2019高考化学三轮冲刺大题提分大题精做6以适应操作为载体的工艺流程
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1、大题精做六 以适应操作为载体的工艺流程1.(2018江苏卷)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
2、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Fe2O3。Fe2O3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)=_。【解析】根据流程,矿粉焙烧时FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2,在空气中CaO可将SO2转化为CaSO4;“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3;Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,(1)过量SO2与NaOH反应生成NaHSO3和H2O,反应的化学方程式为SO2+NaOH=NaHSO3,离
3、子方程式为SO2+OH=HSO。(2)根据题给已知,多数金属硫酸盐的分解温度高于600,不添加CaO的矿粉低于500焙烧时,去除的硫元素主要来源于FeS2。添加CaO,CaO起固硫作用,添加CaO发生的反应为2CaO+2SO2+O2=2CaSO4,根据硫去除率的含义,700焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低的原因是:硫元素转化为CaSO4留在矿粉中。(3)“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3,向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,CO2与NaAlO2反应生成NaHCO3和Al(OH)3,反应的离子方程式为CO2+AlO+2H2
4、O=Al(OH)3+HCO,即Al元素存在的形式由NaAlO2转化为Al(OH)3。(4)Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,反应的化学方程式为FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2,理论上完全反应消耗的n(FeS2)n(Fe2O3)=116。【答案】(1)SO2+OH=HSO3(2)FeS2硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中(3)NaAlO2、Al(OH)3(4)1161.(2018山东招远一中月考)PdCl2广泛用作催化剂和一些物质的检测试剂。由Pd(NH3)2Cl2制备PdCl2工艺流程如图所示。(1)肼(N2H4)可以被看作二元弱碱,结合质子生成
5、N2H5+或N2H62+。肼与少量稀硫酸混合后,得到产物的化学式为_。(2)对工艺流程图中的滤液处理办法最好的是:_a返到提钯废液中,循环使用b转化为无毒物质后排放 c深埋于地下(3)王水溶钯时,Pd被氧化为H2PdCl4。同时得到唯一还原产物亚硝酰氯(NOCl)。反应消耗的HCl与HNO3的物质的量之比为_。(4)赶硝,是将残余的NO浓度降低到不大于0.04%。实验数据记录如下:处理1吨Pd,需要用到HCl和MxOy的总体积至少为_m3(合理选择表格里相关数据计算)。(5)煅烧过程发生分解反应,化学方程式为:_。(6)浸有磷钼酸铵溶液的氯化钯试纸遇微量CO立即变成蓝色。原理较为复杂,第一步是
6、CO还原PdCl2得到Pd单质,同时有常见的氧化物生成。写出反应原理中第一步的化学方程式:_【解析】(1)硫酸少量,只能生成N2H5+,化学方程式为2N2H4+H2SO4=(N2H5)2SO4,故答案为:(N2H5)2SO4。(2)对于工业流程中产生的废液应该循环使用,提高原料利用率,故a正确,故答案为:a。(3)王水与Pd反应,氧化产物为H2PdCl4,还原产物为NOCl,化学方程式为5HCl+ HNO3+Pd=H2PdCl4+NOCl+2H2O,根据反应方程式可知反应消耗的HCl与HNO3的物质的量之比为51,故答案为:51。(4)从实验结果可知,加入HCl的同时加入MxOy,可大大降低生
7、成的PdCl2中的NO3-的含量,且MxOy用量越多,NO3-的含量越少,MxOy用量相同时,HCl的用量越大,PdCl2中的NO3-的含量越低。当每10gPd的HCl的用量为10mL,MxOy用量为15mL时,NO3-的含量可降低至0.03,达到处理标准,当处理量为1吨Pd时,需要用到HCl和MxOy的总体积至少为1106g/(10g/10mL+15 mL)= 2.5106cm3=2.5m3,故答案为:2.5。(5)在煅烧过程,会生成氯化氢气体和PdCl2,反应的化学方程式为H2PdCl4 PdCl2+2HCl,故答案为:H2PdCl4 PdCl2+2HCl。(6)结合题干信息可推知常见氧化
8、物为CO2,根据元素守恒可知,H2O参与反应,提供氧原子,反应的化学方程式为H2O+CO+PdCl2=Pd+CO2+2HCl。故答案为:H2O+CO+PdCl2=Pd+CO2+2HCl。【答案】(1)(N2H5)2SO4(2) a (3)51 (4)2.5 (5)H2PdCl4PdCl2+2HCl (6)H2O+CO+PdCl2=Pd+CO2+2HCl 2.(2018江西吉安理综)利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr()的处理工艺流程如下:其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。(1)实验室用
9、18.4molL-1的浓硫酸配制240mL 4.8molL-1的硫酸,需量取浓硫酸_mL;配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外,还需_。(2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有_。(答出两点)(3)H2O2的作用是将滤液中的Cr3+转化为Cr2O,写出此反应的离子方程式_。(4)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:阳离子Fe3+Mg2+Al3+Cr3+开始沉淀时的ph2.7沉淀完全时的ph3.711.15.4(8溶解)9(9溶解)加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2O转化为CrO。滤液中阳离子主要有_;但溶液的pH不能超过8,其理由是_。(5)钠离子交换树脂的反应原理为
10、Mn+nNaRMRn+nNa+,利用钠离子交换树脂除去滤液中的金属阳离子是_。(6)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式:_。【解析】(1)设需要浓硫酸的体积为VmL,则18.4molL1VmL=250mL4.8molL1,解得V=65.2;配制一定物质的量浓度的溶液需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、容量瓶、胶头滴管,所以还需要250mL容量瓶、胶头滴管;(2)为了提高浸取率,可以升高温度(加热)、搅拌等;(3)H2O2具有强氧化性,能将Cr3氧化为Cr2O,H2O2中O元素化合价降低为-2价,Cr元素化合价升高为+6价,根据氧化还原反应中化合价升降守恒以及电荷、原子守恒可写出其离
11、子方程式为:2Cr3+3H2O2+H2O=Cr2O+8H+;(4)硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3,其次是Fe3、Al3、Ca2、Mg2,加入双氧水氧化Cr3为Cr2O,加入NaOH溶液调节溶液pH,使溶液呈碱性,Cr2O转化为CrO;溶液pH=8,Fe3、Al3沉淀完全,滤液II中阳离子主要是Na、Ca2+和Mg2;pH8时,氢氧化铝会溶解于强碱溶液中,影响铬离子的回收利用;(5)滤液II中阳离子主要是Na、Ca2和Mg2,故钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子;(6)二氧化硫具有还原性,被Na2CrO4氧化为SO,Na2CrO4被还原为CrOH(H2O)5SO4,根据原子守恒以及得失
12、电子守恒写出反应的方程式为:3SO2+2Na2CrO4+12H2O=2CrOH(H2O)5SO4+Na2SO4+2NaOH。【答案】(1)65.2 250 mL容量瓶、胶头滴管(2)升高温度(加热)、搅拌(3)2Cr3+3H2O2+H2O=Cr2O+8H+(4)Na+、Ca2+、Mg2+pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO,最终影响Cr()回收与再利用(5)Ca2+、Mg2+(6)3SO2+2Na2CrO4+12H2O=2CrOH(H2O)5SO4+Na2SO4+2NaOH 3.(2018四川诊断)氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:已知:菱锰矿的主要成分是MnCO3,还
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