届二轮复习 工艺流程 专题卷全国通用.docx

1、届二轮复习 工艺流程 专题卷全国通用工艺流程题1利用废铅蓄电池的铅泥(PbO、Pb及PbSO4等)可制备精细无机化工产品3PbOPbSO4H2O (三盐)，主要制备流程如下：(1)步骤PbSO4转化为难溶PbCO3的离子方程式为_。(2)滤液1和滤液3经脱色、蒸发、结晶可得到的副产品为_(写化学式)。(3)步骤“酸溶”时，其中的铅与硝酸生成Pb(NO3)2及NO的离子方程式为_；滤液2中溶质主要成分为_(写化学式)。(4)步骤合成三盐的化学方程式为_。(5)步骤洗涤操作时，检验沉淀是否洗涤完全的方法是_。答案(1)COPbSO4=PbCO3SO (2)Na2SO410H2O(或Na2SO4)(

2、3)3Pb8H2NO=3Pb22NO4H2OHNO3(4)4PbSO46NaOH=3Na2SO43PbOPbSO4H2O2H2O(5)取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全解析向铅泥中加入Na2CO3溶液，PbSO4转化为难溶PbCO3的离子方程式为COPbSO4=PbCO3SO，然后过滤得到滤液1为Na2SO4溶液，向滤渣中加入硝酸酸溶，PbO、Pb、PbCO3都与硝酸反应生成 Pb(NO3)2，Pb与硝酸反应还生成NO，则铅与硝酸反应的离子方程式为3Pb8H2NO=3Pb22NO4H2O，然后向溶液中加入硫酸，生成PbSO

3、4沉淀，过滤，滤液2的主要成分是HNO3，向滤渣中加入NaOH溶液，发生反应：4PbSO46NaOH=3Na2SO43PbOPbSO4H2O2H2O，过滤、洗涤、干燥得到3PbOPbSO4H2O，滤液3中含有Na2SO4。(5)该沉淀吸附的离子是硫酸根离子，用盐酸酸化的氯化钡检验，其检验方法为：取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全。2.磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度:Ca5(PO4)3(OH)”或“”)。结合元素周期律解释中

4、结论:P和S电子层数相同,。(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式:。(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间、不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80 后脱除率变化的原因是。(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有S残留,原因是;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是。(6)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b molL-1 NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL。精制磷酸中H3PO4的质量

5、分数是。(已知:H3PO4的摩尔质量为98 gmol-1)答案(1)研磨、加热(2)核电荷数PS,得电子能力PS,非金属性PS,所以酸性H3PO4H2SO4(3)2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO40.5H2O+6H3PO4+2HF(4)80 后,H2O2因温度升高分解,浓度降低,反应速率减小,脱除率下降(5)CaSO4微溶于水,存在溶解平衡CaSO4(s)Ca2+(aq)+S(aq)BaCO3(s)+S(aq)BaSO4(s)+C(aq)(6)%解析(1)由流程所给条件可知,研磨成粉可以增大反应物的接触面积,加快反应速率;加热可以提高反应温度,加快反应速率。(2)由

6、强酸制弱酸的反应原理可知,硫酸的酸性强于磷酸;硫元素和磷元素都为第三周期元素,同周期元素从左到右,原子半径依次减小,非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强。(3)Ca5(PO4)3F在酸浸过程中发生反应的化学方程式为2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO40.5H2O+6H3PO4+2HF。(4)其他条件相同时,80 后,H2O2因温度升高发生分解,浓度降低,所以脱除率下降。(5)由于硫酸钙微溶于水,而碳酸钙难溶于水,所以碳酸钙过量依然有部分硫酸根不能转化为沉淀除去;加入碳酸钡,硫酸根会转化为难溶的硫酸钡除去。(6)由方程式可得转化关系H3PO42NaOH

7、Na2HPO4,反应的氢氧化钠物质的量为bc10-3 mol,则磷酸的物质的量为bc510-4 mol,则磷酸的质量分数为100%=%。3从废电池外壳中回收锌(锌皮中常有少量铁、外表沾有NH4Cl、ZnCl2、MnO2等杂质)，制取ZnSO47H2O可以采取如下工艺流程：已知：Zn(OH)2和Al(OH)3化学性质相似；金属氢氧化物沉淀的pH：氢氧化物开始沉淀的pH完全沉淀的pHZn(OH)25.78.0Fe(OH)32.73.7请回答下列问题：(1)“酸溶”时，为了提高酸溶速率，可采取的措施有_(任答一点)。(2)“氧化”时，酸性滤液中加入NaNO2反应的离子方程式为_ 。(3)“氧化”时，

