2024版 步步高 考前三个月 化学 新高考考前特训　特训8　流程综合题

特训8 流程综合题1．硫酸镁可用于印染、造纸、医药工业。利用某水泥厂的废料(含50%MgO，还有少量CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)，制取MgSO4·7H2O的流程如图：回答下列问题：(1)“酸浸”时，pH控制为1，若提高浸取速率，可采取的措施是__________________(任写一条)。(2)“氧化”时，NaClO与Mn2＋按物质的量之比1∶1反应生成MnO2，其离子方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；调节pH时可加入的试剂X为____________(任写一种)。(3)滤渣除Al(OH)3、Fe(OH)3外还有氧化物______________。(4)“除钙”时，控温在60℃时除去MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4。①参照表格，简要说明除钙的操作方法______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②60℃下CaSO4的Ksp＝______________。(饱和CaSO4溶液的密度约为1.0g·mL－1)部分物质的溶解度(g/100gH2O)如表：温度/℃物质20406080MgSO428.630.93640.8CaSO40.2720.230.2040.184(5)为了提高原料中镁的利用率，操作a后滤液的处理方法是____________________。答案 (1)适当升温(或粉碎或搅拌)(2)ClO－＋Mn2＋＋H2O===Cl－＋MnO2↓＋2H＋MgO(或MgCO3或碱式碳酸镁等)(3)MnO2、SiO2(4)①将滤液保持60℃左右蒸发至出现一定量固体并趁热过滤 ②2.25×10－4(5)将操作a后的母液循环利用解析 (3)二氧化硅不与硫酸反应，在氧化时得到二氧化锰，因此滤渣除Al(OH)3、Fe(OH)3外还有氧化物MnO2、SiO2。(4)②60℃下饱和CaSO4溶液的密度约为1.0g·mL－1，CaSO4溶解度为0.204g，则1L溶液约为1000g，溶解CaSO4的质量约为2.04g，其溶液中c(Ca2＋)＝c(SOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(\f(2.04g,136g·mol－1),1L)＝0.015mol·L－1，则CaSO4的Ksp＝0.015×0.015＝2.25×10－4。2．用软锰矿(主要成分MnO2)和黄铁矿(主要成分FeS2)制取MnSO4·H2O的一种主要工艺流程如图：已知：①部分金属离子沉淀的pH如表。(开始沉淀的pH按离子浓度为1.00mol·L－1计算，离子浓度小于1.0×10－5mol·L－1时，认为该离子沉淀完全)金属离子Fe2＋Fe3＋Mn2＋开始沉淀的pH6.31.57.8沉淀完全的pH8.32.810.1②本实验条件下：2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O===5MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4。回答下列问题：(1)“混合研磨”的主要目的是____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)“酸浸”时若生成MnSO4、Fe2(SO4)3和S，则相应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________。(3)“净化除杂1”步骤所得酸性滤液可能含有Fe2＋，为了除去Fe2＋，在调节pH前，最好先加入下列试剂中的________(填字母)。a．NaOH溶液 b．Na2CO3溶液c．H2O2溶液 d．KMnO4溶液在实际生产过程中，此步骤也可用加入MnO2粉来除去Fe2＋，其原理和优点是__________________。(4)“调pH除杂2”步骤是先将溶液加热至沸，然后在不断搅拌下加入碱溶液调节pH至____________范围，有胶状物沉降后，仍需继续煮沸一段时间，“继续煮沸”的主要目的是______________，“滤渣2”的主要成分是______________。(5)测定MnSO4·H2O粗产品纯度：准确称取6.50g粗产品，加适量水煮沸、冷却，转移至锥形瓶中，用0.25mol·L－1KMnO4标准溶液滴定至溶液呈红色且半分钟不褪色，消耗标准溶液80.00mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度为____________%(KMnO4不与杂质反应)。答案 (1)增大反应物与酸的接触面积，提高浸取速率和浸取率(2)3MnO2＋2FeS2＋6H2SO4===3MnSO4＋Fe2(SO4)3＋4S＋6H2O(3)c MnO2能将Fe2＋氧化成Fe3＋，并增加Mn的含量(4)2.8≤pH＜7.8 破坏Fe(OH)3胶体，使沉淀颗粒变大，便于过滤分离 Fe(OH)3(5)78解析 由流程可知，两种矿物经粉碎研磨后，用稀硫酸溶解，由于MnO2在酸性条件下具有氧化性，因此反应生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3，经过滤后，滤液用碱溶液处理，除去铁元素后，滤渣为氢氧化铁，溶液经浓缩结晶得产品MnSO4·H2O。