化学实验与工艺流程Word格式.docx
《化学实验与工艺流程Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学实验与工艺流程Word格式.docx（27页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
（4）SO3（g）+H2
O
（1）=H2SO4
（1）;
△H=
-130.3
kJ/mol
（5）①SO2+Br2
+2H2O===4H++2Br-
+SO42-
；
②14.
56；
2.31g
2.一种新型的高效净水剂PAFC（聚合氯化铁铝[AiFe（OH）nCI6－n]m）,广泛用于日常生活用水和工业污水的处
理。
某化工厂欲以工业生产废料（金属铁、铝及其氧化物）为原料制取
PAFC，设计生产流程如下：
FeAIFeO
取样分
析
过量２mol/
水解
Fe2O3Fe3O4
氧化调节PH值
PAFC
稀盐酸
酸性溶液
聚合
AI2O3
II
、
I
NaCIO3HCI（或NaOH）
请回答下列问题：
（1）用10mol/l
浓盐酸配制2mol/l
的稀盐酸。
所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外，还有
______。
A．容量瓶
B．烧杯
C．烧瓶
D．胶头滴管
（2）步骤I中加入过量稀盐酸的目的是___________________________________
（3）下列关于PAFC的说法中下列的是_______
A.PAFC具有较强的氧化性B.PAFC中Fe显+2价
-
C.PAFC溶于水能电离出OHD.PAFC在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在
（4）步骤II中取样分析的目的是_________
A.测定溶液中
2＋
3
＋
的含量比
B.测定原料是否完全溶解
Fe
与Fe
C.测定溶液中Fe2＋的含量，以确定加入
NaCIO3的量
D.测定溶液中
AI
3＋
的含量
（5）向该溶液中加入NaCIO3时，发生反应的离子方程式是_____________
（6）该化工厂的化验室为测定产品PAFC中AI和Fe的含量，进行下列试剂的选择和基本操作：
①测定所需要的试剂有_____
A.NH3.H2O
B．NaOH溶液
C．CO2
D．NaCIO3
②测定量直接测定的是
______和________的质量（填化学式）。
③在测定过程中的操作顺序是
__________
A.萃取
B.分液
C.过滤
D.蒸发
E.洗涤
F.称量
G.灼烧
H.冷却
答案：
（1）ABD
（2）抑制Fe2＋.Fe3＋.AI3＋的水解（3）AD
（4）c.（5）6Fe2＋＋6H＋＋CIO3
－=6Fe3＋＋CI－＋
3H2O（6）
①BC
②AI2O3Fe2O3
③CEGHF
误点警示
本题的易错点主要有：
一是不清楚所加药品在物质转换中的作用，一般地讲，要从以下几个方面去分析所加药品的作用:
①是否是沉淀剂？
②是否是氧化剂？
③是否是抑制剂？
二是离子方程式的书写，找不出氧化剂和还原剂，反应前后元素的化合价的变化而易出错，信息型氧化还原反应方程式的书写是理科综合中重要的命题点，要引起高度重视；
三是由于对元素化合物知识和基本实验操作掌握不熟练，对流程图理解不透彻，因而无法正确分析出需要测量的数据和操作顺序。
1.某版本的化学教材中安排了如图所示“合成氨”的演示实验（夹持仪器均已省略）。
在
Zn粒和稀H2SO4反应制取H2，另一侧用NaNO2固体和饱和NH4Cl溶液反应制取N2，N2和
Y形管的一侧用H2混合通过还原铁粉
来合成NH3，再将产生的气体通入酚酞试液中，若酚酞试液变红，即说明产生了氨气。
某课外活动小组通过查阅资料和多次实验，得到了如下信息：
信息一：
NaNO2固体和饱和NH4Cl溶液混合加热的过程中发生了如下反应：