8、为了减少污染，工业上常用H2O2替代NaNO2。若参加反应的NaNO2为0.2 mol，则对应至少需要加入10% H2O2溶液_mL(密度近似为1 gcm3)。该过程中加入的H2O2需多于理论值，原因除了提高另外反应物的转化率外，还可能是_。(4)“调节pH”时，若pH8则造成锌元素沉淀率降低，其原因可能是_。(5)将滤渣A溶于适量稀硫酸，调节溶液pH，过滤，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶析出ZnSO47H2O晶体。则该过程中需调节溶液pH的范围为_。答案(1)将废锌皮粉碎(或升高温度；适当提高硫酸浓度；搅拌)(2)Fe2NO2H=Fe3NOH2O (3) 34Fe3(或Fe2)催化分解双氧水(4)

9、碱性过强，氢氧化锌可能溶解(5)3.7pH5.7解析本题主要考查对于“制取ZnSO47H2O工艺流程”的评价。(1)“酸溶”时，为了提高酸溶速率，可采取的措施有：将废锌皮粉碎(或升高温度；适当提高硫酸浓度；搅拌)。(2)“氧化”时，酸性滤液中加入NaNO2，形成的亚硝酸将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为Fe2NO2H=Fe3NOH2O。(3)若参加反应的NaNO2为0.2 mol,2NaNO2H2O22e，则至少需要加入10% H2O2溶液34 mL(密度近似为1 gcm3)。该过程中加入的H2O2需多于理论值，原因除了提高另外反应物的转化率外，还可能是Fe3(或Fe2)催化分解双氧水

10、。(4)已知氢氧化锌具有两性，“调节pH”时，若pH8，则造成锌元素沉淀率降低，其原因可能是碱性过强，氢氧化锌可能溶解。(5)该过程中将氢氧化铁过滤除去，同时保证Zn2不沉淀，所以需调节溶液pH的范围为3.7pH5.7。4.碱式碳酸镁4MgCO3Mg(OH)24H2O是重要的无机化工产品。一种由白云石主要成分为CaMg(CO3)2，还含少量SiO2、Fe2O3等为原料制备碱式碳酸镁(国家标准中CaO 的质量分数0.43% )的实验流程如下：(1)“煅烧”时发生主要反应的化学方程式为_。(2)常温常压下，“碳化”可使镁元素转化为Mg(HCO3)2，“碳化”时终点pH对最终产品中CaO含量及碱式碳

11、酸镁产率的影响如图1和图2所示。应控制“碳化”终点pH约为_，发生的主要反应的化学方程式为_和_ _。图2中，当pH10.0时，镁元素的主要存在形式是_(写化学式)。(3)“热解”生成碱式碳酸镁的化学方程式为_。(4)该工艺为达到清洁生产，可以循环利用的物质是_(写化学式)。答案(1)CaMg(CO3)2CaOMgO2CO2(2) 9.0Mg(OH)22CO2=Mg(HCO3)2Ca(OH)2CO2=CaCO3H2OMg(OH)2(3)5Mg(HCO3)24MgCO3Mg(OH)24H2O6CO2(4)CO2解析(2)由图像可知，应控制“碳化”终点pH 约为9.0，这时碱式碳酸镁产率较高，而C

12、aO含量较低；煅烧产物CaO和MgO都可与水反应生成Ca(OH)2和Mg(OH)2，结合产物的要求，所以“碳化”时发生的主要反应有Mg(OH)22CO2=Mg(HCO3)2和Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O。当pH10.0时，镁元素的主要存在形式是Mg(OH)2。5.以软锰矿粉(主要含MnO2，还含有少量的Fe2O3、Al2O3 等杂质)为原料制取高纯MnO2的流程如下： (1)“酸浸”时所发生主要反应的离子方程式为_。(2)“酸浸”时加入一定体积的硫酸，硫酸浓度不能过小或过大。当硫酸浓度偏小时，“酸浸”时会有红褐色渣出现，原因是_。硫酸浓度不能过大的原因是_。(3)过滤所得滤渣为MnC

13、O3，滤液中溶质的主要成分是_(写化学式)。(4)焙烧MnCO3的装置如下图所示：焙烧时所发生反应的化学方程式为_。焙烧一定时间后需转动石英管，目的是_。答案(1)2Fe2MnO24H=2Fe3Mn22H2O (2)生成的Fe3水解得到Fe(OH)3沉淀用氨水沉淀杂质金属离子时会消耗过多的氨水，造成原料的浪费(3)(NH4)2SO4(4)2MnCO3O22MnO22CO2使MnCO3充分反应，提高MnCO3的转化率解析软锰矿粉(主要含MnO2，还含有少量的Fe2O3、Al2O3 等杂质)“酸浸”时，Fe2O3、Al2O3 被硫酸溶解生成硫酸铁和硫酸铝，二氧化锰与硫酸亚铁在硫酸作用下发生氧化还原

