2019高考化学冲刺化工流程题

2019高考化学冲刺化工流程题1．(2018·课标全国Ⅰ，27)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式______________________________________________________________。(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：①pH＝4.1时，Ⅰ中为________溶液(写化学式)。②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是___________________。(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为__________________。电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00mL葡萄酒样品，用0.01000mol·L－1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00mL。滴定反应的离子方程式为_____________________________________，该样品中Na2S2O5的残留量为________g·L－1(以SO2计)。解析(1)NaHSO3结晶脱水生成Na2S2O5。(2)①向Na2CO3饱和溶液中通入SO2，可能生成Na2SO3、NaHSO3，因Na2SO3溶液呈碱性，Ⅰ中溶液呈弱酸性，所以生成的是NaHSO3。②审题时抓住“生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”，则工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液。(3)阳极发生氧化反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑)，阳极室H＋向a室迁移，a室中的Na2SO3转化成NaHSO3。阴极发生还原反应，析出H2，OH－增多，Na＋由a室向b室迁移，则b室中Na2SO3浓度增大。(4)I2作氧化剂，将S2O2－5氧化成SO2－4。计算样品中Na2S2O5的残留量时以SO2计，则n(I2)＝n(SO2)＝0.01000mol·L－1×0.01L＝0.0001mol，m(SO2)＝0.0064g，则该样品中Na2S2O5的残留量为0.0064g0.05L＝0.128g·L－1。答案(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O(2)①NaHSO3②得到NaHSO3过饱和溶液(3)2H2O－4e－===4H＋＋O2↑(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑)a(4)S2O2－5＋2I2＋3H2O===2SO2－4＋4I－＋6H＋0.128训练：1.(2017·课标全国Ⅰ，27)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下：回答下列问题：(1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为______________________________________________________________。(2)“酸浸”后，钛主要以TiOCl2－4形式存在，写出相应反应的离子方程式___________________________________________________________________。(3)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：温度/℃3035404550TiO2·xH2O转化率/%9295979388分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因_____________________________________________________________。(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为＋4，其中过氧键的数目为________________。(5)若“滤液②”中c(Mg2＋)＝0.02mol·L－1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5mol·L－1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？____________________________________________________________________________________________________________________________________(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10－22、1.0×10－24(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式__________________________________。解析(1)由图示可知，当铁浸出率为70%时，可以采用100℃、2h，也可采用90℃、5h。(2)反应物有FeTiO3，由生成物有TiOCl2－4可知，反应物中还含有Cl－，生成物中还有Fe2＋，注意酸性条件，用H＋平衡电荷，配平。(3)温度低，转化速率慢，单位时间内转化效率低，温度过高，H2O2分解，NH3挥发，导致转化速率慢。注意：取的是相同时间内的转化率。(4)由化合物中所有元素化合价代数和为0，有15个O原子共显－22价，设－2价氧原子为x个，－1价氧原子则为(15－x)个，有－2x－(15－x)＝－22，x＝7，则－1价O原子共8个，即有4个过氧键。(6)反应物为FePO4、Li2CO3、H2C2O4，生成物有LiFePO4，铁元素的化合价降低，则H2C2O4中碳元素的化合价升高，产物为CO2，配平。答案(1)100℃、2h或90℃、5h(2)FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl2－4＋2H2O(3)低于40℃，TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降(4)4(5)Fe3＋恰好沉淀完全时，c(PO3－4)＝1.3×10－221.0×10－5mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1，c3(Mg2＋)·c2(PO3－4)值为0.013×(1.3×10－17)2＝1.7×10－40Ksp[Mg3(PO4)2]，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀(6)2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4=====高温2LiFePO4＋H2O↑＋3CO2↑举一反三：铁的化合物有广泛用途，如碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂，铁红(Fe2O3)可作为颜料。利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2)制备FeCO3的流程如下：(1)“酸溶”时加快反应速率的方法有________(写出一种)。(2)①“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3＋通过两个反应被还原，其中一个反应如下：FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO2－4＋16H＋，则另一个反应的离子方程式为___________________________________________________。②加入FeS2还原后，检验Fe3＋是否反应完全的方法是____________________________________________。(3)①“沉淀”时，需要控制温度在35℃以下，其可能原因是__________________________________________________。②所得FeCO3需充分洗涤，检验沉淀已洗净的方法是________________________________________________________。(4)FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，同时释放出CO2，则与FeCO3反应的物质为________(填化学式)。(5)写出在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的化学方程式：_______________________________________________________。FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时，也会生成FeO。现煅烧23.2kg的FeCO3，得到Fe2O3和FeO的混合物15.84kg，则Fe2O3的质量为________kg。解析烧渣(主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2)用硫酸浸取，过滤后滤液中含有硫酸铁、硫酸亚铁、未反应的硫酸，滤渣为二氧化硅，用二硫化亚铁还原Fe3＋后过滤，得滤液中含有硫酸亚铁，向滤液中加入碳酸铵，过滤得碳酸亚铁，滤液中含有硫酸铵、碳酸铵。(5)在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的化学方程式为4FeCO3＋O2=====高温2Fe2O3＋4CO2，设Fe2O3的质量为x，根据化学反应前后铁元素质量不变：112160×100%×x＋5672×100%×(15.84kg－x)＝56116×100%×23.2kg，解得x＝14.4kg。答案(1)加热(或适当增加硫酸的浓度、将烧渣粉碎、搅拌等)(2)①FeS2＋2Fe3＋===3Fe2＋＋2S↓②取少量溶液，滴入几滴KSCN溶液，若溶液变为红色，说明其中含有Fe3＋，未反应完全(3)①防止碳酸铵分解，减小亚铁离子的水解程度②取少许最后一次洗涤液于试管中，滴加稀盐酸，无明显现象，再滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明沉淀已洗涤干净，反之，则说明没洗涤干净(4)O2、H2O(5)4FeCO3＋O2=====高温2Fe2O3＋4CO214.4