2020届高三化学一轮复习 工业流程图专题训练.doc

1、2020 届高三化学一轮复习届高三化学一轮复习 工业流程图专题训练工业流程图专题训练 1、（2020 届北京西城期末）二氧化氯（ClO2）广泛应用于纸浆漂白、杀菌消毒和水净化处理等领域。工 业上利用甲醇还原 NaClO3的方法制备 ClO2，工艺流程如下： 已知：a发生器中制备 ClO2的反应： 12NaClO3+8H2SO4+3CH3OH= 12ClO2+3HCOOH+4Na3H(SO4)2+9H2O b相关物质的熔沸点： 物质 CH3OH HCOOH ClO2 熔点/ 97 9 59 沸点/ 65 101 11 （1）ClO2可用于纸浆漂白、杀菌消毒是因其具有_性。 （2）冷却塔用于分离

2、ClO2并回收 CH3OH，应控制的最佳温度为_（填字母） 。 A010 B2030 C6070 （3）经过程和过程可以获得芒硝（Na2SO410H2O）并使部分原料循环利用。 已知：Na2SO410H2O 和 Na2SO4的溶解度曲线如下图： Na3H(SO4)2处理器中获得芒硝时需加入 NaClO3固体，从芒硝溶解平衡的角度解释其原因： _。 结合 Na2SO410H2O 和 Na2SO4的溶解度曲线，过程的操作是：在 32.4恒温蒸发，_。 Na3H(SO4)2处理器的滤液中可以循环利用的原料是 NaClO3和_。 答案（1）氧化 （2）B （3）Na2SO410H2O(s) 2Na+(

3、aq)+SO42(aq)+10H2O，加入 NaClO3，使 c(Na+)增大，平衡逆向 移动，利于 Na2SO410H2O 析出 冷却结晶，过滤，洗涤，干燥 H2SO4 2、（2020 届北京西城期末）含氰根（CN）的废水必须经处理后排放。某电镀废水 pH12，氰化物以 CN、 Cu(CN)32等形式存在（均以 CN计） ，处理流程如下： （1）HCN 是一元弱酸，用离子方程式表示 NaCN 水溶液显碱性的原因：_。 （2）二次处理阶段，使用不同方法氧化。 过硫酸钾（K2S2O8）氧化法：K2S2O8溶液将 CN（N 为3 价）氧化成毒性弱的 CNO（N 为3 价） 。 碱性溶液中S2O82

4、在一定条件下氧化CN生成CNO和SO42的离子方程式是_。 不同浓度的K2S2O8溶液对CN的去除率如图1。工业上选用浓度为1 mmol L1K2S2O8溶液， 不用 0.75 mmol L1和 2 mmol L1的原因是_ 。 研究 CN的氧化去除机理。 （文献中为碱性条件下的结论） 文献：a没有 Cu+，S2O82对 CN没有去除效果。 bS2O82和 Cu+反应生成硫酸根自由基（SO4 ）和 CuO。 cSO4可能转变为羟基自由基（OH） 。 d SO4 、 OH 均可将 CN氧化为 CNO。 叔丁醇只可以使 OH 失去活性， 乙醇可以使 SO4 、 OH 均失去活性。 实验：相同条件下

5、，向含 Cu(CN)32的碱性废水中加入叔丁醇，CN的去除率没有影响；加入乙醇， CN的去除率降低 50%。 两种不同的 CN的氧化去除机理如图 2，结合文献 和实验 回答下列问题： 补全“机理一” 。 从“机理二”可看出 CuO 参与了去除 CN，列举其证据：_。 电解法：碱性环境中，在阳极发生两步反应，CN放电生成 CNO，CNO再放电生成 CO2和 N2，第二步的阳极反应式是_ _。 （1）CN+H2OHCN+OH （2） S2O82+CN+2OH = CNO+2SO42+H2O 1 mmol L1比 0.75 mmol L1 反应速率快、CN的去除率高，比 2 mmol L1 图 2

6、CN的氧化去除机理 图 1 CN的去除率 一定条件 经济 （2 分） 碱性条件下，没有 Cu+，CN 没有去除效果，Cu+会生成 CuO；碱性条件下，加入 乙醇，可以使 SO4失去活性而 CN的去除率仍然有 50% 2CNO +4OH6e = 2CO2+ N2+2H2O 3、（2020 年朝阳高三期末）年朝阳高三期末）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型的污水处理剂。 （1）K2FeO4的制备 i 中反应的离子方程式是_。 将 ii 中反应的离子方程式补充完整： Fe3+ + OH- + ClO- = FeO42- + + iii 中反应说明溶解度：Na2FeO4_K2FeO4（填“”或“ ”

