无机工艺流程题富源六中朱恩会

1、无机工艺流程常见题第II卷（非选择题）请点击修改第II卷的文字说明评卷人得分一、实验题1氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(), Mn(), Ni()等杂质)的流程如下:工业ZnO浸出液滤液滤液滤饼ZnO提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化，高锰酸钾的还原产物是MnO2回答下列问题:（1）反应中除掉的杂质离子是 ，发生反应的离子方程式为 。加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是 。（2）反应的反应类型为 ，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有 。（3）反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。（4）反应中产物的成分可能是ZnCO3

2、·xZn(OH)2 .取干操后的滤饼11.2g，煅烧后可得到产品8.1 g. 则x等于 。 【答案】（1）Fe2+和Mn2+ 铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质 （2）置换反应 镍 （3）取少量水洗液于试管中，滴入1-2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净 （4）1【解析】（1）根据题意，Ni()不能被氧化，反应中除掉的杂质离子是Fe2+和Mn2+，发生的离子方程式为MnO4-+3 Fe2+7H2O=3 Fe(OH)3+ MnO2+5H+；2MnO4-+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+。加高锰酸钾溶液前，若pH较低，铁离子和锰离子

3、不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质。（2）反应为锌与镍离子的反应，反应类型为置换反应，得到的滤渣中，除了过量的锌外还有金属镍。（3）检验沉淀是否洗涤干净的方法是取少量水洗液于试管中，滴入1-2滴稀硝酸酸化，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，说明没有硫酸根离子，则说明沉淀已经洗涤干净（4）根据关系式ZnCO3·xZn(OH)2 - （x+1）ZnO 125+99x 81（x+1） 11.2g 8.1g解得：x=1 【考点定位】工艺流程、化学实验、化学计算 2(15分)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：（1）间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应

4、生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。写出相应的反应的化学方程式 （2）已知：甲醇脱水反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)DH123.9KJ·mol1甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)C2H4 (g)2H2O(g)D H229.1KJ·mol1乙醇异构化反应CH3CH2OH(g)CH3OCH3(g)D H3+50.7KJ·mol1则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)H2O(g)C2H5OH(g)的DH KJ·mol1与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是： 。（3）下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关

5、系(其中n(H2O)n(C2H4)=11)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压×物质的量分数)图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为： ，理由是： 气相直接水合法党采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ，压强69MPa，n(H2O)n(C2H4)=061。乙烯的转化率为5。若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有： 、 。【答案】（1）C2H4+H2SO4= C2H5OSO3H; C2H5OSO3HH2O=C2H5OH+ H2SO4;(2) -45.5 污染小，腐蚀性小等

6、；（3）K=0.07(MPa)-1; P1< P2< P3< P4;反应分子数减少，相同温度下，压强升高，乙烯转化率提高； 将产物乙醇液化转移去，增加n(H2O):n(C2H4)的比。【解析】试题分析：（1）根据题意可得乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯C2H5OSO3H的方程式：C2H4+H2SO4= C2H5OSO3H; C2H5OSO3HH2O=C2H5OH+ H2SO4；（2），整理可得C2H4 (g)H2O(g)C2H5OH(g)，H（23.9+29.150.7）KJ/mol=45.5 KJ/mol；与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是污染小，腐蚀性小等；（3）乙烯

7、水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K(MPa)-1; 在相同的温度下由于乙烯是平衡转化率是P1< P2< P3< P4;由方程式C2H4 (g)H2O(g)C2H5OH(g)可知该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率提高，因此压强关系是：P1< P2< P3< P4; 若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有改变物质的浓度，如从平衡体系中将产物乙醇分离出去，或增大水蒸气的浓度，改变二者的物质的量的比等等。考点：考查化学方程式的书写、压强对平衡移动的影响、物质制取方案的设计与比较、反

8、应热的计算、化学平衡常数的计算及提高产品产率的方法的探究的知识。评卷人得分二、填空题3锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi+xe- = LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。回答下列问题：（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为 。（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 。（3）“酸浸”一般在80下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式 ；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是 。（4）写出“沉钴”

9、过程中发生反应的化学方程式 。（5）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式 。（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是 。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有 （填化学式）。【答案】（1）+3（2）2Al + 2OH- + 6H2O = 2Al(OH)- 4 + 3H2（3）2LiCoO2 + 3H2SO4 + H2O2Li2SO4 + 2CoSO4 + O2+ 4H2O2H2O22H2O + O2 ；有氯气生成，污染较大。（4）CoSO4 + 2NH4HCO3 = CoCO3 + (NH4)2SO4 +CO2+ H2O（

10、5） Li1-xCoO2 + LixC6 = LiCoO2 + 6C（6）Li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4【解析】以工艺流程为背景考查化学反应原理中的电化学知识，包括电极反应式的书写、氧化还原反应，综合性较强。（1）根据化合价代数和为0的原则，LiCoO2中Li为+1价，O为-2价，iCo元素的化合价为+3。（2）根据工艺流程和相关产物可知，锂离子电池正极材料中只有铝箔与氢氧化钠反应，发生反应的离子方程式2Al + 2OH- + 6H2O = 2Al(OH)- 4 + 3H2。（3）根据“酸浸”的反应物和反应条件，发生的所有氧化

