（通用版）2020高考化学一轮复习跟踪检测（二十八）题型研究“无机化工流程题”解题指导（含解析）.doc

1、1跟踪检测（二十八）题型研究“无机化工流程题”解题指导1醋酸镍(CH 3COO)2Ni是一种重要的化工原料。一种以含镍废料(含NiS、Al 2O3、FeO、CaO、SiO 2)为原料，制取醋酸镍的工艺流程如图：相关离子生成氢氧化物的 pH和相关物质的溶解性如下表：金属离子 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pH 物质20 时溶解性(H2O)Fe3 1.1 3.2 CaSO4 微溶Fe2 5.8 8.8 NiF2 可溶Al3 3.0 5.0 CaF2 难溶Ni2 6.7 9.5 NiCO3 Ksp9.6010 6(1)调节 pH步骤中，溶液 pH的调节范围是_。(2)滤渣 1和滤渣 3主要成分的化学

2、式分别是_、_。(3)写出氧化步骤中加入 H2O2发生反应的离子方程式：_。(4)酸浸过程中，1 mol NiS失去 6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式：_。(5)沉镍过程中，若 c(Ni2 )2.0 molL 1 ，欲使 100 mL该滤液中的 Ni2 沉淀完全c(Ni2 )10 5 molL1 ，则需要加入 Na2CO3固体的质量最少为_ g。(保留小数点后 1位有效数字)(6)保持其他条件不变，在不同温度下对含镍废料进行酸浸，镍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度与时间分别为_ 、_ min。解析：(1)(3)制取醋酸镍的工艺流程可解读为将含镍废料粉碎后加入

3、H2SO4和少量HNO3进行酸浸，过滤后得到主要含 Ni2 、Al 3 、Fe 3 (还可能含少量 Fe2 、Ca 2 )的溶液和主要含 SiO2、CaSO 4的滤渣，弃去滤渣，向滤液中加入 H2O2将可能含有的 Fe2 氧化为Fe3 ，调节溶液 pH为 5.0pH6.7，使 Al3 、Fe 3 转化为氢氧化物沉淀，再通过过滤除2去，向过滤所得的滤液 1中加入 NH4F除去滤液中的 Ca2 ，过滤后向滤液 2中加入 Na2CO3使 Ni2 沉淀为 NiCO3，过滤后向 NiCO3中加入醋酸得到醋酸镍，再进一步蒸发、结晶、洗涤得到醋酸镍产品。(4)由题意知，酸浸时 1 mol NiS失去 6 m

4、ol电子，S 2 被氧化为SO2，硝酸被还原为 NO，根据得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式。(5)Ni 2沉淀完全时溶液中 c(CO ) 0.96 molL1 ，故需要加23Ksp NiCO3c Ni2 9.6010 610 5入 Na2CO3的质量最少为0.96 molL1 0.1 L(2.0 molL1 10 5 molL1 )0.1 L106 gmol1 31.4 g。答案：(1)5.0pH6.7 (2)SiO 2、CaSO 4 CaF 2 (3)2Fe2 H 2O22H =2Fe3 2H 2O (4)NiSH 2SO42HNO 3=NiSO4SO 22NO2H 2O (5)

5、31.4 (6)70 1202电石广泛应用于生产 PVC、维尼纶等，电石与水反应所得残渣电石渣，主要含Ca(OH)2、CaCO 3及少量其他杂质。某工业电石渣的几种回收利用流程如下：几种物质在水中的溶解度曲线如图所示。回答下列问题：(1)常温氯化反应的化学方程式是_。为提高 Cl2转化为 Ca(ClO)2的转化率，可行的措施有_(填字母)。A加热升高温度B适当减缓通入 Cl2的速率C充分搅拌浆料D加水使 Ca(OH)2完全溶解电石渣中的有害杂质 CN 与 ClO 反应转化为两种无害的气体，每转化 1 mol CN 至少需要消耗氧化剂 ClO _ mol。3(2)75 氯化生成氯酸钙中氯的化合价

