新編高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 高考非選擇題專項(xiàng)練：工藝流程綜合題B16頁含解析

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1、新編高考化學(xué)備考資料 高考非選擇題專項(xiàng)練(六) 工藝流程綜合題B 【題型特點(diǎn)】 　　化學(xué)工藝流程試題已成為高考考查的熱點(diǎn)試題,要解決好這類試題,最重要的是帶著問題認(rèn)真審題,找到該實(shí)驗(yàn)的目的。一般來說,流程題只有兩個(gè)目的:一是從混合物中分離、提純某一物質(zhì);二是利用某些物質(zhì)制備另一物質(zhì)。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 解題策略 以分離、提純某一物質(zhì)為實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 這類試題其實(shí)就是對混合物的除雜、分離、提純操作的考查。解題思路是:先認(rèn)真在試題中找出要得到的主要物質(zhì)是什么,混有的雜質(zhì)有哪些,認(rèn)真分析當(dāng)加入某一試劑后,能與什么物質(zhì)反應(yīng),生成什么產(chǎn)物,要用什么操作方法才能將雜質(zhì)除去(注重信息的提取與加工),然

2、后帶著問題去各個(gè)擊破并找出合理答案,最后要對答案結(jié)合基礎(chǔ)知識和題目信息進(jìn)行驗(yàn)證 以制備某一物質(zhì)為實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 這類試題其實(shí)就是用某些原料來制備某一產(chǎn)品的過程,它可能會包含除雜、分離和提純實(shí)驗(yàn)。解題思路是:先明確制備什么物質(zhì),了解產(chǎn)品的性質(zhì),從題干或問題中獲取有用信息;然后在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮?尋找制備過程所需的原料,寫出主要反應(yīng)的化學(xué)方程式或制備原理,觀察有沒有副產(chǎn)品,如果有,最后的步驟就是分離提純了 　　解決此類問題的基本步驟是:抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)——一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品服務(wù)的,提取題干信息,了解生產(chǎn)的產(chǎn)品(要明確性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn));分析流程步驟,全方位了解流程(要明白反應(yīng)物是什么、發(fā)生了

3、什么反應(yīng)、反應(yīng)帶來了哪些結(jié)果);明確試題設(shè)問及要求,從問題中提煉答題信息(要清楚是用簡潔的文字表述,還是用規(guī)范的化學(xué)用語作答,或者是用圖形圖表作答)。 1.(2014·蚌埠三模)鑭是重要的稀土元素,應(yīng)用非常廣泛,如應(yīng)用于壓電材料、催化劑等領(lǐng)域。 已知:①鑭是較活潑金屬,在空氣中易被氧化;②氫氧化鑭是難溶于水的弱堿; ③ 金　　屬 熔點(diǎn)(℃) 沸點(diǎn)(℃) 鈣 841 1 487 鑭 920 3 470 (1)操作1、3是相同操作,其名稱是　　　　。 (2)操作2要在HCl氣體的氛圍內(nèi)加熱的原因是? 　

4、 。 (3)電解制鑭的尾氣要用堿液吸收,請寫出反應(yīng)的離子方程式? 　 。 (4)真空、高溫過程中的反應(yīng)方程式為? 　 。 (5)粗鑭精制過程中溫度控制范圍　　　　。

5、(6)重熔蒸餾制得的鑭中仍然混有極少量的鈣。某批次產(chǎn)品69.709 g,經(jīng)分析含鈣0.209 g,該產(chǎn)品的等級為　　　　(化工產(chǎn)品等級標(biāo)準(zhǔn):優(yōu)級純≥99.8%,分析純≥99.7%,化學(xué)純≥99.5%)。 【解析】(1)操作1得到濾液和堿餅,因此是過濾操作。 (2)操作2在HCl氛圍中加熱是防止LaCl3水解。 (3)電解熔融的LaCl3,顯然陽極生成氯氣,可用氫氧化鈉溶液吸收:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。 (4)真空、高溫下制取La,是利用Ca置換出La: 3Ca+2LaF33CaF2+2La。 (5)根據(jù)Ca、La的熔沸點(diǎn),采取蒸餾法得到La,應(yīng)該使鈣變成氣體,而L

