高考化学工业流程6

化学工艺流程题21、(13分)某化学兴趣小组同学在馓“证明海带中存在碘元素”的实验时，对课本上的描述：“海带灼烧后的灰烬中碘元素以I-形式存在”产生了疑问。久置KI固体被氧化变质，呈浅黄色（有I2），KI固体直接加热时，为什么不被氧化呢？因此，小组同学针对I-被氧化条件除了氧气之外还需要什么条件进行了实验探究。【提出假设】根据久置KI固体会被氧化而变质，结合空气的成分，首先排除和稀有气体的影响。然后对KI变质条件提出合理假设：假设一：需要H2O的参与；假设二：需要CO2的参与；假设三：。【实验验证】(1)为了验证假设二，小组同学设计了以下实验方案；取10mLKI溶液(浓度较大)于5支试管中，向试管中通入CO2气体或者滴加盐酸。一段时间后对比试管中的颜色深浅，之后向试管中滴入淀粉溶液，再次对比试管中的颜色深浅，具体实验现象见下表：试管序号12345通入CO2时间/min015滴加盐酸/滴036溶液中颜色对比无色浅黄色→黄色（依次加深）滴加淀粉溶液后的颜色对比无色浅蓝色→蓝色（依次加深）小组同学通过实验现象深入思考了CO2在反应过程中的作用，得出结论：CO2气体同盐酸一样在KI被氧化的过程中提供环境。写出此实验中CO2与KI反应的化学方程式。(2)为了验证I-被氧化是否必须要有H2O的参与，小组同学设计了以下实验验证：实验步骤预期现象和结论①取一份纯净的KI固体，分成两等份；②一份加入到装有的集气瓶A中；一份加入到装有的集气瓶A中；③几天后观察。【交流提高】由于空气中CO2和水蒸气的含量很低，导致在加热KI的过程中这两种气体很容易被“驱散”，不能很好地与KI接触，KI自然就不能被氧化。长时间保存碘化钾需要避光、。2、(14分)聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下：（1）验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是：________________________。（2）实验室制备、收集干燥的SO2，所需仪器如下。装置A产生SO2，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→____→____→____→____→f。装置A中发生反应的化学方程式为_________________________________________。（3）制备绿矾时，向溶液X中加入过量__________，充分反应后，经过滤操作得到溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。过滤所需的玻璃仪器有_____________________。（4）欲测定溶液Y中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制KMnO4标准溶液，用KMnO4标准溶液滴定时应选用________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。（5）溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数。若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。3、世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下：烧渣溶液X溶液Y溶液Z聚铁胶体聚铁足量O2H2SO4溶液调节pH绿矾70～80℃固体W(S、SiO2等)(1)ClO2中所有原子_____________（填“是”或“不是”）都满足8电子结构。上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，除去杂质气体可选用_________A．饱和食盐水B．碱石灰C．浓硫酸D．蒸馏水(2)稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品，下列说法正确的是()A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理B．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围C．在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装置(3)欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备。化学反应方程式为_____________________________。缺点主要是产率低、产品难以分离，还可能污染环境。(4)我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠（NaClO2）反应制备，化学方程式是___________________，此法相比欧洲方法的优点是____________________________。(5)科学家又研究出了一种新的制备方法，利用硫酸酸化的草酸（H2C2O4）溶液还原氯酸钠，化学反应方程式为______________________________________________________。此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是_________________________________。4、从废钒催化剂（主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等）中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下：回答下列问题：（1）①中废渣的主要成分是。（2）②、③中的变化过程可简化为（下式中Rn+表示VO2+或Fe3+，HA表示有机萃取剂的主要成分）：Rn+(水层)＋nHA(有机层)RAn(有机层)＋nH+(水层)②中萃取时必须加入适量碱，其原因。③中反萃取时加入的X试剂是。（3）完成④中反应的离子方程式：ClO3＋VO2+＋H+＝VO3+＋Cl-＋（4）25℃时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下：pH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1钒沉淀率/%889293959595939087根据上表数据判断，⑤中加入氨水，调节溶液pH最佳值为；若钒沉淀率为90%时不产生Fe(OH)3沉淀，则溶液中c(Fe3+)＜。