2020高考化学大题专项训练《化学工艺流程题(1)》及答案解析
- 格式:doc
- 大小:773.00 KB
- 文档页数:12
2020年高考复习化学工艺流程题题型特点本题型以现代工业生产为基础,与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合,考查物质的制备、检验、分离、提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用,要求考生依据流程图分析原理、紧扣信息、抓住关键、准确答题。
这类试题具有较强的实用性和综合性,能较好地考查学生信息获取能力、分析问题能力、语言表达能力和计算能力等。
突破点一化工工艺流程题的分析【解题策略】1.粗读试题(1)读题头,得目的。
题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品),以及提供需要用到的信息。
(2)读题干、析过程。
题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来。
题干信息有三个层次:读得懂的;读得不太懂但根据上下文可以勉强懂的;完全读不懂的。
关键是突破第二层次,对于读得不太懂但根据上下文可以勉强懂的部分需要学生运用已有的基础知识,根据学习过的化学反应原理,联系实际工业生产及题目信息等进行知识的整合,最终得到结论。
(3)读题尾、看措施:题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识设计成系列问题,构成一道完整的化学试题。
阅读题尾时要将设问中的提示性信息,用笔画出来,以便在后面精读试题时随时提醒自己与之联系。
2.精读试题在粗读试题的基础上,结合流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,在流程图上随手画出相关信息,以便在解题时随时进行联系和调用;同时思考几个问题:从原料到产品依次进行了什么反应,利用了什么原理(氧化还原?溶解度?溶液中的平衡?),每一步操作进行到什么程度最佳,每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物,杂质或副产物用什么方法除去等等,体会出题者设问的角度、意图。
只要掌握了这一题型的一般特点和解题策略,无论流程如何陌生复杂,在高考中即使遇到情境陌生的流程图题,也能够驾驭自如,迎刃而解。
1[2019·全国卷Ⅲ]高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如图G2-1所示。
高高高高高高高高高高—高高高高高高高01高高高VIB高高高高高高高一、单选题(本大题共2小题,共4分)1.以铬铁矿为原料[Fe(CrO2)2]可制备K2Cr2O7和金属铬。
实验流程如下:下列说法中,不正确的是()A. 焙烧时不能使用陶瓷容器B. Na2S的作用是调节溶液的酸碱度和将重铬酸钠还原为氢氧化铬C. 在酸性溶液中CrO42−比Cr2O72−稳定D. 操作①包括过滤和洗涤。
实验室洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒加水至浸没沉淀,待水自然滤出,重复2∼3次【答案】C【解析】【分析】本题考查实验制备方案设计,为高考常见题型,侧重考查学生的分析能力、实验能力,注意把握实验的原理以及物质的性质,把握实验操作的方法,难度中等。
【解答】A.高温下二氧化硅与碳酸钠反应,生成硅酸钠和二氧化碳,则焙烧时不能使用陶瓷容器焙烧,故A正确;B.Na2Cr2O7溶液中加入Na2S,发生氧化还原反应生成Cr(OH)3,同时调节溶液的pH,故B正确;C.在酸性溶液中Cr2O72−比CrO42−稳定,故C错误;D.实验室洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒加水至浸没沉淀,待水自然滤出,重复2∼3次操作正确,故D正确。
故选C。
2.某电镀污泥含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量金等,某小组设计如下资源综合利用的方案:已知:碲和硫位于同主族,煅烧时Cu 2Te 发生的反应为,滤渣中TeO 2溶于稀硫酸发生的反应为TeO 2+H 2SO 4=TeOSO 4+H 2O 。
下列说法错误的是( )A. “高温煅烧”电镀污泥时铜、碲和铬元素都被氧化B. “酸化”时可向溶液中加入硫酸C. “固体1”的主要成分为CuD. “滤液3”可以循环利用【答案】C【解析】【分析】本题考查混合物分离提纯,为高频考点,把握物质的性质、混合物分离提纯方法、流程中发生的反应、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识与实验的结合,题目难度不大。
