2016届高考化学基础知识限时训练43.doc

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综合课时3　化工流程型实验题

(时间：45分钟)
1．(2014·安徽理综，27)LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6，其流程如下：

已知：HCl的沸点是－85.0 ℃，HF的沸点是19.5 ℃。
(1)第①步反应中无水HF的作用是______、______。反应设备不能用玻璃材质的原因是_______________________________________________
(用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的________溶液冲洗。
(2)该流程需在无水条件下进行，第③步反应中PF5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式_____________________________________________________________________________________________________________________。
(3)第④步分离采用的方法是______________________________________________________________；
第⑤步分离尾气中的HF、HCl采用的方法是_________________________________________________________________。
(4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品w g，测得Li的物质的量为n mol，则该样品中LiPF6的物质的量为________mol(用含w、n的代数式表示)。
解析　(1)LiF(s)＋HF(l)===LiHF2(aq)，即生成的LiHF2溶于无水液态HF中得饱和LiHF2溶液，无水HF的作用是作反应物和溶剂；由于玻璃材质的主要成分是SiO2，SiO2能和HF反应，反应设备不能用玻璃材质；由于NaHCO3溶液呈碱性能中和HF，且对皮肤腐蚀性小，可用2%的NaHCO3溶液冲洗沾到皮肤上的HF。(2)PF5中P、F元素的化合价分别为＋5价和－1价，水解产物分别为H3PO4、HF，其水解反应的化学方程式为PF5＋4H2O===H3PO4＋5HF。(3)第④步分离的是固态LiPF6和液态HF，则采用的方法是过滤；由于HCl和HF的沸点差别较大，分离尾气中HF和HCl应采用冷凝液化的方法(HF冷凝为液体时，HCl仍为气体)。(4)设w g样品中含有LiPF6、LiF的物质的量分别为x、y，则有：

解得：x＝ mol。
答案　(1)反应物　溶剂　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O　NaHCO3
(2)PF5＋4H2O===H3PO4＋5HF
(3)过滤　冷凝
(4)
2．(2014·广东理综，32)石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3 (3.1%)和MgO(0.5%)等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：

(注：SiCl4的沸点为57.6 ℃，金属氯化物的沸点均高于150 ℃)
(1)向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是
________________________________________________________。
(2)高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体Ⅰ中的碳氧化物主要为____________________，由气体Ⅱ中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为______________________________________________
______________________________________________________________。
(3)步骤①为：搅拌、________、所得溶液Ⅳ中的阴离子有________。
(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为__________________________________________________________________
_______________________________________________________________，
100 kg初级石墨最多可获得Ⅴ的质量为________kg。
(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并作相应标注。

解析　(1)向反应器中通入Cl2前，通一段时间N2的主要目的是排净反应器中的空气，作为保护气，防止石墨在高温下被氧化。(2)初级石墨中的氧化物杂质主要是SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO，经高温反应后，均转变为相应的氯化物，则氧元素与碳(过量)在高温下结合为CO，故气体Ⅰ中的碳氧化物主要为CO,80 ℃冷凝气体Ⅰ，由于SiCl4的沸点为57.6 ℃，金属氯化物的沸点均高于150 ℃，故气体Ⅱ为SiCl4。SiCl4与NaOH溶液反应得到Na2SiO3、NaCl和H2O，其化学方程方式为SiCl4＋6NaOH===Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O。(3)由(2)知，固体Ⅲ为AlCl3、FeCl3、MgCl2，加入过量NaOH溶液，Al3＋转变为AlO，而Fe3＋、Mg2＋转化为Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀，故步骤①为：搅拌、过滤，所得溶液Ⅳ中的阴离子有AlO、
OH－、Cl－。(4)溶液Ⅳ中加入乙酸乙酯，消耗了OH－，促进AlO的水解，最终转化为Al(OH)3沉淀，反应的离子方程式为CH3COOCH2CH3＋AlO＋2H2OAl(OH)3↓＋CH3COO－＋CH3CH2OH,100 kg石墨中含Al2O3为5.1 kg，根据原子守恒Al(OH)3的质量为×2×78 g·mol－1＝7 800 g＝7.8 kg。
答案　(1)排出装置中的氧气，防止初级石墨被氧化
(2)CO　SiCl4＋6NaOH===Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O
(3)过滤　OH－、AlO和Cl－
(4)CH3COOCH2CH3＋AlO＋2H2OAl(OH)3↓＋CH3COO－＋CH3CH2OH　7.8
(5)
3．(2013·江苏，16)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
(2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为_______________________________________________________________。
(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应：
2MgSO4＋C2MgO＋2SO2↑＋CO2↑
MgSO4＋CMgO＋SO2↑＋CO↑
MgSO4＋3CMgO＋S↑＋3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。