7、） 。 （2）K2FeO4的性质 i. 将 K2FeO4固体溶于蒸馏水中，有少量无色气泡产生，经检验为 O2，液体有丁达尔效应。 ii. 将 K2FeO4固体溶于浓 KOH 溶液中，放置 2 小时无明显变化。 iii. 将 K2FeO4固体溶于硫酸中，产生无色气泡的速率明显比 i 快。 K2FeO4溶于蒸馏水的化学反应方程式是_。 K2FeO4的氧化性与溶液 pH 的关系是_。 （3）K2FeO4的应用 K2FeO4可用于生活垃圾渗透液的脱氮（将含氮物质转化为 N2）处理。K2FeO4对生活垃圾渗透液的脱 氮效果随水体 pH 的变化结果如下： K2FeO4脱氮的最佳 pH 是_。 根据上图推测

8、，pH = 4 时生活垃圾渗透液中含氮物质主要以_形式存在。 pH 大于 8 时，脱氮效果随 pH 的升高而减弱，分析可能的原因：_。 答案（1） 2Fe2+ +H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O 2 10 3 2 3Cl 5H 2O （2） 4K2FeO4 +10H2O = 4Fe(OH)3(胶体) + 3O2 + 8KOH pH 越小，氧化性越强 （3） pH8 NH4+ pH8 的溶液，随 pH 增大，K2FeO4氧化性弱，不利于将含氮物质氧化。 4.二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含 CeCO3F)为原料制备 CeO2 的一种工艺流程如下：

9、已知：i.Ce4 能与 F结合成CeF x(4 x)，也能与 SO2 4结合成CeSO42 ； ii.在硫酸体系中 Ce4 能被萃取剂(HA) 2萃取，而 Ce3 不能； iii.常温下，Ce2(CO3)3饱和溶液浓度为 1.010 6mol L1。 回答下列问题： (1)“氧化焙烧”过程中可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是_、 _(写出 2 种即可)。 (2)“氧化焙烧”产物 CeO2与稀硫酸反应的离子方程式为 _。 (3)“萃取”时存在反应：Ce4 n(HA) 2 Ce(H2n4A2n)4H 。D表示Ce4分别在有机层中 与水层中存在形式的浓度之比(DcCe（H 2n4A2n） c（

10、CeSO42 ）)。保持其他条件不变，在起始料液中 加入不同量的Na2SO4以改变水层中的c(SO2 4)，D随起始料液中c(SO2 4)增大而减小的原因是 _。 (4)浸渣经处理可得 Ce(BF4)3，加入 KCl 溶液发生如下反应： Ce(BF4)3(s)3K (aq) 3KBF4(s)Ce3 (aq)。 若一定温度时，Ce(BF4)3、KBF4的 Ksp分别为 a、b，则该反应的平衡常数 K_(用 a、b 表示)。 (5)“反萃取”中加入H2O2的主要反应离子方程式为 _ _。 在“反萃取”后所得水层中加入 1.0 mol L 1 的 NH4HCO3溶液，产生 Ce2(CO3)3沉淀，当

11、 Ce3 沉淀完全时c(Ce3)1105 mol L1，溶液中 c(CO2 3)约为_。 答案 (1)矿石粉碎成细颗粒 通入大量空气 (2)CeO24H SO2 4=CeSO42 2H 2O (3)随着 c(SO2 4)增大，水层中 Ce4 被 SO2 4结合成CeSO42 ，导致萃取平衡向生成CeSO 42 方向移动，D 迅速减小 (4) a b3 (5)2Ce 4H2O2=2Ce3O22H 1106 mol L1 5.(2019 山东潍坊一模)三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上 利用含镍废水(镍主要以 NiR2络合物形式存在)制取草酸镍(NiC2O4)，再

12、高温灼烧草酸镍制取 三氧化二镍。工艺流程如图所示： 已知： NiR2(aq)Ni2 (aq)2R(aq)(R为有机物配体，K1.61014) KspFe(OH)32.1610 39，K spNi(OH)2210 15 Ka1(H2C2O4)5.610 2，K a2(H2C2O4)5.410 5 “脱络”过程中，R 与中间产物 OH 反应生成 R(有机物自由基)， OH 能与 H 2O2发生反 应。有关反应的方程如下： i.Fe2 H 2O2=Fe3 OH OH ii.R OH=OH R iii.H2O22 OH=O22H2O 请回答下列问题： (1)中间产物 OH 的电子式是_。 (2)“沉铁