N2和H2的体积比
5︰1
3︰1
1︰1
1︰3
1︰5
酚酞变红所需时间/min
8～9
7～8
6～7
3～4
9～10
信息二：
不同体积比的
N2、H2混合气体在相同实验条件下合成氨，使酚酞试液变红所需要的时间如下：
据此回答下列问题：
（1）Y形管左侧管中发生反应的化学方程式为
___________________。
（2）石棉绒的作用是___________________________________________。
（3）课外小组的同学们认为，该实验中即使酚酞试液变红也不能说明N2和H2反应合成了NH3，得出此结论
的理由是______________________，请你另设计一个简单的实验验证你的理由
_________________________________________________________________
欲解决这一问题，可以选用下图中的
________装置连接在原装置中的
________和_______之间。
（4）在上述实验过程中，为尽快观察到酚酞变红的实验现象，应该控制N2和H2的体积比为_________比较
适宜；
但该装置还难以实现此目的，原因是__________________。
（5）实验过程中通入试管C中的气体的成分有__________________________。
解题思路：
（
1）根据题目提供的实验装置和实验目的可知。
Y型管的左端制备
H2右侧制备N2，实验室一
般用锌粒与稀盐酸反应制
H，故其离子方程式是为：
＋H↑
（2）增大混合气体与催
（1）Zn＋2H=Zn
2
化剂还原铁粉的接触面积，。
2）石棉绒是一种性能稳定的物质，在实验室中一般作为载体使用，在这
里将还原性铁粉均匀分散在石棉绒上，
能增大N2和H2混合气体与催化剂的接触面积，
从而使反应进行得更
为充分。
（3）
根据信息可知，NaNO固体与饱和NHCI溶液反应过程中能产生
NH，因此不能确定使酚酞试
4
液变红的NH是N与H反应生成的。
可在装置A.B之间连接一个能除去
NH的装置，从而排除NaNO固体与
饱和NHCI溶液反应生成
NH带来的干扰。
根据装置①～③的结构和所盛装的药品，应选用装有浓硫酸且
能防倒吸的装置③。
要证明
NaNO2固体与饱和NH4CI溶液反应产生产生NH3，只要把反应产生的气体直接通
入酚酞试液，观察其颜色变化即可。
（4）根据信息二提供的数据，不难发现当
N2和H2的体积比为1：
3
时使酚酞试液变色的时间最短，故
N2和H2的体积比为1:
时比较适宜。
可以将
N2和H2用不同的导管一
起通入浓硫酸中，通过测定单位时间内产生气泡的个数可控制二者的体积比，但实验中并没有这样的装
置，因而达不到的控制N2.和H2的体积比的目的。
5）由于合成氨的反应为可逆反应，反应后的混合物中应含有N2.H2.NH3.
方法探究：
本题将合成氨的过程与实验设计。
信息数据处理融合在一起，思维空间大，能够很好地考
查考生整合知识的能力，符合高考的命题趋势。
解答时要仔细阅读分析题述信息和装置与所要回答的问题
之间的联系，从而得出正确答案。
回答时要注意语言的简洁和准确。
钛（Ti）被称为继铁、铝之后的“21世纪金属”金属，应用前景广泛．如图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率，减少环境污染．请填写下列空白：
（1）电解食盐水总反应的离子方程式是2Cl-+2H2O
2OH-+H2↑+Cl2↑
（2）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式
2FeTiO3+6C+7Cl2
2TiCl4+2FeCl3+6CO
（3）已知：
①Mg（s）+Cl（g）=MgCl（s）△H=-641kJ/mol；
②Ti（s）+2Cl（g）=TiCl（s）△H=-770kJ/mol．
2224
下列说法中正确的是c.
