1、- 1 -主观题综合训练二 工艺流程（卷1）1 【2015 天津理综化学】废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：回答下列问题：（1）反应是将 Cu 转化为 Cu(NH3 )42+，反应中 H2O2 的作用是 写出操作的名称： （2）反应 II 是铜氨溶液中的 Cu(NH3 )42+与有机物 RH 反应，写出该反应的离子方程式： 操作用到的主要仪器名称为 ，其目的是（填序号） 。a富集铜元素 b使铜元素与水溶液中的物质分离c增加 Cu2 在水中的溶解度
2、（3）反应是有机溶液中的 CuR2与稀硫酸反应生成 CuSO4和 。若操作使用右图装置，图中存在的错误是 。（4）操作以石墨作电极电解 CuSO4 溶液。阴极析出铜，阳极产物是 。 操作由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是 。（5）流程中有三次实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是 。循环使用的 NH4Cl 在反应中的主要作用是 - 2 -。2 【2015 四川理综化学】为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以 Fe2O3存在）转变成重要的化工原料 FeSO4（反应条件略） 。活化硫铁矿还原 Fe3+的主要反应为：FeS 2+7Fe2
3、(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考虑其他反应。请回答下列问题：（1）第步 H2SO4与 Fe2O3反应的离子方程式是 。（2）检验第步中 Fe3+是否完全还原，应选择 （填字母编号） 。AKMnO 4溶液 BK 3Fe(CN)6溶液 CKSCN 溶液（3）第步加 FeCO3调溶液 pH 到 5.8 左右，然后在第步通入空气使溶液pH 降到 5.2，此时 Fe2+不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液 pH 降低的原因是 。（4）FeSO 4可转化为 FeCO3，FeCO 3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知 25，101kPa 时：4Fe(s) + 3O
4、2 (g) =2Fe2O3(s) =-1648kJ/molHC(s)+O2(g)=CO2(g) =-393kJ/mol2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s) =-1480kJ/molFeCO3在空气中加热反应生成 Fe2O3的热化学方程式是 。（5）FeSO 4在一定条件下可制得 FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为 4Li+ FeS2= Fe +2Li2S，正极反应式是 。- 3 -（6）假如烧渣中的铁全部视为 Fe2O3，其含量为 50%。将 a kg 质量分数为 b%的硫酸加入到 c kg 烧渣中浸取，铁的浸取率为 96%
5、，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调 pH 后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第步应加入 FeCO3 kg。3 【2015 福建理综化学】无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为 。（2）工业上用铝土矿（主要成分为 Al2O3，含有 Fe2O3、SiO 2等杂质）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：已知：物质 SiCl4 AlCl3 FeCl3 FeCl2沸点/ 57.6 180（升华） 300（升华） 1023步骤中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是（只要求写出一种） 。步骤中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对
6、原子质量比硅大的单质是 。已知：Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) H 1=+1344.1kJ mol-12AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) H 2=+1169.2kJ mol-1由 Al2O3、C 和 Cl2反应生成 AlCl3的热化学方程式为。- 4 -步骤经冷却至室温后，气体用足量的 NaOH 冷溶液吸收，生成的盐主要有 3 种，其化学式分别为 结合流程及相关数据分析，步骤中加入铝粉的目的是 。4 【2015 广东理综化学】七铝十二钙（12CaO7Al 2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含 CaCO3和 MgCO3)和废 Al 片制备七
