取实质内容，并与已有知识模块整合，重组为新知识模块的能力。由反应流程可知：在酸性条件下二氧化锰将Fe2+氧化为Fe3+，将Cu氧化成Cu2+，此外溶液中的还有Zn2+和Al3+，当调pH至5。4时，只有Al（OH）3 和Fe（OH）3会完全沉淀，故滤渣A的主要成分是Fe（OH）3和Al（OH）3。加入MnS后因为酸性条件下CuS 、ZnS更难溶所以会转化为CuS 、ZnS沉淀而除去Cu2 Z

8、n2。（1）MnO22FeSO42H2SO4MnSO4Fe2（SO4）32H2O （2）Fe（OH）3 Al（OH）3（3）Cu2 Zn2（4）MnO2H2OeMnOOHOH（或2MnO2H2O2eMn2O32OH）（5）锌、二氧化锰【例4】将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO42H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。（1）本工艺中所用的原料除CaSO42H2O、KCl外，还需要 等原料（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式： （3）过滤操作所得固体中

9、，除CaCO3外还含有 （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料。（4）过滤操作所得滤液是（NH4）2SO4溶液。检验滤液中含有CO32的方法是：（5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：温度（）2060K2SO4溶解的量（g）7。4118。60时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0，可析出K2SO4晶体 g（6）氯化钙结晶水合物（CaCl26H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是 a 熔点较低（29熔化） b 能导电 c 能制冷 d 无毒（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：【解析】此题是一道以工业生产为背景的实验题，考查了实验基本操作、离子检验

10、、溶解度计算等。从生产流程图可以看出，所需原料除CaSO42H2O、KCl外，还需要氨气、石灰石和水。硫酸钙是微溶的，碳酸钙是难溶的，因此石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后生成了碳酸钙和硫酸铵，生成的碳酸钙中混有石膏。碳酸根的检验可用酸化的方法，若产生气泡说明虑液中含有碳酸根。硫酸钾饱和溶液在结晶过程中溶剂的量不变，查表可知不同温度下的溶解度，先求出591饱和液中含有的水是500g，在0可溶解硫酸钾37g，所以析出晶体54g。作为储热材料，要求能在室温左右的温度下工作，且对人体无害，故选ad；绿色化学要求整个生产过程中不排放污染物，原子利用率高，因此生产流程中碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化

11、为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用。（1）CaCO3 NH3 H2O （2）CaSO4CO32CaCO3SO42（3）CaSO4（4）滤液中滴加盐酸产生气泡 （5）54g （6）a d（7）碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等（原子利用率高，没有有害物质排放到环境中）【例5】以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料可制得硫酸铜（CuSO45H2O）。制取硫酸铜晶体的过程如下图所示。 回答下列问题： （1）配平在滤液（）中发生反应化学主程式： _NOx+_H2O+_O2_HNO3。 （2）写出制取硫酸铜的总反应方程式_。 （3）在上述生产过程中，被循环使

12、用的物质是_。 （4）请你选用下列适宜的装置来模拟上述生产过程。将它们的编号填入方框。（1）NOx中N的化合价为2x，反应前后N化合价变化为5-2x，O2中O化合价变化为4，初步配平为4NOx+H2O+（5-2x）O2HNO3，再配平其他物质的化学计量数得：4NOx+2H2O+（5-2x）O24HNO3；（2）发生的有关的化学方程式为：（5-2x）Cu+（12-4x）HNO3（5-2x）Cu（NO3）2+2NOx +（6-2x）H2O、 4HNO3、Cu（NO3）2+H2SO4CuSO4+2HNO3，+2+（5-2x），得：（5-2x）Cu+ O2+（5-2x）H2SO4（5-2x）CuSO4+（5-2x）H2O，化简得2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O；（3）要提供O2，可用排空气法，即用A装置通过从分液漏斗中加水排出空气；消除氮的氧化物用B装置，一个导气管通氮的氧化物，一个导气管通空气，另一个导气管导出多余的空气。由实验室用浓硫酸和金属铜制硫酸铜，拓展到用稀硫酸、金属铜、通入氧气制硫酸铜， 延伸到化工生产硫酸铜，再回归到实验室模拟化工生产过程。Cu + 2H2SO4（浓） CuSO4 + SO2+ 2H2O Cu + 4HNO3（浓）= Cu（NO3）2 + 2NO