高考化学一轮复习 课时40 化学工艺流程能力摸底-人教版高三化学试题

课时40化学工艺流程能力摸底课前热身1.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，对社会发展与进步做出了巨大贡献。合成氨的工艺流程图如下:(1)合成氨需要的氮气来自空气，空气中氮气的体积分数约为。(2)对原料气进行净化处理的目的是。(3)制取氢气的反应过程为C+H2OCO+H2，CO+H2OCO2+H2。上述两个化学反应中表现氧化性的物质是(填化学式)。(4)写出N2、H2反应生成NH3的化学方程式:，上述流程中可循环利用的物质是。[答案](1)78%(2)防止催化剂中毒(3)H2O(4)N2+3H22NH3N2、H2[解析]:(2)合成氨用催化剂，气体净化的目的是防止催化剂中毒;(3)H2O中的氢元素得电子化合价降低，是氧化剂，表现氧化性;(4)由流程图可知:上述流程中可循环利用的物质是N2、H2。2.工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Mg2+、Fe2+、Cl-和S等杂质，提纯工艺流程如下:已知:碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:回答下列问题:(1)溶解时通入热空气的作用有(写出两条即可);生成氢氧化镁沉淀的离子方程式为。(2)“趁热过滤”时的温度应控制在;简述过滤后洗涤固体的操作:。(3)为检验母液中是否含有Cl-，必须加入的试剂为。(4)实验室进行“灼烧”的陶瓷仪器有。(5)室温下用石墨电极电解饱和Na2CO3溶液(装置如右图)，写出Y电极反应式:;一段时间后X电极可收集到的气体一定有，可能有。[答案](1)升温加快溶解速率、除去铁元素[或加热促进Fe3+(Fe2+)的水解或氧化Fe2+]Mg2++2OH-Mg(OH)2↓[或MgCO3+2OH-Mg(OH)2+C](2)不低于36℃向过滤器中加入36℃的热水没过固体表面，待水自然流干后，重复操作23(3)足量的Ba(NO3)2和HNO3溶液、少量的AgNO3溶液(4)坩埚、泥三角(5)2H++2e-H2↑(或2H2O+2e-H2↑+2OH-)O2CO2[解析]:碳酸钠中混有Mg2+、Fe2+、Cl-和S等杂质，在溶解时通入热空气可加快溶解速率、促进Fe3+(Fe2+)的水解或氧化Fe2+，加入氢氧化钠，过滤后所得滤渣为氢氧化铁和氢氧化镁，溶液中主要含有碳酸钠，并含有少量的Cl-和S，经蒸发结晶可得碳酸钠晶体，灼烧后可得碳酸钠。(1)样品中含有Fe2+，通入空气可被氧化生成Fe3+，加热条件下易水解生成氢氧化铁沉淀而除去，加入氢氧化钠溶液，可生成氢氧化镁沉淀，反应的离子方程式为Mg2++2OH-Mg(OH)2↓。(2)“趁热过滤”的原因是使析出的晶体为Na2CO3·H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3·10H2O晶体或Na2CO3·7H2O晶体，所以温度高于36℃;洗涤沉淀时，可向过滤器中加入36℃的热水没过固体表面，待水自然流干后，重复操作(3)可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子，因含有硫酸根离子，则应先加入足量的硝酸钡和硝酸，除去硫酸根离子，然后再加入少量的硝酸银检验。(4)实验室灼烧固体一般在坩埚中进行，加热时还需要泥三角。(5)Y为阴极，发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H++2e-H2↑(或2H2O+2e-H2↑+2OH-);X为阳极，生成氧气，同时促进水的电离，阳极附近pH减小，则可能还生成二氧化碳气体。3.铬铁矿的主要成分的化学式为FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质。工业上常采用固体碱熔氧化法用铬铁矿粉制备重铬酸钾，流程如下:已知:①NaFeO2遇水强烈水解。②重铬酸钾为橙红色针状晶体，溶于水，不溶于乙醇，有强氧化性。③2Cr+2H+Cr2+H2O(1)灼烧操作一般在坩埚中进行，下列物质适合用来制作此实验坩埚材料的是(填字母)。A.铁B.氧化铝C.石英D.陶瓷(2)①铬铁矿经粉碎处理的目的是。②写出Cr2O3和纯碱、氧气反应生成Na2CrO4的化学方程式:。③NaFeO2水浸时强烈水解生成氢氧化铁沉淀，离子方程式为。(3)滤液1的成分除Na2CrO4、NaOH外，还含有(填化学式)。(4)通过途径1从Na2CrO4溶液获得K2Cr2O7晶体，操作步骤有:“酸化”→加KCl固体→蒸发浓缩→操作a→过滤→洗涤→干燥。①“酸化”步骤用醋酸调节溶液pH<5，其目的是。②操作a的名称是。[答案](1)A(2)①增大反应物的表面积，加快反应速率②2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2↑③Fe+2H2OFe(OH)3↓+OH-(3)NaAlO2、Na2SiO3(4)①使2Cr+2H+Cr2+H2O的平衡向正反应方向移动，尽量将Cr转化为Cr2②冷却结晶[解析]:(1)高温加热固体应在坩埚中进行，为防止坩埚炸裂，应用铁坩埚。(2)①铬铁矿经粉碎处理的目的是增大反应物的表面积，加快反应速率。②Cr2O3和纯碱、氧气作反应物，生成物为Na2CrO4，其化学方程式为2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2↑。③反应物为NaFeO2和水，生成物为氢氧化铁沉淀，根据质量守恒可知还应有NaOH，发生的是强烈的水解反应，没有发生氧化还原反应，离子方程式为Fe+2H2OFe(OH)3↓+OH-。(3)铬铁矿的SiO2、Al2O3等杂质，都可在高温下与碳酸钠、氢氧化钠反应，滤液1的成分除Na2CrO4、NaOH外，还含有NaAlO2、Na2SiO3。(4)“酸化”步骤用醋酸调节溶液pH<5，依据流程图中物质的转化和制备目的可知，结合反应平衡Cr2+H2O2Cr+2H+，加入酸，氢离子浓度增大