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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時40 化學(xué)工藝流程能力摸底 1. 合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項重大突破，對社會發(fā)展與進步做出了巨大貢獻。合成氨的工藝流程圖如下: (1)合成氨需要的氮氣來自空氣，空氣中氮氣的體積分?jǐn)?shù)約為　　　　。 (2)對原料氣進行凈化處理的目的是　 。 (3)制取氫氣的反應(yīng)過程為C+H2OCO+H2，CO+H2OCO2+H2。上述兩個化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)氧化性的物質(zhì)是　　　　(填化學(xué)式)。 (4)寫出N2、H2反應(yīng)生成NH3的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　，上述流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是　　　　。 [答案]　(1)78%　(2)防止催化劑中毒　(3)H2O (4)N2+3H22NH3　N2、H2 [解析]:　(2)合成氨用催化劑，氣體凈化的目的是防止催化劑中毒;(3)H2O中的氫元素得電子化合價降低，是氧化劑，表現(xiàn)氧化性;(4)由流程圖可知:上述流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是N2、H2。 2. 工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中含有Mg2+、Fe2+、Cl-和S等雜質(zhì)，提純工藝流程如下: 已知:碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如下圖所示: 回答下列問題: (1)溶解時通入熱空氣的作用有　　　　　　　　　　　　　　　　(寫出兩條即可);生成氫氧化鎂沉淀的離子方程式為　　　　　　　　　　。 (2)“趁熱過濾”時的溫度應(yīng)控制在　　　　;簡述過濾后洗滌固體的操作:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)為檢驗?zāi)敢褐惺欠窈蠧l-，必須加入的試劑為　　　　　　　　　　　　　　。 (4)實驗室進行“灼燒”的陶瓷儀器有　　　　　　　　。 (5)室溫下用石墨電極電解飽和Na2CO3溶液(裝置如右圖)，寫出Y電極反應(yīng)式:　　　　　　　　　　　　　　;一段時間后X電極可收集到的氣體一定有　　　　，可能有　　　　。 [答案]　(1)升溫加快溶解速率、除去鐵元素[或加熱促進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 ℃　向過濾器中加入36 ℃的熱水沒過固體表面，待水自然流干后，重復(fù)操作23次 (3)足量的Ba(NO3)2和HNO3溶液、少量的AgNO3溶液 (4)坩堝、泥三角 (5)2H++2e-H2↑(或2H2O+2e-H2↑+2OH-)　O2　CO2 [解析]:　碳酸鈉中混有Mg2+、Fe2+、Cl-和S等雜質(zhì)，在溶解時通入熱空氣可加快溶解速率、促進Fe3+(Fe2+)的水解或氧化Fe2+，加入氫氧化鈉，過濾后所得濾渣為氫氧化鐵和氫氧化鎂，溶液中主要含有碳酸鈉，并含有少量的Cl-和S，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶可得碳酸鈉晶體，灼燒后可得碳酸鈉。 (1)樣品中含有Fe2+，通入空氣可被氧化生成Fe3+，加熱條件下易水解生成氫氧化鐵沉淀而除去，加入氫氧化鈉溶液，可生成氫氧化鎂沉淀，反應(yīng)的離子方程式為Mg2++2OH-Mg(OH)2↓。 (2)“趁熱過濾”的原因是使析出的晶體為Na2CO3H2O，防止因溫度過低而析出Na2CO310H2O晶體或Na2CO37H2O晶體，所以溫度高于36 ℃;洗滌沉淀時，可向過濾器中加入36 ℃的熱水沒過固體表面，待水自然流干后，重復(fù)操作23次。 (3)可用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗氯離子，因含有硫酸根離子，則應(yīng)先加入足量的硝酸鋇和硝酸，除去硫酸根離子，然后再加入少量的硝酸銀檢驗。 (4)實驗室灼燒固體一般在坩堝中進行，加熱時還需要泥三角。 (5)Y為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑(或2H2O+2e-H2↑+2OH-);X為陽極，生成氧氣，同時促進水的電離，陽極附近pH減小，則可能還生成二氧化碳氣體。 3. 鉻鐵礦的主要成分的化學(xué)式為FeOCr2O3，還含有SiO2、Al2O3等雜質(zhì)。工業(yè)上常采用固體堿熔氧化法用鉻鐵礦粉制備重鉻酸鉀，流程如下: 已知:①NaFeO2遇水強烈水解。 ②重鉻酸鉀為橙紅色針狀晶體，溶于水，不溶于乙醇，有強氧化性。 ③2Cr+2H+Cr2+H2O (1)灼燒操作一般在坩堝中進行，下列物質(zhì)適合用來制作此實驗坩堝材料的是　　　　(填字母)。 A. 鐵　　B. 氧化鋁　　C. 石英　　D. 陶瓷 (2)①鉻鐵礦經(jīng)粉碎處理的目的是　　　　　　。 ②寫出Cr2O3和純堿、氧氣反應(yīng)生成Na2CrO4的化學(xué)方程式:　 。 ③NaFeO2水浸時強烈水解生成氫氧化鐵沉淀，離子方程式為　 。 (3)濾液1的成分除Na2CrO4、NaOH外，還含有　　　　　　　　(填化學(xué)式)。 (4)通過途徑1從Na2CrO4溶液獲得K2Cr2O7晶體，操作步驟有:“酸化”→加KCl固體→蒸發(fā)濃縮→操作a→過濾→洗滌→干燥。 ①“酸化”步驟用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH<5，其目的是 　。 ②操作a的名稱是　　　　　　　　。 [答案]　(1)A (2)①增大反應(yīng)物的表面積，加快反應(yīng)速率 ②2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2↑ ③Fe+2H2OFe(OH)3↓+OH- (3)NaAlO2、Na2SiO3 (4)①使2Cr+2H+Cr2+H2O的平衡向正反應(yīng)方向移動，盡量將Cr轉(zhuǎn)化為Cr2 ②冷卻結(jié)晶 [解析]:　(1)高溫加熱固體應(yīng)在坩堝中進行，為防止坩堝炸裂，應(yīng)用鐵坩堝。 (2)①鉻鐵礦經(jīng)粉碎處理的目的是增大反應(yīng)物的表面積，加快反應(yīng)速率。 ②Cr2O3和純堿、氧氣作反應(yīng)物，生成物為Na2CrO4，其化學(xué)方程式為2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2↑。 ③反應(yīng)物為NaFeO2和水，生成物為氫氧化鐵沉淀，根據(jù)質(zhì)量守恒可知還應(yīng)有NaOH，發(fā)生的是強烈的水解反應(yīng)，沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為Fe+2H2OFe(OH)3↓+OH-。 (3)鉻鐵礦的SiO2、Al2O3等雜質(zhì)，都可在高溫下與碳酸鈉、氫氧化鈉反應(yīng)，濾液1的成分除Na2CrO4、NaOH外，還含有NaAlO2、Na2SiO3。 (4)“酸化”步驟用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH<5，依據(jù)流程圖中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和制備目的可知，結(jié)合反應(yīng)平衡Cr2+H2O2Cr+2H+，加入酸，氫離子濃度增大，平衡左移，作用是使Cr轉(zhuǎn)化為Cr2。通過途徑1從Na2CrO4溶液獲得K2Cr2O7晶體，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl，獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是:加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到晶體。