湖南凤凰中学2016届高三化学工艺流程专题提升练习

工艺流程指工业品生产中，从原料到制成成品各项工序安排的程序，以下是工艺流程专题提升练习，请考生及时练习。

1、海波(Na2S2O35H2O)可用作脱氯剂、定影剂、解毒剂。硫粉和亚硫酸钠溶液煮沸可制得Na2S2O35H2O;Na2S2O35H2O的部分性质见下表：

物理性质易溶于水，不溶于乙醇;熔点48.2;在潮湿的空气中易潮解化学性质 43以上的空气中易风化;遇酸易分解(S2O+2H+===S+SO2+H2O) 实验室制备海波过程如下：(1)实验开始时，加入1 mL C2H5OH的目的是________________。

(2)滤液A中除有Na2S2O3和少量Na2SO3外，最可能存在的无机化合物杂质是___________，如果滤液中该杂质的含量不很低，其检测的方法是___________________。

(3)过滤操作所用的玻璃仪器有___________________________，过滤后发现滤渣B中有少量淡黄色物质。为除去淡黄色物质，洗涤滤渣B的操作过程是______________。

(4)烘干滤渣B时应注意什么问题_________________，原因是____________。

金属钛素有太空金属、未来金属、海洋金属等美誉，已知钛的化合价主要有+4价和+3价，其中+3价钛极易被氧化;有关氢氧化物开始沉淀的pH如下：

氢氧化物 Ti(OH)4 Ti(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 开始沉淀时的pH 0.5 3.0 1.5 7.6 某地钛铁矿的主要成分为FeTiO3，含有少量SiO2杂质;提纯TiO2并得到副产品FeSO47H2O(绿矾)的工艺流程如图所示。回答下列问题：(1)黑钛液中生成的主要阳离子有TiO2+和Fe2+，写出反应的化学方程式：___________________。(2)黑钛液中加入铁粉的主要目的是：___________。

(3)步骤的离子方程式是：___________________。

(4)钛的冶炼新法是电解法。如图是OS法电解炼钛的示意图：以CaCl2/CaO共熔体作为介质，电解时，在阴极生成的Ca进一步还原TiO2得钛。写出阴极生成钛的有关电极反应式和化学方程式：________________。

CoCl26H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl26H2O的一种新工艺流程如下图：已知：钴与盐酸反应的化学方程式为：Co+2HCl===CoCl2+H2CoCl26H2O熔点86，易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒，加热至110～120时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀 2.3 7.5 7.6 3.4 完全沉淀 4.1 9.7 9.2 5.2 请回答下列问题：(1)在上述新工艺中，用盐酸代替原工艺中盐酸与硝酸的混酸直接溶解含钴废料，其主要优点为________。(2)加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是________pH调至a后过滤，再用试剂X将滤液的pH调至2～3，则所用的试剂X为________。(3)操作包含3个基本实验操作，它们是________、________和过滤。

(4)制得的CoCl26H2O需减压烘干的原因是__________________________________。

(5)为测定产品中CoCl26H2O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl26H2O的质量分数大于100%，其原因可能是_________________________________(写出两个原因)。

(6)在实验室中，为了从上述产品中获得纯净的CoCl26H2O，采用的方法是_________。

A.溶解 B.过滤 C.蒸馏 D.分液 E.蒸发结晶

(2)用氨水调节pH至8～9的目的是__________________________________________。

(3)若测得滤液C中c(CO)=10-3 mol/L，则Ca2+____(填是或否)沉淀完全。[已知c(Ca2+)10-5 mol/L时即可视为沉淀完全;Ksp(CaCO3)=4.9610-9]

(4)若在滤液C中，加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NH4NO3，则酸化后溶液中c(NH)______c(NO)(填、、、或=)。

(5)操作是：在低温下，往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应，一段时间后，再加入氢氧化钠溶液，当调节溶液pH至9～11，才出现大量沉淀。写出该反应的化学方程式________;用简要的文字解释用氢氧化钠调节pH至9～11的原因_____________。

(6)已知大理石含CaCO3的质量分数为a，m g大理石可以制得n g CaO2，请计算：CaCO3转化为CaO2过程中，Ca原子的利用率________。

绿矾(FeSO47H2O)是治疗缺铁性贫血的特效药的主要成分。下面是以商品级纯度铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的一种方法：已知：在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时的pH为1.6;FeS开始沉淀时的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5。(1)确认得到的绿矾晶体中不含有Fe3+的实验操作是______________________。

