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非选择题专项训练一工艺流程题1.(2017全国)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:回答下列问题:(1)步骤的主要反应为FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反应配平后FeOCr2O3与NaNO3的计量数比为。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是。(2)滤渣1中含量最多的金属元素是,滤渣2的主要成分是及含硅杂质。(3)步骤调滤液2的pH使之变(填“大”或“小”),原因是(用离子方程式表示)。(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。a.80b.60c.40d.10步骤的反应类型是。(5)某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2 kg,产率为。2.硼泥主要由MgO和SiO2组成,含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质。用硼泥生产氢氧化镁的工艺流程如下图所示:已知某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示:氢氧化物开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHMg(OH)29.310.8Fe(OH)27.69.6Fe(OH)32.73.7Al(OH)33.74.7(1)MgO的电子式为。(2)滤渣2的主要成分是,向滤渣2中继续加入过量的NaOH溶液,发生反应的离子方程式为。(3)加入NaOH调节溶液pH=12.0时,发生反应的离子方程式为。(4)利用Mg(OH)2与含SO2的烟气反应生成MgSO4,可以使烟气脱硫,该反应的化学方程式为。(5)若取a吨硼泥为原料,最后得到b吨Mg(OH)2产品(假设生产过程中镁元素无损失),则硼泥中MgO的质量分数为(用含有a、b的代数式表示)。3.(2018天津理综)下图中反应是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl26NH3是优质的镁资源。回答下列问题:(1)MgCl26NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外):,Mg在元素周期表中的位置:,Mg(OH)2的电子式:。(2)A2B的化学式为。反应的必备条件是。上图中可以循环使用的物质有。(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料(写化学式)。(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:。(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:RBrRMgBr(R:烃基;R:烃基或H)依据上述信息,写出制备所需醛的可能的结构简式:。参考答案非选择题专项训练一工艺流程题1.答案 (1)27陶瓷在高温下会与Na2CO3反应(2)FeAl(OH)3(3)小2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O(4)d复分解反应(5)190m2147m1100%解析 (1)根据反应的化学方程式可知Fe由+2价升至+3价,Cr由+3价升至+6价,1个FeOCr2O3共升高1价+32价=7价,N由+5价降至+3价,降低2价,根据化合价升降总值相等配平反应的化学方程式,则FeOCr2O3前的计量数为2,NaNO3前的计量数为7,即两者的计量数之比为27;陶瓷中的SiO2在高温下可以与Na2CO3反应生成Na2SiO3,因此不能使用陶瓷容器。(2)由步骤知,生成的Na2CrO4和NaNO2均能溶于水,Fe2O3难溶于水,故滤渣1中含量最多的金属为铁。调滤液1的pH使铝杂质会转化为Al(OH)3沉淀,则滤渣2的主要成分是Al(OH)3和含硅杂质。(3)最终获得的产品为K2Cr2O7,CrO42-在酸性条件下会转化为Cr2O72-,故需要将滤液2的pH变小。(4)在滤液3中加入KCl发生反应:Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl,该反应为复分解反应。从溶解度曲线知,K2Cr2O7比Na2Cr2O7更难溶,当温度降至10 时,得到的K2Cr2O7更多。(5)由铬元素守恒可得出产率为m2m140%152294100%=190m2147m1100%。2.答案 (1)Mg2+O2-(2)Fe(OH)3、Al(OH)3Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O(3)Mg2+2OH-Mg(OH)2(4)2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O(5)20b29a解析 (2)加工业硫酸时,只有SiO2不反应,所有金属元素均以离子形式存在于滤液1中;加H2O2后,溶液中的阳离子为Mg2+、Al3+、Fe3+,根据已知的沉淀表格,可知pH调至6.0时,Al3+、Fe3+均已经完全转化为氢氧化物沉淀,所以滤渣2的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3;因Al(OH)3为两性氢氧化物,所以继续加过量NaOH,Al(OH)3会溶解。(3)经过前几步操作,滤液2中金属阳离子只有Mg2+,根据已知的沉淀表格,调pH=12.0时,Mg2+会转化成Mg(OH)2沉淀。(4)已知条件是Mg(OH)2与SO2反应生成MgSO4,由得失电子守恒,可知反应物还有一种氧化剂,应该是O2;再由原子守恒,可知生成物中还有H2O;最后配平即可。(5)设a吨硼泥原料中含MgO的质量为x吨,则MgOMg(OH)24058xb40x=58b解得x=20b29所以硼泥中MgO的质量分数为xa=20b29a=20b29a3.答案 (1)r(H+)r(Mg2+)r(N3-)r(Cl-)第三周期A族HO-Mg2+OH-(2)Mg2Si熔融,电解NH3、NH4Cl(3)SiC(4)2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O(5)CH3CH2CHO、CH3CHO解析 此题属于无机化工流程图题,采用“各个击破法”解题。(1)MgCl26NH3所含元素的简单离子(H-除外)是Cl-、Mg2+、N3-、H+,根据规律,离子半径由小到大的顺序是r(H+)r(Mg2+)r(N3-)r(Cl-)。Mg原子序数是12,在元素周期表中的位置是第三周期A族,Mg(OH)2是离子化合物,其电子式为HO-Mg2+OH-。(2)根据元素守恒,A2B的化学式应为Mg2Si。反应是电解熔融的无水氯化镁制备金属镁。根据流程图可知可以循环使用的物质有NH3和NH4Cl。(3)本步是根据信息推断反应产物, SiH4和CH4发生归中反应生成H2和SiC。(4)本步是信息方程式书写,类似“钙基固硫”, 发生反应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O。(5)依据信息,可以由CH3CHO和CH3CH2MgBr或CH3CH2CHO和CH3MgBr发生反应得到。
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