2020届届届届届届届届——届届届届届届届一、简答题(本大题共12小题)1.工业生产中产生的SO2、NO直接排放将对大气造成严重污染,利用电化学原理吸收SO2和NO,同时获得Na2S2O4和NH4NO3产品的工艺流程图如下(Ce为铈元素).请回答下列问题.(1)若装置Ⅱ中反应生成的含氮化合物的物质的量比为1:1,则该反应的离子方程式______.(2)含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和SO32-)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如图1所示.①下列说法中正确的是______(填标号).A.NaHSO3溶液中滴加氯水可以使c(HSO3-)/c(SO32-)的值变大B.pH=7时,溶液中c(Na+)>c(HSO3-)+c(SO32-)C.pH=9时的溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HSO3-)+c(H2SO3)D.由图1中数据,可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数Ka2≈10-7E.由图1中数据,pH=5和pH=9时的溶液中水的电离程度相同②若利用氨水吸收二氧化硫,其相关反应的主要热化学方程式如下:SO2(g)+NH3•H2O(aq)=NH4HSO3(aq)△H1=a kJ•mol-1NH3•H2O (aq)+NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)△H2=b kJ•mol-1 2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)△H3=c kJ•mol-1反应2SO2(g)+4NH3•H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)△H=______kJ•mol-1.③取装置Ⅰ中的吸收液VmL,用cmol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定.吸收液溶液应装在______(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,判断滴定终点的方法______.(3)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如图2所示.图中B为电源的______(填“正”或“负”)极.左侧反应室中发生的主要电极反应式为______.(4)已知进入装置Ⅳ的溶液中NO2-的浓度为0.4mol/L,要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,该过程中转移电子数目为______.2.2015年2月16日李克强总理到东北调研经济情况,重点走访了钢铁厂,鼓励钢铁厂提高钢铁质量和产量,铁及其化合物在日常生活中应用广泛.(1)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理.已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为______;(2)氧化铁是重要工业颜料,下面是制备氧化铁的一种方法,其流程如下:①操作Ⅰ的名称是______;操作Ⅱ为洗涤,洗涤操作的具体方法为______;②滤液A中加入稍过量的NH4HCO3溶液生成沉淀同时有一种气体产生,写出其化学方程式:______;(3)如果煅烧不充分,产品中将有FeO存在,称取3.0g氧化铁产品,溶解,在250mL 容量瓶中定容;量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,用酸化的0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至终点,重复滴定2-3次,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL,①该实验中的KMnO4溶液需要酸化,用于酸化的酸是______(填字母序号).a.稀硝酸 b.稀盐酸 c.稀硫酸 d.浓硝酸②计算上述产品中Fe2O3的质量分数为______.3.某学习小组利用废旧电池拆解后的碳包滤渣(含MnO2、C、Hg2+等)制取硫酸锰晶体( MnSO4•H2O ),实验流程如下:已知:(1)25℃时,几种硫化物的溶度积常数如下:物质 FeS MnS HgS 溶度积 5×10-18 4.6×10-14 2×10-54(2)25℃时,几种金属氢氧化物沉淀时的PH 如下:Fe (OH )2 Fe (OH )3Mn (OH )2 开始沉淀时的PH 6.3 2.78.3 沉淀完全时的PH 8.43.7 9.8 请回答下列问题:(1)“浸取”时加热的作用是______;写出“浸取”时生成MnSO 4、Fe 2(SO 4)3 反应的离子方程式:______.(2)若“浸取”在25℃时进行,加入足量FeS ,则FeS (s )+Hg 2+(aq )⇌HgS (s )+Fe 2+ (aq )的平衡常数K 为______.(3)过滤I 过程中,需要使用的玻璃仪器有烧杯、______,滤渣I 的主要成分为FeS 、S 和______(化学式).(4)“氧化”时加入MnO 2 的作用是______,也可用H 2O 2 代替MnO 2 ,H 2O 2 的电子式为______.(5)“中和”过程,应该调节溶液PH 为______,写出该过程产生滤渣II 的离子方程式:______(6)获得MnSO 4•H 2O 的“一系列操作”是______、过滤、洗涤、干燥.(7)1150℃时,MnSO 4•H 2O 在氩气氛围中进行焙烧的分解产物是Mn 3O 4、硫的氧化物等,分解反应的化学方程式是:______,在MnSO 4•H 2O 进行焙烧时,除加热仪器外,还需要的仪器中主要成分属硅酸盐的有______.4. 