(2)操作在溶液中用稀硫酸酸化至pH=2的目的是________________________;通入硫化氢至饱和的目的是除去操作所得溶液中剩余的Sn2+等杂质离子;___________。

(3)操作的操作顺序依次为________、结晶、________。

(4)操作得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是除去晶体表面附着的硫酸等杂质;_________________。

(5)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法：a.称取2.850 0 g绿矾产品，配制成250 mL溶液;b.量取25.00 mL待测液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.010 00 mol/L KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液的体积平均值为20.00 mL(滴定时发生反应的离子方程式：5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O)。

通常状况下，酸性高锰酸钾溶液不能与下列物质中的________反应(填字母代号);

a.甲苯b.Na2SO3溶液c.环己烯d.苯

滴定时应选用_______滴定管(填酸式或碱式)盛装标准溶液;

计算产品中FeSO47H2O的质量分数约为________;

若用上述方法测定的产品中FeSO47H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因有____________________、__________________。

世界锂离子电池总产量超过25亿只，锂电池消耗量巨大，对不可再生的金属资源的消耗是相当大的。因此锂离子电池回收具有重要意义，其中需要重点回收的是正极材料，其主要成分为钴酸锂(LiCoO2)、导电乙炔黑(一种炭黑)、铝箔以及有机粘接剂。某回收工艺流程如下：

(1)上述工艺回收到的产物有_______________________。

(2)废旧电池可能由于放电不完全而残留有原子态的锂，为了安全对拆解环境的要求是________________________。

(3)碱浸时主要反应的离子方程式为________________________。

(4)酸浸时反应的化学方程式为________________________。最后一步过滤应____________。

(5)如何洗涤过滤后的Li2CO3固体____________________________。

镁及其化合物在生产生活中有重要的作用。以水氯镁石(主要成分为MgCl26H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：

(1)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为________。指出该物质在工农业生产中的一种用途：________。(2)写出预氨化时发生的主要反应的离子方程式：________________________________。

(3)沉淀镁时反应的温度不宜过高，原因是_____________________________________。

(4)设计一个实验，确定产品碱式碳酸镁aMgCO3bMg(OH)2cH2O中a、b、c的值，请完善下列实验步骤(可用试剂：浓硫酸、碱石灰)。样品称量;高温分解;________;__________;称量MgO。18.2 g产品完全分解后，产生6.6 g CO2和8.0 g MgO，由此可知，产品的化学式中：a=________;b=________;c=________。

(5)从水氯镁石中可以提取无水氯化镁，电解熔融态的无水氯化镁可以得到金属镁。有同学认为：电解熔融的MgO也可制金属镁，在实际生产中可简化生产步骤，体现生产的简约性和经济性原则。你________(填同意或不同意)该同学的想法，理由是________________________________。

炼金废水中含有络离子[Au(CN)2]+，其电离出的CN-有毒，CN-与H+结合生成HCN时，其毒性更强。回答下列问题：(1)HCN的电离方程式为________________________，NaCN溶液的pH______7(填、或=)。

(2)与弱电解质碳酸的电离方式相似，[Au(CN)2]+也存在着两步电离，其一级电离方程式为_______________。

(3)处理这种废水时是在碱性条件下，NaClO将CN-氧化为CO和N2，其离子方程式为____________________。

(4)在酸性条件下，ClO-也能氧化CN-，但实际处理废水时却不在酸性条件下进行的主要原因是______________________________________。

今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、Al3+、Fe3+、Mg2+、Ba2+、NH、Cl-、CO、SO，现取三份100 mL溶液进行如下实验：第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生。第二份加过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.02 mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲。在甲溶液中通入过量CO2，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02 g。第三份加足量BaCl2溶液后，得白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65 g。根据上述实验回答：

(1)一定不存在的离子是__________________________，不能确定是否存在的离子是____________。

(2)试确定溶液中肯定存在的阴离子及其浓度(可不填满)：

离子符号______，浓度______;离子符号______，浓度________;离子符号______，浓度___________;

