2019年高考化学 考点09 化工流程中陌生化学方程式的书写必刷题.doc

考点九 化工流程中陌生化学方程式的书写1铬是重要的战略物质之一，由于具有质硬，耐磨，耐高温，抗腐蚀性等特性，所以在工业上应用比较广泛，在冶金工业上主要用铬铁矿（Cr2O3 、FeO、SiO2 、Al2O3 等，其它杂质不参加反应）生产铬和铁等金属。流程如下：已知:2Cr2O33O24Na2CO34Na2CrO44CO2部分物质的溶解度（单位g）0102030405060Na2CO37.0132940494644NaHCO36.98.59.611.112.714.416.9Na2Cr2O7161170183198218240265（1）粉碎的目的_（2）写出焙烧时含铝物质发生的化学反应方程式_（3）操作4是_，沉淀3含有的物质有_（4）写出生成沉淀5的离子方程式_（5）整个流程可以循环使用的物质有_（6）最后一步制备金属铬的化学方程式_【答案】增大接触面积,加快反应速率Al2O3Na2CO34NaAlO2CO2过滤Al(OH)3 、H2SiO32Na2CrO422CO2H2O=Cr2O722NaHCO3Na2CO3、CO2、Al)或NaHCO3、AlCrO32AlCr2Al2O3 2工业上以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分为:Na2Cr2O72H2O)，其主要工艺流程如下：查阅相关资料得知:i.常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下能将Cr3+转化为CrO42-。ii. 物质开始沉淀的pH完全沉淀的pHFe(OH)32.73.7Al(OH)33.44.4Cr(OH)34.65.9Fe(OH)27.59.7Bi(OH)30.74.5回答下列问题:(1)固体A的成分是_。(2)操作I、III、IV用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和_ 、_（填仪器名称）。(3)为加入物质来调节溶液的pH，则pH的合适范围是_ 。(4)写出反应的离子方程式_。(5)中酸化是使CrO42-转化为Cr2O72-写出该反应的离子方程式_。(6)取一定质量的固体D溶解于200 mL的稀硫酸中，向所得溶液中加入5.0 mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量（n）与加入NaOH溶液的体积（V）关系如图所示，则稀硫酸的浓度为_，固体D中含Fe化合物的物质的量为_。【答案】SiO2漏斗烧杯4.4-4.63NaBiO3 + 2Cr3+ 7OH+ H2O = 2CrO42-+ 3Na+ +3Bi(OH)32CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O2.5molL1 0.10mol【解析】（1）根据以上分析，固体A的成分是SiO2，因此，本题正确答案为：SiO2；（2）操作、均是过滤，则用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和漏斗、烧杯；（3）从氢氧化物形成沉淀的pH表格可知，为加入物质来调节溶液的pH，使Fe3+和Al3+沉淀，而Cr3+不沉淀，则pH的合适范围是4.4-4.6；（4）常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr3+转化为CrO42-，则反应的离子方程式为：3NaBiO3 + 2Cr3+ 7OH+ H2O = 2CrO42-+ 3Na+ +3Bi(OH)3 ；（5）中酸化是使CrO42-转化为Cr2O72-，在转化过程中元素化合价不变，则该反应的离子方程式为2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O，（6）根据图像可知加入氢氧化钠时没有立即产生沉淀，这说明酸过量，首先发生酸碱中和。当沉淀不再发生变化时需要氢氧化钠是200mL，继续加入氢氧化钠沉淀开始减小，即氢氧化铝开始溶解，溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液是40mL，则生成氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液体积是120mL，所以与铁离子反应的氢氧化钠溶液体积是200mL-20mL -120mL=60mL，物质的量是5.0mol/L0.06L=0.3mol，所以根据方程式Fe3+3OH-=Fe(OH)3，所以铁离子是0.1mol。沉淀达到最大值时溶液中的溶质是硫酸钠，则根据原子守恒可知硫酸钠的物质的量是5.0mol/L0.2L2=0.5mol，则硫酸的浓度是0.5mol0.2L=2.5mol/L。