常州一中2011届高三化学专题训练--化学与工业流程(二)
1.氯化铁是常见的水处理剂,无水FeCl3的熔点为555K、沸点为588K。工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下:
(1)取0.5mL三氯化铁溶液滴入50mL沸水中,再煮沸片刻得红褐色透明液体,该过程可用离子方程式表示为: 。
(2)已知六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃. 0 10 20 30 50 80 100
溶解度(g/100gH20) 74.4 81.9 91.8 106.8 315.1 525.8 535.7
从FeCl3溶液中获得FeCl3•6H2O的方法是: 。
(3)捕集器中温度超过673K,存在相对分子质量为325的物质,该物质的分子式为: 。
(4)室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液pH为2.7时,Fe3+开始沉淀;当溶液pH为4时,c(Fe3+)= mol/L(已知:Ksp[Fe(OH)3]= 1.1×10-36)。
(5)吸收剂X是: ;吸收塔中吸收剂X的作用是: 。
(6)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:称取m克无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,再转移到100mL容量瓶,用蒸馏水定容;取出10mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,用淀粉作指示剂并用cmol/LNa2S2O3溶液滴定,反应方程式为:
I2+2S2O32-=2I- +S4O62-,共用去VmL。则样品中氯化铁的质量分数为: 。
2.医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质)生产医药级二水合氯化钙(CaCl2•2H2O的质量分数为97.0%~103.0%)的主要流程如下:
⑴除杂操作是加入氢氧化钙,调节溶液的pH为8.0~5.0,以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是 。
⑵酸化操作是加入盐酸,调节溶液的pH约为4.0,起目的有:①将溶液中的少量Ca(OH)2转化为CaCl2;②防止Ca2+在蒸发时水解;③ 。
⑶测定样品中Cl—含量的方法是:a.称取0.7500g样品,溶解在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用0.0500 mol•L-1AgNO3溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39mL。
①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有 。
②计算上述样品中CaCl2•2H2O的质量分数为 。
③若用上述方法测定的样品中CaCl2•2H2O的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有 ; 。
3.硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾(CuSO4•5H2O)的生产流程示意图:
胆矾和石膏在不同温度下的溶解度(g/100g水)见下表。
温度(℃) 20 40 60 80 100
石膏 0.32 0.26 0.15 0.11 0.07
胆矾 32 44.6 61.8 83.8 114
请回答下列问题:
(1)红棕色滤渣的主要成分是 ▲ ;
(2)写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式 ▲ ;
(3)操作I的操作温度应该控制在 ▲ ℃左右;
(4)从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作II应为 ▲ 、洗涤、干燥;
(5)反应产物中的NO可以循环使用,试仅用一个化学方程式表示NO转化为HNO3 。
4.碘酸钾是一种白色结晶粉末,无臭无味,酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用,被还原为单质碘,在碱性介质中,碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。碘酸钾在常温下稳定,加热至560℃开始分解。工业生产碘酸钾的流程如下,在反应器中发生反应的化学方程式为:I2+KClO3+H2O→KH(IO3)2+KCl+Cl2(未配平)
(1)在反应器中发生的反应I2+KClO3+H2O→KH(IO3)2+KCl+Cl2(未配平),生成两种还原产物所得电子数目相同,请写出已配平的该反应的化学方程式:_____________________________________。若有1 mol I2完全反应,则该反应中转移电子的数目为________(设NA表示阿伏加德罗常数)
(2)步骤②中,用硝酸而不用HI,其原因可能是________________________。
(3)步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气,排出氯气的原因为________。
(4)参照下表碘酸钾的溶解度,步骤○11得到碘酸钾晶体,你建议的方法是___________。
温度/℃ 0 10 20 40 60 80
KIO3g/100g水 4.60 6.27 8.08 12.6 18.3 24.8
(5)KIO3可用电解的方法制得,原理是:以石墨为阳极,以不锈钢为阴极,在一定温度和电流下电解KI溶液。总反应方程式为KI+3H2O=KIO3+3H2↑,则阳极的电极反应式为:___________________________。
5.(1)工业上以粗铜为原料采取如下图所示流程制备硝酸铜晶体:
①在步骤a中,需要通入氧气和水,其目的是 。现有1L NO2、NO混合气体NOx,将其氧化成HNO3,需同温同压下O2的体积0.6L,则混和气体中NO2、NO的物质量之比为 。
②在保温去铁的过程中,为使Fe3+沉淀完全,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,不用加水的方法调节溶液pH的原因是 。
③进行蒸发浓缩时,要用硝酸调节溶液的pH=1,其目的是(结合离子方程式说明) 。
(2)下图是某小组同学查阅资料所绘出的硝酸铜晶体[ Cu(NO3)2•nH2O ]的溶解度曲线(温度在30℃前后对应不同的晶体),下列说法正确的是 (填字母)。
a. A点时的溶液为不饱和溶液
b. B点时两种晶体可以共存
c. 按上述流程最终得到的晶体是Cu(NO3)2•3H2O
d.若将C点时的溶液降温至30℃以下,可以析出Cu(NO3)2•6H2O晶体
(3)某些共价化合物(如H2O、NH3、N2O4等)在液态时有微弱的导电性,主要是因为发生了电离,如:2NH3 NH +NH ,由此制备无水硝酸铜的方法之一是用Cu与液态N2O4反应。液态N2O4电离得到的两种离子所含电子数相差18, Cu与液态N2O4反应制得无水硝酸铜的化学方程式是 。
6.已探明我国锰矿储量占世界第三位,但富矿仅占6.4%,每年尚需进口大量锰矿石。有人设计了把我国的贫菱锰矿(MnCO3含量较低)转化为高品位“菱锰矿砂”(MnCO3含量高)的绿色工艺。该工艺流程如下图所示:
已知焙烧反应①的化学方程式: