高三化学专题复习(化工流程图).doc

高三化学专题复习 《无机化学工业流程》
1、多晶硅（硅单质的一种）被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl4为主，它对环境污染很大,能遇水强烈水解,放出大量的热.研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成份为BaCO3，且含有铁、镁等离子)制备BaCl2·2H2O，工艺流程如下.
已知： ①常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是:3。4、12.4。
② M （BaCO3）=197g/mol,M（BaCl2·2H2O）=244 g/mol
（1）SiCl4水解反应的方程式为__________________ .
已知：SiCl4(s）+H2（g）=SiHCl3（s)+HCl(g) ΔH1=+47 kJ/mol
SiHCl3（s)+H2（g）=Si(s）+3HCl(g) ΔH2=+189 kJ/mol
则由SiCl4制备硅的热化学方程式为________________________________。
（2）加钡矿粉并调节pH=7的作用是使BaCO3转化为BaCl2和________________。
（3）加20％ NaOH调节pH=12.5,得到滤渣A的主要成分是__________________。
（4）BaCl2滤液经__________、_______、过滤、洗涤,再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。
（5）10吨含78。8 % BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H2O__________吨。
（原子量：Ba=137 C=12 O=16 Cl=35.5 H=1）
2、“中东有石油，中国有稀土"。稀土金属是我国战略性资源,应加以保护。稀土金属是周期表中IIIB族中钪、钇和镧系十七种元素的总称，都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+3价。钇(Y)元素是激光和超导的重要材料。我国蕴藏着丰富的钇矿石（Y2FeBe2Si2O10）,以此矿石为原料生产氧化钇(Y2O3）的主要流程如下：
已知：
①有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表：
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe3+
2。7
3。7
Y3+
6。0
8.2
②在周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置,化学性质相似.
(1)欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH）2沉淀。则最好选用盐酸和 （填字母)两种试剂，再通过必要的操作即可实现。
A．NaOH溶液 B．氨水 C．CO2 D．HNO3
(2)流程图中用氨水调节pH＝a时生成沉淀的化学式为 ,继续加氨水调至pH＝b,此时发生反应的离子方程式为 。
（3)沉淀C为草酸钇，写出草酸钇隔绝空气加热生成Y2O3的化学方程式: 。
镧系元素铈（Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解.
（4）无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是 .
(5)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，调节pH≈3，Ce3+通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式:Ce3++H2O2+H2O→Ce（OH)4↓+_______
3、工业上利用硫酸渣(含Fe2-、Fe3—的硫酸盐及少量CaO和MgO）制备高档颜料铁红（Fe2O3）和回收（NH4）2SO4，具体生产流程如下：

回答下列问题：
(1）在废渣溶解操作时，应选用 溶解(填编号）.
A．硫酸 B．盐酸 C．氢氧化化钠 D．氨水
（2)物质A是一种氧化剂，工业上最好选用 (供选择使用的有：H2O2、空气、Cl2、MnO2等），其理由是 。
(3）根据下图有关数据，你认为工业上氧化操作时应采取的措施是
。

（4）往铵黄铁矾（化学式为：(NH4）2Fe6(）SO4）4（OH）12）溶液中加入溶液B至pH为5时产生沉淀,请写出产生沉淀的离子方程式：

(5）若对硫酸渣加强热也可粗制铁红，但产品纯度低而档次低，请写出硫酸渣中硫酸亚铁加强热制备铁红的化学方程式：
4、某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的组成如下：软锰矿：MnO2含量≥65％,SiO2含量约20％,Al2O3含量约4%，其余为水分；闪锌矿：ZnS含量≥80%，FeS、CuS、SiO2含量约7％，其余为水分.
科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，工艺流程如下图所示。
MnCO3、ZnCO3