11、还原反应的化学方程式为；2LiCoO2 + 3H2SO4 + H2O2Li2SO4 + 2CoSO4 + O2+ 4H2O，H2O2自身发生分解反应，2H2O22H2O + O2；LiCoO2具有较强的氧化性，用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，氯气生成，污染较大。（4）根据“沉钴”过程中反应物和产物，发生反应的化学方程式CoSO4 + 2NH4HCO3 = CoCO3 + (NH4)2SO4 +CO2+ H2O。（5）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，放电时负极发生的反应为LixC6-xe-=6C+xLi+，正极Li1-xCoO2 + xe- = LiCoO2

12、 + xLi+，电池总反应方程式Li1-xCoO2 + LixC6 = LiCoO2 + 6C。（6）进行放电处理时，Li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中，有利于锂在正极的回收。根据整个工艺流程的化学反应原理，可回收到的金属化合物有Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4三种。【考点定位】工艺流程、电化学、离子方程式4（13分）在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：（1）反应的H 0（填“大于”“小于”）；100时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在060s时段，反应速率v

13、(N2O4)为 molL-1s-1反应的平衡常数K1为 。（2）100时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020 molL-1s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。T 100（填“大于”“小于”），判断理由是 。列式计算温度T是反应的平衡常数K2 （3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向 （填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断理由是 。【答案】（1）大于 0.001 0.36 mol·L1。（2）大于；反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高平衡时，c（NO2）=0.120 mol·L1+0.002 mol·L1

14、·s1×10s×2=0.160mol·L1c（N2O4）=0.040 mol·L10.002 mol·L1·s1×10s=0.02 mol·L1 K2= （0.160mol·L1）2/0.020mol·L1=1.3mol·L1（3）逆反应 对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动【解析】试题分析：（1）根据题意知，随温度升高，混合气体的颜色变深，二氧化氮的浓度增大，说明平衡向正反应方向移动；当其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，故H大于0。根据题给图

15、像知，060s时段，N2O4的物质的量浓度变化为0.060 mol·L1，根据公式v=c/t计算，v (N2O4)=0.001 mol·L1·s1；分析题给图像知，二氧化氮的平衡浓度为0.120 mol·L1，四氧化二氮的平衡浓度为0.040 mol·L1，K1= NO2 2/N2O4=0.36 mol·L1。（2）根据题意知，改变反应温度为T后，c(N2O4)以0.0020 molL-1s-1的平均速率降低，即平衡向正反应方向移动，又反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故为温度升高，T大于1000C，答案为：大于；反应正方向吸热，反

16、应向吸热方向进行，故温度升高；根据题意知，平衡时，c（NO2）=0.120 mol·L1+0.002 mol·L1·s1×10s×2=0.160mol·L1，c（N2O4）=0.040 mol·L10.002 mol·L1·s1×10s=0.02 mol·L1，K2= （0.160mol·L1）2/0.020mol·L1=1.3mol·L1。（3）温度为T时，反应达平衡，将反应容器的体积减小一半，即增大压强，当其他条件不变时，增大压强，平衡向气体物质平衡向

17、气体物质系数减小的方向移动，即向逆反应方向移动，答案为：逆反应 对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动。考点：考查与化学反应速率和化学平衡相关的图像，化学反应速率和化学平衡的计算及反应速率与化学平衡的影响因素。5铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石（Na3AlF6）混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：以萤石（CaF2）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：（1）写出反应1的化学方程式 ， ；（2）滤液中加入CaO生成的沉淀是 ，反应2的离子方程式为 ；（3）E可作为建筑材料，化合物C是 ，写出由D

18、制备冰晶石的化学方程式 ；（4）电解制铝的化学方程式是 ，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是 。【答案】 （1）2NaOHSiO2Na2SiO3H2O（2分） 2NaOHAl2O32NaAlO2H2O（2分） （2）CaSiO3（2分） 2AlO2CO23H2O2Al(OH)3CO32（2分）（3）浓H2SO4（1分） 12HF3Na2CO32Al(OH)32Na3AlF63CO29H2O（2分）（4）2Al2O3高温=通电，Na3AlF6 4Al+3O2（2分） O2、CO2（CO）（2分）【解析】本题呈现的是制备金属铝原料的两个生产流程图：是从铝土矿中提炼Al2O3是以萤石和纯碱为原料制备冰晶石。由题意知铝土矿主要成分有Al2O3和SiO2，结合图，反应加入的是NaOH溶液，（1）Al2O3（两性氧化物）和SiO2（酸性氧化物）均与NaOH反应，生成盐和水，滤液中成分是Na2SiO3、NaAlO2。（2）向滤液中加CaO会使Na2SiO3生成CaSiO3沉淀而除去；再向滤液通入气体A（CO2）使NaAlO2与CO2反应而生成Al(OH)3沉淀。（3）由流程图知E可作为建筑材料，推知E为CaSO4（作