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2019-2020年高考化學一輪復習 課時40 化學工藝流程課堂評價 1. 利用鈦白工業(yè)的副產(chǎn)品FeSO4(含TiO2+、Al3+)可以生產(chǎn)電池級高純超微細草酸亞鐵。其工藝流程如下: (1)檢驗FeSO4是否已有部分氧化的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)已知過濾1得到的濾渣的主要成分是Al(OH)3、H2TiO3。請補充化學方程式:TiOSO4+　　　H2SO4+H2TiO3↓;鐵粉的作用有:①除去溶液中的Fe3+，②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)沉淀反應的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)沉淀過程的反應溫度為40 ℃，溫度不宜過高的原因除了控制沉淀的粒徑外，還有　　　　　　　　　　　　　　　　　　。FeC2O4生成后，為提高產(chǎn)品純度，還需調節(jié)溶液pH=2，若pH過低，則導致FeC2O4的產(chǎn)率　　　　(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。 (5)過濾2得到的濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、　　　　　　　　　、洗滌可得到副產(chǎn)品，該物質可用作　　　　(寫出一種用途)。 [答案]　(1)取少量副產(chǎn)品于試管中，加適量蒸餾水溶解，滴加1~2滴KSCN溶液，若溶液顯紅色，表明已有部分氧化 (2)2H2O　與溶液中的H+反應，使Al3+水解完全生成Al(OH)3沉淀 (3)2NH3H2O+Fe2+Fe(OH)2↓+2N (4)NH3H2O和Fe(OH)2受熱都易分解　偏低 (5)冷卻結晶、過濾　化肥 [解析]:　(1)檢驗FeSO4是否已有部分氧化實際上要檢驗是否含有鐵離子，檢驗的方法為:取少量副產(chǎn)品于試管中，加適量蒸餾水溶解，滴加12滴KSCN溶液，若溶液顯紅色，表明已有部分氧化。 (2)由原子守恒定律可得出，缺少2H2O。由于Fe2+具有很強的還原性，容易被氧化為Fe3+，鐵粉的還原性比Fe2+強，因此可以防止Fe2+被氧化;另外Fe能與H+反應生成Fe2+，降低了氫離子的濃度，使Al3+水解完全生成Al(OH)3沉淀。 (4)NH3H2O和Fe(OH)2受熱都易分解，所以沉淀過程的反應溫度為40 ℃，溫度不宜過高。實驗過程中若溶液酸性過強易生成酸式草酸亞鐵，導致產(chǎn)率偏低。 2. 鋅鋇白是BaSO4和ZnS的混合物，ZnS難溶于水。某化工廠用重晶石為原料制備鋅鋇白，生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢氣(主要成分為CO2、CO及少量SO2和硫蒸氣等)。為防止污染空氣并提高原料利用率，生產(chǎn)中采用下述工藝流程: 請根據(jù)上述流程回答下列問題: (1)重晶石的化學式為　　　　，鋅鋇白可用于調制　　　　色和淺色油漆。 (2)處理過程(a)的步驟為①　　　　　　　　;②洗滌;③　　　　　　　　。 (3)設備1是冷卻分離塔，若設備1前面的導氣管過長、過窄，可能使導氣管堵塞，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)設備2中所用的洗滌劑是NaOH溶液，則Y的化學式為　　　　。寫出設備2中發(fā)生反應的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)可用　　　　法分離溶液中的鈉鹽，進行分離前，需要查得的是　　　　　　　　　　　　　　(數(shù)據(jù))。 (6)制備過程中得到的硫黃，除了可用來制硫酸外，其他的用途為　　　　　　　　　　(至少寫一種)。 [答案]　(1)BaSO4　白 (2)①過濾?、鄹稍? (3)硫蒸氣冷卻變成了固體 (4)CO　SO2+2OH-S+H2O、CO2+2OH-C+H2O (5)結晶　各物質的溶解度隨溫度的變化情況 (6)制橡膠、火藥、農藥，治皮膚病等 [解析]:　(1)重晶石是BaSO4，鋅鋇白為白色，可用于調制白色和淺色油漆。