2019-2020年高考化學一輪復(fù)習 課時40 化學工藝流程檢測與評估

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1、 2019-2020年高考化學一輪復(fù)習課時40化學工藝流程檢測與評估 1. 熱失重質(zhì)量分數(shù) (1) 根據(jù)流程圖判斷白云石“輕燒”后固體產(chǎn)物的主要成分:。則“輕燒”溫度 應(yīng)不超過。 ⑵流程圖中“加熱反應(yīng)”的化學方程式為。 ⑶沉淀過程溶液的pH=9.5，此時溶液中c(Mg2+)=(已知K[Mg(OH)]=5.61 sp2 X10-12)。 (4) 該工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)、(填化學式)。 (5) 傳統(tǒng)工藝將白云石分解為氧化鎂和氧化鈣后提取，該工藝采用輕燒白云石的方法，其優(yōu)點 是、。 2. 堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO]是一種用于污水處理的

2、新型高效絮凝劑，在醫(yī)藥上也可用于治療消 4 化性潰瘍出血，工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如下: 已知:部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表: 反應(yīng)」一-攪拌 過濾 沉淀物 Fe(OH) 3 Fe(OH) 2 Al(OH) 3 開始沉淀 2.3 7.5 3.4 完全沉淀 3.2 9.7 4.4 回答下列問題: (1) 加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH在范圍內(nèi)，使溶液中的(填離子符號)沉 淀。 ⑵反應(yīng)II中加入NaN0的目的是，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。 2 ⑶反應(yīng)II中加入硫酸的作用是控制

3、體系的pH,若硫酸加入量過小，反應(yīng)體系酸度太低，容易生成沉淀;若硫酸加入量過大，不利于產(chǎn)品形成，試從平衡移動的角度分析原 因:。 ⑷流程圖中的“系列操作”包括，，過濾，洗滌，烘干。 (5)在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質(zhì)量標準， 產(chǎn)品中不得含有Fe2+及N。為檢驗所得產(chǎn)品中是否含有Fe2+，應(yīng)使用的試劑為(填字母)。 A.氨水B.KSCN溶液C.NaOH溶液D.酸性KMnO溶液 4 3. (xx?海南卷)鋅是一種應(yīng)用廣泛的金屬，目前工業(yè)上主要采用“濕法”工藝冶煉鋅。某含鋅礦的主要成分為ZnS(還含少量FeS等其他成分)，以其為原料冶煉鋅的工藝

4、流程如下圖所示： 廢電積液 濾液T電解沉積1鋅 硫化鋅.精礦 含塵煙氣—凈化制酸 ?焙1卜焙砂T出卜浸出液 凈化 浸出渣亠回收利用濾渣亠回收利用 回答下列問題: (1) 硫化鋅精礦的焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中進行，所產(chǎn)生焙砂的主要成分的化學式 為。 (2) 焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣可凈化制酸，該酸可用于后續(xù)白操作。 ⑶浸出液“凈化”過程中加入的主要物質(zhì)為，其作用是。 (4) 電解沉積過程中的陰極采用鋁板，陽極采用Pb-Ag合金惰性電極，陽極逸出的氣體 是。 (5) 改進的鋅冶煉工藝，采用了“氧壓酸浸”的全濕法流程，既省略了易導(dǎo)致空氣污染的焙燒 過程，又可獲得一

5、種有工業(yè)價值的非金屬單質(zhì)?！把鯄核峤敝邪l(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為。 (6) 我國古代曾采用“火法”工藝冶煉鋅。明代宋應(yīng)星著的《天工開物》中有關(guān)于“升煉倭鉛”的記載:“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)，……，然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅,……冷淀，毀罐取出，……即倭鉛也?！痹摕掍\工藝過程主要反應(yīng)的化學方程式 為。(注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅，倭鉛是指金屬鋅) 4. 某地煤矸石經(jīng)預(yù)處理后含SiO(63%)、AlO(25%)>FeO(5%)及少量鈣鎂的化合物等，一種綜 22323 合利用工藝設(shè)計如下: 母液 鹽酸 NaOH溶液 CaCO3 煤肝石-* >A1(O

