2020届高三化学一轮复习-无机化工流程题专题训练(典型例题和强化训练)

2020届高三化学一轮复习无机化工流程题专题训练（典型例题和强化训练）1/72020届高三化学一轮复习无机化工流程题专题训练典型例题：例题1、NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：(1)NaClO2中Cl的化合价为________。(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_________________________________。(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是________。(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为______，该反应中氧化产物是________。(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_____。(计算结果保留两位小数)[解题流程]第一步：读题目，明确目的——制备NaClO2第二步：审流程，分块破题——拆分工艺流程第三步：看设问，结合题中的问题，回到流程图中找答案。[得分秘籍](1)设问一般相对独立，无连带效应，一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。(2)题中基本上都有与流程无关的问题，可直接作答；对于超纲知识，题目中要么有信息提示，要么与解答题目无关。答案(1)＋3(2)2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2(3)NaOH溶液Na2CO3溶液ClO－2(或NaClO2)(4)2∶1O2(5)1.57例2：高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级氧化锌(含Fe2＋、Mn2＋、Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋等)为原料，用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下：2020届高三化学一轮复习无机化工流程题专题训练（典型例题和强化训练）2/7已知Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38。回答下列问题：(1)浸出时，为了提高浸出效率可采用的措施有(写两种)：________________________。(2)氧化时，加入KMnO4溶液是为了除去浸出液中的Fe2＋和Mn2＋(溶液中Mn全部转化为MnO2)，请配平下列除去Fe2＋的离子方程式：MnO－4＋Fe2＋＋________===MnO2↓＋Fe(OH)3↓＋H＋(3)加入锌粉的目的是_______________________________________________________。(4)已知H2SO4浸出液中，c(Fe2＋)＝5.04mg·L－1、c(Mn2＋)＝1.65mg·L－1。①加入KMnO4溶液反应一段时间后，溶液中c(Fe3＋)＝0.56mg·L－1，若溶液pH＝3，则此时Fe3＋________(填“能”或“不能”)生成沉淀。②若要除尽1m3上述浸出液中的Fe2＋和Mn2＋，需加入________gKMnO4。答案(1)将工业级氧化锌粉碎、搅拌，增大硫酸浓度(其他合理答案也可)(2)137H2O135(3)调节溶液pH，除去溶液中的Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋等(4)①不能②7.9强化训练1、（2019年北京人大附中5月份）粉煤灰是燃煤产生的重要污染物，主要成分有A12O3、Fe2O3、Fe3O4和SiO2等物质。综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染，还能获得纳米Fe2O3等重要物质。已知：i伯胺R-NH2能与Fe3+反应：3R-NH2+Fe3++SO42-+H2OFe(NH2-R)(OH)SO4+H+生成易溶于煤油的产物。iiFe3+在水溶液中能与Cl-反应：Fe3++6Cl-[FeCl6]3-(1)写出过程I中Fe2O3发生反应的离子方程式：____。(2)过程II加入过量H2O2的作用是___。(3)过程II加入伯胺一煤油对浸取液进行分离，该操作的名称是_____。(4)从化学平衡角度解释过程III利用NaCI溶液进行反萃取的原理：_____。(5)N2H4具有碱性，可与H+结合生成N2H5+。过程IV中先用过量的N2H4将水层2中Fe3+转化为Fe2+并生2020届高三化学一轮复习无机化工流程题专题训练（典型例题和强化训练）3/7成N2，反应的离子方程式为____，得到的Fe2+再被O2氧化为FeOOH。(6)纳米Fe2O3在常压电化学法合成氨过程中起催化作用。该电解装置如图所示。已知熔融NaOH-KOH为电解液，Fe2O3在阴极发生电极反应生成中间体Fe。用化学用语表示Fe2O3在阴极催化生成NH3的反应过程。第一步：____，第二步：____。【答案】(1).Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O(2).将Fe2+完全氧化为Fe3+，有利于与伯胺反应，提高萃取率(3).萃取、分液(4).Fe3++6Cl-[FeCl6]3-（已知ii中的反应）使Fe3+浓度下降，3R-NH2+Fe3++SO42-+H2OFe(NH2-R)(OH)SO4+H+（已知i中的反应）平衡向逆反应方向移动，Fe3+从易溶于煤油的物质中转移到易溶于水的物质中，实现反萃取(5).4Fe3++5N2H4=4Fe2++N2+4N2H5+或4[FeCl6]3-+5N2H4=4Fe2++N2+4N2H5++24Cl-(6).Fe2O3+3H2O+6e-=2Fe+6OH-(7).2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH32、（2019年湖北）钼是电子工业的重要材料，制备它的主要原料为辉钼精矿，其主要成分是MoS2(Mr=160)，其中主要杂质为方解石(CaCO3)、石英、黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)、方铅矿(PbS)。