高中化学实验解题指导(三)2

提升巩固三、化学工艺流程题三、化学工艺流程题1、(2013江苏卷·16)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：（1）MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为__________________。（2）加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为。（3）滤渣2的成分是(填化学式)。高中化学实验解题指导2三、化学工艺流程题（4）煅烧过程存在以下反应：2MgSO4+C==2MgO+2SO2↑+CO2↑MgSO4+C==MgO+SO2↑+CO↑MgSO4+3C==MgO+S↑+3CO↑利用右图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。①D中收集的气体可以是(填化学式)。②B中盛放的溶液可以是(填字母)。a．NaOH溶液b．Na2CO3溶液c．稀硝酸d．KMnO4溶液③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的离子方程式：。高中化学实验解题指导3800℃800℃800℃三、化学工艺流程题[答案]（1）MgCO3+2H+===Mg2++CO2+H2O（2）2FeSO4+H2O2+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2O（3）Fe(OH)3（4）①CO②d③3S+6OH-===2S2-+SO32-+3H2O高中化学实验解题指导4∆三、化学工艺流程题2、(2013广东卷·32)银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：（注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃）（1）电解精炼银时，阴极反应式为________________________；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为____________________________________。（2）固体混合物B的组成为；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式_____________________________________________高中化学实验解题指导5三、化学工艺流程题（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：____CuO+____Al2O3===CuAlO2+_______↑（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为________molCuAlO2，至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液_______L。(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是、过滤、洗涤和干燥。高中化学实验解题指导6高温三、化学工艺流程题[答案]（1）Ag++e-=Ag；2NO+O2==2NO2（2）CuO和Al(OH)3；Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O（3）4CuO+2Al2O3====4CuAlO2+O2↑（4）25（5）蒸发浓缩、冷却结晶高中化学实验解题指导7高温三、化学工艺流程题3、(2013全国卷·29)铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石（Na3AlF6）混合熔融电解制得。①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：②以萤石（CaF2）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：高中化学实验解题指导8三、化学工艺流程题（1）写出反应1的化学方程式_____________________________；（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是__________，反应2的离子方程式为_______________________________________________；（3）E可作为建筑材料，化合物C是________，写出由D制备冰晶石的化学方程式；（4）电解制铝的化学方程式是，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是。高中化学实验解题指导9三、化学工艺流程题[答案]（1）2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O；2NaOH+Al2O3==2NaAlO2+H2O；（2）CaSiO3；2AlO2-+CO2+3H2O==2Al(OH)3↓+CO32-（3）浓H2SO4；12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3==2Na3AlF6+3CO2+9H2O（4）2Al2O3=========4Al+3O2↑；O2，CO2(CO)高中化学实验解题指导10高温通电，Na3AlF6三、化学工艺流程题4、(2013新课标1·27)锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。高中化学实验解题指导11三、化学工艺流程题（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为_________。（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_____________________________________________________。（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式______________________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是_____________________________________________________。（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_____________________________________________________。（5）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式______________________________________。高中化学实验解题指导12三、化学工艺流程题（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是_____________________________________。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有________________________________(填化学式)。高中化学实验解题指导13三、化学工艺流程题[答案]（1）+3（2）2Al+2OH-+6H2O==2Al(OH)4-+3H2↑（3）2LiCoO2+2H2SO4+H2O2===Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O2H2O2===2H2O+O2↑；Cl-被Co3+氧化，产生污染气体Cl2（4）CoSO4+2NH4HCO3==CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑（5）Li1-xCoO2+LixC6==LiCoO2+6C（6）Li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4高中化学实验解题指导14∆∆三、化学工艺流程题5、(2013新课标2·27)氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下:提示:在本实脸条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化:高锰酸钾的还原产物是MnO2(1)反应②中除掉的杂质离子是，发生反应的离子方程式为______________________________________________________加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是________________高中化学实验解题指导15三、化学工艺流程题(2)反应③的反应类型为____________，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有_______________存在(3)反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是_____________________________________________________。(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2.取干操后的滤饼11.2g，煅烧后可得到产品8.1g。则x等于_______。高中化学实验解题指导16三、化学工艺流程题解析：以工艺流程为形式考察化学知识，涉及反应原理、除杂方法、影响因素、反应类型、产物分析、洗涤干净的检验方法、计算等。（1）Fe2＋被MnO4-氧化以Fe(OH)3形式沉淀下来，根据价态规律：Mn2＋与MnO4-发生归中反应，以MnO2的形式沉淀下来，因此除去的杂质离子是Fe2＋和Mn2＋；反应离子方程式为：MnO4－＋3Fe2＋＋7H2O===MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋;3Mn2＋＋2MnO4－＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋;在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，不会形成Fe(OH)3和MnO2沉淀。（2）上述步骤中，由于Ni2+并未被氧化，因而为除去，由题意可得还原性:Fe2+Ni2+，则氧化性:Ni2+Fe2+，因而可发生：Zn＋Ni2＋==Zn2＋＋Ni，置换反应；还有Ni。（3）洗涤主要是除去SO42－和CO32－离子。检验洗净可检验SO42－离子。取最后一次洗涤液少量，滴入稀盐酸，加入氯化钡溶液，没有白色沉淀生成，证明洗涤干净。（4）令ZnCO3为amol,Zn(OH)2为bmol125a+99b=11.2;81(a+b)=8.1解之，a:b=1:x=1:1,x=1高中化学实验解题指导17三、化学工艺流程题[变式]活性氧化锌常用作橡胶制品的硫化活性剂．工业上用粗氧化锌（含少量CuO、FeO、MnO、Fe2O3等）生产活性氧化锌，生产工艺流程如下：高中化学实验解题指导18Fe(OH)2Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Mn(OH)2开始沉淀的pH7.52.25.26.48.6沉淀完全的pH9.03.26.78.010.1三、化学工艺流程题（1）“废渣1”的主要成分是_____________（2）完成“反应器2”中反应之一的离子方程式：____MnO4−+____Mn2++_____===_____MnO2↓+_____（3）蘸取“反应器2”中的溶液点在_____________试纸上，如果观察到试纸变蓝，说明KMnO4过量。（4）“废渣2”分离出的MnO2可用于制取MnO，已知：2MnO2(s)+C(s)==2MnO(s)+CO2(g)∆H=-174.6kJ•mol-1C(s)+CO2(g)==2CO(g)∆H=+283.0kJ•mol-1试写出MnO2（s）与CO（g）反应制取MnO（s）的热化学方程式：_____________________________________________________（5）“反应器3”中加入锌粉的作用是_______________________高中化学实验解题指导19三、化学工艺流程题（6）“反应器4”得到的废液中，含有的主要离子除了Na+外，还有__________________（7）从“反应器4”中经过滤等操作得到碱式碳酸锌．取碱式碳酸锌3.41g，在400～450℃下加热至恒重，得到ZnO2.43g和标准状况下CO20.224L，碱式碳酸锌的化学式为_________________________高中化学实验解题指导20三、化学工艺流程题[答案]（1）Fe(OH)3（2）2MnO4−+3Mn2++2H2O===5MnO2↓+4H+（3）淀粉碘化钾；（4）MnO2(s)+CO(g)==MnO(s)+CO2(g)∆H=-228.8kJ•molˉ1（5）除去Cu2+（6）K+、SO42-（7）ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O或Zn3(OH)4CO3·H2O高中化学实验解题指导21三、化学工艺流程题6、(2013浙江卷·28)利用废旧锌铁皮制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。制备流程图如下：已知：Zn及化合物的性质