(2)從溶液中得到固體的方法要通過過濾、洗滌、干燥等操作。(3)由題干知生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢氣(主要成分為CO2、CO及少量SO2和硫蒸氣)，其中的硫蒸氣冷卻變成了固體會使導氣管堵塞。(4)廢氣中的硫蒸氣經(jīng)過設備1除去，CO2、SO2在設備2中除去，最后剩余的CO可以循環(huán)利用。(5)用結晶法可以分離其中的鈉鹽，采用何種結晶方法要依據(jù)溶解度受溫度變化的情況來定。 3. 化工生產(chǎn)綠色經(jīng)濟的途徑之一是設計聯(lián)合生產(chǎn)工藝流程。某化工廠將氯堿生產(chǎn)、鈦的冶煉和制備甲醇整合設計如下流程。 已知:鈦是一種戰(zhàn)略金屬，具有耐酸堿特性，廣泛用于航空航天領域。 根據(jù)上述流程，回答下列問題: (1)科學研究發(fā)現(xiàn)，納米級二氧化鈦對太陽能分解有催化作用。工業(yè)上，利用四氯化鈦水解生成TiO2H2O，經(jīng)灼燒生成納米級二氧化鈦:TiCl4(l)+3H2O(g)TiO2H2O(s)+4HCl(g)，下列措施有利于提高四氯化鈦轉化率的是　　　　(填序號)。 ①增大水蒸氣濃度?、谏邷囟取、墼龃笏穆然伭? ④增大壓強 (2)寫出上述流程中鈦鐵礦氯化反應的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)已知幾種物質的熔點和沸點如下表所示: TiCl4 Mg MgCl2 Ti 熔點/℃ -25.0 648.8 714 1 667 沸點/℃ 136.4 1 090 1 412 3 287 根據(jù)表格信息知，從鎂、氯化鎂和鈦的混合物中分離出鈦的實驗方法是　　　　　　，該操作方法的關鍵是　　　　　　　　　　。工業(yè)制備的鈦產(chǎn)品中有少量鎂雜質，設計實驗方案提純鈦產(chǎn)品:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)氮氣是常見的保護氣，但氮氣卻不能替代上述流程中氬氣作冶煉鈦的保護氣，原因是　 。 (5)工業(yè)上，以石墨為電極材料，電解飽和食鹽水制備“84”消毒液(主要成分是次氯酸鈉)，若溶液只有一種溶質，寫出電解反應方程式:　。 (6)CH3OH作為內燃機燃料或通過燃料電池驅動車輛。可減少CO2排放多達45%。 已知:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH1=+49.0 kJmol-1 2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2=-483.6 kJmol-1 則反應CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH=　　　　kJmol-1。 [答案]　(1)①② (2)2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO (3)蒸餾　控制溫度略高于1 412 ℃　將產(chǎn)品溶于足量的稀鹽酸，過濾、洗滌、烘干 (4)鎂與氮氣在高溫下反應生成氮化鎂 (5)NaCl+H2ONaClO+H2↑ (6)-192.8 [解析]:　(1)增大水蒸氣濃度和升高溫度都使平衡向正反應方向移動，提高四氯化鈦轉化率;增大四氯化鈦量使平衡向正反應方向移動，但四氯化鈦的轉化率降低;增大壓強，平衡向逆反應方向移動。 (3)根據(jù)鎂、氯化鎂和鈦的沸點差異，且鈦的沸點比鎂、氯化鎂的沸點都大很多，可用蒸餾的方法分離出鈦，且蒸餾的溫度略高于1 412 ℃即可。從鈦鎂混合物中提純鈦，可利用鎂與酸反應而鈦耐酸堿特性，將產(chǎn)品溶于足量的稀鹽酸，過濾、洗滌、烘干。 (4)鎂與氮氣在高溫下反應生成氮化鎂。 (5)注意，產(chǎn)物是次氯酸鈉，而不是氯氣。 (6)根據(jù)蓋斯定律，給兩個熱化學方程式分別編號為①、②，①+②即可得到目標反應。 【參考答案】 問題思考 問題1：　蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。 問題2：　先加入H2O2或氯氣把亞鐵離子氧化成鐵離子，再加入氧化銅(或氫氧化銅、碳酸銅、堿式碳酸銅)調節(jié)溶液的pH到 2.8~4.2，待沉淀完全后過濾，即可得到氯化銅溶液。