3以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：（1）焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为 _。（2）添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如题图所示。已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600；硫去除率=（1-）100%。不添加CaO的矿粉在低于500焙烧时，去除的硫元素主要来源于_。700焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是_。（3）向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由_（填化学式）转化为_（填化学式）。（4）“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n（FeS2）：n（Fe2O3）=_。【答案】SO2+OH-=HSO3-FeS2硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中NaAlO2Al（OH）31：16 4二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料，工业上以软锰矿、菱锰矿为原料来制备。某软锰矿主要成分为MnO2，还含有Si（16.27%）、Fe（5.86%）、Al（3.42%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物，其处理流程图如下：化合物Al（OH）3Fe（OH）2Fe（OH）3Ksp近似值10-3510-610-38（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为_。（2）“氨水、搅拌”，其中“搅拌”不仅能加快反应速率，还能_ ；滤渣A的成分是Fe（OH）3、Al （OH）3，加入氨水需调节pH 至少达到_，恰好能使Fe3+、A13+沉淀完全。（3）滤渣B的成分是_。（4） MnO2也可在MnSO4-H2SO4-H2O为体系的电解液中电解获得，其阳极电极反应式为_。（5）工业上采用间接氧化还原滴定法测定MnO2纯度，其操作过程如下：准确称量0.9200g该样品，与足量酸性KI 溶液充分反应后，配制成100mL溶液。取其中20.00mL，恰好与25.00mL 0.0800molL-1Na2S2O3溶液反应（I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）。计算可得该样品纯度_%。【答案】 MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2（SO4）3+2H2O充分氧化过量的Fe2+4CuS、ZnSMn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+47.3 5铬是一种具有战略意义的金属，它具有多种价态，单质铬熔点为1857 。（1）工业上以铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2为原料冶炼铬的流程如图所示：Fe(CrO2)2中各元素化合价均为整数，则铬为_价。高温氧化时反应的化学方程式为_。操作a由两种均发生了化学反应的过程构成的，其内容分别是_、铝热反应。（2）Cr(OH)3是两性氢氧化物，请写出其分别与NaOH、稀硫酸反应时生成的两种盐的化学式_、_。（3）水中的铬元素对水质及环境均有严重的损害作用，必须进行无害化处理。处理含有Cr2O72-的污水方法通常为：用铁作电极电解污水，Cr2O72-被阳极区生成的离子还原成为Cr3+，生成的Cr3+与阴极区生成的OH结合生成Cr(OH)3沉淀除去。则阴极上的电极反应式为_，若要处理含10 mol Cr2O72-的污水，则至少需要消耗的铁为_g。转化为重要产品磁性铁铬氧体 (CrxFeyOz)：先向含CrO42-的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁，待充分反应后再通入适量空气（氧化部分Fe2+）并加入NaOH，就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体。写出CrO42-在酸性条件下被Fe2+还原为Cr3+ 的离子方程式：_，若处理含1 mol CrO42-（不考虑其它含铬微粒）的污水时恰好消耗10 mol FeSO4，则当铁铬氧体中n(Fe2+)n(Fe3+)=32时，铁铬氧体的化学式为_。