13、”时，若溶液中 c(Ni2 )0.01 mol L1，加入碳酸钠调溶液的 pH 为_(假设 溶液体积不变，lg 60.8)使 Fe3 恰好沉淀完全(离子的浓度1.0105 mol L1)，此时 _(填“有”或“无”)Ni(OH)2沉淀生成。 (3)25 时，pH3 的草酸溶液中 c（C2O2 4） c（H2C2O4）_(保留两位有效数字)。“沉镍”即 得到草酸镍沉淀，其离子方程式是_。 (4)为测定含铁滤渣铁元素的含量，可将滤渣溶于过量的HI溶液中，再用Na2S2O3标准液滴定 (淀粉溶液做指示剂)，反应原理：2Fe(OH)36H 2I=2Fe2I 26H2O，I22S2O2 3 =2I S

14、4O2 6实验过程中，下列操作会导致所测铁含量数值偏高的是_。 a.用久置于空气中的 KI 溶液 b.盛装 Na2S2O3标准液的碱式滴定管未润洗 c.滴定结束后，发现滴定管内有气泡 d.溶液蓝色褪去，立即读数 答案 H (2)2.8 无 (3)3.02 Ni2 H 2C2O4=NiC2O42H (4)a、b 6.(2019 北京理综，26)化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含 干扰测定的物质)。 .用已准确称量的 KBrO3固体配制一定体积的 a mol L 1 KBrO 3标准溶液； .取 V1 mL 上述溶液，加入过量 KBr，加 H2SO4酸化，溶液颜色呈棕黄色

15、； .向所得溶液中加入 V2 mL 废水； .向中加入过量 KI； .用b mol L 1 Na 2S2O3标准溶液滴定中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至 终点，共消耗 Na2S2O3溶液 V3 mL。 已知：I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6 Na2S2O3和 Na2S4O6溶液颜色均为无色 (1)中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和_。 (2)中发生反应的离子方程式是 _。 (3)中发生反应的化学方程式是 _。 (4)中加KI前，溶液颜色须为黄色，原因是 _。 (5)KI 与 KBrO3物 质 的 量 关 系 为 n(KI)6n(KBrO3) 时 ， K

16、I 一 定 过 量 ， 理 由 是 _。 (6)中滴定至终点的现象是 _。 (7)废水中苯酚的含量为_ g L 1(苯酚摩尔质量：94 g mol1)。 (8)由于 Br2具有_性质，中反应须在密闭容器中进行，否则会造成测定结果偏 高。 答案 (1)容量瓶 (2)BrO 35Br 6H=3Br 23H2O (3) 3Br2 3HBr (4)Br2过量，保证苯酚完全反应 (5)反应物用量存在关系：KBrO33Br26KI，若无苯酚时，消耗 KI 物质的量是 KBrO3物质 的量的 6 倍，因有苯酚消耗 Br2，所以当 n(KI)6n(KBrO3)时，KI 一定过量 (6)溶液蓝色恰好消失，且半分

17、钟内不恢复原色 (7) (8)易挥发 7、 （2020 届东城期末）工业用黄铜矿（主要成分 CuFeS2，含少量锌、铅的硫化物）冶炼铜的一种方法如 下： （1）中发生下列反应。 .CuFeS2 + 3Cu2+ + 4Cl- = 4CuCl+ Fe2+ +2S . CuCl + Cl-CuCl2- I 中盐酸的作用是_。 （2）中通入空气，将 Fe2+转化 FeOOH 沉淀。 Fe2+转化为 FeOOH 的离子方程式是_。 溶液 A 中含金属元素的离子有：Zn2+、Pb2+和_。 （3）中需控制 NaOH 溶液的用量，其原因是_。 （4）中加入 Na2CO3溶液的目的是_。 （5）V 中反应的离子方程式是_。 （6）从物质循环利用的角度分析，如何处理 NaCl 溶液才能更好地服务于该冶炼铜的工艺，并说明理由： _。 答案（1）补充 Cl-，促进 I 中反应，提高铜元素浸出率 （2）4Fe2+ + O2 + 6H2O = 4FeOOH+ 8H+ Cu2+ CuCl2- （3）防止 Zn2+、Pb2+沉淀，同时避免 CuCl2-变成 Cu2O 沉淀 （4）除去 Zn2+和 Pb2+ （5）2CuCl2- + 2OH- = Cu2O+4Cl- +H2O （6）电解氯化钠溶液产生 H2、Cl2和 NaOH；NaOH 可用于、中作沉淀剂，H2可用于作还原剂， Cl2可用于作氧化剂。