(3)试确定K+是否存在________(填是或否)，判断的理由是________________。

处理污水时，常用双硫腙(H2Dz，二元弱酸)把金属离子络合成电中性的物质，再用CCl4萃取络合物，从而把金属离子从溶液中完全分离出来。如用双硫腙(H2Dz)～CCl4络合萃取法分离污水中的Cu2+时，先发生络合反应：Cu2++2H2DzCu(HDz)2+2H+，再加入CCl4， Cu(HDz)2就很容易被萃取到CCl4中。

(1)写出双硫腙和Fe3+络合的离子方程式：_____________________________________。

萃取过程中要控制适宜的酸度。如果溶液的pH过大，其后果是_______________________。

下图是用双硫腙(H2Dz)～CCl4络合萃取某些金属离子的酸度曲线。它反映了萃取某些金属离子时适宜的pH范围。E%表示某种金属离子以络合物形式被萃取分离的百分率。

某工业废水中含有Hg2+、Bi3+、Zn2+，用双硫腙(H2Dz)～CCl4络合萃取法处理废水。请根据上图回答问题：

(2)欲完全将废水中的Hg2+分离出来，须控制溶液pH=________。

(3)当调节pH=2时，铋(Bi)的存在形式有：__________________________，其物质的量之比为__________。

(4)萃取到CCl4中的Zn(HDz)2分液后，加入足量的NaOH溶液，充分振荡后，锌又转到水溶液中。写出反应的离子方程式：_______________________________________。

【参考答案】1、(1)便于硫被水浸润(2)Na2SO4 取少量溶液，加稀盐酸酸化后，过滤，再加BaCl2溶液

(3)玻璃棒、漏斗、烧杯用乙醇或CS2浸没滤渣，等自然流下后，重复几次

(4)温度应低于43 防止晶体风化失水和熔化

答案：(1)FeTiO3+2H2SO4===FeSO4+TiOSO4+2H2O(2)防止Fe2+被氧化(3)TiO2++3H2O===Ti(OH)4+2H+

(4)Ca2++2e-===Ca、2Ca+TiO2===Ti+2CaO

答案：(1)减少有毒气体的排放，防止大气污染;防止产品中混有硝酸盐(2)5.2～7.6 盐酸

(3)蒸发浓缩、冷却结晶(4)降低烘干温度，防止产品分解(5)样品中含有NaCl杂质;烘干时失去了部分结晶水

(6)将产品溶于乙醚过滤后，再蒸馏

(1)ABE (2)除去Fe3+ (3)是 (4) (5)CaCl2+H2O2CaO2+2HCl或(CaCl2+H2O2+2NaOH===CaO2+2NaCl+2H2O)加入NaOH溶液使上述平衡向正反应方向移动，有利于CaO2沉淀的生成(6)

5、(1)取少量晶体溶于水，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明不含有Fe3+ (2)使Sn2+完全变成SnS沉淀，而Fe2+不沉淀防止Fe2+被氧化 (3)蒸发过滤 (4)降低洗涤过程中FeSO47H2O的损耗

(5)d 酸式 97.54% 样品中存在少量的杂质样品部分被氧化

(1)Al(OH)3、CoSO4、Li2CO3(2)隔绝空气和水分(3)2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2

(4)2LiCoO2+H2O2+3H2SO4===Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O 趁热过滤在过滤器中沿着玻璃棒加水至淹没固体，重复2～3次。

(1)NH4Cl 作氮肥(或其他合理答案)(2)Mg2++2NH3H2O===Mg(OH)2+2NH

(3)防止碳酸氢铵分解(4)③测出水蒸气的质量测出CO2的质量 3 1 3(5)不同意 MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本

(1)HCN H++CN- (2)[Au(CN)2]+[Au(CN-)]2++CN-(3)5ClO-+2CN-+2OH-===2CO+N2+5Cl-+2H2O(4)在酸性条件下CN-与H+结合生成毒性很强的HCN，对人体造成危害 (1)Fe3+、Mg2+、CO、Ba2+ Cl-(2)SO 0.5 mol/L(3)是溶液中肯定存在的离子是NH、Al3+、SO。经计算，NH、Al3+物质的量都是0.02 mol，SO物质的量是0.05 mol。根据电荷守恒，K+一定存在(1)Fe3++3H2DzFe(HDz)3+3H+ Fe3+会形成Fe(OH)3沉淀(2)1(3)Bi3+、Bi(HDz)3 32

(4)Zn(HDz)2+6OH-===Zn(OH)+2Dz2-+2H2O

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