6、为_，氯化完成后过滤，滤渣的主要成分为_(填化学式)。氯酸钙能与 KCl反应转化为氯酸钾的原因是_。(3)有机反应首先生成氯代乙醇，其结构简式为_，氯代乙醇再与 Ca(OH)2反应生产环氧乙烷。总反应的化学方程式是_。解析：(1)常温氯化，Cl 2与 Ca(OH)2发生反应得到漂白液。加热升高温度，Ca(OH) 2的溶解度降低，则 Cl2的转化率也降低，A 项不符合题意；适当减缓通入 Cl2的速率，等效于增大 Ca(OH)2的浓度，Cl 2的转化率增大，B 项符合题意；充分搅拌浆料，能使反应完全，Cl2的转化率增大，C 项符合题意；加水使 Ca(OH)2完全溶解，不能改变 Cl2的转化率，D

7、项不符合题意。根据题意，CN 与 ClO 反应转化为 CO2和 N2，CN 中 C、N 分别为2 价、3 价，1 mol CN 失去 5 mol电子，而 ClO 转化为 Cl ，1 mol ClO 得到 2 mol电子，根据得失电子守恒，则每转化 1 mol CN 至少需要消耗氧化剂 ClO 2.5 mol。(2)Ca(ClO 3)2中 Cl的化合价为5 价。氯化完成后过滤，得到的滤渣的主要成分为CaCO3、Ca(OH) 2。根据题图知，75 时氯酸钾的溶解度比氯酸钙、氯化钾、氯化钙都小得多，故氯酸钙与 KCl能发生反应：Ca(ClO 3)22KCl CaCl22KClO 3。(3)氯代乙醇为

8、氯原子取代乙醇分子中乙基上的= = = = = 氢原子，根据“氯代乙醇再与 Ca(OH)2反应生产环氧乙烷” ，则氯原子应取代甲基上的氢原子，故氯代乙醇的结构简式为 ClCH2CH2OH，总反应的化学方程式为 CH2=CH2Cl 2Ca(OH)2 CaCl 2H 2O。答案：(1)2Cl 22Ca(OH) 2=CaCl2Ca(ClO) 22H 2O BC 2.5(2)5 CaCO 3、Ca(OH) 2 75 时，氯酸钾的溶解度比氯酸钙、氯化钾、氯化钙都小得多(3)ClCH2CH2OH CH 2=CH2Cl 2Ca(OH) 2 CaCl 2H 2O3实验室用卤块(主要成分为 MgCl26H2O，

9、含有 MgSO4、FeCl 2等杂质)制备少量Mg(ClO3)26H2O的流程如图：4已知：四种化合物的溶解度( S)随温度( T)变化曲线如图所示：室温时一些物质的 Ksp如表所示：化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Mg(OH)2Ksp 8.01018 8.01038 1.81011Mg(ClO 3)2有较强的氧化性，其还原产物是 Cl 。回答下列问题：(1)H2O2的电子式为_。(2)滤渣的成分是_(填化学式)。(3)经测定，D 中铁离子的浓度为 1105 molL1 ，则 x为_(已知：lg 50.7)。(4)D中所发生的化学反应方程式为_，框图中由 D制 Mg(ClO3)26H2

10、O晶体的实验步骤依次为加热蒸发；_(请补充)；冷却结晶；过滤洗涤。解析：(1)H 2O2属于共价化合物，电子式为 。(2)卤块中的 Fe2 被双氧水氧化生成 Fe3 ，加入适量的 BaCl2溶液可以使 SO 沉淀，加入 MgO调节溶液的 pH，根24据氢氧化物的溶度积常数可知，可使 Fe3 沉淀，因此滤渣中含有 Fe(OH)3、BaSO 4。(3)经测定，D 中 Fe3 的浓度为 1105 molL1 ， c(OH ) 38.010 38110 5molL1 210 11 molL1 ，则 c(H )510 4 molL1 ，pHlg c(H )3.3。(4)根据溶解度曲线，D 中 NaClO