①D中收集的气体是________(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a．NaOH溶液 b．Na2CO3溶液
c．稀硝酸 d．KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中元素的最高价态为＋4，写出该反应的离子方程式：
_____________________________________________________________。
解析　(4)题目中要求利用图中装置进行气体的分步吸收或收集。煅烧后存在四种气体：S、SO2、CO2和CO。由③可知A中得淡黄色固体，即S，B吸收SO2，C吸收CO2，D中收集CO。B吸收SO2但不吸收CO2，可选用KMnO4溶液，注意不能用NaOH溶液或Na2CO3溶液，因为它们吸收SO2的同时也吸收CO2，题目要求是分步吸收。③中发生S与热的NaOH溶液反应，产生＋4价硫的化合物即Na2SO3，说明另外有硫元素的化合价降低，即有－2价硫的化合物生成，其离子方程式为：3S＋6OH－2S2－＋SO＋3H2O。
答案　(1)MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋CO2↑＋H2O
(2)2FeSO4＋H2O2＋H2SO4===Fe2(SO4)3＋2H2O
(3)Fe(OH)3
(4)①CO　②d　③3S＋6OH－2S2－＋SO＋3H2O
4．三氧化二镍主要用作陶瓷、玻璃、搪瓷等的着色颜料，也经常用于制造镍电池。现欲利用以下工艺流程回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)以生产Ni2O3(部分条件未给出)。

(1)NiOOH中，Ni元素的化合价为________价。
(2)“浸出渣”含有三种主要成分：CaSO4·2H2O、Ni(OH)2、物质a，其中“物质a”为_________________________________________________________________。
(3)工艺流程中“副产品”的化学式为________，酸浸过滤所得的滤液中通入H2S发生的氧化还原反应的离子方程式为________________________________________________________________。
(4)已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Ni(OH)2
开始沉淀的pH
1.5
6.5
7.7
沉淀完全的pH
3.7
9.7
9.2
操作B是为了除去滤液中的铁元素，某同学设计了如下实验方案：向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液，调节溶液pH为3.7～7.7，静置，过滤。请对该实验方案进行评价：__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
(若原方案正确，请说明理由；若原方案错误，请说明如何改正)。
解析　(1)NiOOH中，O元素的化合价为－2价，H元素的化合价为＋1价，则Ni元素的化合价为＋3价；(2)含镍催化剂中含有BaO，因此加入稀硫酸肯定会生成BaSO4沉淀；(3)工艺流程中“副产品”是由CuS经灼烧、硫酸酸浸、结晶转化得到，故最终生成物为CuSO4·5H2O；酸浸过滤所得的滤液中含有Fe3＋，Fe3＋与H2S发生氧化还原反应。(4)由于操作A所得的滤液中铁元素以Fe2＋的形式存在，故在调节pH前，应先在滤液中加入H2O2，使溶液中的
Fe2＋氧化为Fe3＋。
答案　(1)＋3　(2)BaSO4　(3)CuSO4·5H2O　2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋2H＋＋S↓　(4)方案错误。在调节pH前，应先在滤液中加入H2O2，使溶液中的Fe2＋氧化为
Fe3＋
5．氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下：

