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1、專題專項訓(xùn)練(一) 無機(jī)化工流程題
1．(2014·江蘇高考)煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實驗室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制備堿式硫酸鋁[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于煙氣脫硫研究。
(1)酸浸時反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________；濾渣Ⅰ的主要成分為____________(填化學(xué)式)。
(2)加CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)x(OH)6－2x。濾渣Ⅱ的主要成分為________(填化學(xué)式)；若溶液的pH偏高，將會導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低，其原因是
2、______________________________________
____________________________________________________________(用離子方程式表示)。
(3)上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量，其主要原因是______________；與吸收SO2前的溶液相比，熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
2．(2015·武漢模擬)“低碳”在工業(yè)生產(chǎn)中意義重大，充分利用原材料，不排放或減少排放“三廢”，不同工廠聯(lián)合生產(chǎn)等都是很好的“低碳”生產(chǎn)方式。下面是幾家
3、工廠利用廢氣、廢液、廢渣聯(lián)合生產(chǎn)化肥硫酸銨的工藝：
請回答下列問題：
(1)操作②為________________。
(2)工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式為________________。
(3)沉淀池中生成硫酸銨的化學(xué)方程式為____________________。
(4)在實驗室中檢驗氨氣的方法是__________________________________。
(5)副產(chǎn)品的化學(xué)式為______________。該聯(lián)合生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是________。
3．工業(yè)上常用含少量SiO2、Al2O3的鉻鐵礦(FeO·Cr2O3)冶煉鉻，簡要流程如下：
(
4、1)完成下列化學(xué)方程式(在橫線上填寫物質(zhì)的化學(xué)式及計量數(shù))：
2FeO·Cr2O3＋4Na2CO3＋7NaNO34Na2CrO4＋Fe2O3＋4CO2↑＋________。
(2)操作①包括過濾與洗滌，在實驗室中進(jìn)行洗滌沉淀的操作是
________________________________________________________________________；
操作②可選用的裝置(部分夾持裝置略去)是________(填序號)。
(3)寫出能夠完成操作③的相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：
_________________________________________
5、_______________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)化學(xué)需氧量(COD)可度量水遭受有機(jī)物污染的程度。在強(qiáng)酸并加熱的條件下，用K2Cr2O7作強(qiáng)氧化劑處理水樣，并測定消耗的K2Cr2O7的量，然后換算成相當(dāng)于O2的含量稱為化學(xué)需氧量(以mg·L－1計)?；瘜W(xué)興趣小組測定某水樣的
6、化學(xué)需氧量(COD)過程如下：
Ⅰ.取a mL水樣置于錐形瓶中，
加入10.00 mL 0.250 0 mol·L－1的K2Cr2O7溶液。
Ⅱ.……
Ⅲ.加指示劑，用c mol·L－1的硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定，終點時消耗b mL(此步驟的目的是用Fe2＋把多余的Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3＋)。
①Ⅰ中量取K2Cr2O7溶液的儀器是________。
②計算該水樣的化學(xué)需氧量時需用到下列關(guān)系：要除去1 mol Cr2O需消耗________ mol Fe2＋，1 mol Cr2O相當(dāng)于________mol O2。
4．(2012·大綱卷)氯化鉀樣品中含有少
7、量碳酸鉀、硫酸鉀和不溶于水的雜質(zhì)。為了提純氯化鉀，先將樣品溶于適量水中，充分?jǐn)嚢韬筮^濾，再將濾液按下圖所示步驟進(jìn)行操作。
回答下列問題：
(1)起始濾液的pH________7(填“大小”“小于”或“等于”)，其原因是________________________________________________________________________；
(2)試劑Ⅰ的化學(xué)式為________，①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
________________________________________________________________________；
(3
8、)試劑Ⅱ的化學(xué)式為________，②中加入試劑Ⅱ的目的是
________________________________________________________________________；
(4)試劑Ⅲ的名稱是________，③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________；
(5)某同學(xué)稱取提純的產(chǎn)品0.775 9 g，溶解后定容在100 mL容量瓶中，每次取25.00 mL溶液，用0.100 0 mol·L－1的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，三次滴定消耗
9、標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為25.62 mL，該產(chǎn)品的純度為
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(列式并計算結(jié)果)。
5．(2015·合肥模擬)高錳酸鉀在飲用水和工業(yè)污水處理領(lǐng)域的消費增長較快。實驗室可用軟錳礦(主要成分為MnO2)為原料制備高錳酸鉀。其部分流程如下：
已知：①流程中所加軟錳礦中含50 g MnO2；②生成墨綠色浸出液
10、的反應(yīng)為：KClO3＋3MnO2＋6KOH===3K2MnO4＋KCl＋3H2O。
回答下列問題：