（已知：25℃时，Ksp［Fe(OH)3］=2.6×10-39）（5）在整个工艺流程中，可以循环利用的物质是水、和。（6）写出废液Y中除H+之外的两种阳离子、。5、（14分）(1)甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。已知：①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH1=–1275.6kJ·mol–1②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=–566.0kJ·mol–1③H2O(g)=H2O(1)ΔH3=–44.0kJ·mol–1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：。（2）电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法。实验室模拟该方法设计的装置如下图所示。①图中燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以甲烷为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。下列物质可用做电池中熔融碳酸盐的是____（填字母）。A．MgCO3B．Na2CO3C．NaHCO3D．（NH4）2CO3常温下，若将选择的碳酸盐溶于水，则溶液中离子浓度由大到小的顺序是。②根据图示信息，已知正极的电极反应式是O2＋2CO2＋4e-=2CO32-，则电池负极反应式是。③电解池阳极反应式是和则阳极产物相互反应生成某金属氢氧化物胶体的离子方程式是。电解前污水的pH～5．0～6．0，通过控制电流强度也可形成此金属氢氧化物胶体而使污水净化，其净水原理为。④实验过程中，测得电解池阴极产生44．8L气体（标准状况下），该气体把悬浮物带到水面形成浮渣层，同时在电池的负极通入16.8LCH4。（标准状况下），则该电浮选聚装置的能量利用率为。6、(16分)辉铜矿是铜矿的伴生矿,主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。把辉铜矿经过精选粉碎后，用来加工制备硝酸铜的工艺流程如下：（1）写出矿石与足量的FeCl3溶液生成S单质时发生的离子方程式写出操作2需要用到的玻璃仪器的名称。(2)为保证产物的纯净，需要对沉淀1进行洗涤，写出洗涤的操作过程。(3)进行操作3时需要向滤液3中加入适量的，请结合离子方程式解释其原因。(4)焙烧辉铜矿会产生大气污染物SO2，实验室探究SO2的性质，按下图装置进行实验。实验中，对于装置B中溶液红色褪为无色的现象，甲同学猜测是由于SO2显酸性引起的，乙同学猜测是由于SO2有漂白性引起的。你认为的猜测正确，请设计简单实验证明。。②装置C可证明SO2具有还原性，则C中的溶液可选用(填化学式)，验证SO2具有还原性的实验现象为。③该实验剩余的SO2需要吸收处理，在D处框内画出尾气处理装置图并指明所用试剂。、7、（14分）某科研小组以难溶性钾长石（K2O•Al2O3•6SiO2）为原料，提取Al2O3、K2CO3等物质，工艺流程如下：(1)煅烧过程中钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的NaAlO2和KAlO2，写出Al2O3转化为NaAlO2的化学方程式是：。(2)已知NaAlO2和KAlO2易发生如下水解反应：AlO2—+2H2OAl(OH)3+OH—，“浸取”时应保持溶液呈性（填“酸”或“碱”）。(3)“转化”时加入NaOH的主要作用是（用离子方程式表示）。(4)上述工艺中可以循环利用的主要物质是、和水。(5)以Al2O3为原料，以石墨为电极，通过电解法可制得金属铝。电解池中接电源负极的一极的电极反应式是。长时间电解后，需要更换新的石墨电极的是极（填“阴”或“阳”）。化学工艺流程题21、（13分）[提出假设]N2（1分）；CO2、H2O的共同参与（2分）；[实验验证]（1）酸性（1分）；4KI+O2+2CO2==2K2CO3+2I2（3分）（2）[交流提高]密封且放置在干燥处（2分）2、34、（1）SiO2（1分）（2）加入碱中和产生的酸，平衡右移，提高钒的萃取率（2分）硫酸（2分）（3）1ClO3＋6VO2+＋6H＋===6VO3+＋1Cl-＋3H2O（2分）（4）1.6（2分）2.6×10-3mol·L-1（2分）（5）有机萃取剂氨气（或氨水）（各1分，共2分）（6）Fe3+、VO3+、NH4、K+（任写2种）（2分）实验步骤：预期现象和结论①取一份纯净的KI固体，分成两等份；②干燥的CO2和O2混合气体（1分）潮湿的CO2和O2混合气体（1分）若集气瓶A中的KI固体颜色变黄，则氧化KI可以不需要H2O参加（1分）。若集气瓶A中的KI固体颜色不变，而集气瓶B的KI固体颜色变黄，则氧化KI必须要有H2O参加（1分）。5、答案：（1）(1)CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)ΔH=–442.8kJ·mol–1(2分)（2）①BC(Na+)C(CO32-)C(OH-)C(HCO3-)C(H+)（2分）②（2分）③Fe－2e－==Fe2＋（2分）Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3(胶体)+8H+（2分）生成的Fe(OH)3胶体具有强吸附性，可吸附水中悬浮污物沉降而使水净化。（2分）④2/3(66.7%)(2分)6、答案：（1）Cu2S+4Fe3+=2Cu2++S+4Fe2+；分液漏斗、烧杯向漏斗中加入蒸馏水至浸没固体，待水自然流出后，再重复2~3次。(3)稀硝酸；Cu2+在溶液中存在水解平衡，Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,加入稀硝酸后使平衡逆向移动，抑制Cu2+水解。①甲；若向退色后的溶液中加入NaOH，溶液又变成红色，则甲正确。乙；若将退色后的溶液加热，溶液恢复红色，则乙正确。②KMnO4溶液；溶液的紫色退去。③碱性试剂，画出合理的装置图均给分。7、（1）（2）碱（3）（4）（5）、阳