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1、181期末复习工艺流程图题型 2018期末复习：元素化合物综合题 1（2016年北京卷，12分）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：（1）过程中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是_（2）过程中，Fe2+催化过程可表示为：i：2Fe2+ PbO2+4H+SO422Fe3+PbSO4+2H2Oii: 写出ii的离子方程式：_。下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变

2、红。b._。（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s) + NaOH(aq)NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示。过程的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程中重复使用，其目的是_A减少PbO的损失，提高产品的产率B重复利用氢氧化钠，提高原料的利用率C增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率过程的目的是提纯，综合上述溶解度曲线，简述过程的操作_。答：1.（1）Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4+ 2H2O。 （2） 2Fe3+Pb+SO42=PbSO4+2Fe2； 取a中红色溶液少量，加入过量Pb，充分反应后，红色褪去。 （3） A、B； 将粗PbO溶解在一定量35

3、%NaOH溶液中，加热至110， 充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到PbO固体。 2（2016江苏卷12分）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。生成Ca(ClO)2的化学方程式为 。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

4、过程中Cl2 转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为6Ca(OH)2 + 6Cl2Ca(ClO3)2 + 5CaCl2 + 6H2O 氯化完成后过滤。滤渣的主要成分为 （填化学式）。滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比nCa(ClO3)2 nCaCl2 15(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100gL-1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是 。 解：Ca(OH)2 CaCO32.（1）2Cl2 + 2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O； AB （2） CaCO3、Ca

5、(OH)2 2NaOH(稀、冷) + Cl2 NaCl + NaClO + H2O 6NaOH(浓、热) + 3Cl2 5NaCl + NaClO3 + 3H2O 6Ca(OH)2 + 6Cl2Ca(ClO3)2 + 5CaCl2 + 6H2O 2Cl2 + 2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O （3）蒸发浓缩、冷却结晶3(2015福建卷)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

6、：已知：物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/57.6180（升华）300（升华）1023 步骤中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是 （写出一种）。 步骤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 。 已知：Al2O3(s) + 3C(s) = 2Al(s) + 3CO(g) H1 = +1344.1kJ mol-1 2AlCl3(g) = 2Al(s) + 3Cl2(g) H2 = +1169.2kJ mol-1 由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为 。 步骤经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种， 其化学

7、式分别为 。 结合流程及相关数据分析，步骤中加入铝粉的目的是 。解：AlCl3、FeCl33. （1）Al3+ + 3H2OAl(OH)3(胶体) + 3H+ （2） 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。 Fe或 铁 ； Al2O3(s) + 3C(s) + 3Cl2(g) = 2AlCl3(g) + 3CO(g) H = +174.9kJ/mol NaCl、NaClO、Na2CO3 ； 除去FeCl3，提高AlCl3纯度。4(2013全国I卷) 锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。 某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔

8、等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C + xLi+ + xe- = LixC6 。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。 回答下列问题：（1） LiCoO2中， Co元素的化合价为_。（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_。（3）“酸浸”一般在 80下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式： _； 可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是_ 。（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_ 。（5）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式： _ 。（6）上述工艺中，“放电处理”有

9、利于锂在正极的回收，其原因是_ 。 在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_（填化学式）。解：（LiCoO2、C）804. （1） +3 （2）2Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2- + 3H2 （3） 有氯气生成，污染较大。 （4） CoSO4 + 2NH4HCO3 = CoCO3+ (NH4)2SO4 + H2O + CO2 过量 （5）Li1-xCoO2 + LixC6 = LiCoO2 + 6C 负极Li 正极 （6）Li+从负极脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4 5氮化硅(Si3N4)是高温结构陶瓷，具有优良的性能，人们

10、常常利用它来制造轴承、 汽轮叶片、永久性模具等机械构件。设计的合成氮化硅工艺流程如下： (1) 电弧炉中主要反应的化学方程式为：_ 用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为：_，碳化硅晶体是_晶体。(2) 在流化床反应的气态产物中，SiCl4大约占85%，还有Cl2等，有关物质的沸点数据如下表：物质SiSiCl4Cl2沸点/235557.634.1提纯SiCl4的主要工艺操作依次是沉降、_，其中温度最好控制在_(填序号)。A略小于34.1 B大于57.6 C略小于57.6 D34.1 (3) 粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用作制冷剂的气体和一种难溶