反应Ⅰ
软锰矿
S、SiO2
硫酸
反应Ⅱ
闪锌矿
Zn（适量）
反应Ⅲ
MnO2
反应Ⅳ
Na2CO3
Na2SO4
反应Ⅴ
MnO2
Zn

Cu
Fe(OH)3Al(OH)3
CO2
（电解）

请回答下列问题：
（1)反应Ⅰ的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2(SO4）3、Al2（SO4）3等.试完成反应Ⅰ中生成CuSO4和MnSO4的化学方程式：
MnO2 + CuS+ = ↓+ + CuSO4+ 。
(2）反应Ⅱ加入适量锌的作用是 ；如果锌过量,还会进一步发生反应的离子方程式为 .
沉淀物
Fe（OH)3
Al(OH)3
Zn(OH)2
开始沉淀pH
2。3
4.0
5.4
完全沉淀pH
4。1
5。2
8.0
（3）反应Ⅲ要调节pH生成Fe（OH)3、Al(OH)3，中过量的H+所使用的物质是 ，调节的pH范围是 （pH数据见右表)。
(4）本工艺可以循环利用的物质有ZnCO3、、MnCO3和 。
5、工业碳酸钠（纯度约为98％）中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl—、和SO42—等杂质，提纯工艺线路如下：
Ⅰ、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:
Na2CO3·10 H2O Na2CO3·7H2O Na2CO3·H2O
32 36 t(℃）
Ⅱ、有关物质的溶度积如下：
物质
CaCO3
MgCO3
Ca（OH）2
Mg(OH）2
Fe （OH)3
Ksp
4。96×10—9
6。82×10—6
4.68×10—6
5。61×10—12
2。64×10-39
回答下列问题:
（1）加入NaOH溶液时发生的离子方程式为 。向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg2＋):c(Fe3＋）＝ 。
（2）“趁热过滤”时的温度应控制在 。
（3）有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用.请你分析实际工业生产中是否可行 ，并说明理由 .
（4)已知：Na2CO3·10 H2O（s）＝Na2CO3(s）＋10 H2O（g) △H = + 532。36kJ·mol—1
Na2CO3·10 H2O（s）＝Na2CO3·H2O(s）＋9 H2O（g) △H = + 473。63kJ·mol-1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式 。
6、高铁酸盐（K2FeO4、Na2FeO4）在能源、环保等方面有着广泛的用途.干法、湿法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
干法
Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色K2FeO4和KNO2等产物
湿法
强碱性介质中，Fe（NO3)3与NaClO反应生成紫红色Na2FeO4溶液
△

(1) 干法制备K2FeO4的化学方程式为Fe2O3+3KNO3+4KOH=====2K2FeO4+3KNO2+2H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　 。（2) 工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如下图所示：
溶解

①反应I的离子方程式为　　 .
②反应II的化学方程式为　　 。
③加入饱和KOH溶液的目的是　　 .
（3)高铁酸钾在水中既能消毒杀菌，又能净水，是一种理想的水处理剂。它能消毒杀菌是因为 ，它能净水的原因是
____ 。
参考答案
1、
(1）SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl （本空符号不作扣分要求）（3分)
SiCl4（s)+2H2(g)=Si(s）+4HCl（g) ΔH= +236kJ/mol（3分）
（2）使Fe3+完全沉淀（2分）
(3）Mg（OH）2（2分)
（4）蒸发浓缩、降温结晶(4分）
（5)9。76（2分）
2、
(1)B(2分)
（2）Fe(OH)3（2分）Y3++3NH3·H2O＝Y（OH）3↓+3(3分，未配平扣1分，写不扣分）
(3)Y2(C2O4）3Y2O3+3CO↑+3CO2↑(3分，未配平扣1分）
(4)分解出HCl气体(1分），抑制CeCl3的水解（或其他合理答案）(2分)
（5）2Ce3++H2O2+6H2O＝2Ce(OH）4↓+6H+(3分,未配平扣1分)
3、
（1）A （3分）
（2)空气，原料易燃,成本低 (各2分，共4分）
（3)溶液温度控制在80°C，pH控制在1。5,氧化时间为4小时左右 （3分)
（4)Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH）2↓+3NH+4 （3分）
(5）2FeSO4 =Fe2O3+SO2↑+SO3↑（产物正确2分,配平1分，共3分）
4、
（1）（4分）2H2SO4 S↓ MnSO4 2H2O(后两种物质顺序可颠倒）
（2）（3分）将溶液中的硫酸铜转化为铜 （2分） Zn+Fe2+=Fe+ Zn2+(2分)
（3）(6分)MnCO3(2分) ZnCO3（2分） 5。2~5.4(或其中的数值，2分）
（4）（2分）MnO2
5、
⑴ （6分，各2分) Fe3++3OH— = Fe(OH)3↓、 MgCO3 +2OH—=Mg (OH） 2+CO32—、
Mg2++2OH-=Mg（OH)2↓（三个答对两即可）; 2.125×1021
⑵（2分)高于36℃
⑶（2分)不可行；（3分）若“母液”循环使用，则溶液c（Cl-）和c(SO42—)增大，最后所得产物Na2CO3混有杂质
⑷（3分）Na2CO3·H2O(s)＝Na2CO3(s） +H2O(g) △H=+58。73kJ·mol—1
6、
（1)3∶1(2分）
（2)① 2OH– + Cl2＝Cl– + ClO– + H2O(2分）
② 3NaClO +10NaOH +2Fe（NO3）3＝2Na2FeO4 +3NaCl +6NaNO3 +5H2O
（3分，写离子方程式3ClO– + 10OH– + 2Fe3+＝2FeO42– + 3Cl– + 5H2O同样给分）
③ 增大K+ 浓度，促进K2FeO4晶体析出（3分）
（3）高铁酸钾（K2FeO4）有强氧化性；（2分）高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe（OH）3胶体有吸附性(有絮凝作用）， 使水澄清（2分,共4分）
5