6、H)3 酸浸十溶液fI水解匚殘渣 —*■沉淀堿溶f母液 f溶液f,轉(zhuǎn)化 _Fe(OH)3“物質(zhì)X (1) “酸浸”過程中主要反應(yīng)的離子方程式為 ⑵“酸浸”時鋁浸出率的影響因素可能有、。(寫出兩個) (3) 物質(zhì)X的化學式為?！皦A溶”時反應(yīng)的離子方程式為。 (4) 已知Fe3+開始沉淀和沉淀完全的pH分別為2.1和3.2,AW開始沉淀和沉淀完全的pH分別為4.1 和5.4。為了獲得產(chǎn)品Al(OH)3，從煤矸石的鹽酸浸取液開始，若只用CaC03—種試劑，后續(xù)操作過程。 (5) 以煤矸石為原料還可以開發(fā)其他產(chǎn)品，例如在煤矸石的鹽酸浸取液除鐵后，常溫下向AlCl3溶液中不斷通入

7、HC1氣體，可析出大量AlCl3?6H20晶體，結(jié)合化學平衡移動原理解釋析出晶體的原因:。 5. (xx?四川卷)污染物的有效去除和資源的充分利用是化學造福人類的重要研究課題。某化學研究小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2，另含有少量頭鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物作脫硫劑，通過如下簡化流程既脫除燃煤尾氣中的S02，又制得電池材料Mn02(反應(yīng)條件已略去)。 請回答下列問題: (1) 上述流程脫硫?qū)崿F(xiàn)了(填字母)。 A.廢棄物的綜合利用B.白色污染的減少C.酸雨的減少 (2) 用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+，其原因是。 (3) 已知：25°C、101kPa時，Mn(s

8、)+O(g)MnO(s)△H=-520kJ?mol-1 22 S(s)+O(g)SO,(g)△H=-297kJ?mol-1 Mn(s)+S(s)+2O(g)MnSO(s)△H=-1065kJ?mol-1 24 SO與MnO反應(yīng)生成無水MnSO的熱化學方程式是。 224 (4) MnO可作超級電容器材料。用惰性電極電解MnSO溶液可制得MnO，其陽極的電極反應(yīng)式 242 是。 (5) MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時，正極的電極反應(yīng)式 (6) 假設(shè)脫除的SO2只與軟錳礦漿中的MnO2反應(yīng)。按照圖示流程，將am3(標準狀況)含SO?的體積分數(shù)為b%的尾氣通

9、入礦漿，若SO?的脫除率為89.6%,最終得到MnO2的質(zhì)量為ckg，則除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時，所引入的錳元素相當于MnO?kg。 課時40化學工藝流程 1. (1)CaCO、MgO700°C (2) (NH)SO+MgOMgSO+2NHf+HO 4?443? (3) 5.61X10-3mol?L-1 (4) (NH)SONH(或NH?HO) 424332 (5) 減少能源消耗便于CaCO3分離 【解析】(1)該工藝的目的是制備氫氧化鎂,輕燒后,碳酸鎂分解成氧化鎂,除去碳酸鈣,固體 產(chǎn)物的主要成分為CaCO3和MgO,根據(jù)熱失重圖可知,溫度應(yīng)不超過700C。(3) K

10、[Mg(OH)]二c(Mg2+)?C2(OH-)二c(Mg2+)X(10-4.5)2=5.61X10-12，可以算出c(Mg2+)=5.61X10-3 sp2 mol?L-i。(4)(NH)SO(在第二個過濾的濾液中)和NH(在流程圖中直接可以看出)可循環(huán)使用。 4243 (5)傳統(tǒng)工藝將白云石分解為氧化鎂和氧化鈣后提取,該工藝采用輕燒白云石的方法,其優(yōu)點是減少能源消耗、便于CaCO3分離。 2. (1)4.4~7.5Al3+ (2) 氧化Fe2+2H++Fe2++NFe3++NOf+HO ⑶Fe(OH)過量的硫酸與Fe(OH)SO電離出來的OH-中和,使電離平衡向右移動 34

11、 (4) 蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶 (5) D 【解析】(1)加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH,把Al3+除去,可調(diào)節(jié)pH在4.47.5的范圍。(2)該工藝的目的是制備堿式硫酸鐵，加入NaNO2的目的就是氧化Fe2+,方程式為2H++Fe2++NFe3++NOf+屯。。(3)若酸度太低，不能抑制Fe3+的水解，所以生成Fe(OH)沉淀，但過量的硫酸與Fe(OH)SO電離出來的OH-中 34 和，使電離平衡向右移動。(5)Fe2+能使酸性高錳酸鉀溶液褪色;KSCN與Fe3+發(fā)生顯色反應(yīng);C項，有Fe3+,會受干擾，無法檢驗。 3. (1)ZnO(2)浸出(3)鋅粉置換出Fe等(4)O2 (5) 2Zn