11、3与 MgCl2反应生成 Mg(ClO3)2和 NaCl沉淀，化学反应方程式为 2NaClO3MgCl 2=2NaClMg(ClO 3)2，Mg(ClO 3)2的溶解度随温度的变化较大，由 Mg(ClO3)2溶液制 Mg(ClO3)26H2O晶体的实验步骤依次为加热蒸发；趁热过滤；冷却结晶；过滤洗涤。5答案：(1) (2)Fe(OH)3、BaSO 4 (3)3.3(4)2NaClO3MgCl 2=2NaClMg(ClO 3)2 趁热过滤4氟化钡可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器。以钡矿粉(主要成分为 BaCO3，含有 SiO2、Fe 2 、Mg 2 等杂质)为原料制备氟化钡的流

12、程如下：已知：常温下 Fe3 、Mg 2 完全沉淀的 pH分别是 3.4、12.4。(1)滤渣 A的化学式为_。(2)滤液 1加 H2O2氧化的过程中主要反应的离子方程式为_。(3)加 20%NaOH溶液调节 pH12.5，得到滤渣 C的主要成分是_。(4)滤液 3加入盐酸酸化后再经_、冷却结晶、_、洗涤、真空干燥等一系列操作后得到 BaCl22H2O。(5)常温下，用 BaCl22H2O配制成 0.2 molL1 水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应，可得到氟化钡沉淀。请写出该反应的离子方程式：_。已知Ksp(BaF2)1.8410 7 ，当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度10 5 molL1 )，

13、溶液中氟离子浓度至少是_molL 1 。(结果保留三位有效数字，已知 1.36)1.84(6)已知： Ksp(BaCO3)2.5810 9 ， Ksp(BaSO4)1.0710 10 。将氯化钡溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠的混合溶液中，当 BaCO3开始沉淀时，溶液中_。(结果保留三位有效数字)c CO23c SO24解析：(1)钡矿粉中 SiO2与盐酸不反应，故滤渣 A为 SiO2。(2)滤液 1加 H2O2的作用是将 Fe2 氧化为 Fe3 ，反应的离子方程式为H2O22Fe 2 2H =2Fe3 2H2O。(3)根据已知信息及流程图可知，加 H2O2、调 pH，得到的滤渣 B为

14、 Fe(OH)3，加20%NaOH溶液调节 pH12.5，得到的滤渣 C为 Mg(OH)2。(4)滤液 3加盐酸酸化后得到BaCl2和 HCl的混合溶液，由该溶液得到 BaCl22H2O的实验操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、真空干燥等。(5)根据 Ksp(BaF2) c(Ba2 )c2(F )，当 Ba2 完全沉淀时，至少需要的 c(F ) molL1 0.136 molL 1 。Ksp BaF2c Ba2 1.8410 710 5(6)Ksp(BaSO4)”“”或“Ka3(HPO )，说明 HPO 的水解程度大于其电离程度，溶液呈碱24 24 24性，故 pH大于 7。答案：(1)Al

15、P3H 2O=Al(OH)3PH 3(2)共价 电导率(或 pH)(3)二 310(4)2Ca(ClO) 2PH 3=H3PO42CaCl 2次氯酸钙与水蒸气接触，水解得到氧化能力更强的 HClO(5)Ca(OH) 2(或 CaO)Ka3(HPO ) 4.410 13 ；24c H c PO34c HPO24Kh(HPO ) Ka3(HPO )，HPO 的水解24c H2PO4 c OH c HPO24 110 146.310 8 24 24程度大于电离程度，溶液呈碱性86金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价为6、5、4。由钼精矿(主要成分是 MoS2)可制备单质钼和钼

16、酸钠晶体(Na 2MoO42H2O)，部分流程如图 1所示：已知：钼酸微溶于水，可溶于碱液和氨水。回答下列问题：(1)钼精矿焙烧时，每有 1 mol MoS2反应，转移电子的物质的量为_。(2)钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是_，请你提出一种实验室除去该尾气的方法_。(3)操作 2的名称为_。由钼酸得到 MoO3所用到的硅酸盐材料仪器的名称是_。(4)操作 1中，加入碳酸钠溶液充分反应后，碱浸液中 c(MoO )0.80 24molL1 ， c(SO )0.04 molL1 ，在结晶前需加入 Ba(OH)2固体以除去溶液中的 SO24。当 BaMoO4开始沉淀时，SO 的去除率是_。