草酸钴用途广泛,可用于指示剂和催化剂制备.一种利用水钴矿[主要成分为Co 2O 3,含少量Fe 2O 3、Al 2O 3、MnO 、MgO 、CaO 等]制取CoC 2O 4•2H 2O 工艺流程如图1:已知:①浸出液含有的阳离子主要有H +、Co 2+、Fe 2+、Mn 2+、Ca 2+、Mg 2+、Al 3+等; ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 见表:沉淀物 Fe (OH )3 Fe (OH )2 Co (OH )2 Al (OH )3 Mn (OH )2完全沉淀的pH3.79.69.2 5.29.8(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是将______还原(填离子符号).(2)NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,产物中氯元素处于最低化合价.该反应的离子方程式为______.(3)请用平衡移动原理分析加Na2CO3能使浸出液中Fe3+、Al3+转化成氢氧化物沉淀的原因是:______.(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图2所示.滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是______;使用萃取剂适宜的pH是______.A.接近2.0 B.接近3.0 C.接近4.0(5)“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀.已知K sp(MgF2)=______.=7.35×10-11、K sp(CaF2)=1.05×10-10.当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)c(Ca2+)(6)为测定制得的无水草酸钴样品的纯度,现称取样品mg,先用适当试剂将其转化,得到纯净的草酸铵溶液,再用过量的稀硫酸酸化,用cmol/L高锰酸钾溶液去滴定,当溶液由______(填颜色变化),共用去高锰酸钾溶液VmL(CoC2O4的摩尔质量147g/mol),计算草酸钴样品的纯度为______.5.图l表示“侯氏制碱法”工业流程,图2表示各物质的溶解度曲线.回答下列问题:(1)图中X的化学式为______ .(2)沉淀池中发生反应的化学方程式为______ ,该反应先向饱和食盐水中通入______ (填化学式)至饱和,再通入另一种气体,若顺序颠倒,后果是______ .(3)沉淀池的反应温度控制在30~35℃,原因是______ .(4)母液中加入CaO后生成Y的化学方程式为______ .(5)氯碱工业是指电解饱和食盐水,这里的碱是指______ (填化学式),其另外两种气体产物可以用于工业上制取纯硅,流程如图3:①整个制备过程必须严格控制无水无氧.SiHCl3遇水剧烈反应,写出该反应的化学方程式______ .②假设每一轮次制备1mol纯硅,且生产过程中硅元素没有损失,反应I中HCl的利用率为90%,反应II中H2的利用率为93.75%.则在第二轮次的生产中,补充投入HCl 和H2的物质的量之比是______ .6.Ⅰ.工业上常利用电解含有铁、钯、铜等金属的粗银棒精炼银,示意图如下:(1)阴极反应式为______。
2020届高三化学工业流程专题训练试题及答案1、(2020年北京西城4月模拟)我国化学家侯德榜发明的“侯氏制碱法”联合合成氨工业生产纯碱和氮肥,工艺流程图如下。
碳酸化塔中的反应:NaCl+NH3+CO2+H2O== NaHCO3↓+NH4Cl。
下列说法不正确...的是A.以海水为原料,经分离、提纯和浓缩后得到饱和氯化钠溶液进入吸氨塔B.碱母液储罐“吸氨”后的溶质是NH4Cl和NaHCO3C.经“冷析”和“盐析”后的体系中存在平衡NH4Cl(s)NH4+(aq) + Cl-(aq)D.该工艺的碳原子利用率理论上为100%答案:B2、(2019·四川省教考联盟高三第三次诊断性考试)处理锂离子二次电池正极废料铝钴膜(含有LiCoO2、Al等)的一种工艺如下:下列有关说法不正确的是()A.碱浸的目的是溶解铝B.酸溶时H2O2被还原C.H2SO4/H2O2可改用浓盐酸D.铝、钴产物可再利用答案 B3、(2019·佛山市南海区七校联合体模拟)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3,还含有少量FeS2)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下,下列叙述不正确的是()A.加入CaO可以减少SO2的排放同时生成建筑材料CaSO4B.向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3C.隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶5D.烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来答案 C4、磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。
