2022新高考化學微題型《加練半小時》第8章微題型77除雜與提純類化工流程

1．(2020·北京海淀清華附中月考)氫溴酸在醫(yī)藥和石化工業(yè)上有廣泛用途。模擬工業(yè)制備氫溴酸的流程如圖所示。下列說法不正確的是()A．混合②加入的試劑a是BaCl2B．加入的Na2SO3是過量的，以除去粗品中的Br2C．混合①發(fā)生反應的化學方程式為Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4D．工業(yè)氫溴酸常帶有淡淡的黃色，可能含有Br22．科學補碘可防止碘缺乏病。下圖為海帶制碘的流程圖。請回答下列問題：(1)步驟Ⅰ的實驗操作中需先將海帶用刷子刷凈(切不可只用水沖洗)，用剪刀剪碎，用乙醇濕潤后，放入________中，點燃酒精燈。(2)步驟Ⅱ分離操作的名稱為______________。(3)按要求寫出下列反應方程式：①海帶制碘的流程圖中步驟Ⅲ反應的離子方程式為______________________________________________________________________________________________________________。②某小組同學欲測定海帶中碘的含量，其操作步驟為：稱取mg海帶，按上述流程獲得含碘離子的水溶液，加入過量稀硫酸酸化的雙氧水，再滴加酸性KMnO4溶液到溶液呈紫色，再滴入草酸溶液到溶液恰好無色。其中雙氧水與酸性KMnO4溶液到溶液呈紫色反應的化學反應方程式為________________________________________。酸性KMnO4溶液與草酸溶液反應的離子方程式為__________________________________________。③指導教師建議獲得純凈碘水后用Na2S2O3溶液測定碘。已知反應：2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI。試寫出Na2S2O3溶液與稀硫酸反應的化學方程式____________________________。假定純凈碘水加入淀粉后滴入0.1mol·L－1的Na2S2O3溶液VmL藍色恰好褪去，則海帶中含碘元素的質量分數為________________。3．(2021·黑龍江鐵人中學期中)磷及其化合物在生產、生活中有重要的用途?；卮鹣铝袉栴}：(1)寫出磷酸主要的電離方程式：__________________________________________________。(2)在堿性條件下，次磷酸鹽可用于化學鍍銀，完成其反應的離子方程式：______H2POeq\o\al(－,2)＋________Ag＋＋________=________POeq\o\al(3－,4)＋________Ag＋________(3)由工業(yè)白磷(含少量砷、鐵、鎂等)制備高純白磷(熔點44℃，沸點280℃)，主要生產流程如下：①除砷過程在75℃時進行，其合理的原因是________(填字母)。a．使白磷熔化，提高反應活性b．降低白磷的毒性c．溫度不宜過高，防止硝酸分解d．適當提高溫度，增大反應速率②生產過程在高純氮氣保護下進行，其目的是______________________________________。③硝酸氧化除砷時被還原為NO，寫出砷轉化為砷酸的化學方程式：______________________________。氧化相同質量的砷，當轉化為亞砷酸的量越多時，消耗硝酸的量越________(填“多”或“少”)。④某條件下，用一定量的硝酸處理一定量的工業(yè)白磷，砷的脫除率及磷的產率隨硝酸質量分數的變化如圖所示，砷的脫除率從a點到b點降低的原因是_____________________。4．海水是巨大的資源寶庫，從海水中提取食鹽和溴的過程如下：(1)請列舉食鹽的兩種用途：________________________________、____________。(2)將NaCl溶液進行電解，寫出該反應的離子方程式：________________________________________________________________________。(3)步驟Ⅰ已獲得Br2，步驟Ⅱ又將Br2還原為Br－，其目的是________________________。(4)某化學學習小組為了解工業(yè)生產中溴的提純方法，查閱了有關資料：Br2的沸點為59℃，微溶于水，有毒性和強腐蝕性。他們設計如圖所示裝置(省略加熱和夾持裝置)進行溴的提純，請回答下列問題：①圖中儀器B的名稱：________________________。②整套實驗裝置中儀器的連接均不能用橡膠塞和橡膠管，其原因是______________________。③實驗裝置氣密性良好，要達到提純溴的目的，操作中如何控制關鍵條件：______________________。④C中產生的液體顏色為________。為除去該產物中仍殘留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反應后，再進行的分離操作是____________________。5．(2020·黑龍江哈九中高三開學考試)硅在地殼中的含量較高，硅及其化合物的開發(fā)由來已久。高純硅是現代信息、半導體和光伏發(fā)電等產業(yè)都需要的基礎材料。工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應如下：(1)工業(yè)上用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱到1600～1800℃生成粗硅的化學方程式為____________________。(2)在流化床反應的產物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，粗硅生成SiHCl3的化學反應方程式為_____________________________________________________。