高考备考大冲刺 化学 专题9 化学工艺流程综合大题专项 学生版.docVIP

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专题9化学工艺流程综合大题专项

试题1

试题1（15分、限时9分钟）

硼镁泥是硼镁矿生产硼砂（Na2B4O7·10H2O）时的废渣，其主要成分是MgO，还含有CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、B2O3、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取的七水硫酸镁在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用。硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：

（1）滤渣A能溶于氢氟酸，写出其反应的化学方程式：_________________________________。

（2）滤渣B中含有不溶于稀盐酸的黑色固体，则滤渣B含有的成分有____________________，加MgO并煮沸的目的是_______________________。.

（3）写出加NaClO过程中发生反应的离子方程式：_______________________________________________。

（4）趁热过滤的目的是_______________________________。

（5）因B2O3溶于硫酸，所以此法制备的七水硫酸镁含有少量硼酸（H3BO3），硼酸与NaOH溶液反应可制得硼砂，写出该反应的化学方程式：_____________________________________。失去结晶水的硼砂与金属钠、氢气及石英砂一起反应可制备有机化学中的“万能还原剂——NaBH4”和另一种钠盐，写出其反应的化学方程式：________________________________________________________。

【解析】（1）硼镁泥是硼镁矿生产硼砂（Na2B4O7·10H2O）时的废渣，其主要成分是MgO，还含有CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、B2O3、SiO2等杂质，在硼镁泥中加硫酸，二氧化硅不溶，所以过滤后的滤渣A为二氧化硅，二氧化硅和氢氟酸反应的方程式为SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O。（2）加次氯酸钠的目的是为了将亚铁离子和Mn2＋氧化，氧化后加氧化镁是为了调节pH，让铁离子和铝离子转化为氢氧化铁和氢氧化铝的沉淀除去，滤渣B中含有不溶于稀盐酸的黑色固体是二氧化锰，所以滤渣B的成分为：Al(OH)3、Fe(OH)3、MnO2。（3）加NaClO过程中发生反应的离子方程式为Mn2＋＋ClO－＋H2O＝MnO2↓＋Cl－＋2H＋、2Fe2＋＋ClO－＋2H＋＝2Fe3＋＋Cl－＋H2O。（4）蒸发浓缩、趁热过滤是为了除去硫酸钙，温度降低后，即冷却结晶后析出了硫酸镁，所以趁热过滤是为了防止硫酸镁析出。（5）4H3BO3＋2NaOH＋3H2O＝Na2B4O7·10H2O；失去结晶水的硼砂（Na2B4O7）与金属钠、氢气及石英砂（主要成分是SiO2）一起反应可制备有机化学中的“万能还原剂——NaBH4”和另一种钠盐，这种钠盐应该是硅酸钠，反应的方程式为Na2B4O7＋16Na＋8H2＋7SiO2＝4NaBH4＋7Na2SiO3。

【答案】（1）SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O（2分）

（2）Al（OH）3、Fe（OH）3、MnO2（2分）；调高溶液pH，促进Al3＋、Fe3＋完全水解成氢氧化物沉淀而除去（2分）

（3）Mn2＋＋ClO－＋H2O＝MnO2↓＋Cl－＋2H＋、2Fe2＋＋ClO－＋2H＋＝2Fe3＋＋Cl－＋H2O（3分）

（4）防止MgSO4在温度降低时结晶析出（2分）

（5）4H3BO3＋2NaOH＋3H2O＝Na2B4O7·10H2O（2分）；

Na2B4O7＋16Na＋8H2＋7SiO2＝4NaBH4＋7Na2SiO3（2分）

试题2

试题2（14分、限时9分钟）

利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr（Ⅲ）的处理工艺流程如下。

其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋。

（1）实验室用18.4mol·L－1的浓硫酸配制250mL4.8mol·L－1的H2SO4溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外，还需___________________。

（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_________________________________________（答出两点）。

（3）H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr2Oeq\o\al(2－,7)，写出此反应的离子方程式：___________________。

（4）常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：

阳离子

Fe3＋

Mg2＋

Al3＋

Cr3＋

开始沉淀时的pH

2.7

－

－

－

沉淀完全时的pH

3.7

11.1

8

9