采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:下列叙述错误的是()A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠答案 D5、碱式氯化铜[Cu a Cl b(OH)c·x H2O]是一种重要的无机杀虫剂,它可以通过以下步骤制备。
2020年高考真题工艺流程题1.(2020年山东新高考)以菱镁矿(主要成分为MgCO 3,含少量SiO 2,Fe 2O 3和A12O 3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:已知浸出时产生的废渣中有SO 2,Fe(OH)3和Al(OH)3。
下列说法错误的是A .浸出镁的反应为4232MgO+2NH Cl=MgCl +2NH +H O ↑B .浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C .流程中可循环使用的物质有NH 3、NH 4ClD .分离Mg 2+与Al 3+、Fe 3+是利用了它们氢氧化物K sp 的不同2.(2020年新课标Ⅰ)钒具有广泛用途。
黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO 2、Fe 3O 4。
采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH 4VO 3。
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如下表所示: 金属离子Fe 3+ Fe 2+ Al 3+ Mn 2+ 开始沉淀pH1.9 7.0 3.0 8.1 完全沉淀pH3.2 9.04.7 10.1回答下列问题:(1)“酸浸氧化”需要加热,其原因是___________。
(2)“酸浸氧化”中,VO +和VO 2+被氧化成2VO +,同时还有___________离子被氧化。
写出VO +转化为2VO +反应的离子方程式___________。
(3)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为252V O xH O ⋅,随滤液②可除去金属离子K +、Mg 2+、Na +、___________,以及部分的___________。
(4)“沉淀转溶”中,252V O xH O ⋅转化为钒酸盐溶解。
滤渣③的主要成分是___________。
(5)“调pH”中有沉淀生产,生成沉淀反应的化学方程式是___________。
(6)“沉钒”中析出NH 4VO 3晶体时,需要加入过量NH 4Cl ,其原因是___________。
化学工艺流程综合1.分别用等量的铁与足量的稀硫酸和足量的CuO 制备单质铜,有人设计了以下两种方案:①Fe ――→H 2SO 4H 2――→CuO Cu ,②CuO ――→H 2SO 4CuSO 4――→Fe Cu 。
对制备得到Cu 的量,下列判断正确的是( ) A .一样多 B .①多 C .②多 D .无法判断 答案 C解析 方案①中CuO +H 2=====△Cu +H 2O 需考虑排空问题,故浪费了一部分H 2,所以制得Cu 的量少。
2.工业上用洗净的废铜作原料来制备硝酸铜。
为了节约原料和防止污染环境,宜采取的方法是( )A .Cu ――→H 2SO 4(浓)△CuSO 4――→Ba (NO 3)2溶液Cu(NO 3)2 B .Cu ――→空气△CuO ――→HNO 3(稀)Cu(NO 3)2 C .Cu ――→HNO 3(稀)Cu(NO 3)2 D .Cu――→HNO 3(浓)Cu(NO 3)2答案 B解析 因Cu 与浓硫酸反应生成二氧化硫污染环境,且消耗酸较多,故不选A ;以空气为原料,可节约原料,且整个过程不产生有害物质,故选B ;Cu 与稀硝酸反应生成硝酸铜,同时生成NO ,污染环境,故不选C ;Cu 与浓硝酸反应生成硝酸铜,同时生成NO 2,污染环境,故不选D 。
3.某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:方案Ⅰ:铜铝混合物――→足量溶液A充分反应测定生成气体的体积方案Ⅱ:铜铝混合物――→足量溶液B充分反应测定剩余固体的质量 下列有关判断中不正确的是( ) A .溶液A 和B 均可以是盐酸或NaOH 溶液B .若溶液B 选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小C .溶液A 和B 均可选用稀硝酸D .实验室中方案Ⅱ更便于实施 答案 C解析 盐酸和Al 反应,剩余Cu ,利用产生的H 2的体积,即可求出Al 的质量分数,从而得出Cu 的质量分数;若用NaOH 和Al 反应,根据产生的H 2的体积,也可求出Cu 的质量分数,A 正确;如果B 选用浓硝酸,浓硝酸可以和Cu 反应,铝钝化使剩余铝的固体质量偏大,从而使测得Cu 的质量分数偏小,B 正确;如果选用稀硝酸,稀硝酸与Cu 、Al 均反应,就会造成方案Ⅱ中没有固体剩余,C 错误;无论选用NaOH 溶液还是盐酸,最后剩余的固体都是Cu ,利用方案Ⅱ直接测固体的质量比较方便,而方案Ⅰ测气体的体积比较麻烦,所以方案Ⅱ更便于实施,D 正确。
2020届高考化学考前突破训练化学工艺流程综合题【考向分析】该类试题通常以化工生产流程图的形式,以陌生元素或陌生化合物知识为载体,综合考查元素化合物知识、氧化还原反应(或复分解反应、电离、水解)方程式的书写、通过化工原理的分析判断流程中残渣或废液的成分、反应条件的控制与选择、物质分离提纯的方法、产率的计算、K sp的应用、绿色化学思想的体现等。