(3)有關物質的熔、沸點數據如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和________________；SiHCl3極易水解且生成某種可燃性氣體，其完全水解的產物為____________________。物質SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4熔點/°C1410－70.4－126.5－122－118－114.2－185沸點/°C235557.631.88.2－30.4－84.9－111.9(4)還原爐中發(fā)生的化學反應方程式為：__________________________。(5)上述工藝生產中循環(huán)使用的物質除Si、SiHCl3外，還有______________________。6．(2019·重慶南開中學高三月考)砷及其化合物從古至今都有重要的用途，砷的化合物可作為顏料和藥物。Ⅰ.可通過下列方法制備粗砷：(1)寫出反應1的化學反應方程式：_______________________________________________；當反應消耗1molFeAsS時(其中Fe為＋3)，轉移電子的數目為__________。(2)砷有三種同分異構體。其中一種同分異構體的蒸汽密度是同溫同壓下氫氣密度的150倍，且分子中每個原子都達到了8e－穩(wěn)定結構，則分子的結構簡式為____________________。Ⅱ.超純砷是一種重要的半導體材料?？赏ㄟ^下列方法進一步提純：eq\x(粗砷主要含有S、Sb元素)→eq\x(升華提純)→eq\x(氯化)eq\o(→,\s\up7(操作a))eq\x(AsCl3)eq\o(→,\s\up7(H2還原))eq\x(高純砷)(3)氯化得到AsCl3和硫、銻的氯化物，利用它們沸點的差異，可用________進行分離。(4)因H2不與As反應，故“H2還原”步驟中不會損耗As。制備AsH3較好的方法是在低溫下，在乙醚溶劑中用LiAlH4還原AsCl3，用化學方程式來表示該制備原理________________________________________________________________________。(5)KMnO4為滴定常用的氧化劑，其濃度需要在配制好之后進行標定，可用基準純As2O3標定KMnO4溶液。步驟如下：①稱取0.198gAs2O3溶于適量堿，全部轉化為Na3AsO3；②在酸性條件下，與20.0mLKMnO4溶液恰好完全反應，Na3AsO3轉化為H3AsO4，該KMnO4溶液的物質的量濃度為__________________。(6)取1mLCCl4于試管中，滴入10滴碘水，有機層呈紫色，再滴入堿性的Na3AsO3溶液(無色，足量)，邊滴邊振蕩，充分反應，靜置后上層溶液仍為無色，下層為顏色變淺。請寫出離子反應方程式：___________________________________________________________________________________________________________________________________。7．(2020·重慶調研)磷酸鐵鋰電池被廣泛應用于各種電動汽車，其正極是通過將磷酸鐵鋰(LiFePO4)、導電劑、黏結劑和乙炔黑等按比例混合，再涂于鋁箔上制成。一種從廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料中回收某些金屬資源的工藝流程如下：已知：①常溫下，Ksp[Fe(OH)3]＝10－39；②Li2CO3的溶解度：0℃為1.54g；100℃為0.72g。請回答：(1)“沉鐵”時，溶液的pH與金屬元素的沉淀百分率(ω)的關系如表：pH3.556.581012ω(Fe)/%66.579.288.597.297.498.1ω(Li)/%0.91.31.92.44.58.0則該過程應調節(jié)pH＝________，其原因為____________________；假設該過程在常溫下進行，則此時溶液中c(Fe3＋)＝________________。(2)“沉鋰”時，所得Li2CO3應選擇________(填“冷水”或“熱水”)進行洗滌，判斷Li2CO3已洗滌干凈的操作和現象為_________________________________________________。

答案精析1．B2．(1)坩堝(2)過濾(3)①H2O2＋2I－＋2H＋=I2＋2H2O②5H2O2＋2KMnO4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O5H2C2O4＋2MnOeq\o\al(－,4)＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O③H2SO4＋Na2S2O3=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2Oeq\f(0.0127V,m)×100%解析(1)由分析可知，步驟Ⅰ中灼燒用到的儀器為坩堝。(2)步驟Ⅱ為用過濾的方法分離海帶灰懸濁液得到含有碘離子的溶液。(3)①海帶制碘的流程圖中步驟Ⅲ的反應為酸性條件下，雙氧水與碘離子發(fā)生氧化還原反應生成單質碘和水，反應的離子方程式為H2O2＋2I－＋2H＋=I2＋2H2O。②酸性條件下，雙氧水與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應生成硫酸鉀、硫酸錳、氧氣和水，反應的化學方程式為5H2O2＋2KMnO4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O；酸性條件下，草酸與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應生成硫酸鉀、硫酸錳、二氧化碳和水，反應的離子方程式為5H2C2O4＋2MnOeq\o\al(－,4)＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。③硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應生成硫酸鈉、硫沉淀、二氧化硫氣體和水，反應的化學方程式為H2SO4＋Na2S2O3=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O；由題給方程式可得2I－～I2～2Na2S2O3，則海帶中含碘元素的質量分數為eq\f(0.1mol·L－1×V×10－3L×127g·mol－1,mg)×100%＝eq\f(0.0127V,m)×100%。3．(1)H3PO4H＋＋H2POeq\o\al(－,4)(2)146OH－144H2O(3)①acd②防止白磷被空氣中氧氣氧化③3As＋5HNO3＋2H2O=3H3AsO4＋5NO↑少④硝酸濃度變大，氧化性增強，有較多的硝酸用于氧化白磷，脫砷率降低解析(1)①H3PO4是三元弱酸，其電離是逐步進行的，主要是第一步電離，磷酸主要的電離方程式是H3PO4H＋＋H2POeq\o\al(－,4)。(2)該反應是氧化還原反應，同時也是離子反應，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應的離子方程式是：H2POeq\o\al(－,2)＋4Ag＋＋6OH－=POeq\o\al(3－,4)＋4Ag＋4H2O。(3)①除砷過程在75℃下進行，其合理的原因是使白磷熔化，提高反應活性；適當提高溫度，增大反應速率；溫度不宜過高，防止硝酸分解，所以選項是acd。②生產過程在高純氮氣保護下進行，原因是白磷非?；顫姡菀着c空氣中的氧氣發(fā)生反應；在氮氣的環(huán)境中，其目的是防止白磷被空氣中氧氣氧化。③硝酸氧化除砷時被還原為NO，砷被氧化為砷酸，根據電子守恒、原子守恒，可得砷轉化為砷酸的化學方程式：3As＋5HNO3＋2H2O=3H3AsO4＋5NO↑；氧化相同質量的砷，當轉化為亞砷酸的量越多，得到的電子就越少，則反應消耗硝酸的量越少。④根據圖示可知，砷的脫除率從a點到b點降低，磷的產率也降低，故推知原因是硝酸濃度變大，氧化性增強，有較多的硝酸用于氧化白磷，脫砷率降低。4．(1)電解食鹽水制氯氣制純堿(2)2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2OH－＋H2↑＋Cl2↑(3)富集溴元素(4)①冷凝管②Br2腐蝕橡膠③通過溫度計b控制好溫度，收集59℃時的餾分④深紅棕色蒸餾5．(1)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑(2)Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(高溫或加熱))SiHCl3＋H2(3)蒸餾H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl(4)SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋3HCl(5)H2、HCl解析(1)工業(yè)上用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱到1600～1800℃生成粗硅的化學方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑。(2)根據分析，粗硅生成SiHCl3的化學反應方程式Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(高溫))SiHCl3＋H2。(3)利用沸點的不同提純SiHCl3屬于蒸餾，結合(2)中信息，在流化床反應的產物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，SiHCl3(沸點31.8℃)中含有少量SiCl4(沸點57.6℃)、SiH2Cl2(沸點8.2℃)和HCl(沸點－84.9℃)等雜質，由于沸點差別較大，可以通過蒸餾除去雜質；極易水解且生成某種可燃性氣體，該氣體應為氫氣，根據氧化還原反應規(guī)律和物料守恒可得SiHCl3水解反應方程式為：SiHCl3＋4H2O=H4SiO4↓＋H2↑＋3HCl↑或SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl↑，生成H4SiO4(或H2SiO3)、氫氣和氯化氫。(4)結合分析，SiHCl3與氫氣在還原爐中加熱到1100～1200℃反應生成高純硅，還原爐中發(fā)生的化學反應為：SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋3HCl。(5)上述工藝生產中主要發(fā)生的反應有：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑、Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(高溫))SiHCl3＋H2、SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋3HCl，根據制備流程圖可知，循環(huán)使用的物質除Si、SiHCl3外，還有H2、HCl。6．(1)FeAsS高溫,As↑＋FeSNA(2)(3)蒸餾(或分餾或精餾)(4)3LiAlH4＋4AsCl3eq\o(=,\s\up7(低溫))4AsH3＋3LiCl＋3AlCl3(5)②0.04mol·L－1(6)AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋2OH－AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋H2O解析(5)②0.198gAs2O3的物質的量為eq\f(0.198g,198g