(3)由于Fe2＋具有较强还原性，在酸性条件下可用软锰矿粉(MnO2)或H2O2将其氧化为Fe3＋，既不引入杂质，又能达到除杂的目的。(4)“调pH除杂2”步骤目的是将Fe3＋转化为沉淀，由表可知，用碱液处理时，需将溶液加热至沸腾，然后在不断搅拌下调节pH为2.8～7.8，再继续煮沸一段时间，破坏Fe(OH)3胶体并使沉淀颗粒增大，便于过滤分离，得到的滤渣为Fe(OH)3。(5)由反应方程式可知2KMnO4～3MnSO4，n(KMnO4)＝0.25mol·L－1×80.00×10－3L＝2.0×10－2mol，MnSO4·H2O的物质的量为2.0×10－2mol×eq\f(3,2)＝0.03mol，则样品的纯度为eq\f(0.03mol×169g·mol－1,6.50g)×100%＝78%。3．我国成功研制出了具有自主知识产权的治疗缺血性脑梗死新药——丁苯酞。有机物G是合成丁苯酞的中间产物，G的一种合成路线如下：已知：R—Breq\o(――→,\s\up7(Mg),\s\do5(乙醚))RMgBreq\o(――――→,\s\up7(①R′—CHO),\s\do5(②H2O))回答下列问题：(1)A的名称是__________，E中含有的官能团为_________，反应Ⅰ的条件为____________。(2)由B生成C的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)G的结构简式为______________________________________________________________。合成丁苯酞的最后一步转化为，则该转化的反应类型是______________。(4)有机物D的溴原子被羟基取代后的产物J()有多种同分异构体，写出一种满足下列条件的J的同分异构体的结构简式：___________________________________________________________________________________________________________________________。①能发生水解和银镜反应；②分子中含有苯环。(5)参照题中信息，写出用和CH3MgBr为原料(其他无机试剂任选)制备的合成路线(合成路线常用的表示方法为：Aeq\o(―――→,\s\up7(反应试剂),\s\do5(反应条件))B……eq\o(―――→,\s\up7(反应试剂),\s\do5(反应条件))目标产物)。答案 (1)甲苯 碳碳双键 光照(2)＋NaOHeq\o(――→,\s\up7(H2O),\s\do5(△))＋NaBr(3) 取代反应(或酯化反应)(4)(5)eq\o(――――→,\s\up7(NaOH/H2O),\s\do5(△))eq\o(―――→,\s\up7(O2/催化剂),\s\do5(△))eq\o(――――→,\s\up7(①CH3MgBr),\s\do5(②H2O))解析 A与溴发生取代反应生成邻甲基溴苯，则A的结构简式是；与Br2光照下发生甲基上的取代反应生成B，B在NaOH溶液中加热发生水解反应生成C，C发生催化氧化生成D，根据D的结构简式知B的结构简式为，C的结构简式为；由(CH3)3CMgBr与已知反应可推知E的结构简式为(CH3)2C==CH2，F的结构简式为(CH3)3CBr，(CH3)3CMgBr与D发生题给已知反应生成G，G的结构简式为。4．2-氨基-3-苯基丁酸及其衍生物可作为植物生长调节剂，其同系物G的人工合成路线如图：(1)A是可与碳酸氢钠溶液反应的芳香族化合物，写出A的结构简式：_____________________。(2)写出C→D的反应方程式：______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)A→B使用NaOH的目的是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)比C相对分子质量小14的芳香族同分异构体，同时满足下列条件的共有________种(不考虑立体异构)。①可与碳酸氢钠溶液反应；②可以使溴水褪色；③苯环上为二取代，其中氯原子直接连接在苯环上。写出其中核磁共振氢谱五组峰，比值为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式：______________。(5)已知：写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。答案 (1)(2)CH3OH＋(3)中和生成的HI，使反应A→B向正反应方向进行(4)24 (5)解析 A是可与碳酸氢钠溶液反应的芳香族化合物，对比A的分子组成及B的结构可知，A与CH3I发生取代反应，再经酸化生成B，A的结构简式为；B与SOCl2发生取代反应生成C，C为，C与甲醇发生取代反应生成D，结合E的结构可知C中的Cl原子被—OCH3替代，D为，D与NH2OH发生反应生成E，E在Z