题目综合性强,难度大,将化学与社会、生产、生活联系起来,旨在考查考生阅读提取信息,迁移应用知识的能力,及科学态度与社会责任的核心素养。
【核心导学】1.图解明晰化学工艺流程(1)(2)循环物质的确定(3)副产品的判断2.原料预处理的六种常用方法方法目的研磨、雾化减小固体的颗粒度或将液体雾化,增大反应物的接触面积,加快反应速率或使反应更加充分水浸与水接触反应或溶解酸浸与酸接触反应或溶解,使可溶性离子进入溶液,不溶物通过过滤除去碱浸除去油污,溶解酸性氧化物、铝及其氧化物灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质煅烧改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土3.常见的操作及目的常见的操作目的加氧化剂氧化某物质,生成目标产物或除去某些离子判断能否加其他物质要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等分离、提纯利用过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏、重结晶等常规操作从溶液中得到晶体提高原子利用率绿色化学(减少对环境的污染、物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)在空气中或其他气体中进行的反应或操作要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应;或能否达到隔绝空气、防氧化、防变质、防分解、防水解、防潮解等目的控制溶液的pH ①调节溶液的酸碱性,使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)②“酸作用”可除去氧化物(膜)③“碱作用”可除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)⑤调节溶液pH,促进(或抑制)某些气体的吸收(或逸出)控制温度(常用水浴、冰浴或油浴) ①防止副反应的发生②使化学平衡移动,提高产率(或转化率);控制化学反应的方向③控制固体的溶解与结晶④控制反应速率;使催化剂达到最大活性⑤升温:促进溶液中的气体逸出,使某物质达到沸点挥发⑥加热煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离⑦趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量⑧降温:防止物质高温分解或挥发、升华;降温(或减压)可以减少能源成本,降低对设备的要求洗涤晶体①水洗:通常是为了除去晶体表面水溶性杂质②冰水洗涤:能洗去晶体表面的杂质离子,且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗③用特定有机试剂清洗晶体:洗去晶体表面的杂质,降低晶体的溶解度、有利于析出,减少损耗等4.物质分离、提纯的六种物理方法5.熟练书写、配平氧化还原反应的方程式(1)明确常见的氧化剂和还原剂①常见氧化剂及其还原产物氧化剂Cl2(X2)O2Fe3+酸性KMnO4MnO2酸性K2Cr2O7HClO还原产物Cl-(X-)H2O/O2-/OH-Fe2+Mn2+Mn2+Cr3+Cl-氧化剂ClO-3浓H2SO4HNO3H2O2PbO2FeO2-4(H+)NaBiO3还原产物Cl-SO2NO2(浓)、NO(稀)H2O/OH-Pb2+Fe3+Br-②常见还原剂及其氧化产物还原剂金属单质Fe2+H2S/S2-SO2/SO2-3HI/I-NH3N2H4CO H2氧化产物金属离子Fe3+S、SO2SO3、SO2-4I2N2、NO N2CO2H2O(2)掌握氧化还原反应方程式配平的步骤(3)流程图中氧化还原反应方程式的书写技巧①新信息或流程图→判断反应物和部分生成物。
2020届高三化学一轮复习《工艺流程》专题练习卷1.Li 4Ti 5O 12和LiFePO 4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO 3,还含有少量MgO 、SiO 2等杂质)来制备,工艺流程如下:回答下列问题:(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为___________________。
(2)“酸浸”后,钛主要以24TiOCl -形式存在,写出相应反应的离子方程式__________________。
(3)TiO 2·x H 2O 沉淀与双氧水、氨水反应40 min 所得实验结果如下表所示:温度/℃ 30 35 40 45 50 TiO 2·x H 2O 转化率%9295979388分析40 ℃时TiO 2·x H 2O 转化率最高的原因__________________。
(4)Li 2Ti 5O 15中Ti 的化合价为+4,其中过氧键的数目为__________________。
(5)若“滤液②”中21(Mg )0.02mol L c +-=⋅,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使3Fe +恰好沉淀完全即溶液中351(Fe ) 1.010mol L c +--=⨯⋅,此时是否有Mg 3(PO 4)2沉淀生成? (列式计算)。
