2014年版高考化学题目型十七化学工艺流程题目三轮考前专练 5页

题型十七 化学工艺流程题 通关演练 ‎(建议完成时间：20分钟)‎ ‎1．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗产品并精制的流程：‎ 根据上述流程回答下列问题：‎ ‎(1)混合①中发生反应的离子方程式为________________________________。‎ ‎(2)混合①中使用冰水的目的是_______________________________________。‎ ‎(3)操作Ⅲ一般适用于分离________混合物。(填序号)‎ a．固体和液体 b．固体和固体 c．互不相溶的液体 d．互溶的液体 ‎(4)混合②中加入Na2SO3的目的是____________________________________。‎ ‎(5)纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)带有淡淡的黄色。于是甲乙两同学设计了简单实验加以探究：‎ 甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为其中含有Fe3＋，则用于证明该假设所用的试剂为________，若假设成立可观察到的现象为__________________；乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为其中含有________________，其用于证明该假设所用的试剂为____________。‎ 解析　SO2与Br2在水中发生氧化还原反应，反应放热，为防止溴蒸发，用冰水降温。操作Ⅰ、Ⅲ均是蒸馏，操作Ⅱ是过滤。混合②中加入Na2SO3的目的是除去粗产品中未反应完的溴。检验Fe3＋常用KSCN溶液；工业氢溴酸中可能含有溴而呈淡黄色，可用四氯化碳萃取而证明。‎ 答案　(1)SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO ‎(2)降低体系温度，防止溴蒸发，使反应完全 ‎(3)d　(4)除去粗产品中未反应完的溴 ‎(5)KSCN溶液　溶液变成红色　Br2　CCl4(其他合理答案也可)‎ ‎2．(2013·马鞍山模拟)钴酸锂(LiCoO2)锂离子电池是一种应用广泛的新型电源，实验室尝试利用废旧钴酸锂锂离子电池回收铝、铁、铜、钴、锂元素，实验过程如下：‎ ‎(1)碱浸泡过程中，铝被溶解的离子方程式为__________________________ _‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(2)滤液A中加入草酸铵溶液，使Co元素以CoC2O4·2H2O沉淀形式析出。草酸钴是制备氧化钴及钴粉的重要原料。在空气中CoC2O4·2H2O的热分解失重数据见下表，请补充完整表中的热分解方程式。‎ 序号 温度范围/℃‎ 热分解方程式 固体失重率 ‎①‎ ‎120～220‎ ‎19.67%‎ ‎②‎ ‎280～310‎ ‎56.10%‎ ‎(3)过滤Li2CO3时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：_____________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(4)最终所得的FeCl3溶液可作净水剂，试结合离子方程式解释其净水原理__________________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ 解析　CoC2O4·2H2O在空气中加热首先想到是失去结晶水，根据固体失重率数据可判断120～220 ℃时结晶水全部失去。温度再升高，根据失重率可求得剩余固体为Co3O4，钴元素的价态发生变化，起氧化作用的应该是空气中的O2，由此可得化学方程式。‎ 答案　(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ ‎(2)①CoC2O4·2H2OCoC2O4＋2H2O　②3CoC2O4＋2O2Co3O4＋6CO2‎ ‎(3)玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘(其他合理答案亦可)‎ ‎(4)Fe3＋发生水解：Fe3＋＋3H2O===Fe(OH)3(胶体)＋3H2O，水解生成的Fe(OH)3‎ 具有吸附悬浮杂质的功能 ‎3．为了提高资源利用率，减少环境污染，化工集团将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链，如图所示。‎ 请填写下列空白：‎ ‎(1)钛铁矿进入氯化炉前通常采取洗涤、粉碎、烘干、预热等物理方法处理，请从原理上解释粉碎的作用：_______________________________________；‎ 已知氯化炉中反应氯气和焦炭的理论用料物质的量比为7∶6，则氯化炉中的还原剂化学式是_________________________________________________。‎ ‎(2)已知：①Mg(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)‎ ΔH＝－641 kJ·mol－1‎ ‎②2Mg(s)＋TiCl4(s)===2MgCl2(s)＋Ti(s)‎ ΔH＝－512 kJ·mol－1‎ 则Ti(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)　ΔH＝________。