高三化学填空题工艺流程专题练习.doc

1、海波(Na2S2O3·5H2O)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Na2S2O3·5H2O；Na2S2O3·5H2O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____________。
2、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FeSO4·7H2O(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①的化学方程式：___________________。(2)黑钛液中加入铁粉的主要目的是：___________。
(3)步骤④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：________________。
3、CoCl2·6H2O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CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如下图：已知：①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co＋2HCl===CoCl2＋H2↑②CoCl2·6H2O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。
③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Ⅰ包含3个基本实验操作，它们是________、________和过滤。
(4)制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因是__________________________________。
(5)为测定产品中CoCl2·6H2O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CoCl2·6H2O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CoCl2·6H2O，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)＝4.96×10－9]
(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②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________。
5、绿矾(FeSO4·7H2O)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Ⅱ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①除去操作Ⅰ所得溶液中剩余的Sn2＋等杂质离子；②___________。
(3)操作Ⅳ的操作顺序依次为________、结晶、________。
(4)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②_________________。
(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)。
①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
②滴定时应选用_______滴定管(填“酸式”或“碱式”)盛装标准溶液；
③计算产品中FeSO4·7H2O的质量分数约为________；
④若用上述方法测定的产品中FeSO4·7H2O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____________________、__________________。
6、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____________________________。
7、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MgCl2·6H2O)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aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O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)。①样品称量；②高温分解；③________；④__________；⑤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________________________________。
8、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______________________________________。
9、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：①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生。②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。③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。④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 ________________。
10、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＋＋2H2Dz Cu(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
2、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
3、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
4、(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FeSO4·7H2O的损耗
(5)①d　②酸式　③97.54%　④样品中存在少量的杂质　样品部分被氧化
6、(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。
7、(1)NH4Cl　作氮肥(或其他合理答案) (2)Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH
(3)防止碳酸氢铵分解 (4)③测出水蒸气的质量　④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
8、(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
9、 (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
10、(1)Fe3＋＋3H2Dz Fe(HDz)3＋3H＋　Fe3＋会形成Fe(OH)3沉淀(2)1(3)Bi3＋、Bi(HDz)3　3∶2
(4)Zn(HDz)2＋6OH－===Zn(OH)＋2Dz2－＋2H2O