17、Ksp(BaSO4)24 241.110 10 、 Ksp(BaMoO4)4.0108 ，溶液体积变化可忽略不计(5)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉，图 2为各炉层固体物料的物质的量的百分数( )。 x_。焙烧炉中也会发生 MoS2与 MoO3反应生成 MoO2和 SO2的反应，若该反应转移 6 mol电子，则消耗的氧化剂的化学式及物质的量分别为_、_。解析：(2)由流程图可知，钼精矿焙烧产生的二氧化硫为大气污染物，其对环境的主要危害是形成酸雨，实验室可用氨水或 NaOH溶液吸收 SO2。(3)灼烧用到的硅酸盐材料仪器为坩埚。(4)根据 Ksp(BaMoO4)及 c(MoO )可计算出 Mo

18、O 开始沉淀时溶液中 c(Ba2 )，24 24再根据 c(Ba2 )和 Ksp(BaSO4)计算出此时溶液中 c(SO )，进而可求出 SO 的去除率。24 24(5)根据题图 2可知，在炉层序号为 6时，MoS 2和 MoO3的物质的量的百分数均为 18%，则MoO2的物质的量的百分数为 100%18%264%。根据反应 MoS26MoO 37MoO22SO 2，则消耗的氧化剂的化学式为 MoO3，反应转移 6 mol电子= = = = =高 温 时，消耗 MoO3的物质的量为 3 mol。9答案：(1)14 mol (2)形成酸雨 可用氨水或氢氧化钠溶液吸收(其他合理答案均可) (3)过

19、滤 坩埚(4)94.5% (5)64 MoO 3 3 mol7二硫化钨(WS 2，其中 W的化合价为4)可用作润滑剂，还可以在石油化工领域中用作催化剂。由钨铁矿(其主要成分是 FeWO4，还含少量 Al2O3)制备二硫化钨的工艺流程如图所示：回答下列问题：(1)FeWO4中铁元素的化合价为_。(2)FeWO4在“熔融”过程中发生反应的化学方程式为_；“熔融”过程中为了提高熔融速率，可采取的措施有_(写出一条即可)。(3)过量 CO2通入粗钨酸钠溶液中发生反应的离子方程式为_，操作中用作引流的玻璃仪器是_。(4)生成二硫化钨的化学方程式为 2(NH4)2WS43O 2 2WS24NH 32S2S

20、O 22H 2O，若反应中转移 8 mol电子，则生= = = = =高 温 成 WS2的质量是_g。解析：(1)FeWO 4中 O、W 分别为2 价和6 价，根据化合物中各元素化合价的代数和为 0可求出 Fe的化合价为2。(2)结合题给流程图可知钨铁矿在熔融时与 NaOH、O 2反应生成 Fe2O3和钨酸钠，根据得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式为4FeWO4O 28NaOH 2Fe2O34Na 2WO44H 2O。 “熔融”时为了提高熔融速率，= = = = =高 温 可采取的措施有将钨铁矿粉碎或搅拌等。(3)粗钨酸钠溶液中含有少量的 NaAlO2溶液，通入过量 CO2时，NaA

21、lO 2与 CO2、H 2O反应生成 Al(OH)3和 NaHCO3。操作为过滤操作，实验中需要用到引流的玻璃仪器是玻璃棒。(4)结合题给流程图可知(NH 4)2WS4中 W和 S分别为6 价和2 价，根据化合价变化可知，每生成 2 mol WS2时转移 16 mol电子，则反应中转移 8 mol电子时，生成 1 mol WS2，其质量为(184322)gmol 1 1 mol248 g。答案：(1)2(2)4FeWO4O 28NaOH 2Fe2O34Na 2WO44H 2O 粉碎矿石(或搅拌等)= = = = =高 温 (3)AlO CO 22H 2O=Al(OH)3HCO 玻璃棒2 310(4)248