FePO 4、Mg 3(PO 4)2的K sp 分别为22241.310 1.010--⨯⨯、。
(6)写出“高温煅烧②”中由FePO 4制备LiFePO 4的化学方程式 。
【答案】(1)100℃、2h ,90℃,5h(2)FeTiO 3+ 4H ++4Cl − = Fe 2++ 24TiOCl - + 2H 2O(3)低于40℃,TiO 2·x H 2O 转化反应速率随温度升高而增加;超过40℃,双氧水分解与氨气逸出导致TiO 2·x H 2O 转化反应速率下降 (4)4(5)Fe 3+恰好沉淀完全时,c (34PO -)=2251.3101.010--⨯⨯mol·L −1=1.3×10–17 mol·L −1,c 3(Mg 2+)×c 2(34PO -)=(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.7×10–40<K sp [Mg 3(PO 4)2],因此不会生成Mg 3(PO 4)2沉淀。
2020 年高考化学大题专项复习:化学工艺流程题1.中南大学郑雅杰等 3 位老师提出“以含砷废水沉淀还原法制备 As2O3”,有较高的实际应用价值。
某工厂含砷废水含有 H3AsO3、H2SO4、Fe2(SO4)3、Bi2(SO4)3 等,利用该废水提取As2O3 的流程如图所示。
表:金属离子沉淀 pH 值表格(20℃)(1)为了加快中和过程的速率,可以采取的措施有______________(施即可)。
(2)沉淀中的成分,除了 Bi(OH)3 沉淀外,还有。
(3)A 可以循环利用,A 的化学式为_________。
在滤液 1 中,加入 NaOH 调节 pH 为 8 的目的是。
(4)Cu3(AsO3)2 沉淀加入一定量的水调成浆料,通入 SO2,该过程的化学反应方程式是。
(5)按照一定的液固比,将水加入 Cu3(AsO3)2 沉淀中,调成浆料。
当反应温度为25℃,SO2 流量为 16L/h,液固比、时间对砷、铜浸出率的影响如图甲、乙所示。
请选择最适宜的液固比、反应时间:______________、_______________。
(6)一定条件下,用雄黄(As4S4)制备 As2O3 的转化关系如图所示。
若反应中,1mol As4S4(其中 As 元素的化合价为+2 价)参加反应时,转移 28mole-,则物质 a 为_______(填化学式)。
【答案】(1)适当增加氢氧化钠溶液的浓度或加热(2)Fe(OH)3(3)CuSO4 完全沉淀 Cu2+,回收利用铜(4)Cu3(AsO3)2+3SO2+6H2O=Cu3(SO3)2·2H2O+2H3AsO3+H2SO4(5)4:1 60min SO2【解析】(1)为了加快中和的速率,可以通过浓度、温度来调节反应的速率。
(2)根据元素守恒进行判断。
(3)Cu3(SO3)2·2H2O 氧化可以得到 CuSO4,在流程中可以循环利用。
(4)根据氧化还原反应中化合价升降守恒可知 S 的化合价升高,根据信息写出反应物和产物并配平方程式。
2020年高三化学工艺流程题专项训练题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________注意事项:注意事项: 2、请将答案正确填写在答题卡上第1卷一、填空题4。
一种以软锰矿(含2MnO ,及少 量2SiO 杂质)和黄铁矿(主要成分为FeS 2)为原料生产42MnSO H O g 的工艺流程如下:已知:球磨是在封闭的设备中,利用下落的研磨体(如钢球、鹅孵石等)的冲击作用以及研磨体与球磨内壁的研磨作用而将物料粉碎并混合。
回答下列问题: (1)“球磨”的目的是。
(2)通入空气“焙烧”的目的是。
(3)“一系列操作”包括 、过滤等。
结合流程中物质的转化关系,说明“母液A ”不能丟弃的原因是。
(4)“碱浸”中发生的离子反应方程式是,“滤渣B ”的成分是(写方程式),“母液B ”中的盐类溶质是(填名称)。
(4)取一定量母液A 加入43NH HCO 可制得高性能强磁性材料3MnCO ,该反应为2+332Mn +HCO Mn +X H C O O +→↓↑,X 的电子式是。
已知常温时,0.11mol L -g 43NH HCO 溶液中含氮(或含碳)微粒分布分数α与pH 的关系如图所示,则a122(H CO )K 、b 32(NH H O)K g 、a222(H CO )K 的大小关系为.2.镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。
采用废旧锂离子电池回收工艺制备镍钴锰酸锂三元正极材料(铝电极表面涂有1x y x y 2LiNi Co Mn O --)的工艺流程如图所示:回答下列问题(1)废旧锂离子电池拆解前进行“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是_______。
(2)能够提高“碱浸”效率的方法有______(至少写两种)。
(3)“碱浸”过程中,铝溶解,在该反应中每产生1mol 非极性共价键放出133.3Kj 的热量 请写出该反应的热化学方程式 。
2020高考化学大题专项训练《化学工艺流程题(1)》1.钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是一种金属腐蚀抑制剂。
