2020高考化学复习跟踪检测(二十八)题型研究“无机化工流程题”解题指导(含解析)

已知：常温下Fe、Mg完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。 (1)滤渣A的化学式为____________________。

(2)滤液1加H2O2氧化的过程中主要反应的离子方程式为_______________________。 (3)加20%NaOH溶液调节pH＝12.5，得到滤渣C的主要成分是________________。 (4)滤液3加入盐酸酸化后再经______、冷却结晶、______、洗涤、真空干燥等一系列操作后得到BaCl2·2H2O。

(5)常温下，用BaCl2·2H2O配制成0.2 mol·L水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应，可得到氟化钡沉淀。请写出该反应的离子方程式：________________________。已知Ksp(BaF2)＝1.84×10，当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤10 mol·L)，溶液中氟离子浓度至少是__________mol·L。(结果保留三位有效数字，已知1.84＝1.36)

(6)已知：Ksp(BaCO3)＝2.58×10，Ksp(BaSO4)＝1.07×10

－9

－10

－1

－7

－5

－1

－1

3＋

2＋

。将氯化钡溶液滴入等物质

2－

32－4

c的量浓度的硫酸钠和碳酸钠的混合溶液中，当BaCO3开始沉淀时，溶液中

c________。(结果保留三位有效数字)

解析：(1)钡矿粉中SiO2与盐酸不反应，故滤渣A为SiO2。

＝

(2)滤液1加H2O2的作用是将Fe氧化为Fe，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe＋2H===2Fe＋2H2O。

3＋

2＋3＋2＋＋

(3)根据已知信息及流程图可知，加H2O2、调pH，得到的滤渣B为Fe(OH)3，加20%NaOH溶液调节pH＝12.5，得到的滤渣C为Mg(OH)2。(4)滤液3加盐酸酸化后得到BaCl2和HCl的混合溶液，由该溶液得到BaCl2·2H2O的实验操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、真空干燥等。(5)根据Ksp(BaF2)＝c(Ba)·c(F)，当Ba完全沉淀时，至少需要的c(F)＝

2＋

2

－

2＋

－

Kspc22＋

＝

1.84×10－1－1

mol·L＝0.136 mol·L。 －5

10

2－

－7(6)Ksp(BaSO4)

c液中

c2－32－4c＝c2－32－4cc2＋2＋Ksp＝Ksp

＋

3＋

34

2.58×10＝－10≈24.1。 1.07×10

－9

答案：(1)SiO2 (2)H2O2＋2Fe＋2H===2Fe＋2H2O (3)Mg(OH)2 (4)加热浓缩 过滤 (5)Ba＋2F===BaF2↓ 0.136 (6)24.1

5．磷化氢(PH3)是一种剧毒气体，是最常用的高效熏蒸杀虫剂，也是一种电子工业原料。 (1)在密闭粮仓放置的磷化铝(AlP)片剂，遇水蒸气放出PH3气体，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

2＋

－

2＋

(2)利用反应PH3＋3HgCl2===P(HgCl)3＋3HCl，可准确测定微量的PH3。

①HgCl2溶液几乎不导电，说明HgCl2属于____________(填“共价”或“离子”)化合物。

②通过测定溶液________变化，可测定一定体积空气中PH3的浓度。 (3)PH3的一种工业制法涉及的物质转化关系如图所示：

①亚磷酸属于________元酸。

②当反应Ⅰ生成的n(NaH2PO2)∶n(Na2HPO3)＝3∶1时，参加反应的n(P4)∶n(NaOH)＝____________________。

(4)一种用于处理PH3废气的吸收剂成分为次氯酸钙80%、锯木屑(疏松剂)15%、活性炭2.5%、滑石粉(防结块)2.5%。

①次氯酸钙将PH3氧化为H3PO4的化学方程式为____________________________ ________________________________________________________________________。 ②空气中的水蒸气可加快PH3的氧化过程，其原因可能是

________________________________________________________________________。 (5)从(4)中的吸收残留物中回收磷酸氢钙(CaHPO4)的方法如下：

①试剂X为________(填化学式)。

②已知25 ℃时，H3PO4的Ka1＝7.5×10、Ka2＝6.3×10、Ka3＝4.4×10

－3

－8

－13

。CaHPO4悬

浊液pH__________7(填“>”“＝”或“<”)，通过计算说明理由： _________________

________________________________________________________________________。 解析：(1)磷化铝(AlP)遇水蒸气放出PH3气体，结合原子守恒推知还生成Al(OH)3，反应的化学方程式为AlP＋3H2O===Al(OH)3＋PH3↑。(2)①HgCl2溶液几乎不导电，说明溶液中离子浓度较小，HgCl2难发生电离，故HgCl2为共价化合物。②PH3与HgCl2反应生成P(HgCl)3和HCl，溶液的导电性和酸性均增强，故可通过测定溶液中电导率或pH的变化来测定一定体积空气中PH3的浓度。(3)①亚磷酸钠的化学式为Na2HPO3，据此推测亚磷酸(H3PO3)属于二元弱酸。②反应Ⅰ中黄磷(P4)与NaOH溶液发生歧化反应生成NaH2PO2、Na2HPO3和PH3，其中PH3是还原产物，NaH2PO2和Na2HPO3是氧化产物，若产物中n(NaH2PO2)∶n(Na2HPO3)＝3∶1，设n(Na2HPO3)＝a mol，则有n(NaH2PO2)＝3a mol，反应中得电子的物质的量为3a mol＋3a mol＝6a mol；根据得失电子守恒可知，反应中生成PH3的物质的量为2a mol；根据P、Na原子守恒可知，n(P4)＝1.5a mol、n(NaOH)＝5a mol，故参加反应的n(P4)∶n(NaOH)＝1.5a mol∶5a

mol＝3∶10。(4)①次氯酸钙将PH3氧化为H3PO4，而本身被还原为CaCl2，化学方程式为2Ca(ClO)2＋PH3===H3PO4＋2CaCl2。②Ca(ClO)2属于强碱弱酸盐，与水蒸气接触后水解生成HClO，而HClO的氧化能力强于Ca(ClO)2，故空气中的水蒸气可加快PH3的氧化过程。(5)①残留物中含有H3PO4，加入试剂X调节pH，过滤得到Ca3(PO4)2沉淀，显然该过程的目的是中和H3PO4电离产生的H，为防止引入新杂质，试剂X应选择CaO或Ca(OH)2。②加入试剂Y搅拌后生成CaHPO4，HPO4在水溶液中发生电离(HPO4H2

－

2

2－

2－

3－4

＋

＋H)和水解(HPO4＋

＋2－

PO4＋

2－4

2－4

－

OH)，则HPO的电离常数为Ka3(HPO)＝数为Kh(HPO

－14

2－4

c＋

c2－4

3－4

c＝

＝4.4×10－13

，HPO4的水解常

＋

2－

)＝

c2

PO4

－

c2－4

－

c2

PO4

－

c2－4

－

c＋

ccc＝

KW

＝Ka2

1×10

－8≈1.59×

6.3×10

10，显然Kh(HPO4)>Ka3(HPO4)，说明HPO4的水解程度大于其电离程度，溶液呈碱性，故pH大于7。

答案：(1)AlP＋3H2O===Al(OH)3＋PH3↑ (2)①共价 ②电导率(或pH) (3)①二 ②3∶10

(4)①2Ca(ClO)2＋PH3===H3PO4＋2CaCl2

②次氯酸钙与水蒸气接触，水解得到氧化能力更强的HClO (5)①Ca(OH)2(或CaO) ②>

－7

2－

2－

2－

Ka3(HPO)＝Kh(HPO)＝

2－4

2－4

c＋

c2－4

－

3－4

c2

＝4.4×10

－

－13

；

cPO4c2－4

c1×102－2－＝－8>Ka3(HPO4)，HPO4的水解程度大于电离6.3×10

－14

程度，溶液呈碱性

6．金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价为＋6、＋5、＋4。由钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)，部分流程如图1所示：

已知：钼酸微溶于水，可溶于碱液和氨水。

回答下列问题：

(1)钼精矿焙烧时，每有1 mol MoS2反应，转移电子的物质的量为________。 (2)钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是________________________________ ________________，请你提出一种实验室除去该尾气的方法______________________。 (3)操作2的名称为________。由钼酸得到MoO3所用到的硅酸盐材料仪器的名称是________。

(4)操作1中，加入碳酸钠溶液充分反应后，碱浸液中c(MoO4)＝0.80 mol·L，c(SO4)＝0.04 mol·L，在结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去溶液中的SO4。当BaMoO4开始沉淀时，SO4的去除率是________________。[Ksp(BaSO4)＝1.1×1010，溶液体积变化可忽略不计]

(5)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉，图2为各炉层固体物料的物质的量的百分数(φ)。

①x＝________。

②焙烧炉中也会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2的反应，若该反应转移6 mol电子，则消耗的氧化剂的化学式及物质的量分别为________、________。

解析：(2)由流程图可知，钼精矿焙烧产生的二氧化硫为大气污染物，其对环境的主要危害是形成酸雨，实验室可用氨水或NaOH溶液吸收SO2。(3)灼烧用到的硅酸盐材料仪器为坩埚。(4)根据Ksp(BaMoO4)及c(MoO4)可计算出MoO4开始沉淀时溶液中c(Ba)，再根据c(Ba

＋

2－

2－

2－

2－

2＋

2

－8

2－

－10

－1

2－

2－

－1

2－

、Ksp(BaMoO4)＝4.0×

)和Ksp(BaSO4)计算出此时溶液中c(SO4)，进而可求出SO4的去除率。(5)①根据题图2可

知，在炉层序号为6时，MoS2和MoO3的物质的量的百分数均为18%，则MoO2的物质的量的百高温

分数为100%－18%×2＝64%。②根据反应MoS2＋6MoO3=====7MoO2＋2SO2↑，则消耗的氧化剂的化学式为MoO3，反应转移6 mol电子时，消耗MoO3的物质的量为3 mol。

答案：(1)14 mol (2)形成酸雨 可用氨水或氢氧化钠溶液吸收(其他合理答案均可) (3)过滤 坩埚

(4)94.5% (5)①64 ②MoO3 3 mol

7．二硫化钨(WS2，其中W的化合价为＋4)可用作润滑剂，还可以在石油化工领域中用作催化剂。由钨铁矿(其主要成分是FeWO4，还含少量Al2O3)制备二硫化钨的工艺流程如图所示：