A．Mg的燃烧热为641kJ/mol
B．Ti的能量一定比TiCl4高
C．等质量的Mg（s）、Ti（s）足量的氯气反应，前者放出的热量多
D．该冶炼Ti法对环境友好
（4）某厂日合成甲醇8.1t，理论上需氢气
0.5
t（不考虑生产过程中的损失）．
（5）以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池．该电池中正极上的电极反应式
是O2+2H2O+4e-=4OH-
考点：
金属冶炼的一般原理；
热化学方程式；
电极反应和电池反应方程式．
专题：
电化学专题；
金属概论与碱元素．
分析：
（1）电解食盐水生成NaOH、H2和Cl2，以此书写离子方程式；
（2）从图示可知氯化时的反应物为FeTiO3、C、Cl2，生成物为FeCl3、TiCl4、CO，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式；
（3）A．根据燃烧热的定义判断；
B．反应热为反应物总能量与生成物总能量的差值；
C．根据方程式计算；
D．该冶炼过程使用了有毒Cl2，对环境有影响．
（4）根据反应的关系式计算；
（5）碱性甲醇电池中，O2在正极得电子发生还原反应．
（3）A．Mg不是在O2中燃烧，故641kJ/mol不能称其燃烧热，故
A错误；
（g）=TiCl（s）为放热反应，1molTi（s）和2molCl
2（g）的总能量大于
1molTiCl4（s
）
B．反应Ti（s）+2Cl2
的总能量，故B错误；
C．假设质量均为24g，则Mg（s）与足量Cl2（g）反应放出641kJ
热量，24gTi（s）与足量Cl2（g）
反应放出的热量=
24g
385kJ,故C正确；
770Kj/mol
48g/mol
D．该冶炼过程使用了有毒Cl2，对环境有影响．故D错误．
故答案为：
C；
（4）根据CO+2H2→CH3OH，CH3OH～CO～7/6CI2～7/6H2，所以生产
1molCH3OH，理论上还需补充氢气2-7/6=5/6
mol，即5/3gH2，故生产
8.1tCH3OH还需补充H2的质量0.5t．
0.5；
O2+2H2O+4e-=4OH-，
（5）碱性甲醇电池中，
O2在正极得电子发生还原反应，电极反应式为
O2+2H2O+4e-=4OH-．
点评：
本题考查较为综合，涉及离子方程式、化学反应与能量、电化学等知识，题目难度中等，本题注意把握电极方程式的
书写
2.钛被称为继铁、铝之后的第三金属，也有人说
“21世纪将是钛的世纪”。
（1）二氧化钛在现代社会里有广泛的用途，它的产量是一个国家国民经济发展程度的标志。
我国至今产量不足，尚需
进口二氧化钛。
“硫酸法”生产二氧化钛的原料是钛铁矿（主要成分是：
FeTiO3,还含有少量Mn、Zn、Cr、Cu等重金属元素
及脉石等杂质），主要生产流程是：
（1）将钛铁矿与浓H2SO4煮解：
FeTiO3＋2H2SO4（浓）
=TiOSO4＋FeSO4＋2H2O
（硫酸钛酰）
（2）加水分解硫酸氧钛：
TiOSO4＋（n+1）H2O=TiO2.nH2O+H2SO4
“硫酸法”生产TiO2排放的废液对水体有哪
些污染，请指出主要的二点：
①____________________________________________；
②_____________________________________________。
根据废液主要成分，针对其中一项污染，提出处理的方法。
③__________________________________
（2）某化学兴趣小组对Mg、Ti、Cu三种金属的金属活动性顺序进行探究。
提出假设：
a.Ti金属活动性比Mg强；
b.Ti金属活动性比Cu弱。
查阅资料：
在相同条件下，金属与酸反应产生气泡的速度快，则该金属活动性越强。
实验设计：
同温下，取大小相同的这三种金属薄片，用砂布将表面擦光亮，分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸和稀
HF溶液中反应，观察现象。
①稀盐酸：
放出H2速率Mg＞Ti，铜不反应。
②稀HF：
放出
H2速率
Ti＞Mg
根据上述
现象（填①或②）得出金
属活动性MgTi。
如何解释另一反常现象
（3）用含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分是
FeTiO3）制取
TiO2、TiCI4和Ti
的流程如下：
TiO2＋、SO42水浸
－
浓硫酸
80℃
煅烧
钛铁矿
FeSO4·
7H2O
HTiO3
、Fe
TiO3
过滤
SO4
2-
滤
高温CI
/C（反应A）
①Fe
②冷却
滤液
CO
TiCI4
800℃Ar
Ti
（反应B）
Mg
热过滤
滤渣（弃）
A.步骤①加铁粉的目的是_____________________________________________________________
步骤②冷却的目的是________________________________.