工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的MoS2)制备钼酸钠的两种途径如图所示:(1)途径I碱浸时发生反应的化学反应方程式为________________________________________。
(2)途径II氧化时还有Na2SO4生成,则反应的离子方程式为_____________________________。
(3)已知途径I的钼酸钠溶液中c(MoO42-)=0.40 mol/L,c(CO32-)=0.10mol/L。
由钼酸钠溶液制备钼酸钠晶体时,需加入Ba(OH)2固体以除去CO32-。
当BaMoO4开始沉淀时,CO32-的去除率是____________[已知K sp(BaCO3)=1×10-9、K sp(BaMoO4)=4.0×10-8,忽略溶液的体积变化]。
(4)分析纯的钼酸钠常用钼酸铵[(NH4)2MoO4]和氢氧化钠反应来制取,若将该反应产生的气体与途径I所产生的气体一起通入水中,得到正盐的化学式是__________________________。
(5)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。
常温下,碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如下图:①当硫酸的浓度大于90%时,碳素钢腐蚀速率几乎为零,原因是________________________。
②若缓释剂钼酸钠-月桂酸肌氨酸总浓度为300mg·L-1,则缓蚀效果最好时钼酸钠(M=206g/mol) 的物质的量浓度为__________________(计算结果保留3位有效数字)。
(6)二硫化钼用作电池的正极材料时接受Li+的嵌入,锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为:xLi+nMoS2Li x(MoS2)n。
则电池放电时正极的电极反应是:_____________________。
【答案】(1)MoO3+Na2CO3=Na2MoO4+CO2↑(2)MoS2+9ClO-+6OH-=MoO42-+9Cl-+2 SO42-+3H2O(3)90%(4)(NH4)2CO3和(NH4)2SO3(5)①常温下浓硫酸会使铁钝化②7.28×10-4mol/L(6)nMoS2+xLi++xe-=Lix(MoS2)n【解析】利用钼精矿(主要成分是MoS2)制备钼酸钠有两种途径:途径Ⅰ是先在空气中灼烧生成MnO3,同时得到对环境有污染的气体SO2,然后再用纯碱溶液溶解MnO3,即可得到钼酸钠溶液,最后结晶得到钼酸钠晶体;途径Ⅱ是直接用NaClO溶液在碱性条件下氧化钼精矿得到钼酸钠溶液,结晶后得到钼酸钠晶体。
(1)根据题给流程图分析途径I碱浸时,MoO3与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳和Na2MoO4,发生反应的化学方程式为:MoO3+Na2CO3=Na2MoO4+CO2↑;(2)途径Ⅱ氧化时MoS2与次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成Na2MoO4和硫酸钠,利用化合价升降法结合原子守恒和电荷守恒配平,发生反应的离子方程式为MoS2+9ClO-+6OH-====MoO42-+9Cl-+3H2O;(3)BaMoO4开始沉淀时,溶液中钡离子的浓度为:c(Ba2+)=84.0100.4-⨯=1×10-7mol/L,溶液中碳酸根离子的浓度为:c(SO42-)=97110110--⨯⨯=1×10-2mol/L,所以碳酸根离子的去除率为:121100.1-⨯-=1-10%=90%;故CO32-的去除率是90%;(4)钼酸铵[(NH4)2MoO4]和氢氧化钠反应生成钼酸钠和氨气,将氨气与途径I所产生的尾气CO2、SO2一起通入水中,得到正盐的化学式是(NH4)2CO3、(NH4)2SO3;(5)①浓硫酸具有强氧化性,常温下能使铁钝化。
故当硫酸的浓度大于90%时,腐蚀速率几乎为零;②根据图示可知,当钼酸钠、月桂酸肌氨酸浓度相等时,腐蚀速率最小,缓蚀效果最好,所以钼酸钠的浓度为:150mg•L-1,1L溶液中含有的钼酸钠物质的量为:315010206/gg mol-⨯≈7.28×10-4mol,所以钼酸钠溶液的物质的量浓度为:7.28×l0-4mol•L-1,故答案为7.28×l0-4mol•L-1;(6)根据锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为:xLi+nMoS 2Li x (MoS 2)n ,可知锂是还原剂,在负极发生氧化反应,负极反应式为:xLi-xe -=xLi +,是氧化剂在正极发生还原反应,据此书写电池放电时的正极反应式:正极反应式为:nMoS 2+xLi ++xe -=Li x (MoS 2)n 。
2.硒是典型的半导体材料,在光照射下导电性可提高近千倍。
图1是从某工厂的硒化银半导体废料(含Ag 2Se 、Cu 单质)中提取硒、银的工艺流程图:(1)为提高反应①的浸出速率,可采取的措施为______________(答出两条)。
(2)已知反应③生成一种可参与大气循环的气体单质,写出该反应的离子方程式__________。
(3)反应②为Ag 2SO 4(s)+2Cl -(aq)ƒ2AgCl(s)+24SO -(aq);常温下,Ag 2SO 4、AgCl 的饱和溶液中阳离子和阴离子浓度关系如图2所示。