6、a不能變成氣體,因此溫度范圍在1 487～3 470℃。 (6)La的含量為(69.709 g-0.209 g)÷69.709 g×100%=99.7%,因此是分析純。 答案:(1)過濾　(2)防止LaCl3水解 (3)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O (4)3Ca+2LaF33CaF2+2La (5)1 487～3 470℃　(6)分析純 2.NiSO4·7H2O(相對分子質(zhì)量281)是一種重要的化工原料,主要用于電鍍、鎳電池、催化劑以及制取其他鎳鹽等。下圖是一種某化工廠用鎳廢催化劑為原料來制備NiSO4·7H2O的設(shè)計(jì)流程。已知鎳廢催化劑除Ni外還含有Al(31%)、F

7、e(1.3%)、不溶性雜質(zhì)(3.3%)等。 　回答下列問題: (1)流程中①～⑤步操作中相同的有　　　　　　　　　　(寫操作序號),實(shí)驗(yàn)室中該操作所需玻璃儀器的有　　　　　　　　　　　　; (2)“堿浸”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是? 　 ; 加入H2O2后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是? 　

8、 ; (3)在溶液①中通入足量的二氧化碳時(shí)出現(xiàn)的的現(xiàn)象是? 　 ; (4)步驟“調(diào)pH為2～3”的目的是? 　 。 (5)為了測定產(chǎn)品(NiSO4·nH2

9、O)中的結(jié)晶水含量,準(zhǔn)確稱取所得晶體2.90 g,緩緩加熱使其失去全部結(jié)晶水,準(zhǔn)確稱得剩余固體質(zhì)量為1.55 g,則n=　　　;如果測得n≠7,請?jiān)谏鲜隽鞒讨蟹治隹赡艿脑? 　 。 【解析】流程主要過程依次是堿溶解除鋁、過濾、酸溶解得溶液、過濾除不溶物、保溫氧化Fe2+、調(diào)節(jié)pH沉淀氫氧化鐵、過濾后再調(diào)節(jié)pH抑制Ni2+水解、結(jié)晶后過濾可得產(chǎn)品;①②④⑤都是過濾操作;沉淀氫氧化鐵而不沉淀氫氧化鎳,pH大于3.2、

10、小于9.2即可;(5)計(jì)算過程: NiSO4　　　　～　　　nH2O 1 mol n 1.55 g/155 g·mol-1 (2.90 g-1.55 g)/18 g·mol-1 解得　n=7.5 測得結(jié)晶水含量偏高,說明產(chǎn)品中有含水量比 NiSO4·7H2O較高的雜質(zhì),分析幾種金屬元素易知為FeSO4·7H2O。 答案:(1)①②④⑤　燒杯、玻璃棒、漏斗 (2)2Al+2OH—+2H2O2Al+3H2↑ 2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O (3)產(chǎn)生白色沉淀,且不溶解 (4)防止在濃縮結(jié)晶過程中Ni2+水解 (5)7.5　

11、保溫氧化過程中,H2O2的用量不足(或H2O2失效)、保溫時(shí)間不足等導(dǎo)致Fe2+未被完全氧化,產(chǎn)品中含有結(jié)晶水含量較高的FeSO4·7H2O 3.(2014·黃山二模)溴化鈣可用作阻燃劑、制冷劑,具有易溶于水、易吸潮等性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室用工業(yè)大理石(含有少量Al3+、Fe3+等雜質(zhì))制備溴化鈣的主要流程如下: 　完成下列填空: (1)上述流程需要配制500 mL一定物質(zhì)的量濃度的氫溴酸,配制之前需要檢查一種玻璃儀器是否漏液,請寫出檢查的操作過程? 　

12、 。 (2)已知步驟Ⅲ的濾液中不含N。步驟Ⅱ加入的試劑a是　　　　,控制溶液的pH約為8.0的目的是? ? 　 。 (3)請畫出步驟Ⅲ的實(shí)驗(yàn)裝置圖(夾持固定儀器省略)。 (4)步驟Ⅴ所含的操作依次是　　　　、　　

13、　　。 (5)制得的溴化鈣可以通過如下步驟測定其純度: ①稱取4.00 g無水溴化鈣樣品; ②溶解; ③滴加足量Na2CO3溶液,充分反應(yīng)后過濾; ④洗滌; ⑤　　　　; ⑥稱量。 若得到1.88 g碳酸鈣,則溴化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　　(保留兩位小數(shù))。 若實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范而測定結(jié)果偏低,其原因是? 　 。 【解析】(1)容量瓶在使用之前需檢驗(yàn)是否漏液,具體操作是在容量瓶內(nèi)裝入少量水,蓋上瓶塞,用一

