高三化学专题复习(化工流程图)

1高三化学专题复习《无机化学工业流程》1、多晶硅（硅单质的一种）被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl4为主，它对环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成份为BaCO3，且含有铁、镁等离子）制备BaCl2·2H2O，工艺流程如下。已知：①常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是：3.4、12.4。②M(BaCO3)=197g/mol，M(BaCl2·2H2O)=244g/mol（1）SiCl4水解反应的方程式为__________________。已知：SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g)ΔH1=+47kJ/molSiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g)ΔH2=+189kJ/mol则由SiCl4制备硅的热化学方程式为________________________________。（2）加钡矿粉并调节pH=7的作用是使BaCO3转化为BaCl2和________________。（3）加20%NaOH调节pH=12.5，得到滤渣A的主要成分是__________________。（4）BaCl2滤液经__________、_______、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。（5）10吨含78.8%BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H2O__________吨。（原子量：Ba=137C=12O=16Cl=35.5H=1）2、“中东有石油，中国有稀土”。稀土金属是我国战略性资源，应加以保护。稀土金属是周期表中IIIB族中钪、钇和镧系十七种元素的总称，都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+3价。钇(Y)元素是激光和超导的重要材料。我国蕴藏着丰富的钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)，以此矿石为原料生产氧化钇(Y2O3)的主要流程如下：已知：①有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表：离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe3+2.73.7控制在40℃SiCl4H2O过滤钡矿粉调节pH=7过滤滤渣A20%NaOH溶液过滤滤渣过滤真空干燥H4SiO4）（滤渣调节pH=·BaCl2控制在70℃H2O2①②③④12.5···2Y3+6.08.2②在周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似。(1)欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。则最好选用盐酸和(填字母)两种试剂，再通过必要的操作即可实现。A．NaOH溶液B．氨水C．CO2D．HNO3(2)流程图中用氨水调节pH＝a时生成沉淀的化学式为，继续加氨水调至pH＝b，此时发生反应的离子方程式为。(3)沉淀C为草酸钇，写出草酸钇隔绝空气加热生成Y2O3的化学方程式：。镧系元素铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解。(4)无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是。(5)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，调节pH≈3，Ce3+通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式：Ce3++H2O2+H2O→Ce(OH)4↓+_______3、工业上利用硫酸渣（含Fe2-、Fe3-的硫酸盐及少量CaO和MgO）制备高档颜料铁红（Fe2O3）和回收（NH4）2SO4，具体生产流程如下：回答下列问题：（1）在废渣溶解操作时，应选用溶解（填编号）。A．硫酸B．盐酸C．氢氧化化钠D．氨水（2）物质A是一种氧化剂，工业上最好选用（供选择使用的有：H2O2、空气、Cl2、MnO2等），其理由是。（3）根据下图有关数据，你认为工业上氧化操作时应采取的措施是。3（4）往铵黄铁矾（化学式为：（NH4）2Fe6（）SO4）4（OH）12）溶液中加入溶液B至pH为5时产生沉淀，请写出产生沉淀的离子方程式：（5）若对硫酸渣加强热也可粗制铁红，但产品纯度低而档次低，请写出硫酸渣中硫酸亚铁加强热制备铁红的化学方程式：4、某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的组成如下：软锰矿：MnO2含量≥65%，SiO2含量约20%，Al2O3含量约4%，其余为水分；闪锌矿：ZnS含量≥80%，FeS、CuS、SiO2含量约7%，其余为水分。科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，工艺流程如下图所示。请回答下列问题：（1）反应Ⅰ的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等。试完成反应Ⅰ中生成CuSO4和MnSO4的化学方程式：MnO2+CuS+=↓++CuSO4+。（2）反应Ⅱ加入适量锌的作用是；如果锌过量，还会进一步发生反应的离子方程式为。（3）反应Ⅲ要调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3，中过量的H+所使用的物质是，调节的pH范围是（pH数据见右表）。