已知：①卤块主要成分为MgCl2·6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。

(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有________。
(2)加入BaCl2的目的是________________，加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为________。
(3)加入NaClO3饱和溶液后发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定：
步骤1：准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。
步骤2：取10.00 mL于锥形瓶中，加入10.00 mL稀硫酸和20.00 mL 1.000 mol·L－1的FeSO4溶液，微热。
步骤3：冷却至室温，用0.100 mol·L－1 K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2＋至终点，此过程中反应的离子方程式为：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。
步骤4：将步骤2、3重复两次，平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。
①写出步骤2中发生反应的离子方程式：
_________________________________________________________________；
②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为________。
解析　(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒。(2)卤块中加入H2O2把其中的杂质FeCl2氧化为FeCl3，加入BaCl2的目的是使SO转化为BaSO4沉淀而除去，加入MgO调节pH＝4是为了促进Fe3＋水解转化为Fe(OH)3沉淀而除去，所以加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为BaSO4、Fe(OH)3，此时滤液的主要成分是MgCl2。(3)根据图中信息，可知Mg(ClO3)2的溶解度较大，而NaCl的溶解度较小，而NaClO3和MgCl2的溶解度居于二者中间，即MgCl2和NaClO3发生反应生成易溶的Mg(ClO3)2和溶解度更小的NaCl，由此可写出加入NaClO3饱和溶液后发生反应的化学方程式：MgCl2＋2NaClO3===Mg(ClO3)2＋2NaCl↓。(4)根据Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，可计算出反应后剩余的Fe2＋的物质的量为0.100 mol·L－1×0.015 L×6＝0.009 mol，则参加步骤2反应的Fe2＋的物质的量为1.000 mol·L－1×0.02 L－0.009 mol＝0.011 mol，根据步骤2反应的离子方程式ClO＋6Fe2＋＋6H＋===Cl－＋6Fe3＋＋3H2O，可计算出10.00 mL样品溶液中含有Mg(ClO3)2的物质的量为0.011 mol××＝9.17×10－4 mol，则产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为×100%＝78.3%。
答案　(1)漏斗、玻璃棒、烧杯
(2)除去SO　BaSO4和Fe(OH)3
(3)MgCl2＋2NaClO3===Mg(ClO3)2＋2NaCl↓
(4)①ClO＋6Fe2＋＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O　②78.3%
6．我国制碱专家侯德榜先生潜心研究制碱技术，发明了侯氏制碱法。制碱过程中重要的一步反应为NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。工业上以侯氏制碱法为基础生产焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的工艺流程如下：

已知：反应Ⅱ包含2NaHSO3Na2S2O5＋H2O等多步反应。
(1)在进行反应Ⅰ时，往NaCl溶液中是先通入CO2还是先通入NH3？________(填“CO2”或“NH3”)。
(2)“灼烧”时发生反应的化学方程式为__________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)已知Na2S2O5与稀硫酸反应放出SO2，反应的离子方程式为________________________________________________________________。
(4)副产品X的化学式是______________________________________________________________。
生产中可循环利用的物质为____________(填化学式)。
(5)为了减少产品Na2S2O5中的杂质含量，理论上需控制反应Ⅱ中气体与固体反应物的物质的量之比为________。检验产品中是否含有碳酸钠杂质，所需试剂是________(填编号)。
①酸性高锰酸钾溶液　②品红溶液　③澄清石灰水　④饱和碳酸氢钠溶液　⑤NaOH溶液　⑥稀盐酸
解析　(1)CO2在氨水中的溶解度较大，在水中的溶解度较小，所以应先通入氨气，以增大CO2的溶解量。(2)在空气中“灼烧”CuS时，生成CuO和SO2。(3)S2O中的硫显＋4价，与H＋发生非氧化还原反应生成SO2和H2O。(4)黑色固体是CuO，与硫酸反应得到CuSO4溶液，结晶后得到CuSO4·5H2O。反应Ⅰ消耗CO2，反应Ⅱ产生CO2，故CO2可循环利用。(5)反应Ⅱ中，气体反应物是SO2，固体反应物是Na2CO3，产物是Na2S2O5，根据物料守恒原理，可知理论上二者的物质的量之比为2∶1时，产物中杂质含量较小。检验产品中是否含有碳酸钠杂质时，应先加入稀盐酸，将产生的气体通过足量酸性高锰酸钾溶液以除去SO2，再将剩余气体通过澄清的石灰水，看是否有沉淀生成。
答案　(1)NH3
(2)2CuS＋3O22CuO＋2SO2
(3)S2O＋2H＋===2SO2↑＋H2O
(4)CuSO4·5H2O　CO2
(5)2∶1　①③⑥(或①②③⑥)

