高三化学工业流程图专题训练

1．化合物KxFe(C2O4)y·3H2O（Fe为＋3价）是一种光敏材料，实验室可以用如下的方法来制备这种材料并测定这种材料的组成。

Ⅰ．制备

K2C2O4

FeCl3

⑴结晶时应将溶液用冰水冷却并在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是：_________________

_______________________________________________。

⑵操作Ⅲ的名称是___________。

Ⅱ．组成测定

称取一定质量的晶体置于锥形瓶中，加入足量的蒸馏水和稀H2SO4，将C2O42－转化为H2C2O4后用0.1000 mol·L－1KMnO4溶液滴定，当消耗KMnO4溶液24.00mL时恰好完全反应；再向溶液中加入适量的还原剂，恰好将Fe3＋完全转化为Fe2＋，用KMnO4溶液继续滴定，当Fe2＋完全氧化时，用去KMnO4溶液4.00mL。相关反应的化学方程式如下：

2 KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4＝2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O

MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O

⑶配制100mL 0.1000 mol·L－1KMnO4溶液及滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外还有_______________________________（填仪器名称）。两个滴定中，终点时溶液颜色为________色，且30 秒内不变色。

⑷该化合物KxFe(C2O4)y·3H2O中，x＝_______。

3. ( 10 分）下列实验流程图中， x为第三周期两种重要单质的氧化物的混合物。反应②、 ④是工业上的重要反应，部分物质及反应条件没有列出。

请回答： (l）写出A、B和E 的化学式：A              B         E                  

(2）写出C溶液转化为C固体的过程中，HCl气流的作用                              

(3）写出①、③和④反应的方程式（若是离子反应的写离子方程式）:

①                                                                

③                                                                

④                                                                

4．（9分）以黄铜矿（主要成分是CuFeS2，含少量杂质SiO2）为原料炼铜的方法分为高温炼铜和湿法炼铜两种。近年来，湿法炼铜有了新进展，科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下，可以将黄铜矿氧化成硫酸盐：

4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2＝4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O

某工厂运用该原理生产铜和绿矾的工艺如下：

回答下列问题：

（1）固体A的成分为             （写化学式）；

（2）写出反应Ⅲ的化学方程式                      ；

（3）试剂a为          ，试剂b为         ；

（4）欲从溶液中获得绿矾晶体，分离操作Ⅰ应为       、     、      。

5．(8分)工艺上制取纯净的CuCl2·2H2O的主要过程是：①将粗CuO(含少量Fe)溶解于稀盐酸中，加热、过滤，调节滤液的pH为3；② 对①所得滤液按下列步骤进行操作：

已知Cu2＋、Fe2＋在pH为4～5时不水解，而Fe3＋却几乎完全水解而沉淀。

回答下列问题：

(1)X是           （填写化学式），其反应的离子方程式是                       。

(2)生产中Y可选用               （填写化学式），其目的是                      

                                                                。

(3)溶液乙在蒸发结晶过程中必须采取的措施是                                     

                                                                   。

6．镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na+、Mg2+、Cl－、Br－等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下：

    回答下列问题：

(1) 工业上从盐卤中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是          。

(2) 从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2 ，除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有        溶液的烧杯中，充分搅拌后经        、        (填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。

 (3)下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图：

其中装置A的作用是                                   。

(4)写出过程④中发生反应的化学方程式                   。

7. （12分）钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属 , 广泛用于拉制灯泡的灯丝 , 有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨 (+6价) 酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙 (CaWO4)；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成(Fe,Mn)WO4 ，钨酸（H2WO4）酸性很弱，难溶于水。黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法：

    其中 A、B、C 都是钨的化合物。回答：

(1)  74W在周期表的位置是第       周期。

(2) 写出上述流程中B 、C 的化学式：B____________；  C_____________

(3) 钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨。对钨的纯度要求不高时 , 可用碳作还原剂。写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式：______________________________________________________________；

为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳而必须用氢气作还原剂 ,为什么 ?_____________________________________________。

8．（12分）茶是我国人民喜爱的饮品。某校化学兴趣小组的同学设计以下实验来定性检验茶叶中含有Ca、A1、Fe三种元素。

【查阅部分资料】：草酸铵[(NH4)2C2O4]属于弱电解质。草酸钙（CaC2O4）难溶于水。Ca2+、A13+、Fe3+完全沉淀的pH：Ca(OH)2：pH≥13；A1(OH)3：pH≥5.5；Fe(OH)3：pH≥4.1。

试根据上述过程及信息填空：

（1）步骤加盐酸的作用是                            ____                  。

（2）写出检验Ca2+的离子方程式                       ___                    。

（3）写出沉淀C所含主要物质的化学式                          。

（4）写出步骤⑧用A试剂生成红色溶液的离子方程式                ___         。

（5）步骤⑨的作用是                           __________              ，猜测步骤⑩的目的是                                    _                           。