‎ ‎(3)Ar气通入还原炉中并不参与反应，通入Ar气的作用是_________________________________________________________________。‎ ‎(4)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。已知该燃料电池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O，该电池中正极上的电极反应式为____________________________________________。‎ 工作一段时间后，测得溶液的pH________(填“减小”、“增大”或“不变”)。‎ 解析　(1)粉碎反应物，可以增大其表面积，从而增大反应物之间的接触面积，提高反应速率；氯化炉中发生的反应为6C＋7Cl2＋2FeTiO3===6CO＋2TiCl4＋2FeCl3，由此可知C和FeTiO3为还原剂。(2)根据盖斯定律，由①×2－②得：Ti(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)　ΔH＝－770 kJ·mol－1。(3)Ar气为惰性气体，可以防止Mg和Ti等具有强还原性的物质被氧化。(4)根据该电池的总反应式可知，反应过程中不断消耗OH－，则该电池工作一段时间后，溶液的pH将减小。‎ 答案　(1)增大反应物间接触面积，提高反应速率　C、FeTiO3‎ ‎(2)－770 kJ·mol－1‎ ‎(3)Mg和Ti都有强还原性，在Ar气氛围中可防止被氧化 ‎(4)O2＋2H2O＋4e－===4OH－(或3O2＋6H2O＋12e－===12OH－)　减小 ‎4．(2013·苏锡常镇四市一调)利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下。‎ 其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋。‎ ‎(1)实验室用18.4 mol·L－1的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L－1的H2SO4溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外，还需_______________________ _。‎ ‎(2)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_____________________________ ‎ ‎______________________________________________________(答出两点)。‎ ‎(3)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr2O，写出此反应的离子方程式：_____________________________________________________________。‎ ‎(4)常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：‎ 阳离子 Fe3＋‎ Mg2＋‎ Al3＋‎ Cr3＋‎ 开始沉淀时的pH ‎2.7‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎－‎ 沉淀完全时的pH ‎3.7‎ ‎11.1‎ ‎8‎ ‎9(>9溶解)‎ 加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O转化为CrO。滤液Ⅱ中阳离子主要有________；但溶液的pH不能超过8，其理由是_________________________。‎ ‎(5)钠离子交换树脂的反应原理为Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，利用钠离子交换树脂除去的滤液Ⅱ中的金属阳离子是_______________________________。‎ ‎(6)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式：_________________________________________________________________。‎ 解析　(1)结合一定物质的量浓度的溶液的配制步骤即可写出缺少的玻璃仪器，注意容量瓶必须注明规格。(4)加入NaOH溶液调节pH＝8，Fe3＋、Al3＋以Fe(OH)3、Al(OH)3形式沉淀下来，溶液中还有Mg2＋、Ca2＋及加入的Na＋。(5)运用钠离子交换树脂的目的是除去滤液Ⅱ中的Mg2＋、Ca2＋。‎ 答案　(1)250 mL容量瓶、胶头滴管 ‎(2)升高反应温度、增大固体颗粒的表面积、加快搅拌速度等(答两点即可)‎ ‎(3)2Cr3＋＋3H2O2＋H2O===Cr2O＋8H＋‎ ‎(4)Na＋、Mg2＋、Ca2＋　pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO，最终影响Cr(Ⅲ)的回收与再利用 ‎(5)Ca2＋、Mg2＋‎ ‎(6)3SO2＋2Na2CrO4＋12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓＋Na2SO4＋2NaOH 化学驿站 工业生产流程题，先看原料和目的；‎ 最终产物很重要，对应工艺找信息；‎ 生产过程就两类，分离转化相交融；‎ 解决问题用基础，完成生产看能力。‎