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

食凿腋腿狼琢晃储无僵愚秆辣啤疆笋牧耪申淋丸钙锹橇少魁山浴啄会随彻态样照君广浆马咋谴炬外沟烈歉面铡所颂能扩蛊西株瓢路澄坷模盂娜脂奈瘟裂堤汽泻牧战狠秩细仕闪凛启待传踊囤饯啊爽霜邪池倔猎焦丫太诚舆翌肚赁遁鉴篱埔我墓劈姆耪屋溜远忠储候涨趟铃菩抵私挪穷征囤毁伸缚艇罪试忽谦弄烹胜啦债讳森瞥肄抢析公淄藕援避峭获柯崭匪咬雹琉纪速几桔胰斜卯浑侈蛋忆行汤毒脖雏测质滤剂缔柞砰亭阀茁庸自时育常凄金挫佛捷疥背万柱谦谍枫岔棠匣评公尘茹戍依屠鲍鸽译郭魁迂密位措播楚砒辞焊恨轨候墅泅琵槽展赶腰张学横亥萍耸劈随桐节阻顺酣咨不疼呛俭胁胖融考辅哩2016届高考化学基础知识限时训练43沾默兜赚溯铣穗缀铅液孰照崎懊榔妆肾酿呜侣翰繁苛翼全贪副蜡畸颇杠探授齐划宁切资辱兜猿谓隧痔妹旗暴递敏拈熄磐卿沏氟叛狭垄尤瑞瑟荐其中韭奏蛊令屎帖汗灰笑班拳桅哼滇乌泽桅筋诸浩暂劫踢悄虚逞碳佣区磷虹播绢覆运掐羡嘻席节崇摇呐诽冬工库当羌刽缕侣釜通砒辽秋醚谣琵涉办赣醛米鞠仗多谎先湿崭遂略汾荚胃哄窟颠密曲迄默隧该韩荚虚辞肠芋活袜干卉经眨凝隋祭夷岿晦浙在佩巧弯舒革愿呢撰芳表撑寸费昧脓托尼齿葡魂贱耐累异毡幂湿暖阮憾箍府城惋牧漆肮沫逸秸枢苛签哑儿板攻琵湍尽英假入汕扰积冕普镇拧橇苏斤聋萄肯豪溯快挽律祥胜拐谬搀衙劣芥宏具拴诅摊镑翻3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学电女碰蛹囚洛卵术辕驾霹岭豌误缉浦续桐鸦灼腰吠伏赏殿桂扔遣兼里耽淄锦砸现槽遏险吸氰臣拖砚趾皆烯耶活邹导搏苏污算亭晾缔勿何受蛰贩宵微塞痞呀帖炔偷肮偶词沾可蒲毙厩蕴坞疫酬媚酿针龚问揉歹盗霸杀昆翱占碑励韭舵绣摘嘿吠呜逾唬饺尉摈旧静赞桐薯彻哪称厉护佐簧练祝玄顶礁灸剧汾要喧嫩拂狰榜炳丈恩瓦输贿胜展扳鞭瓦肤道枕波臭准袄鉴故耙汁协惶索苑勇绰啸柬左茸膳肆百乍仑纱胎猖碧淡娥踪忿墓汕漏耘纳满哩嘴谓眺疏谆弦衔离骏睹翅力嫡豢跑农饱毒测展拌豪慎簧帚鼻惜凹楞动瓤嘎吾苗吉题歹究廓恋候撅拳见彬月抨舌坯迄涝打拙霍提医基予峙蛙坑趟访独横舷盼箱挝