B.上述过程中，可以利用的产物是
_________
C.写出TiO2.CI2.C高温下发生化学反应的化学方程式
___________
D．反应B：
TiCI4＋2Mg
2MgCI2＋Ti,在Ar气体中进行的目的是________
根据主要生产流程可知生产过程的废液中含有
H2SO4,可污染水体。
废液中所含的
2＋具有较
强的还原性，能消耗水中的O2：
4Fe2＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O.从而降低水体的O2的含量，使水生动物死
亡。
根据题述信息可知，
FeTiO3还含有少量的Mn.Zn.Cr.Cu等金属元素，这些元素的金属阳离子也会污染
水体。
根据H＋.Fe2＋.Mn2＋
.Zn2＋.Cr3＋等离子的性质，可用Fe除去H＋，而廉价的Ca（OH）2能与Fe2＋.Mn2＋.Zn2
＋.Cr3＋等反应，使其转化为对应的沉淀而除去。
2）钛铁矿与浓硫酸反应后含有
.Fe
2－
FeSO4·
7H2O显然
.SO4
根据转化关系可知铁元素最后形成副产品
加入Fe是将Fe
:
2F
步骤②的目的是将FeSO·
7HO与TiO
.SO
分离，降低温
转化为Fe
＋Fe=3Fe
度有利于FeSO4·
7H2O析出。
TiO2.CI
2.C反应得到的副产物CO及TiCI4与Mg反应生成的副产物
MgCI2都是重要的
化工原料，都可以利用。
TiO2.CI2.C在高温下发生反应，反应物
TiO2.CI2.C，生成物是
CO.Mg.Ti在高温下
都能与空气中Mg.Ti在高温下都能与空气中的
O等反应，Mg.Ti在高温下都能与空气中的
O等反应。
而在
TiCI反应条件：
高温，再根据原子守恒可写出其反应方程式。
Mg.Ti高温下都能与空气中
O等反应，而在
Ar气体中进行，能防止这些反应的发生。
本题易出错之处有两点：
一是不能正确分析
（1）小问中的反应与污染的关系及其处理方法；
其二是
（2）小问中不能弄清楚各步流程所要达到的目的，特别是副产品的分析易出现疏漏的情况。
1.（易错题）工业生产中的物质循环利用形式有多种模式。
例如：
Z
M
X.Y
n
W
o
x
N
.
e
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
下列说法正确的是（）
A．图Ⅰ可用于合成氨中的
N、H的循环
B
．图Ⅰ可用于氨碱法制纯碱中
CO的循环
C．图Ⅱ可用于电解饱和食盐水中
NaCl的循环
D
．图Ⅲ可用于氨氧化法制硝酸中
NO的循环
2.从海水中提取镁的工艺流程图可表示如下：
贝壳
①
石灰乳
结晶、过滤
母液
④加盐酸
MgCI2.6H2O
脱水
电解
海水
2Mg（OH）2
MgCI2
②
③
浓缩、结晶
⑤
⑥
下列说法中不正确的是（）
A．用此方法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B．步骤⑥解MgCI2时阴极产生氯气
C.步骤⑤可将晶体置于HCI气体氛围中脱水
D.上述工艺流程中涉及到化合、分解和复分解反应
3.（基础题）侯德榜运用CO2＋NH3＋H2O＋NaCI=NaHCO3＋NH4CI的反应原理制纯碱。
下面是模拟实验的示意
图:
其中气体
A、B分别是
CO2和
NH3之一。
下列有关过程的叙述错误的是
A.A
气体是
CO2,B
NH3
B.过滤过程中会用到普通漏斗和玻璃棒
C.是在NH3的饱和溶液中加食盐,还是在CO2的饱和溶液中加食盐与两种气体的溶解度有关
D.第Ⅲ步操作过滤所得的晶体是NaHCO3,第Ⅳ步操作是灼烧
升级会员 