14、反应生成硫酸锰和硫酸铁；加入氨水调节pH，使铝离子和铁离子沉淀除去，在滤液中加入碳酸氢铵，沉淀锰离子，然后在空气中焙烧碳酸锰得到二氧化锰。(1)“酸浸”时所发生的主要反应是二氧化锰被硫酸亚铁还原，反应的离子方程式为2Fe2MnO24H=2Fe3Mn22H2O。(2)“酸浸”时加入一定体积的硫酸，硫酸浓度不能过小或过大。当硫酸浓度偏小时，铁离子水解程度较大，会有红褐色氢氧化铁沉淀出现；硫酸浓度过大，用氨水沉淀杂质金属离子时会消耗过多的氨水，造成原料的浪费。(3)过滤所得滤渣为MnCO3，滤液中主要含有(NH4)2SO4。6.实验室以蛇纹石酸浸出液(主要含Fe3，还有一定量的Al3、Mn2、Ca2

15、、Mg2等)为原料制备高纯氧化铁，流程如下：已知流程中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：氢氧化物 Fe3 Fe2 Al3开始沉淀的pH 1.15.83.0沉淀完全的pH 3.28.85.0(1)“还原”时，应选择_(填字母)。AZn粉BNaClO溶液CFe粉(2)“滤渣”的主要成分除含有少量MnF2外，还含有_(填化学式)。(3)“沉锰”时，已知：Ksp(MnS)4.651014。为确保沉锰完全即溶液中c(Mn2)1.0106 molL1，应保持溶液中c(S2)_molL1。(4)“除铝”时，控制溶液pH的范围为_。(5)“氧化”时，常用酸性K2Cr2O7溶液检测是否残留未被氧化的金属

16、离子，该反应的离子方程式为_。(6)“沉铁”时，反应温度为85 ，反应时间和反应终点pH对铁的沉淀率的影响分别如下图所示，则最佳的工艺条件是_。答案(1)C(2)CaF2 、MgF2(3)4.65108(4)5.05.8(5)Cr2O14H6Fe2 =2Cr36Fe37H2O(6)反应时间30 min 、终点pH3.5解析(1)不能引入新杂质，把Fe3还原为Fe2时，应选择铁粉，故C正确。(2)浸出液含有Al3、Mn2、Ca2、Mg2 ，加入硫化钠除去锰离子、加入氨水除去铝离子，所以加入氟化钠是除去Ca2、Mg2 ，“滤渣”的主要成分除含有少量MnF2外，还含有CaF2 、MgF2。(3)根据

17、Kspc(Mn2)c(S2)，c(S2)molL14.65108 molL1，所以应保持溶液中c(S2)4.65108 molL1。(4)“除铝”时，铝离子完全沉淀，而亚铁离子不能沉淀，根据表格数据，控制溶液pH的范围为5.05.8。(5)K2Cr2O7溶液把Fe2氧化为Fe3，反应的离子方程式为Cr2O14H6Fe2 =2Cr36Fe37H2O。(6)根据铁沉淀率，最佳的工艺条件是反应时间30 min 、终点pH3.5。7.硼氢化钠(NaBH4)具有优良的还原性,在有机化学和无机化学领域有着广泛的应用。利用硼精矿(主要成分为B2O3,含有少量Al2O3、SiO2、FeCl3等)制取NaBH4

18、的流程如图1:图1图2已知:偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水,不溶于醇,在碱性条件下稳定存在。回答下列问题:(1)写出加快硼精矿溶解速率的措施 (写一种)。(2)操作1为,滤渣主要成分为。(3)除硅、铝步骤加入CaO而不加入CaCl2的原因有:能将硅、铝以沉淀除去; 。(4)氢化镁(MgH2)中H元素的化合价为;MgH2与NaBO2在一定条件下发生反应1,其化学方程式为 。(5)如图2在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应式。(6)硼氢化钠是一种强还原剂,碱性条件可处理电镀废液中的硫酸铜制得纳米铜,从而变废为宝,写出该反应的离子方程式:。答案(1)将硼精矿粉碎

19、、搅拌、增大NaOH浓度、升温等(答1点即可)(2)过滤Fe(OH)3(3)提供碱性溶液抑制NaBO2水解(4)-1价2MgH2+NaBO2NaBH4+2MgO(5)B+6H2O+8e-B+8OH-(6)4Cu2+B+8OH-4Cu+B+6H2O解析(1)将硼精矿粉碎、搅拌、增大NaOH浓度、升温等都可以加快硼精矿溶解速率。(2)根据以上分析,操作1为过滤,滤渣主要成分为Fe(OH)3。(3)已知NaBO2易溶于水,在碱性条件下稳定存在,所以除硅、铝步骤加入CaO而不加入CaCl2的原因有:能将硅、铝以沉淀除去;提供碱性溶液抑制NaBO2水解。(4)根据化合价代数和为0,则氢化镁(MgH2)中H元素的化合价为-1价;MgH2与NaBO2在一定条件下发生反应生成NaBH4和MgO,则化学方程式为2MgH2+NaBO2NaBH4+2MgO。(5)在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,则阴极室B得电子发生还原反应生成B,则电极反应式为B+6H2O+8e-B+8OH-。(6)硼氢化钠是一种强还原剂,碱性条件可处理电镀废液中的硫酸铜制得纳米铜,则反应的离子方程式为4Cu2+B+8OH-4Cu+B+6H2O。