【答案】+34Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2灼烧使 Cr(OH)3分解NaCrO2Cr2(SO4)32H2O+2e=2OH+H2 （或者2H+2e=H2）33603Fe2+ CrO42-+8H+=3Fe3+Cr3+4H2OCr2Fe20O27 6工业上用含锰废料(主要成分MnO2，含有少量Fe2O3、Al2O3、CuO、CaO等)与烟气脱硫进行联合处理并制备MnSO4的流程如下：已知：25时，部分氢氧化物的溶度积常数(Ksp)如下表所示。氢氧化物Al(OH)3Fe(OH)3Cu(OH)2Mn(OH)2Ksp1.310-334.010-382.210-201.910-14请回答：（1）沉淀1的化学式为_。（2）室温下，调节pH为5。试通过计算说明此时Al3+、Fe3+已沉淀完全，理由是_。 “净化”时，加入(NH4)2S的作用为_。（3）“酸化、还原”中，发生的所有氧化还原反应的离子方程式为_。（4）已知：滤液3中除MnSO4外，还含有少量(NH4)2SO4。(NH4)2SO4、MnSO4的溶解度曲线如下图所示。据此判断，操作“I”应为蒸发浓缩、_、洗涤、干燥。（5）工业上可用电解酸性MnSO4溶液的方法制备MnO2，其阳极反应式为_。（6）25.35 g MnSO4H2O样品受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。1150时，反应的化学方程式为_。【答案】CaSO4pH=5时，Al3+=1.310-33/(10-9)3=1.310-6 ”或“86.36%2/15 NA 或2.41023生成的Fe(OH)3胶体粒子可吸附水中悬浮杂质其他条件不变时， pH越小，K2FeO4越不稳定104a/b【解析】（1）步骤中Fe3+被NaClO在碱性条件下氧化为FeO42-，则NaClO作氧化剂；正确答案：氧化剂。(2)步骤中NaClO的还原产物为NaCl，反应同时生成NaNO3，这两种盐均需要除去，否则影响产品的纯度，则步骤脱除的盐除NaNO3外，还有NaCl；正确答案：NaCl。(3)步骤在Na2FeO4溶液中加入KOH固体，可析出溶解度小的K2FeO4，则溶解度Na2FeO4K2FeO4；正确答案：。(4)4.04gFe(NO3)39H2O的物质的量为4.04/404=0.01g，实验中K2FeO4的产率为0.01198/1.71100%=86.36%；正确答案：86.36%。 (5)根据题给信息可知：K2FeO4酸化时有氧气和Fe3+生成，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒可知发生反应的离子方程式为4FeO42-+20H+=4Fe3+3O2+10H2O；根据4FeO42-12e-3O2关系可知，如果标况下产生氧气2.24L（即为0.1mol）,则参加反应的FeO42- 数目2/15 NA 或2.41023；K2FeO4作为净水剂的优点除铁无毒外，还体现在自身的强氧化性，能消毒杀菌，同时还原产物Fe3+水解生成的Fe(OH)3可吸附水中悬浮杂质；正确答案：2/15 NA 或2.41023 ；生成的Fe(OH)3胶体粒子可吸附水中悬浮杂质。 （6）根据图一，可以得出的结论是：其他条件不变时， pH越小，K2FeO4越不稳定 ；正确答案：其他条件不变时， pH越小，K2FeO4越不稳定。（7）c(Fe3+)/c(Cu2+)= c(Fe3+)c3(OH-)/ c(Cu2+)c2(OH-)c(OH-)= KspFe(OH)3/ KspCu(OH)2 c(OH-)= a/bc(OH-)，由于溶液pH=10时，c(H+)=10-10mol/L，所以c(OH-)=10-4 mol/L，带入上式可得c(Fe3+)/c(Cu2+)= 104a/b；正确答案：104a/b。11为了保护环境，充分利用资源，可将工业废弃物转变成重要的化工原料。回答下列问题：（1）可用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3，FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备。写出NaClO3氧化酸性FeCl2的离子方程式：_。若酸性FeCl2废液中：c(Fe2+)=2.010-2 molL，c(Fe3+)=1.010-3 molL，c(Cl)=5.310-2 molL，则该溶液的pH约为_。FeCl3净水的原理是：_（用离子方程式及适当文字回答）；（2）可用废铁屑为原料，按下图的工艺流程制备聚合硫酸铁（PFS），PFS是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。酸浸时最合适的酸是_。反应釜中加入的氧化剂，下列试剂中最合适的是_（填标号）。