7、铝十二钙的工艺如下：（1）煅粉主要含 MgO 和 ，用适量的 NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶， 若溶液 I 中 c(Mg2+)小于 510-6molL-1,则溶液 pH 大于 （Mg(OH) 2的 Ksp=510-12)；该工艺中不能用（NH 4)2SO4代替 NH4NO3，原因是 。（2）滤液 I 中的阴离子有 （忽略杂质成分的影响） ；若滤液 I 中仅通入 CO2，会生成 ，从而导致 CaCO3产率降低。（3）用 NaOH 溶液可除去废 Al 片表面的氧化膜，反应的离子方程式 为 。（4）电解制备 Al(OH)3时，电极分别为 Al 片和石墨，电解总反应方程式为 。- 5 -
8、（5）一种可超快充电的新型铝电池，充放电时 AlCl4和 Al2Cl7两种离子在Al 电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极 Al 的电极反应式为 。5 【2015 江苏化学】以磷石膏(只要成分 CaSO4，杂质 SiO2、Al 2O3等)为原料可制备轻质 CaCO3。（1）匀速向浆料中通入 CO2，浆料清液的 pH 和 c(SO42 )随时间变化见由右图。清液 pH11 时 CaSO4转化的离子方程式_；能提高其转化速率的措施有_(填序号)A搅拌浆料 B加热浆料至 100 C增大氨水浓度 D 减小 CO2通入速率（2）当清液 pH 接近 65 时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓
9、度最大的两种阴离子为_和_(填化学式)；检验洗涤是否完全的方法是_。（3）在敞口容器中，用 NH4Cl 溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中 c(Ca2 )增大的原因_。- 6 -6.（2015 全国新课标 I）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为 Mg2B2O5H2O 和 Fe3O4，还有少量 Fe2O3、FeO、CaO、Al 2O3和 SiO2等)为原料制备硼酸(H 3BO3)的工艺流程 如图所示：冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷 冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷 冷冷 冷冷冷冷冷 冷冷 冷冷冷冷冷回答下列问题：(1)写出 Mg2B2O5H2O 与硫酸反应的化学方程式_为提高
10、浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有_(写出两条)。(2)利用_的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_(化学式)。(3)“净化除杂”需先加 H2O2溶液，作用是_。然后在调节溶液的 pH 约为 5，目的是_。(4)“粗硼酸”中的主要杂质是_(填名称)。- 7 -(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH 4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_。(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程_。主观题综合训练二 工艺流程（卷1）答案1.【答案】 （1）作氧化剂 过滤（2）Cu(NH 3 )42+
11、2RH=2NH4+2NH3+CuR2 分液漏斗 a b（3）RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁 液体过多（4）O 2 H2SO4 加热浓缩 冷却结晶 过滤（5）H 2SO4 防止由于溶液中的 c（OH -）过高，生成 Cu（OH） 2沉淀【解析】 （1）反应是将 Cu 转化为 Cu(NH3 )42+，Cu 被氧化，则反应中 H2O2 的作用是作氧化剂；操作是把滤渣和液体分离，所以该操作为过滤； （2）根据流程图可知，Cu(NH 3 )42+与有机物 RH 反应生成 CuR2和氨气、氯化铵，所以该反应的离子方程式是 Cu(NH3 )42+2RH=2NH4+2NH3+CuR2 ；操作是把水层与有机层
12、分离，所以为分液操作，需要的主要仪器为分液漏斗；Cu 元素富集在有机层，所以该操作的目的是富集 Cu 元素，使铜元素与水溶液中的物质分离，答案选 ab； （3）CuR 2中 R 元素为-1 价，所以反应是有机溶液中的 CuR2与稀硫酸反应生成 CuSO4和 RH；操作使用的过滤操作中分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁，且分液漏斗内的液体太多；（4）以石墨作电极电解 CuSO4 溶液。阴极析出铜，则阳极为阴离子氢氧根放电，生成氧气，导致氢离子浓度增大，所以阳极的产物有 O2 、H 2SO4；由溶液得到晶体的操作步骤一般为加热浓缩 冷却结晶 过滤；- 8 -（5）操作中得到的硫酸可用在反应 III 中，所