11、性的酸，该反应的方程式为：_。 该工艺流程中涉及的主要反应属于氧化还原反应的有_个。5(1) SiO2 + 2C Si(粗硅) + 2CO SiO2 + 3C SiC + 2CO原子晶体：金刚石、晶体硅；SiO2、SiC。(2) 冷凝 (或降温) C (3) Si3N4 + 9H2O = 4NH3+ 3H2SiO3 2 6（2017天津卷，14分）某混合物浆液含有Al(OH) 3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用回答和中的问题 固体混合物的分离和利用（流

12、程图中的部分分离操作和反应条件未标明） （1）反应所加试剂NaOH的电子式为 。 BC的反应条件为 ， CAl的制备方法称为 。（2）该小组探究反应发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化； 加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。 由此判断影响该反应有效进行的因素有(填序号) 。 a温度 bCl的浓度 c溶液的酸度（3）0.1mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2xH2O 的液态化合物，放热4.28kJ，该反应的热化学方程式为： 。（4）用惰性电极电解时，CrO42能从浆液中分离出来的原因是 ，分离后含铬元素的粒子是

13、 ；阴极室生成的物质为 （写化学式）。6. 加热(或煅烧) 电解法 a c 2Cl2(g) + TiO2(s) + 2C(s) TiCl4(l) + 2CO(g) H =85.6kJmol1 16班 在直流电场作用下，CrO42通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液。CrO42、Cr2O72 NaOH和H2 (写法：2CrO42 + 2H+ Cr2O72+ H2O ) 7（2017江苏卷，12分）铝是应用广泛的金属。以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下： 注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式

14、为 。（2）向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液， 溶液的pH( “增大”、“不变”或“减小”)。 反应：OH- + HCO3- = H2O + CO32- AlO2- + HCO3- + H2O = Al(OH)3 + CO32- （3）“电解”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗， 原因是 。（4）“电解”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示 阳极的电极反应式为 ，阴极产生的物质A的化学式为 。（5）铝粉在1000时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合， 有利于AlN的制备，其主要原因是 。NaAlO2NaOH解： 7. Al2O3 + 2O

15、H 2AlO2+ H2O 减小 石墨电极被阳极上产生的O2氧化 4CO324e+ 2H2O 4HCO3+ O2 H2 NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜。8（2017新课标，15分）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备， 铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示 回答下列问题：（1）步骤的主要反应为： FeOCr2O3 + Na2CO3 + NaNO3Na2CrO4 + Fe2O3 + CO2 + NaNO2 。 上述反应配平后FeOCr2O3与NaNO3的系数比为 。 该步骤不能使用陶瓷容器，原因是 。（2）滤渣1中含量最多的

16、金属元素是， 滤渣2的主要成分是 及含硅杂质。（3）步骤调滤液2的pH使之变 （填“大”或“小”）， 原因是（用离子方程式表示） 。（4）有关物质的溶解度如图所示 向“滤液3”中加入适量KCl， 蒸发浓缩，冷却结晶， 过滤得到K2Cr2O7固体。 冷却到（填标号） 得到的K2Cr2O7固体产品最多。 a. 80 b. 60 c. 40 d. 10 步骤的反应类型是 。（5）某工厂用m1 kg 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7，最终得到产品 m2 kg， 产率为 100%。解：Na2CrO4、NaNO2、Na2SiO3NaAlO2、Na2CO3 8. 2：7 SiO2与Na2C

17、O3高温下反应生成Na2SiO3和CO2Al2O3 Fe2O3 Fe Al(OH)3 小 2CrO42+ 2H+ Cr2O72+ H2O d 复分解反应 = 解： Cr2O3 K2Cr2O7 152 294 m140% kg ? (理论产量)K2Cr2O7的理论质量为m140% kg所得产品的产率为9（2017北京卷，13分）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的 重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下： 资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质 化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2 沸点/ 58 136 181（升华） 316 1412

18、 熔点/69 25 193 304 714 在TiCl4中的溶解性 互溶 微溶 难溶（1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应， 加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。 已知： TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(g) + O2(g) H1 = +175.4kJmol1 2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H2 =220.9kJmol1 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式： 。 氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反应的H 0（填“”“”或“=”），判断依据： 。 氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和C

19、l2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，则尾气的吸收液依次是 氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有 。（2）精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下：物质a是 ，T2应控制在 。9. TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s) =TiCl4(g) + 2CO(g) H =45.5kJmol1 4000C-5000C平衡状态，升高温度，CO的量增大（或 CO2的量减小），即2CO22CO + O2 平衡向右移动，说明CO2生成CO的反应是吸热反应。 饱和食盐水、 FeCl2溶液 TiO2、C (反应物有剩余) SiCl4 136左右 10（201