12、S+4H++O2Zn2++2S；+2HO 22 (6) ZnCO+2CZn+3COf 3 【解析】(1)由于硫化鋅精礦的成分是ZnS,焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中進行,發(fā)生反應(yīng):2ZnS+3O22ZnO+2SO2，因此所產(chǎn)生焙砂的主要成分是ZnO。(2)焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣主要成分是SO2，可凈化制酸，該酸可用于后續(xù)的浸出操作。(3)浸出液凈化過程中加入的主要物質(zhì)為鋅粉，其作用是置換出Fe等。(4)電解沉積過程中的陰極采用鋁板，陽極采用Pb-Ag合金惰性電極,由于電極是惰性電極，所以在陽極是溶液中的0H-放電，電極反應(yīng)式為40H--4e-2H20+02f,所以陽極逸出的氣體是氧氣。(5

13、)根據(jù)題意可得“氧壓酸浸”中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為ZnS+4H++O2Zn2++2S；+2H0。(6)用焦炭煅燒爐甘石的化學方程式為ZnCO+2CZn+3C0仁 223 4. (1)Al0+6H+2Al3++3H0; 232 Fe0+6H+2Fe3++3H0 232 (2) 鹽酸的濃度、反應(yīng)溫度、煤矸石顆粒大小、是否充分攪拌、反應(yīng)時間(任寫兩個) (3) C0Al(0H)+0H-Al+2H0 232 ⑷加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到3.2,過濾除去Fe(OH)3后,再加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到5.4,過濾得到Al(OH)3 (5)AlCl飽和溶液中存在溶解平衡:AlC??6H

14、O(s)Ab+(aq)+3Cl-(aq)+6HO(l)，通入HCl氣體使溶液中c(Cl-)增大,平衡向析出固體的方向移動從而析出AlCl3晶體。 【解析】(1)AlO、FeO與鹽酸反應(yīng)生成鹽和水;SiO不與鹽酸反應(yīng)。(2)鹽酸的濃度、反應(yīng)23232 溫度、煤矸石顆粒大小、是否充分攪拌、反應(yīng)時間等都可以影響“酸浸”時的鋁浸出率。(3)X是二氧化碳氣體，二氧化碳氣體通入Al溶液中可以制取Al(OH)3。(4)要依次得到Fe(OH”、Al(OH)3,所以操作過程是加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到3.2,過濾除去Fe(OH”后，再加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到5.4,過濾得到Al(OH)3。(5)在常溫下向Al

15、Cl3溶液中不斷通入HCl氣體，可析出大量AlCl3?6屯O晶體，不是在加熱的條件下，析出AlCl3?6H2O晶體，所以不能從HCl氣體抑制鋁離子水解平衡方面解釋。只能用溶解平衡移動原理解釋，即AlCl3飽和溶液中存在溶解平衡:AlCl3?6H2O(s)Al3+(aq)+3Cl-(aq)+6H2O(l),通入HCl氣體使溶液中c(Cl-)增大，平衡向析出固體的方向移動從而析出AlCl3晶體。 5. (1)AC (2) 消耗溶液中的酸，促進AH+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀 (3) MnO(s)+SO(g)MnSO(s)AH=-248kJ?mol-1 224 (4) Mn2++2HO

16、-2e-MnO+4H+ 22 (5) MnO+HO+e-MnO(OH)+OH- 22 (6) 【解析】(1)白色污染主要是塑料等難降解的物質(zhì)形成的,so2能形成酸雨，因此脫硫?qū)崿F(xiàn)了廢棄物的綜合利用，同時也減少了酸雨形成，即答案選AC。(2)由于碳酸錳能消耗溶液中的酸，降低 溶液的酸性，從而促進A13+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀。(3)已知:熱化學方程式①Mn(s)+O2(g)MnO?(s)△H=-520kJ?mol-i,②S(s)+^(g)SO?(g)△H=-297kJ?mol-i,③Mn(s)+S(s)+202(g)MnS04(s)△H=-1065kJ?mol-1,則根據(jù)蓋斯