14、只手按住瓶塞,另一只手托住瓶底,將容量瓶倒立,觀察瓶口是否有水漏出,若不漏水,把容量瓶正立后,將瓶塞旋轉(zhuǎn)180°,再倒立一次,觀察是否漏水,若仍不漏水,證明容量瓶不漏液。 (2)步驟Ⅲ的濾液中不含N,則步驟Ⅱ的試劑a不是氨水,是氫氧化鈣,也不選用氫氧化鈉。因?yàn)樽詈蟮漠a(chǎn)品是CaBr2。控制溶液的pH顯然是沉淀Al3+、Fe3+而將Al3+、Fe3+除去。 (3)步驟Ⅲ是過濾裝置,圖為,注意漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁,玻璃棒引流。 (4)步驟Ⅴ是從溶液中得到CaBr2·6H2O,因此是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,若采取直接加熱蒸發(fā),會失去結(jié)晶水。 (5)洗滌后的操作是干燥,根據(jù)CaBr2～CaCO3

15、 200 100 m 1.88 g m=3.76 g, 則CaBr2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(3.76÷4.00)×100%=94.00%,若測定結(jié)果偏低,可能是碳酸鈣質(zhì)量有損失,即洗滌時(shí)有少量碳酸鈣溶解。 答案:(1)在容量瓶內(nèi)裝入少量水,蓋上瓶塞,用一只手按住瓶塞,另一只手托住瓶底,將容量瓶倒立,觀察瓶口是否有水漏出,若不漏水,把容量瓶正立后,將瓶塞旋轉(zhuǎn)180°,再倒立一次,觀察是否漏水,若仍不漏水,證明容量瓶不漏液 (2)石灰水　使Al3+、Fe3+沉淀完全 (3)　(4)蒸發(fā)濃縮

16、　冷卻結(jié)晶 (5)干燥　94.00%　洗滌時(shí),有少量的碳酸鈣溶解 4.(2014·宣城二模)硫酸亞鐵片在醫(yī)藥上作補(bǔ)血?jiǎng)?除主要成分硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)外,還含有少量Fe2O3以及不溶于水和酸的填充劑。某課外活動小組想測定該補(bǔ)血?jiǎng)┲胁煌瑑r(jià)態(tài)鐵元素的含量。實(shí)驗(yàn)步驟如下: 請回答下列問題: (1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,步驟①中不溶物必須清洗干凈,而且清洗液需要并入步驟②之前的濾液中。為檢驗(yàn)步驟①中固體有沒有清洗干凈,請寫出簡要的實(shí)驗(yàn)方案:? ?

17、 　 。 (2)步驟②的離子反應(yīng)方程式是? 　 。 (3)若甲方案中的a=0.8 g,而每片藥片的質(zhì)量為0.3克,則根據(jù)該實(shí)驗(yàn)方案計(jì)算出該藥品中鐵元素

18、的含量為　　　　。 (4)已知:5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O,乙方案中用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí),判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是? ? 　 ; 按照該方案測定三次,平均消耗KMnO4溶液18.00 mL,則該藥片每片含亞鐵離子

19、 　　　　毫克。 (5)滴定過程中,滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失,其他操作均正確,則測定結(jié)果與藥片中亞鐵實(shí)際含量相比　　　　　　(填“偏高”“偏低”或“不變”)。 【解析】(1)步驟①的固體表面吸附Fe3+,而Fe3+的檢驗(yàn)可用KSCN,即取最后一次清洗液1～2 mL于試管中,然后滴加KSCN溶液,若溶液變紅色,則沒有洗干凈。 (2)步驟②是用過氧化氫氧化Fe2+,離子方程式是2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。 (3)ag物質(zhì)是Fe2O3,含鐵0.7a=0.56 g,則藥品中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.56 g÷(0.3×10)×100%=18.7%。 (4)用

20、高錳酸鉀滴定時(shí)的終點(diǎn)現(xiàn)象是當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏胃咤i酸鉀,溶液呈紫紅色,而且半分鐘內(nèi)不褪色, 5Fe2+　　　～　　　Mn 5×56 g·mol-1 1 m 18.00×10-3×0.01 mol m=0.050 4 g,則10片藥品含鐵0.050 4 g×250/25=0.504 g,則每片藥品含鐵0.504 g÷10=0.050 4 g,為50.4 mg。 (5)若滴定前尖嘴部分有氣泡,滴定后消失,則消耗的高錳酸鉀量偏大,滴定結(jié)果偏高。 答案:(1)取最后一次清洗液1～2 mL于試管中,然后滴加KSCN溶液,若溶液變紅色,則沒有洗干凈 (2)2Fe

