2022高考化学大一轮复习(江苏专用)专题训练-专题十-化学综合实验分类探究-3.docx
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1、综合课时3化工流程型试验题(时间:45分钟)1(2022安徽理综,27)LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料,低温反应制备LiPF6,其流程如下:已知:HCl的沸点是85.0 ,HF的沸点是19.5 。(1)第步反应中无水HF的作用是_、_。反应设备不能用玻璃材质的缘由是_(用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性,工厂平安手册提示:假如不当心将HF沾到皮肤上,可马上用2%的_溶液冲洗。(2)该流程需在无水条件下进行,第步反应中PF5极易水解,其产物为两种酸,写出PF5水解的化学方程式_。(3)第步分别接受的方法是_;第步分别尾气中的HF、HCl接受的方法
2、是_。 (4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品w g,测得Li的物质的量为n mol,则该样品中LiPF6的物质的量为_mol(用含w、n的代数式表示)。解析(1)LiF(s)HF(l)=LiHF2(aq),即生成的LiHF2溶于无水液态HF中得饱和LiHF2溶液,无水HF的作用是作反应物和溶剂;由于玻璃材质的主要成分是SiO2,SiO2能和HF反应,反应设备不能用玻璃材质;由于NaHCO3溶液呈碱性能中和HF,且对皮肤腐蚀性小,可用2%的NaHCO3溶液冲洗沾到皮肤上的HF。(2)PF5中P、F元素的化合价分别为5价和1价,水解产物分别为H3PO4、HF,其水解反应的化学方程式为P
3、F54H2O=H3PO45HF。(3)第步分别的是固态LiPF6和液态HF,则接受的方法是过滤;由于HCl和HF的沸点差别较大,分别尾气中HF和HCl应接受冷凝液化的方法(HF冷凝为液体时,HCl仍为气体)。(4)设w g样品中含有LiPF6、LiF的物质的量分别为x、y,则有:解得:x mol。答案(1)反应物溶剂SiO24HF=SiF42H2ONaHCO3(2)PF54H2O=H3PO45HF(3)过滤冷凝(4)2(2022广东理综,32)石墨在材料领域有重要应用,某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3 (3.1%)和MgO(0.5%)等杂质,设计的提纯与综
4、合利用工艺如下:(注:SiCl4的沸点为57.6 ,金属氯化物的沸点均高于150 )(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是_。(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,气体中的碳氧化物主要为_,由气体中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_。(3)步骤为:搅拌、_、所得溶液中的阴离子有_。 (4)由溶液生成沉淀的总反应的离子方程式为_,100 kg初级石墨最多可获得的质量为_kg。 (5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成如图防腐示意图,并作相应标注。解析(1)向反应器中通入Cl2前,通一段时间N2的主要目的是排净反应器中的空气,作为疼惜气,防止石墨在高
5、温下被氧化。(2)初级石墨中的氧化物杂质主要是SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO,经高温反应后,均转变为相应的氯化物,则氧元素与碳(过量)在高温下结合为CO,故气体中的碳氧化物主要为CO,80 冷凝气体,由于SiCl4的沸点为57.6 ,金属氯化物的沸点均高于150 ,故气体为SiCl4。SiCl4与NaOH溶液反应得到Na2SiO3、NaCl和H2O,其化学方程方式为SiCl46NaOH=Na2SiO34NaCl3H2O。(3)由(2)知,固体为AlCl3、FeCl3、MgCl2,加入过量NaOH溶液,Al3转变为AlO,而Fe3、Mg2转化为Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀,故步骤
6、为:搅拌、过滤,所得溶液中的阴离子有AlO、OH、Cl。(4)溶液中加入乙酸乙酯,消耗了OH,促进AlO的水解,最终转化为Al(OH)3沉淀,反应的离子方程式为CH3COOCH2CH3AlO2H2OAl(OH)3CH3COOCH3CH2OH,100 kg石墨中含Al2O3为5.1 kg,依据原子守恒Al(OH)3的质量为278 gmol17 800 g7.8 kg。答案(1)排出装置中的氧气,防止初级石墨被氧化(2)COSiCl46NaOH=Na2SiO34NaCl3H2O(3)过滤OH、AlO和Cl(4)CH3COOCH2CH3AlO2H2OAl(OH)3CH3COOCH3CH2OH7.8(
7、5)3(2021江苏,16)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探究。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的试验流程如下:(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_。(2)加入H2O2氧化时,发生反应的化学方程式为_。(3)滤渣2的成分是_(填化学式)。(4)煅烧过程存在以下反应:2MgSO4C2MgO2SO2CO2MgSO4CMgOSO2COMgSO43CMgOS3CO利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸取或收集。D中收集的气体是_(填化学式)。B中盛放的溶液可以是_(填字母)。aNaOH溶液 bNa2CO3溶液c稀硝
8、酸 dKMnO4溶液A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应,产物中元素的最高价态为4,写出该反应的离子方程式:_。解析(4)题目中要求利用图中装置进行气体的分步吸取或收集。煅烧后存在四种气体:S、SO2、CO2和CO。由可知A中得淡黄色固体,即S,B吸取SO2,C吸取CO2,D中收集CO。B吸取SO2但不吸取CO2,可选用KMnO4溶液,留意不能用NaOH溶液或Na2CO3溶液,由于它们吸取SO2的同时也吸取CO2,题目要求是分步吸取。中发生S与热的NaOH溶液反应,产生4价硫的化合物即Na2SO3,说明另外有硫元素的化合价降低,即有2价硫的化合物生成,其离子方程式为:3S6OH2S2S
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