（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

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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