(1)實驗中采用鐵坩堝而不是瓷坩堝的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)通入CO2，可使MnO2發(fā)生反應(yīng)，生成MnO及MnO2，寫出該反應(yīng)的離子方程式：_________________________________
11、_____；若通入CO2太多，則在加熱濃縮時，會有__________晶體和KMnO4晶體一起析出。
(3)在加熱、濃縮、烘干的過程中溫度不宜過高，其原因是__________________；趁熱過濾的目的是______________________；加熱時用玻璃棒不斷攪拌溶液的目的是______________；洗滌KMnO4晶體用冷水洗滌較好的原因是________________。
(4)計算12.25 g KClO3固體經(jīng)過上述轉(zhuǎn)化，最多可制得KMnO4的質(zhì)量為____(結(jié)果保留一位小數(shù))。
6．實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵(堿
12、式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(FeSO4·7H2O)，主要工藝流程如下。
(1)將過程②產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中，溶液會褪色的是________。
A．品紅溶液 B．紫色石蕊試液
C．酸性KMnO4溶液 D．溴水
(2)過程①中，F(xiàn)eS、O2和H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式為
________________________________________________________________________。
(3)過程③中需加入的物質(zhì)是
____________________________________________________________
13、____________。
(4)過程④中，蒸發(fā)結(jié)晶時需使用的儀器除酒精燈、三腳架外，還需要
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)過程⑤調(diào)節(jié)pH可選用下列試劑中的________(填序號)。
A．稀硫酸 B．CaCO3 C．NaOH溶液
(6)過程⑥中，將溶液Z加熱到70～80 ℃，目的是_____________
14、_________________。
(7)實驗室為測量所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行下列實驗。①用分析天平稱取2.700 0 g樣品；②將樣品溶于足量的鹽酸后，加入過量的BaCl2溶液；③過濾、洗滌、干燥，稱量得固體質(zhì)量為3.495 0 g。若該聚鐵的主要成分為[Fe(OH)(SO4)]n，則該聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(假設(shè)雜質(zhì)中不含鐵元素和硫元素)。
答 案
1．解析：(1)粉煤灰中Al2O3與硫酸反應(yīng)，而SiO2不與硫酸反應(yīng)，則酸浸時發(fā)生Al2O3與硫酸的反應(yīng)，濾渣Ⅰ為SiO2。(2)加CaCO3調(diào)節(jié)溶液pH時，Ca2＋與溶液中的SO形成CaSO4
15、沉淀。若溶液pH偏高，則溶液中Al3＋形成Al(OH)3沉淀，從而導(dǎo)致溶液中鋁元素含量降低。
答案：(1)Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O SiO2
(2)CaSO4 3CaCO3＋2Al3＋＋3SO＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑
(3)溶液中的部分SO被氧化成SO 減小
2．解析：(3)沉淀池中反應(yīng)物為CaSO4、CO2、NH3、H2O，發(fā)生的反應(yīng)為CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3↓＋(NH4)2SO4。
答案：(1)過濾
(2)N2＋3H22NH3
(3)CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O===CaC
16、O3↓＋(NH4)2SO4
(4)用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，若試紙變藍(lán)，則說明含有NH3(或用玻璃棒蘸取濃鹽酸檢驗，若產(chǎn)生白煙，則含有NH3)(其他合理答案也可)
(5)CaO CO2(若有NH3，也可)
3．解析：(1)根據(jù)化學(xué)方程式中的元素守恒和原子個數(shù)守恒可知需要補(bǔ)充“7NaNO2”。(4)①K2Cr2O7具有強(qiáng)氧化性，故選用酸式滴定管或移液管。②Fe2＋與Cr2O發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe3＋和Cr3＋，根據(jù)得失電子守恒可知，1 mol Cr2O需消耗6 mol Fe2＋；根據(jù) Cr2O～2Cr3＋轉(zhuǎn)移6e－，O2～2H2O轉(zhuǎn)移4e－可知，1 mol Cr2O相當(dāng)于1.5 mol
17、O2。
答案：(1)7NaNO2
(2)向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀，待液體流下，重復(fù)操作2～3次 D
(3) 2Cr2O34Cr＋3O2↑或2Al＋Cr2O32Cr＋Al2O3(其他答案合理也可)
(4)①酸式滴定管或移液管 ②6 1.5
4．解析：(5)氯化鉀的純度為
×100%＝98.40%。
答案：(1)大于 弱酸強(qiáng)堿鹽K2CO3發(fā)生水解使體系呈堿性
(2)BaCl2 Ba2＋＋CO===BaCO3↓、Ba2＋＋SO===BaSO4↓
(3)K2CO3 除去A中的Ba2＋
(4)鹽酸 CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
(5)
×100%＝98.40%
5．解析
18、：(4)根據(jù)關(guān)系式KClO3～3K2MnO4,3MnO～2MnO，可得：KClO3～2KMnO4，則最多可制得KMnO4的質(zhì)量為×2×158 g/mol＝31.6 g。
答案：(1)在高溫下，瓷坩堝可以和KOH發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(或SiO2＋2KOH高溫,K2SiO3＋H2O)
(2)3MnO2＋2CO2===2MnO＋MnO2↓＋2CO2KHCO3
(3)高溫會導(dǎo)致高錳酸鉀分解 防止高錳酸鉀結(jié)晶析出 受熱均勻利于蒸發(fā)溶劑 減少高錳酸鉀的溶解
(4)31.6 g
6．解析：由聚鐵的化學(xué)式可知：n(Fe3＋)＝n(SO)＝n(BaSO4)＝＝0.015 mol，所以聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100%＝31.1%。
答案：(1)ACD
(2)4FeS＋3O2＋6H2SO4===2Fe2(SO4)3＋6H2O＋4S
(3)鐵粉 (4)蒸發(fā)皿、玻璃棒 (5)C (6)促進(jìn)Fe3＋的水解 (7)31.1%
專題專項訓(xùn)練(一) 無機(jī)化工流程題
