2017届高三化学化工流程题之突破—流程与方程式书写二、高考题回顾(方程式书写)1、(2016新课标I卷)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:回答下列问题:(1)NaClO2中Cl的化合价为_______。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为________、________。
“电解”中阴极反应的主要产物是______。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。
此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,该反应中氧化产物是_________。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
NaClO2的有效氯含量为____。
(计算结果保留两位小数)2、(2016年高考新课标III卷)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂。
从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。
废钒催化剂的主要成分为:物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/% 2.2~2.9 2.8~3.1 22~28 60~65 1~2 <1以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:回答下列问题:(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为___________,同时V2O4转成VO2+。
“废渣1”的主要成分是__________________。
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为______mol。
(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。
“废渣2”中含有_______。
(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+ V4O124−R4V4O12+4OH−(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。
为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈_____性(填“酸”、“碱”或“中”)。
(5)“流出液”中阳离子最多的是________。
(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式__________。
3、(2015新课标I卷14分)硼及其化合物在工业上有许多用途。
以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:回答下列问题:(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式_____________。
为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度浓度外,还可采取的措施有_________(写出两条)。
(2)利用_______的磁性,可将其从“浸渣”中分离。
“浸渣”中还剩余的物质是______(化学式)。
(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是_______。
然后在调节溶液的pH约为5,目的是_________。
(4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。
(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为_______。
(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。
以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程___________。
4、(2015新课标I卷14分)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。
CuCl 难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。
以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下:回答下列问题:(1)步骤①中得到的氧化产物是_________,溶解温度应控制在60—70度,原因是__________。
(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式___________。
(3)步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是_________(写名称)。
(4)上述工艺中,步骤⑥不能省略,理由是_____________.(5)步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。
工业上常用的固液分离设备有__________(填字母)A、分馏塔B、离心机C、反应釜D、框式压滤机(6)准确称取所制备的氯化亚铜样品mg,将其置于若两的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,用amol/L的K2Cr2O7溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液bmL,反应中Cr2O72-被还原为Cr3+,样品中CuCl的质量分数为__________。
5、(2013新课标I卷15分)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。
某离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2),导电剂乙炔黑和铝箔等。
充点时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=Li x C6。
现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件为给出)。
回答下列问题:(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为_________。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_____________________________。
(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式______________________________;可用盐酸代替H 2SO 4和H 2O 2的混合液,但缺点是___________________________。
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式______________________。
(5)充放电过程中,发生LiCoO 2与Li1x CoO 2之间的转化,写出放电时电池反应方程式__________________________________。
(6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是________________________。
在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有__________________________(填化学式)。
6、(2011新课标I 卷15分)氮化硼(BN )是一种重要的功能陶瓷材料。
以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF 3和BN ,如下图所示:请回答下列问题:(1)由B 2O 3制备BF 3、BN 的化学方程式依次是_________、__________;(2)基态B 原子的电子排布式为_________;B 和N 相比,电负性较大的是_________,BN 中B 元素的化合价为_________;(3)在BF 3分子中,F-B-F 的键角是_______,B 原子的杂化轨道类型为_______,BF 3和过量NaF 作用可生成NaBF 4,BF 的立体构型为_______;4(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B 原子与N 原子之间的化学键为________,层间作用力为________;(5)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm ,立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、________个硼原子,立方氮化硼的密度是_______g·cm -3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为N A )。
三、自主归纳与反思四、提升练习6、(2016新课标I卷)(15分)高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。
以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:回答下列问题:(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是。
(2)“平炉”中发生的化学方程式为。
(3)“平炉”中需要加压,其目的是。
(4)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。
①“CO2歧化法”是传统工艺,即在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱碱性,K2MnO4发生歧化反应,反应中生成K2MnO4,MnO2和(写化学式)。
②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,电解槽中阳极发生的电极反应为,阴极逸出的气体是。
③“电解法”和“CO2歧化法”中,K2MnO4的理论利用率之比为。
(5)高锰酸钾纯度的测定:称取1.0800 g样品,溶解后定容于100 mL容量瓶中,摇匀。
取浓度为0.2000 mol·L−1的H2C2O4标准溶液20.00 mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.48 mL,该样品的纯度为(列出计算式即可,已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)。
7、(2015新课标II卷15分)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂,答下列问題:(1)工业上可用KC1O3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:①电解时发生反应的化学方程式为。
②溶液X中大量存在的阴离子有__________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是(填标号)。
a.水B.碱石灰c.浓硫酸d.饱和食盐水(3)用上图装置可以测定混合气中ClO2的含量:Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入 3 mL 稀硫酸:Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水.使液面没过玻璃液封管的管口;Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中:Ⅴ.用0.1000 mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。
在此过程中:①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为。
②玻璃液封装置的作用是。
③V中加入的指示剂通常为,滴定至终点的现象是。
④测得混合气中ClO2的质量为g.。
(4)O2处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐。
若要除去超标的亚氯酸盐,下列物庾最适宜的是_______填标号)。
a.明矾b.碘化钾c.盐酸d.硫酸亚铁8、(2012新课标I卷15分)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000°C左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物,该过程中两个主要反应的化学方程式分别是______,_________反射炉内生成炉渣的主要成分是____;(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%~50%。