（4）本工艺可以循环利用的物质有ZnCO3、、MnCO3和。5、工业碳酸钠（纯度约为98％）中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl—、和SO42—等杂质，提纯工艺线路如下：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Zn(OH)2开始沉淀pH2.34.05.4完全沉淀pH4.15.28.0反应Ⅰ软锰矿S、SiO2硫酸反应Ⅱ闪锌矿Zn（适量）反应ⅢMnO2反应ⅣNa2CO3Na2SO4反应ⅤMnO2ZnCuFe(OH)3Al(OH)3CO2（电解）MnCO3、ZnCO34Ⅰ、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示：Na2CO3·10H2ONa2CO3·7H2ONa2CO3·H2O3236t（℃）Ⅱ、有关物质的溶度积如下：物质CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.96×10—96.82×10—64.68×10—65.61×10—122.64×10—39回答下列问题：（1）加入NaOH溶液时发生的离子方程式为。向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg2＋)：c(Fe3＋)＝。（2）“趁热过滤”时的温度应控制在。（3）有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行，并说明理由。（4）已知：Na2CO3·10H2O(s)＝Na2CO3(s)＋10H2O(g)△H=+532.36kJ·mol—1Na2CO3·10H2O(s)＝Na2CO3·H2O(s)＋9H2O(g)△H=+473.63kJ·mol—1写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式。6、高铁酸盐（K2FeO4、Na2FeO4）在能源、环保等方面有着广泛的用途。干法、湿法制备高铁酸盐的原理如下表所示。干法Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色K2FeO4和KNO2等产物湿法强碱性介质中，Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色Na2FeO4溶液(1)干法制备K2FeO4的化学方程式为Fe2O3+3KNO3+4KOH=====2K2FeO4+3KNO2+2H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。（2)工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如下图所示：①反应I的离子方程式为。②反应II的化学方程式为。③加入饱和KOH溶液的目的是。（3）高铁酸钾在水中既能消毒杀菌，又能净水，是一种理想的水处理剂。它能消毒杀菌是因为，它能净水的原因是溶解△5____。参考答案1、（1）SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl（本空符号不作扣分要求）（3分）SiCl4(s)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)ΔH=+236kJ/mol（3分）（2）使Fe3+完全沉淀（2分）（3）Mg(OH)2（2分）（4）蒸发浓缩、降温结晶（4分）（5）9.76（2分）2、(1)B(2分)(2)Fe(OH)3(2分)Y3++3NH3·H2O＝Y(OH)3↓+34NH(3分，未配平扣1分，写不扣分)(3)Y2(C2O4)3Y2O3+3CO↑+3CO2↑(3分，未配平扣1分)(4)分解出HCl气体(1分)，抑制CeCl3的水解(或其他合理答案)(2分)(5)2Ce3++H2O2+6H2O＝2Ce(OH)4↓+6H+(3分，未配平扣1分)3、（1）A（3分）（2）空气，原料易燃，成本低（各2分，共4分）（3）溶液温度控制在80°C，pH控制在1.5，氧化时间为4小时左右（3分）（4）Fe3++3NH3·H2O=Fe（OH）2↓+3NH+4（3分）（5）2FeSO4=Fe2O3+SO2↑+SO3↑（产物正确2分，配平1分，共3分）4、（1）（4分）2H2SO4S↓MnSO42H2O（后两种物质顺序可颠倒）（2）（3分）将溶液中的硫酸铜转化为铜(2分)Zn+Fe2+=Fe+Zn2+(2分)（3）（6分）MnCO3（2分）ZnCO3（2分）5.2~5.4（或其中的数值，2分）（4）（2分）MnO25、6⑴（6分，各2分）Fe3++3OH—=Fe(OH)3↓、MgCO3+2OH—=Mg(OH)2+CO32—、Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓（三个答对两即可）；2.125×1021⑵（2分）高于36℃⑶（2分）不可行；（3分）若“母液”循环使用，则溶液．．c(．．Cl．．—．)．和．c(SO．．．．4．2．—．)．增大．．，最后所得产物Na2CO3混有杂质．．⑷（3分）Na2CO3·H2O(s)＝Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ·mol—16、（1）3∶1（2分）（2）①2OH–+Cl2＝Cl–+ClO–+H2O（2分）②3NaClO+10NaOH+2Fe(NO3)3＝2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O（3分，写离子方程式3ClO–+10OH–+2Fe3+＝2FeO42–+3Cl–+5H2O同样给分）③增大K+浓度，促进K2FeO4晶体析出（3分）（3）高铁酸钾（K2FeO4）有强氧化性；（2分）高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe(OH)3胶体有吸附性（有絮凝作用），使水澄清（2分，共4分）