21、2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O (3)18.7% (4)當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏胃咤i酸鉀,溶液呈紫紅色,而且半分鐘內(nèi)不褪色　50.4 (5)偏高 【易錯(cuò)提醒】解答第(3)小題的計(jì)算時(shí)需注意流程中所用的是10片藥片,即ag氧化鐵對應(yīng)的藥品是10片,而題給藥片的質(zhì)量0.3 g是一片藥品的質(zhì)量;第(4)小題還需注意流程中的溶液用高錳酸鉀滴定時(shí)是從250 mL溶液中取出25 mL做實(shí)驗(yàn)。 5.(2014·宣城一模)過碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2)俗稱固體雙氧水,是一種性能優(yōu)良、用途廣泛的消毒劑和供氧劑,實(shí)驗(yàn)室中制備過碳酸鈉的流程如下圖所示。 　回答下列問題: (1)工業(yè)純堿中

22、常含有Fe3+,加入穩(wěn)定劑的主要目的是___________________ ? 　 。 (2)由實(shí)驗(yàn)測定反應(yīng)溫度對產(chǎn)物的影響如下表: 溫度/℃ 活性氧百分含量/% 產(chǎn)率/% 5～10 13.94 85.49 10～15 14.02 85.78 15～20 15.05 88.38 20～25 14.46 8

23、3.01 根據(jù)上表數(shù)據(jù),選擇反應(yīng)的最佳溫度范圍是　　　　。 (3)下列物質(zhì)(括號內(nèi)為主要成分)能與過碳酸鈉混用的是　　　　(填字母)。 A.潔廁靈(鹽酸)　　　　　　 B.石炭酸(苯酚) C.福爾馬林溶液(甲醛) D.NaHCO3溶液 上述物質(zhì)中不能與過碳酸鈉混用的理由是(選擇一種說明即可)? 　 。 (4)過碳酸鈉易分解,如果分解產(chǎn)生6.72 L的氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則需過碳酸鈉 　　　　g。 【解析】(1)本題的目的

24、是制備過碳酸鈉,因此要防止過氧化氫的分解,而加穩(wěn)定劑就是防止Fe3+催化過氧化氫的分解。 (2)據(jù)表分析產(chǎn)率最高的是88.38%,其對應(yīng)溫度是15～20℃。 (3)過碳酸鈉有碳酸鈉和過氧化氫的雙重性質(zhì),既可與鹽酸反應(yīng),又可氧化甲醛和苯酚,因此可與碳酸氫鈉混用,選D。 (4)2Na2CO3·3H2O2～1.5O2 314 g 1.5×22.4 L=33.6 L m 6.72 L m=62.8 g。 答案:(1)防止Fe3+催化過氧化氫的分解 (2)15～20℃ (3)D　苯酚有還原性,能與過氧化氫反應(yīng)使之失效(答案合理即可) (4)6

25、2.8 6.(2014·安慶模擬)為測定氯化亞鐵和氯化鐵的混合物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),某研究小組設(shè)計(jì)了如下兩種實(shí)驗(yàn)流程: (1)操作Ⅱ、Ⅲ是否完全相同?　　　　(填“是”或“否”);操作Ⅳ使用的一種主要成分是硅酸鹽材料的儀器名稱是　　　　。 (2)甲方案中沉淀A是　　　　(填化學(xué)式);如何判斷沉淀A洗滌干凈?? 　 。 (3)乙方案中能否用鐵粉做還原劑,請用文字說明理由____________________ ?

26、 　 。 (4)寫出乙方案中滴入KMnO4溶液后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式? 　 。 (5)若甲方案中紅棕色固體質(zhì)量為bg,乙方案滴定時(shí)消耗cmol·L-1KMnO4溶液dmL,哪個(gè)方案測定出來的鐵元素含量更準(zhǔn)確?　　　　