9．（10分）碘酸钾是一种白色结晶粉末，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘，在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。碘酸钾在常温下稳定，加热至560℃开始分解。工业生产碘酸钾的流程如下，在反应器中发生反应的化学方程式为：

I2+KClO3+H2O--KH(IO3)2+KCl+Cl2 ↑（未配平）

（1）已知步骤①反应器发生的反应中，两种还原产物所得电子数相同，请配平该反应的化学方程式：______________________________________________________________；

（2）步骤②中，用稀酸酸化的作用是____________________________________________；在稀和稀盐酸中不能选用的酸是：_________，其原因是____________________

______________________________________________________；

（3）步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气，排出氯气的原因为      ______   

______________________________________________________；

（4）参照下表碘酸钾的溶解度，步骤11得到碘酸钾晶体，你建议的方法是______        。

98％硫酸

（1）早期生产用黄铁矿为原料，但现在工厂生产硫酸用硫磺为原料，理由是            （2分）在催化反应室，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有                  （2分）

A．升高温度                       B．减少压强       

C．不断补充SO2和空气             D．及时分离出SO3

（3）在生产中，为提高催化剂效率采取了哪些措施？                                     

                                                                        （3分）

（4）已知2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），ΔH＝－196 kJ·mol－1。在450℃、常压和钒催化条件下向一密闭容器中充入2molSO2和1molO2,充分反应后,放出的热量______(填“<”“>”“=”)196kJ，理由是____________________________________________________（3分）

（5）经检测生产硫酸的原料气成分（体积分数）为SO27％、O211％、N282％。在500℃，0.1MPa条件下达到平衡时，各种气体的体积比为V（SO2）：V（SO3）：V（O2）：V（N2）＝0.46：6.5：7.7：82，则SO2的利用率为                    （3分）

参

1．⑴用冰水冷却有利于析出更多的晶体，黑暗可以防止晶体分解    ⑵过滤、洗涤

⑶100mL容量瓶、酸式滴定管  （紫）红    ⑷3   

2.(10分）（任写出其中两个即给分，每空 l分，共 2 分）

3．(l) A:Si02, B: MgO, E: MgSiO3 （每空 l 分） (2）抑制氯化镁水解（ 1 分） 

(3）①Si02 +2OH- = Si032一＋H2O ③MgSiO3+2H+＝H2SiO3↓＋Mg2+ 

④Si02+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑（每个方程式 2 分）

4．（共9分）（1）Fe(OH)3 、CuO（2分）   （2）CuSO4 + Fe＝ Cu + FeSO4 （2分）

   （3）稀H2SO4，铁粉（2分）   （4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（3分）

5．(1)NaClO  ClO－＋2H＋＋Fe2＋＝2Fe3＋＋Cl－＋H2O

(2)CuO 或Cu(OH)2；促进Fe3＋水解使之完全转化为Fe(OH)3沉淀

6、(共10分)

(1) 石灰乳原料丰富，成本低 (2分) (2) MgCl2(或氯化镁)  (2分)   过滤 (1分)   洗涤 (1分)

(3)制备干燥的HCl气体 (2分) 

(4) MgCl2(熔融)        Mg +Cl2↑  (2分)

7．（12分）    (1) 六 （1分）     (2) B: H2WO4（1分）    C: WO3 （1分）

(3) 2 WO3 +3C ==2W +3CO2↑（2分）；   因为钨的熔点很高，不容易转变为液态，如果用碳做还原剂 , 混杂在金属中的碳不易除去 , 而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨, 不容易获得纯的金属钨。用氢气作还原剂就不存在这些问题。

8．（12分）（1）使Ca2+、Al3+、Fe3+浸出（或使Ca2+、Al3+、Fe3+溶解）（2分，只回答对1个或2个离子，得1分）（2）Ca2++(NH4)2C2O4 = CaC2O4↓+2NH4+（2分）

（3）Fe(OH)3、Al(OH)3（各1分，共2分）

（4）Fe3++3SCN—Fe(SCN)3（写成其它正确的络合离子形式给分，2分）

（5）使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀（2分）；检验Al3+（或铝元素）存在 （2分）

9、（1）6I2 + 11KClO3 + 3H2O = 6KH(IO3)2 + 5KCl + 3Cl2↑  （2分）

 （2）促进氯气从反应混合物中逸出。（2分）稀盐酸（1分）盐酸能还原已生成的碘酸氢钾

  （3）Cl2能将KIO3氧化成KIO4 （2分）   （4）蒸发结晶（1分）

10．（1）黄铁矿为原料的生产中产生的废弃物太多，处理成本高（2分）

（2）C、D（2分）

（3）①净化气体 ②控制温度在400～500℃ ③增大催化剂与反应气体的接触面积（3分）

（4）①<（1分）,在1atm和298K条件下，2mol SO2和1mol O2完全反应生成2mol SO3，放出196kJ热量,该反应为可逆反应,不可能进行完全,又因为反应温度为450℃,所以放出的热量小于196kJ （2分）

（5）93.4％  （3分）