17、定律可知③-(①+②)即得到SO2與MnO2反應(yīng)生成無 水MnSO的熱化學方程式是MnO(s)+SO(g)MnSO(s)△H=-248kJ?mol-1。(4)電解池中陽極失 4224 去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則用惰性電極電解MnSO溶液可制得MnO,因此陽極是錳離子放電,其陽極 42 電極反應(yīng)式是Mn2++2H2O-2e-MnO2+4H+。⑸原電池中負極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),因此堿性鋅錳電池放電時,正極是二氧化錳得到電子,則電極反應(yīng)式是MnO2+H2O+e-MnO(OH)+OH-。(6)實際參加反應(yīng)的SO2的物質(zhì)的量是mol=0.4abmol,根據(jù)化學方程式

18、MnO2(s)+SO2(g)MnSO4(s)可知生成硫酸錳的物質(zhì)的量是0.4abmol。最終生成二氧化錳是ckg,則根據(jù)化學方程式3MnSO+2KMnO+2HO5MnO+KSO+2HSO可知，消耗硫酸錳的物質(zhì)的量是Xmol, 44222424 則除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時，所引入的錳元素的物質(zhì)的量是Xmol-0.4abmol,相當于二氧 (1000c 化錳的質(zhì)量是I87 3 xmol-0.4 abmol X87g?mol-1=(600c-34.8ab) g=kg。 2019-2020年高考化學一輪復(fù)習第四單元金屬元素及其化合物能力提

19、 金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化 1. 鈉及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系 2Na+ONaO 222 2NaO+2HO4NaOH+Of 2222 2NaO+2CO2NaCO+O 222232 NaOH+HClNaCl+HO 2 2NaOH+CONaCO+HO 2232 NaOH+CO(過量)NaHCO 23 NaCO+Ca(OH)2NaOH+CaCO； 2323 NaCO+CO+HO2NaHCO 23223 NaCO+2HCl2NaCl+COf+HO 2322 NaHCO+HClNaCl+COf+HO 3 22 NaCl+NH+C0+HONaHCO；+NHCl

20、32234 2NaHCONaCO+COf+HO 32322 2NaCl+2HO2NaOH+Hf+Clf 222 2NaCl(熔融)2Na+Clf 2 2. 鋁及其化合物 2Al+6HCl2AlCl+3Hf 32 2Al+2NaOH+2HO2NaAlO+3Hf 222 AlO+6HCl2AlCl+3HO 2332 2Al(OH)AlO+3HO 3232 2AlO(熔融)4Al+3Of 232 AlO+2NaOH2NaAlO+HO 2322 Al(OH)+NaOHNaAlO+2HO 322 2NaAlO+CO+3HO2Al(OH)；+NaCO

21、2 22323 NaAlO+CO(過量)+2HOAl(OH)；+NaHCO 2 2233 Al(OH)+3HClAlCl+3HO 3 32 AlCl+3NH?HOAl(OH)；+3NHCl 33234 AlCl+3NaAlO+6HO4Al(OH)；+3NaCl 3 223 3. 鐵及其化合物 HC1 6、點燃 I Fev匕FeQs- Al（或CO）、高溫 。2、點燃（或 水蒸氣、高溫） 丨亠上FeQ。 Al、咼溫 Fe(OH)3 Fe(0H)2 3Fe+2OFeO 234 3Fe+4H0(g)Fe0+

22、4Hf 2342 2Fe+3Cl2FeCl 23 8Al+3Fe04Al0+9Fe 3423 2Al+Fe0Al0+2Fe 2323 3C0+Fe03C0+2Fe 232 Fe+2HClFeCl+Hf 22 Fe0+2HClFeCl+H0 22 2FeCl+Fe3FeCl 32 4Fe(0H)+0+2H04Fe(0H) 2223 FeCl+3Na0HFe(0H)；+3NaCl 33 Fe0+8HCl2FeCl+4H0+FeCl 34322 2FeCl+Cl2FeCl 223 FeCl+2Na0HFe(0H)；+2NaCl 22 銅及其化合物

23、 1. 轉(zhuǎn)化關(guān)系 2. 硫酸銅 CuSO晶體與無水CuSO之間相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下: 44 CuSO?5HOCuSO+5HO 4 242 CuSO+5HOCuSO?5HO 4242 實驗內(nèi)容 實驗現(xiàn)象 結(jié)論 CuSO?5HO-CuSO 424 向CuSO?5HO中慢慢滴 42 入濃硫酸，靜置 藍色f白色 濃硫酸具有吸水性，可使 CuSO?5HO失去結(jié)晶水 42 CuSO-CuSO?5HO 442 向無水CuSO中通入水 4 蒸氣 白色粉末變?yōu)? 藍色晶體 用以檢驗水蒸氣的存在 3.