13、以第三种循环的试剂为H2SO4 ；氯化铵溶液为酸性，可降低溶液中氢氧根离子的浓度，防止由于溶液中的 c（OH -）过高，生成 Cu（OH） 2沉淀。2.【答案】（1）Fe 2O3+6H+2Fe 3+3H2O（2）C（3）Fe 2+被氧化为 Fe3+，Fe 3+水解产生 H+。（4）4FeCO 3(s)+O2(g) =2Fe2O3(s)+ 4CO2(g) =260kJ/mol。（5）FeS 2+4e = Fe +2S2（6） kg。29ab2450 1131c1750【解析】 （1）Fe 2O3+6H+2Fe 3+3H2O（2）若 Fe3+没有完全还原，则可以用 KSCN 检验。（3）部分 Fe
14、2+被氧化为 Fe3+。（4）根据盖斯定律可得：4FeCO 3(s)+O2(g) =2Fe2O3(s)+ 4CO2(g) =-H260kJ/mol。（5）正极得电子，化合价降低，可得正极方程式：FeS 2+4e- = Fe +2S2-（6）由于最终得到 FeSO4，根据元素守恒，n(Fe)=n(S)，Fe 来自于Fe2O3、FeS 2、FeCO 3；S 来自于 FeS2、H 2SO4则有：( 2 + 2 )96% + = c kg 50%160g/mol c kg 50%160g/mol 114 m(FeCO3)kg116g/mol- 9 -+ 2 2 96%a b%kg98g/mol c k
15、g 50%160g/mol 114则得答案： kg。29ab2450 1131c17503.【答案】 （15 分）（1）Al 3+3H2O Al(OH)3+3H+（2）防止后续步骤生成的 AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率。Fe 或铁 ；Al 2O3(s)+3C(s)+2Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) H=+174.9kJ/mol；NaCl、NaClO、NaClO 3 ；除去 FeCl3，提高 AlCl3纯度。【解析】 （1）氯化铝是强酸弱碱盐，在溶液中 Al3+发生水解反应产生氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为 Al3+3H2O Al(OH)3+3H+；（2）
16、步骤中焙烧使固体中的水分挥发，导致气孔数目增多，其作用是可以防止后续步骤生成的 AlCl3水解。同时由于增大反应物的接触面积，使反应速率加快。根据物质中含有的元素组成可知：若在步骤中不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是铁。第一个式子减去第二个式子，整理可得：Al 2O3(s)+3C(s)+2Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) H=+174.9kJ/mol；步骤经冷却至室温后，气体用足量的 NaOH 冷溶液吸收，生成的盐主要有3 种，Cl 2与浓 NaOH 溶液发生反应产生 NaCl、NaClO 3和水，随着反应的进行，溶液变稀。这时 Cl2与稀的 NaOH 溶液发
17、生反应，形成 NaCl、NaClO。因此得到的三种盐的- 10 -化学式分别为 NaCl、NaClO、NaClO 3 。由于 Al 的活动性比 Fe 强，在步骤中加入铝粉，就可以将铁置换出来，达到除去除去 FeCl3，提高 AlCl3纯度的目的。4.【答案】 （1）CaO；11；加入（NH 4)2SO4会生成 CaSO4微溶物，在过滤时会被除去，造成生成的 CaCO3减少。（2）NO 3、OH ；Ca(HCO 3)2 （3）2OH +Al2O32AlO 2+H2O（4）2Al+6H 20 2Al(OH)3+3H 2（5） Al3e 7 AlCl 44 Al 2Cl7【解析】 （1）煅烧时 Ca
18、CO3会发生分解生成 CaO 和 CO2；煅烧 MgCO3分解生成 MgO和 CO2；故煅粉主要含 MgO 和 CaO；Ksp= c(Mg2+)c2(OH)，510 -12=510-6 c2(OH)，得 c(OH)= 10-3molL-1， pH=11。由于溶液 I 中 c(Mg2+)小于510-6molL-1，所以溶液 pH 大于 11；不能用（NH 4)2SO4代替 NH4NO3的原因是加入（NH 4)2SO4会生成 CaSO4微溶物，在过滤时会被除去，从而造成生成的CaCO3减少。（2）从流程中看出 NO3没有被除去，故滤液 I 中的阴离子有 NO3，CaO 溶于水生成 Ca(OH)2，故溶液中还有 OH；若滤液 I 中仅通入 CO2，过量的 CO2会与CaCO3生成 Ca(HCO3)2 从而导致 CaCO3产率降低。（3）Al 表面的氧化膜的成分是 Al2O3，该物质是两性氧化物，NaOH 可以与之发生反应。NaOH 溶液与 Al2O3反应的离子方程式为：2OH +Al2O32AlO 2+H2O；（4）电解制备 Al(OH)3时，电极分别为 Al 片和石墨，Al 作阳极，石墨作阴极。