20、7江苏卷，15分）某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag （金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略）。 已知： NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解， 如：3NaClO 2NaCl + NaClO3 AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3H2OAg(NH3)2+Cl+2H2O 常温时 N2H4H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3) 2+： 4Ag(NH3)2+ + N2H4H2O 4Ag + N2 + 4NH4+ + 4NH3 + H2O （1）“氧化”阶段需在 80条件下进行，适宜的加热方式为 。（2）NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH

21、 和 O2，该反应的化学方程式为 。 HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是： 。（3）为提高Ag的回收率，需对“过滤”的滤渣进行洗涤，并 。（4）若省略“过滤”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水， 则需要增加氨水的用量，除因过量NaClO与NH3H2O反应外 （该条件下NaClO3与NH3H2O不反应），还因为 。（5）请设计从“过滤”后的滤液中获取单质Ag的实验方案（实验中须使用的试剂有： 2molL1水合肼溶液，1molL1H2SO4 ）： 。10. 800C水浴加热 4Ag + 4NaClO + 2H2O 4AgCl + 4NaOH + O2

22、；会释放出氮氧化物（或NO、NO2），造成环境污染 将洗涤液(含银氨络离子)合并入过滤的滤液中。 未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水， 且其中含有一定浓度的Cl，不利于AgCl与氨水反应。 向滤液（含Ag(NH3)2+）中滴加2molL1水合肼溶液，搅拌使其充分反应，用1molL1H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、洗涤，干燥。11（2017天津，14分）H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害， 工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列方法中的问题H2S的除去 方法1：生物脱H2S的原理为：H2S + Fe2(SO4) 3 S + 2F

23、eSO4 + H2SO4 4FeSO4 + O2 + 2H2SO4 2Fe2(SO4) 3 + 2H2O（1）硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5105倍， 该菌的作用是 。（2）由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为 。 若反应温度过高，反应速率下降，其原因是 。 方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S（3）随着参加反应的n(H2O2) /n(H2S)变化，氧化产物不同 当n(H2O2) /n(H2S) = 4时，氧化产物的分子式为 。SO2的除去 方法1(双碱法)：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生， NaOH溶液Na2SO3溶液。（4）写出过程的离子方程式：

24、； CaO在水中存在如下转化：CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2(s)Ca2+(aq) + 2OH(aq)， 从平衡移动的角度，简述过程NaOH再生的原理 。 方法2：用氨水除去SO2（5）已知25，NH3H2O的Kb=1.8105，H2SO3的Ka1=1.3102，Ka2=6.2108若氨水的浓度为2.0molL1，溶液中的c(OH) = molL1将SO2通入该氨水中，当c(OH)降至1.0107 molL1时，溶液中的c(SO32) /c(HSO3) = 。11. 催化作用（或 降低反应活化能） 30、pH = 2.0 蛋白质变性( 或 硫杆菌失去活性 ) H2SO4 4H2

25、O2 + H2S = H2SO4 + 4H2O 2OH+ SO2 = SO32+ H2O SO32与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成 6.0103 0.62 解：NH3H2O NH4+ + OH- Kb = = 1.8105 c(OH) =6.0103 HSO3 H+ + SO32 Ka2 = = = 6.2108 c(SO32) /c(HSO3) = 0.62 元素化合物参考答案1.（1）Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4+ 2H2O。 （2） 2Fe3+Pb+SO42=PbSO4+2Fe2； 取a中红色溶液少量，加入过量Pb，充分反应后，红色褪去。

26、 （3） A、B； 将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加热至110， 充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到PbO固体。 2.（1）2Cl2 + 2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O； AB （2） CaCO3、Ca(OH)2 ； （3）蒸发浓缩、冷却结晶3. （1）Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + 3H+ （2） 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。 Fe或铁 ； Al2O3(s) + 3C(s) + 2Cl2(g) = 2AlCl3(g) + 3CO(g) H = +174.9kJ/mol NaCl、NaClO、NaClO3 ； 除去FeCl3，提高AlCl3纯度。4. （1） +3 （2） （3） 有氯气生成，污染较大 （4） （5） （6） Li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料 5(1) SiO2 + 2CSi(粗硅) + 2CO S