某学习小组模拟工业流程设计了制备二硫化钼过程，具体流程图如下：已知Cu2+、Fe2+、Fe3+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH如表所示：Fe3+Fe2+Cu2+开始沉淀时的pH1.97.04.7沉淀完全时的pH3.29.06.72020届高三化学一轮复习无机化工流程题专题训练（典型例题和强化训练）4/7请回答下列问题：（1）请写出电解CaCl2溶液的化学方程式：______________________________；该反应不适合应用于氯碱工业的主要原因可能是______________________(答出其中一个原因即可)。（2）加强酸性FeCl3溶液时，所涉及反应的离子方程式:_______________________________；________________________________________。（3）第（5）步加双氧水的目的是_______________________________________________。（4）第（6）步应该调节pH的范围是____________________。（5）第（8）步通空气并控制一定的温度的目的是_______________________________。（6）假设用1t辉钼精矿制备纯的MoS2，得到质量为0.8t，则该辉钼精矿中Mo的含量为______________。【答案】(1).CaCl2＋2H2OCa(OH)2+H2↑+Cl2↑(2).氢氧化钙微溶于水，容易堵塞交换膜(3).3+2+2+2CuFeS+4Fe=Cu+5Fe+2S(4).3+2+2FeS+2Fe=3Fe+2S(5).氧化亚铁离子(6).3.2≤pH＜4.7(7).去硫单质(8).48%3、硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式_____________________________________。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有___________(写出两条)。(2)利用________________的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_________________________________________________________________(写化学式)。(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是____________________________。然后再调节溶液的pH约为5，目的是_____________________________________________________。(4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为________。(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程：__________________________________________________。答案(1)Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4====△2MgSO4＋2H3BO3提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径(2)Fe3O4SiO2和CaSO42020届高三化学一轮复习无机化工流程题专题训练（典型例题和强化训练）5/7(3)将Fe2＋氧化为Fe3＋使Al3＋和Fe3＋形成氢氧化物沉淀而除去(4)(七水)硫酸镁(5)(6)2H3BO3====△B2O3＋3H2O、B2O3＋3Mg====△2B＋3MgO4、以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废矾催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.2～2.92.8～3.122～2860～651～21以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：回答下列问题：(1)“酸浸”时V2O5转化为VO＋2，反应的离子方程式为_________________，同时V2O4转化成VO2＋。“废渣1”的主要成分是________。(2)“氧化”中欲使3mol的VO2＋变为VO＋2，则需要氧化剂KClO3至少为_______mol。(3)“中和”作用之一是使钒以V4O4－12形式存在于溶液中。“废渣2”中含有________。(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为4ROH＋V4O4－12离子交换洗脱R4V4O12＋4OH－(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈____性(填“酸”“碱”或“中”)。(5)“流出液”中阳离子最多的是________。(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式______。答案(1)V2O5＋2H＋===2VO＋2＋H2OSiO2(2)0.5(3)Fe(OH)3、Al(OH)3(4)碱(5)K＋(6)2NH4VO3=====高温V2O5＋H2O↑＋2NH3↑5、我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Fe3＋Fe2＋Zn2＋Cd2＋2020届高三化学一轮复习无机化工流程题专题训练（典型例题和强化训练）6/7开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列问题：(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为______________________。(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有________；氧化除杂工序中ZnO的作用是_____________，若不通入氧气，其后果是__________________________________________________________。(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还