aHNO3 bKMnO4 cCl2 dH2O2检验其中Fe2+是否完全被氧化，应选择_（填标号）。aK3Fe(CN)6溶液 bNa2SO3溶液 cKSCN溶液生成PFS的离子方程式为：xFe3+yH2O Fex(OH)y(3x-y)+yH+欲使平衡正向移动可采用的方法是_（填标号）。加入NaHCO3 b降温 c加水稀释 d加入NH4Cl【答案】ClO36Fe2+6H+Cl6Fe3+3H2O2Fe3+3H2O3H+Fe(OH)3，水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质硫酸daac 12Cl2常用作自来水消毒剂，Cl2作消毒剂时生成的有机氯化物可能对人体有害。ClO2被世界卫生组织(WHO)列为A级高效、安全灭菌消毒剂，将逐渐取代Cl2成为自来水的消毒剂。某小组探究“地康法制氯气”的原理并验证Cl2的性质，设计实验如下(夹持装置略去)。请回答下列问题：（1）A装置中反应利用了浓硫酸的难挥发性，则该反应的化学方程式为_。（2）当B装置中反应转移0.08 mol电子时，则消耗的Na2O2固体的质量为_。（3）反应开始后，硫酸铜变蓝，则装置D中发生反应的化学方程式为 _ 。（4）ClO2的制备方法比较实用的有数十种，下列方法是常见方法之一。方法一：2NaClO3+4HCl2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O。当有0.4 mol电子发生转移时，得到的还原产物为_mol。方法二：实验室常用氯酸钾(KClO3)、草酸(H2C2O4)和硫酸溶液共热制备。有同学设计如下装置制备ClO2并用其处理含锰离子的工业废水。C装置的作用为_。B中反应产物有ClO2、CO2等，发生氧化反应的过程为：_ _ (用化学式表示)。_写出装置D中除去Mn2(已知Mn2转化为MnO2)的离子方程式：_ 。【答案】H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl或H2SO4(浓)+2NaClNa2SO4+2HCl6.24 g4HCl+O22H2O+2Cl20.4安全瓶，防倒吸H2C2O4CO22ClO2+5Mn2+6H2O5MnO2+2Cl-+12H+ 13信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：请回答下列问题：（1）第步Cu与酸反应的离子方程式为_；得到滤渣1的主要成分为_.（2）第步加H2O2的作用是_；调溶液pH的目的是使_生成沉淀。（3）用第步所得CuSO45H2O制备无水CuSO4的方法是_。（4）探究小组用滴定法测定CuSO45H2O（Mr250）含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c mol L-1 EDTA（H2Y2）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下：Cu2+ + H2Y2 CuY2 + 2H+。写出计算CuSO45H2O质量分数的表达式_。【答案】Cu+2NO3-+4H+=Cu2+2NO2+2H2O；3Cu+2NO3-+8H+ =3Cu2+2NO+4H2OAu、Pt将Fe2+氧化为Fe3+； Fe3+、Al3+；加热脱水 14钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如下：回答下列问题：（1）洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合的实验操作是_。（2）先加入氨水调节pH3，过滤，滤渣主要成分是_；再向滤液加入氨水调节pH6，滤液中Sc3+的浓度为_。（已知：KspMn(OH)21.91013、KspFe(OH)32.61039，KspSc(OH)39.01031）（3）用草酸“沉钪”。25 时pH2的草酸溶液中_(保留两位有效数字)。写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式_。已知Ka1(H2C2O4)5.9102，Ka2(H2C2O4)6.4105（4）草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为_。（5）废酸中含钪量为15 mgL1，V L废酸最多可提取Sc2O3的质量为_。【答案】 将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，冷却后再慢慢注入 H2O2中，并不断搅拌 Fe(OH)3 9.0107molLl 3.8102 2Sc3+ 3H2C2O4=Sc2(C2O4)3 6H+ 2Sc2(C2O4)33O22Sc2O312CO2 0.023V g