27、(填“甲方案”或“乙方案”);據(jù)此方案測出的鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　　　(用字母表示)。 【解析】(1)操作Ⅲ含有過濾操作,操作Ⅱ沒有,操作Ⅳ是灼燒,用到的主要成分是硅酸鹽材料的儀器是坩堝。(2)甲方案是用氧化劑氧化Fe2+,而后生成Fe(OH)3沉淀,Fe(OH)3沉淀表面吸附氯離子,因此要洗滌,判斷沉淀A洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液少量,滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液,若無沉淀生成,則證明洗滌干凈。(3)乙方案中不能用鐵粉做還原劑,若用了則測定的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大。(4)乙方案是利用反應(yīng)5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O測定鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(5)由于Fe3+溶液是黃色,即

28、乙方案終點(diǎn)溶液顏色變化不明顯,所以甲方案測定出來的鐵元素含量更準(zhǔn)確,70%b×10/a=7b/a。 答案:(1)否　坩堝 (2)Fe(OH)3　取最后一次洗滌液少量,滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液,若無沉淀生成,則證明洗滌干凈(其他合理答案均可) (3)不能用鐵粉做還原劑,鐵粉與溶液反應(yīng)生成Fe2+,影響鐵元素含量的測定 (4)5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O (5)甲方案　7b/a 7.(2014·安慶模擬)硫酸亞錫(SnSO4)是一種重要的能溶于水的硫酸鹽,廣泛應(yīng)用于鍍錫工業(yè)。某研究小組設(shè)計(jì)SnSO4制備路線如下: 查閱資料: Ⅰ.酸性條件下,錫在水溶液

29、中有Sn2+、Sn4+兩種主要存在形式,Sn2+易被氧化。 Ⅱ.SnCl2易水解生成堿式氯化亞錫。 回答下列問題: (1)操作Ⅰ的步驟為　　　　、　　　　、過濾、洗滌、干燥。對沉淀進(jìn)行洗滌的方法是? 　 。 (2)SnCl2粉末需加濃鹽酸進(jìn)行溶解,請結(jié)合必要的化學(xué)方程式用平衡移動原理解釋原因:?

30、 ? 　 。 (3)加入Sn粉的作用有兩個(gè): ①調(diào)節(jié)溶液pH;②　　　　。 (4)酸性條件下,SnSO4還可以用作雙氧水去除劑,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是? 　

31、 。 (5)該小組通過下列方法測定所用錫粉的純度(雜質(zhì)不參與反應(yīng)):取ag錫粉溶于鹽酸中,向生成的SnCl2中加入過量的FeCl3溶液,用bmol·L-1K2Cr2O7滴定生成的Fe2+(已知酸性環(huán)境下,Cr2可被還原為Cr3+),共用去K2Cr2O7溶液mmL。則錫粉中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是　　　　。(Sn的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,用含a、b、m、M的代數(shù)式表示) 【解析】(1)操作1最終得到SnSO4晶體,而過濾之前是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶,沉淀的洗滌方法是將沉淀置于漏斗中,讓蒸餾水浸沒沉淀,使水自然流下,重復(fù)操作2～3次; (2)SnCl2加鹽酸的目的是防止其水解:

32、SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HCl; (3)根據(jù)資料Ⅰ的信息可知,酸溶后的溶液含Sn4+,加Sn的目的還有防止Sn2+被氧化或還原Sn4+的作用; (4)SnSO4有還原性,可還原過氧化氫:Sn2++H2O2+2H+Sn4++2H2O; (5)根據(jù)3Sn～3SnCl2～6FeCl3～Cr2 3×M 1 x bm×10-3 x=3Mbm×10-3, 則質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=。 答案:(1)加熱濃縮　冷卻結(jié)晶　將沉淀置于漏斗中,讓蒸餾水浸沒沉淀,使水自然流下,重復(fù)操作2～3次 (2)

33、SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HCl,加入鹽酸,使該平衡向左移動,抑制Sn2+水解 (3)防止Sn2+被氧化 (4)Sn2++H2O2+2H+Sn4++2H2O (5) 【講評建議】本題較難,學(xué)生答題時(shí)可能出現(xiàn)下列錯(cuò)誤: 解答第(1)小題,學(xué)生可能會由于沒有做過相關(guān)實(shí)驗(yàn)而對洗滌的操作方法沒有掌握而亂答,如答題不嚴(yán)密,描述不規(guī)范,缺少“將沉淀置于漏斗中,讓蒸餾水浸沒沉淀,使水自然流下,重復(fù)操作2～3次”的必要的文字?jǐn)⑹觥? 解答第(2)小題,水解反應(yīng)方程式?jīng)]有寫可逆符號、沒有從平衡移動的角度分析而只是寫出反應(yīng)方程式。 解答第(3)小題,缺少對流程的分析能力(加Sn的目的還有還原Sn4+的作用)而答不出或答錯(cuò)。 解答第(5)小題,不能利用關(guān)系式法進(jìn)行計(jì)算或沒有×100%或沒有寫單位或計(jì)算錯(cuò)誤等,教學(xué)中要加強(qiáng)對學(xué)生計(jì)算方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練。