24、 Cu(OH)CO 223 銅在干燥空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕空氣中會被腐蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅銹 2Cu+O+HO+COCu(OH)CO 222223 4. 銅及其化合物的顏色 物質(zhì) 顏色 物質(zhì) 顏色 Cu 紫紅色 CuSO 4 白色 CuO 黑色 CuSO?5HO 42 藍色 CuO 2 紅色 Cu(OH)CO 223 綠色 CuS 2 黑色 Cu(OH) 2 藍色 金屬的通性與冶煉 1. 金屬的通性 (1) 金屬的通性:在常溫下，絕大多數(shù)金屬是固體，Hg為液態(tài)。金屬一般具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。 (

25、2) 金屬元素的原子結(jié)構(gòu)與化學性質(zhì)的關(guān)系:金屬元素原子最外層電子數(shù)一般小于4，金屬元素原子易失去電子顯還原性。 2. 合金 (1) 定義:兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔化而成的具有金屬特性的物質(zhì)。如鎂鋁合金、鋼、不銹鋼等。 （2）性能:合金具有不同于各成分金屬的物理性能、化學性能或機械性能。合金的熔點一般比它的成分金屬熔點低，而硬度一般比成分金屬的硬度大。 3. 金屬的冶煉 常見金屬的冶煉方法 （1）電解法:冶煉較活潑的金屬（例如:鈉、鋁）。 2NaCl（l）2Na+Clf 2 2AlO4Al+3Of 232 （2）熱還原法:在高溫下，用還原劑（屯、CO、C、A

26、l等）還原金屬氧化物（金屬活動性在ZnCu 之間）。 FeO+3CO2Fe+3CO 232 WO+3HW+3HO 322 2Al+CrO2Cr+AlO 2323 2CuO+C2Cu+CO 2 （3）熱分解法:適合冶煉金屬活動性較差的金屬（例如Hg、Ag）。 2HgO2Hg+Of 2AgO4Ag+Of 物質(zhì)的制備與化工流程圖 近年來化學工藝流程圖是必考題型，這類試題反映化學學科與生產(chǎn)實際相結(jié)合的綜合性。試題主要考查的是物質(zhì)制備過程中的反應(yīng)原理（包括化學反應(yīng)及其涉及的平衡原理等）、相關(guān)實驗技術(shù)（如條件控制與選擇等）、化學用語的準確表達等。解答這類試題的起點是會識別流程圖

27、［箭頭進入的是投料（反應(yīng)物），箭頭出去的是生成物（包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物）］;關(guān)鍵是會利用題給新信息，正確運用的原理，一般程序為:明確生產(chǎn)目的、看清物料流向（出線、進線、回轉(zhuǎn)的循環(huán)線）與相關(guān)反應(yīng)、能量變化與物質(zhì)變化、主產(chǎn)物與副產(chǎn)物，關(guān)注安全問題、環(huán)境問題、（物質(zhì)、能量）循環(huán)利用問題等。概括如下: (1)海水提取食鹽以及食鹽的精制; (2)電解熔融氯化鈉制鈉、電解飽和食鹽水(氯堿工業(yè))制氫氧化鈉、氫氣和氯氣; (3) 海水提取Mg2及電解熔融氯化鎂制鎂； (4) 海水提取溴、海帶提取碘; (5) 工業(yè)上合成氨(分離空氣制氮氣、水煤氣分離出氫氣，高溫高壓催化劑合成氨); (6) 石灰窯制生石灰，生石灰與水反應(yīng)再得熟石灰; (7) 高溫煉鐵、煉鋼; (8) 侯德榜制堿法(碳酸鈉); (9) 工業(yè)上制硫酸; (10) 工業(yè)上制硝酸; (11) 工業(yè)上制綠礬; (12) 工業(yè)上制膽礬; (13) 工業(yè)上制明礬; (14) 工業(yè)上制莫爾鹽; (15) 二氧化硅制硅及硅的提純; (16) 硅酸鹽工業(yè)。