2019年高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第3章 金屬及其化合物 課時4 無機化學(xué)工藝流程題型沖關(guān)練習(xí).doc

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課時4　無機化學(xué)工藝流程 1．某一化工廠以廢鐵屑為原料制備FeCl3溶液，用作印刷電路銅板腐蝕劑，并對溶液B進(jìn)行電解處理的實驗流程如圖： (1)試劑a應(yīng)選用________(填寫名稱)； (2)步驟Ⅰ用到的主要玻璃儀器有漏斗、________(填寫儀器名稱)； (3)寫出步驟Ⅱ中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________； (4)實驗室制取氣體E的離子方程式是________________________，欲對氣體E進(jìn)行干燥和吸收，需選用下列裝置中的________(填寫序號)； (5)如何用化學(xué)方法檢驗氣體E？_______________________________。 解析　分析流程中的物質(zhì)及其化學(xué)反應(yīng)，廢鐵屑加入熱堿液是除去鐵屑表面的油污，將Fe反應(yīng)生成Fe2＋的試劑只能選用HCl，才能由A經(jīng)Cl2氧化后成FeCl3，若換成H2SO4、HNO3等其他酸，則引入SO、NO等雜質(zhì)，過濾需用的玻璃儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒；2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，則B中含有FeCl2、CuCl2、FeCl3等溶質(zhì)，將其電解時，根據(jù)陽離子放電順序先析出Cu，陽極生成Cl2，但是由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，則Fe3＋一定放電成Fe2＋后才有Cu單質(zhì)析出；Cl2的實驗室制法為MnO2與濃鹽酸反應(yīng)，則Cl2中混有HCl、H2O等雜質(zhì)，干燥Cl2用②，吸收Cl2用④；Cl2的檢驗方法是用濕潤的淀粉－KI試紙。 答案　(1)稀鹽酸　(2)燒杯、玻璃棒 (3)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 (4)MnO2＋4H＋＋2Cl－△,Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O?、冖? (5)將濕潤的KI－淀粉試紙靠近集氣瓶口，試紙變藍(lán)，證明該氣體為Cl2 2．(2016金考卷)鎳電池廣泛應(yīng)用于混合動力汽車系統(tǒng)，電極材料由Ni(OH)2、碳粉和氧化鐵等涂在鋁箔上制成。由于電池使用后電極材料對環(huán)境有危害，某興趣小組對該電池電極材料進(jìn)行回收研究，設(shè)計實驗流程如下： 已知：a.NiCl2易溶于水，F(xiàn)e3＋不能氧化Ni2＋。 b．某溫度下一些金屬氫氧化物的Ksp及開始沉淀和完全沉淀時的理論pH如表所示： M(OH)n Ksp pH 開始沉淀 沉淀完全 Al(OH)3 1.910－33 3.43 4.19 Fe(OH)3 3.910－38 2.53 2.94 Ni(OH)2 1.610－14 7.60 9.75 回答下列問題： (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷步驟②依次析出的沉淀Ⅱ________和沉淀Ⅲ________(填化學(xué)式)，則pH1________pH2(填“>”、“＝”或“<”)，控制兩種沉淀析出可利用________(填序號)。 A．pH試紙　　　 B．石蕊指示劑　　　　 C．pH計 (2)已知溶解度：NiC2O4>NiC2O4H2O>NiC2O42H2O，則步驟③的化學(xué)方程式是________________________________________________。 步驟③后，過濾沉淀所需的玻璃儀器有____________。若過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實驗操作的角度給出兩種可能的原因：_______________ _______________________________________________________。 (3)④中陽極反應(yīng)產(chǎn)生的氣體E為________，驗證該氣體的試劑為__________________________________________________________。 (4)試寫出步驟⑥的離子方程式：______________________________。 解析?、僮⒁怆姌O材料的成分以及和鹽酸反應(yīng)后的離子； ②A呈酸性，加入NiO的目的，是為了降低H＋濃度，促進(jìn)Fe3＋、Al3＋的水解，根據(jù)表中提供信息，F(xiàn)e3＋先形成沉淀； ③只要注意到表中pH的數(shù)據(jù)，即可選出答案； ④溶解度越小，越先形成沉淀； ⑤注意只要求寫出玻璃儀器； ⑥注意D的成分為NaCl溶液； ⑦看準(zhǔn)要求。 答案　(1)Fe(OH)3　Al(OH)3　<　C (2)NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O===NiC2O42H2O↓＋2NaCl　漏斗、玻璃棒和燒杯　玻璃棒劃破濾紙、濾液超過濾紙邊緣 (3)Cl2　濕潤的淀粉－KI試紙 (4)2Ni(OH)2＋2OH－＋Cl2===2Ni(OH)3＋2Cl－ 3．(2015福建理綜，24)無水氯化鋁在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。 (1)氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體，其反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________________。 (2)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制取無水氯化鋁的一種工藝流程示意如下： 已知： 物質(zhì) SiCl4 AlCl3 FeCl3 FeCl2 沸點/℃ 57.6 180(升華) 300(升華) 1 023 ①步驟Ⅰ中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多，其作用是_________________________________________(只要求寫出一種)。 ②步驟Ⅱ中若不通入氯氣和氧氣，則反應(yīng)生成相對原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是___________________________________。 ③已知： Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋1 344.1 kJmol－1 2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g) ΔH2＝＋1 169.2 kJmol－1 由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為 _____________________________________________________。 ④步驟Ⅲ的尾氣經(jīng)冷卻至室溫后，氣體用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的鹽主要有3種，其化學(xué)式分別為_____________________________。 ⑤結(jié)合流程及相關(guān)數(shù)據(jù)分析，步驟Ⅴ中加入鋁粉的目的是 _________________________________________________。 解析　(1)AlCl3屬于強酸弱堿鹽，在溶液中Al3＋發(fā)生水解反應(yīng)生成Al(OH)3膠體：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋；(2)①步驟Ⅰ中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多，可以防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解，同時也增大了反應(yīng)物的接觸面積，從而加快反應(yīng)速率。②根據(jù)物質(zhì)的組成元素可知：若步驟Ⅱ中不通入氯氣和氧氣，則反應(yīng)生成相對原子質(zhì)量比Si大的單質(zhì)是Fe。③對已知兩個熱化學(xué)方程式由上到下依次標(biāo)記為(i)和(ii)，根據(jù)蓋斯定律，(i)－(ii)可得所求熱化學(xué)方程式：Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)　ΔH＝＋174.9 kJmol－1；④步驟Ⅲ經(jīng)冷卻至室溫后，氣體中含有Cl2、CO2、O2等，用足量的NaOH冷溶液吸收。因此，得到的3種鹽分別為NaCl、NaClO、Na2CO3。⑤Al的活動性強于Fe，在步驟Ⅴ中加入Al粉與FeCl3發(fā)生置換反應(yīng)，以除去FeCl3從而提高AlCl3的純度。 答案　(1)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋ (2)①防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解或增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率 ②Fe或鐵 ③Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)　ΔH＝＋174.9 kJmol－1 ④NaCl、NaClO、Na2CO3 ⑤除去FeCl3，提高AlCl3純度 4．(2016江蘇化學(xué)，16)以電石渣[主要成分為Ca(OH)2和CaCO3]為原料制備KClO3的流程如下： (1)氯化過程控制電石渣過量、在75 ℃左右進(jìn)行。氯化時存在Cl2與Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反應(yīng)，Ca(ClO)2進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2 分解為CaCl2和O2。 ①生成Ca(ClO)2的化學(xué)方程式為____________________________________。 ②提高Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的轉(zhuǎn)化率的可行措施有________(填序號)。 A．適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l2速率 B．充分?jǐn)嚢铦{料 C．加水使Ca(OH)2完全溶解 (2)氯化過程中Cl2 轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的總反應(yīng)方程式為：6Ca(OH)2＋6Cl2===Ca(ClO3)2＋5CaCl2＋6H2O 氯化完成后過濾。 ①濾渣的主要成分為_________(填化學(xué)式)。 ②濾液中Ca(ClO3)2與CaCl2的物質(zhì)的量之比n[Ca(ClO3)2] ∶n[CaCl2] ________1∶5(填“>”、“<”或“＝”)。 (3)向濾液中加入稍過量KCl固體可將Ca(ClO3)2轉(zhuǎn)化為KClO3，若溶液中KClO3的含量為100 gL－1，從該溶液中盡可能多地析出KClO3固體的方法是________。 解析　(1)①Cl2與Ca(OH)2反應(yīng)生成Ca(ClO)2和CaCl2，配平。②適當(dāng)緩慢通氯氣，氣液充分接觸，提高Cl2的吸收率，A正確；充分?jǐn)嚢?，增大氣液接觸面積，提高Cl2的吸收率，B正確；由于Ca(OH)2溶解度小，加水使Ca(OH)2溶解，生成Ca(ClO3)2濃度小，無法提高Cl2的轉(zhuǎn)化率，錯誤。(2)①電石渣中含有不溶于水的CaCO3及溶解度小的Ca(OH)2，濾渣為CaCO3、Ca(OH)2。②因為Ca(OH)2與Cl2還可以發(fā)生反應(yīng)生成Ca(ClO)2和CaCl2，Ca(ClO)2少量分解也會生成CaCl2，所以Ca(ClO3)2含量偏低。(3)由溶解度圖可知，KClO3隨溫度升高溶解度變大，可以采用蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶的方法生成沉淀。 答案　(1)①2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O?、贏B (2)①CaCO3、Ca(OH)2?、冢? (3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