则Ag 2SO 4(s)+2Cl -(aq) ƒ2AgCl(s)+24SO - (aq)的化学平衡常数的数量级为________。
(4)写出反应④的化学方程式________________________________________。
(5)室温下,H 2SeO 3水溶液中H 2SeO 3、3HSeO -、23SeO -的物质的量分数随pH 的变化如图3所示,则室温下H 2SeO 3的K a2=________。
【答案】(1)加热、增大硫酸的浓度、粉碎固体废料、搅拌等(2)4AgCl+N2H4·H2O+4OH-=4Ag+4Cl-+N2↑+5H2O (或4AgCl+N2H4+4OH-=4Ag+4Cl-+N2↑+4H2O)(3)1014(4)H2SeO3+2SO2+H2O=2H2SO4+Se↓(或H2SeO3+2H2SO3=2H2SO4+Se↓+H2O)(5)10-7.3【解析】(1)根据外界条件对反应速率的影响,为了提高浸出速率,可以采取的措施有加热、增大硫酸的浓度、粉碎固体废料、搅拌等;(2)反应③中AgCl转化为Ag,Ag的化合价降低,则N2H4·H2O中N的化合价升高,结合题意知N2H4·H2O 转化为N2,反应的离子方程式为:4AgCl+N2H4·H2O+4OH-=4Ag+4Cl-+N2↑+5H2O (或4AgCl+N2H4+4OH-=4Ag+4Cl-+N2↑+4H2O);(3)根据题图2,可以计算出K sp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-5×10-4.75=10-9.75,K sp(Ag2SO4)=c2(Ag+)·c(SO)=(10-2)2×10-1=10-5。
该反应的平衡常数K =2 4 2c SOc Cl-()()==24sp Ag SO2sp AgClkk()()=59.7521010--()=1014.5=100.5×1014,1<100.5<10,故该反应的化学平衡常数的数量级为1014;(4)反应④为SO2和H2SeO3的反应,H2SeO3转化为Se,H2SeO3被还原,则SO2被氧化,SO2转化为H2SO4,根据得失电子守恒和原子守恒,配平化学方程式为:H2SeO3+2SO2+H2O=2H2SO4+Se↓;(5)根据题图3,可知pH=7.30时,HSeO、SeO的物质的量分数相等,即c(HSeO)=c(SeO),则H2SeO3的K a2=233c H c SeOc HSeO+--⨯()()()=c(H+)=10-7.3。
3.重铬酸钠是一种用途极广的氧化剂,工业上可以用铬铁矿[主要成分Fe(CrO2)2(或写成FeO·Cr2O3),还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]制备,同时还可回收Cr。
其主要工业流程如图所示:已知部分物质的溶解度曲线如图1所示。
图1 图2请回答下列问题:(1)煅烧生成Na2CrO4的化学方程式为______________________________。
(2)煅烧后的浸出液中除了含有NaOH、Na2CO3、Na2CrO4外,还含有_________(填化学式)。
(3)调节溶液的pH所选的试剂为__________________(填名称)。
(4)操作a的实验步骤为_________________________。
(5)加入Na2S溶液反应后,硫元素全部以S2O32-的形式存在,写出生成Cr(OH)3的离子方程式__________________________________。
(6)采用石墨电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7,其原理如图2所示。
①写出电极b的电极反应方程式:___________________________________。
②测定阳极液中Na元素和Cr元素的含量,若Na元素与Cr元素的物质的量之比为n,则此时Na2CrO4的转化率为____________。
(7)根据有关国家标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7mol·L-1 以下才能排放。
可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入硫酸处理多余的Ba2+的方法处理废水,加入可溶性钡盐后,废水中Ba2+的浓度应不小于___________mol·L-1,废水处理后方能达到国家排放标准。
【答案】(1)4Fe(CrO2)2+7O2+8 Na2CO3=2 Fe2O3+8 Na2CrO4+8CO2(2)Na2SiO3、NaAlO2(3)稀硫酸(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(5)23H2O+6S2-+ 8CrO42-= 8Cr(OH)3↓+ 3S2O32-+22OH-。
(6)①2H2O-4e-=O2↑+4H+②(2-n)⨯100%;(7)2.4×10-4【解析】根据铬铁矿的主要成分判断煅烧后的产物,根据杂质的成分及除杂产生的滤渣Al(OH)3和H2SiO3进行逆推,可知浸出液除了含有NaOH、Na2CO3、Na2CrO4外,还含有Na2SiO3,NaAlO2。
根据电子守恒完成煅烧反应方程式;根据电池的正负极确定电解池的阴、阳极,根据氧化还原反应写电极反应方程式。