2017年高考化学二轮复习 专题19 无机化工流程专项专练(含解析).doc

专题19 无机化工流程 1．无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。 (1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为____________________________________________________________ (2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下： 已知： 物质 SiCl4 AlCl3 FeCl3 FeCl2 沸点/℃ 57.6 180(升华) 300(升华) 1 023 ①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是________(只要求写出一种)。 ②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是________。 ③已知： Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g)ΔH1＝＋1 344.1 kJ·mol－1 2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g)ΔH2＝＋1 169.2 kJ·mol－1 由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为_____________________________。 ④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为____________。 ⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是____________________________________。 答案：(1)Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋ (2)①防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率②铁或Fe　 ③Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)　ΔH＝＋174.9 kJ·mol－1 ④NaCl、NaClO、Na2CO3　⑤除去FeCl3，提高AlCl3纯度 2．七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料。用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下： (1)煅粉主要含MgO和____________，用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶；若滤液Ⅰ中c(Mg2＋)小于5×10－6 mol·L－1，则溶液pH大于________Mg(OH)2的Ksp＝5×10－12]；该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是 _________________。 (2)滤液Ⅰ中的阴离子有________(忽略杂质成分的影响)；若滤液Ⅰ中仅通入CO2，会生成_________________，从而导致CaCO3产率降低。 (3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为____________。 (4)电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为____________。 (5)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl和Al2Cl两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为__________________________________。 解析：(1)碳酸钙和碳酸镁受热均易分解，生成氧化镁和氧化钙，因此另一种物质为氧化钙；根据溶度积常数可计算出氢氧根离子浓度为1×10－3mol/L，因此氢离子浓度为1×10－11mol/L，所以pH应大于11；如果用硫酸铵代替硝酸铵，钙离子与硫酸根离子能形成硫酸钙沉淀。 (2)滤液Ⅰ中的阴离子包括加入硝酸铵引入的硝酸根离子，水电离生成的氢氧根离子。如果只通入二氧化碳，可能会生成碳酸氢钙，从而导致碳酸钙的产率降低。 (3)氧化铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。 (4)阳极上为铝失电子生成铝离子，阴极上为氢离子得电子生成氢气，其电解总反应方程式为2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑。 (5)因为没有其他离子放电，因此负极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl。 答案：(1)CaO　11　易生成硫酸钙沉淀而导致碳酸钙产率降低 (2)NO、OH－　Ca(HCO3)2 (3)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O (4)2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑ (5)Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl 3．工厂中用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中，除了含有大量硫酸外，还含有少量NH、Fe3＋、AsO、Cl－。为除去杂质离子，部分操作流程如下： 请回答问题： (1)用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中，硫酸的浓度为4.9 g·L－1，则该溶液中的pH约为___________________________________________________________