2021版高考化学二轮复习 化学工艺流程综合训练.doc

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1、1化学工艺流程综合训练化学工艺流程综合训练1.(16分)某科研小组设计出利用工业废酸(10%的H2SO4)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO的方案,实现废物综合利用,方案如下图所示:已知298 K时各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示:离 子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe2+6.349.70Fe3+1.483.20Zn2+6.208.00请回答下列问题:(1)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,这是由于相同温度下:Ksp(CuS)(填“”、“”或“=”)Ksp(ZnS)。(2)你认为在除铁过程中选用下列物质中的(填字母)作为试剂

2、甲是最合适的。A.KMnO4B.O2C.H2O2D.Cl2(3)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在。(4)请写出生成Fe(OH)3沉淀的离子方程式:。(5)乙溶液可直接用作氮肥,则乙的化学式是。(6)请写出“沉淀Zn2+”步骤中发生反应的化学方程式:。2.(16分)(2012肇庆二模)为了确定一批合金废料的成分并加以回收利用,某同学拟定了以下实验方案:请回答下列问题:2(1)从上述信息可确定该合金中一定含有Fe和(填化学式)。(2)“试剂a”是一种不引入杂质的绿色氧化剂,该氧化剂的化学式为;滤渣D、稀硫酸和试剂a总反应的化学方程式为。(3)若反应产生的气体是H2,则验证滤液

3、A只含NaAlO2、不含Na4SiO4(H4SiO4为白色胶状沉淀)的方法是取少量滤液A于试管中,滴加。(4)取质量均为13.2 g的滤渣B四份,分别加入相同浓度,不同体积的稀硝酸充分反应,标准状况下所生成的NO(假设还原产物只有一种)体积与剩余固体金属的质量如下表:实验编号稀硝酸体积/mL100200300400剩余金属质量/g9.04.800NO体积/L(标准状况)1.122.243.364.48实验最先溶解的金属是。实验中金属全部溶解后,再发生的反应是Fe2+和HNO3,则滤渣B中Fe的质量分数为(精确到0.1%)。3.(16分)(2012湛江测试)锂电池消耗量巨大,这对不可再生的金属资

4、源的消耗是相当大的。因此锂离子电池回收具有重要意义,其中需要重点回收的是正极材料,其主要成分为钴酸锂(LiCoO2)、导电乙炔黑(一种炭黑)、铝箔以及有机黏结剂。某回收工艺流程如下:(1)上述工艺回收到的产物有Al(OH)3、(填化学式);其中生成Al(OH)3的离子方程式为。(2)废旧电池可能由于放电不完全而残留有原子态的锂,为了安全,对拆解环境的要求是。(3)酸浸时如果用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液也能达到溶解的目的,但不利之处是。(4)生成Li2CO3的化学方程式为。已知Li2CO3在水中的溶解度随着温度的升高而减小,所以在浓缩结晶后的操作是。4.(16分)(2012湛江二模)工

5、业上用共沉淀法制备活性Fe3O4的流程如下:3试回答下列问题:(1)在制备过程中,不但要将块状固体原料粉碎、磨成粉末,而且反应池、合成池都要安装搅拌机。作用都是。(2)在反应池中几乎没有气体产生。在反应池中生成亚铁离子的离子方程式为。(3)在合成池中生成Fe3O4的离子方程式为,反应温度需控制在50,其方法是。(4)根据以上反应可知,配料中心很可能使混合物中的Fe2O3与Fe物质的量之比接近。(5)在分离车间进行、和烘干等操作可得活性Fe3O4。5.(16分)(2012韶关二调)蛇纹石因其花纹似蛇皮而得名,某地蛇纹石大约含MgO 38%,另外还含有SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3等氧化

6、物,由蛇纹石矿制备MgO的工艺流程如下:(1)写出酸浸过程中的一个离子方程式:。若在实验室进行酸浸过程,需要的仪器有烧杯、。(2)沉淀的成分是(写化学式)。写出它的一种用途:。(3)沉淀的成分是。(4)从滤液中能回收的物质有。(5)写出碱式碳酸镁700 煅烧产生氧化镁的化学方程式:。6.(16分)(2012梅州质检)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3),具体生产流程如下:试回答下列问题:(1)滤液X中含有的金属阳离子是(写离子符号)。(2)步骤中可选用(填字母)试剂调节溶液的pH。4A.稀硝酸B.氨水C.氢氧化钠溶液D.高锰酸钾溶

7、液(3)步骤中,FeCO3达到沉淀溶解平衡时,室温下测得溶液的pH=8,c(Fe2+)=1.010-5molL-1。试判断所得FeCO3中是否混有Fe(OH)2?(填“是”或“否”),请通过简单计算说明理由:。(已知:KspFe(OH)2=4.910-17)(4)步骤的反应温度一般需控制在35 以下,其目的是。(5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为。7.(16分)(2012广州番禺区模拟)重铬酸钠(Na2Cr2O72H2O)俗称红矾钠,在工业方面有广泛用途。我国目前主要是以铬铁矿(主要成分为FeOCr2O3,还含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料进行生产,其主要工艺流程

8、如下:(1)中涉及的反应,主反应:4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2;两个副反应:.Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2;.。(2)中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是。(3)部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表:沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Cr(OH)3完全沉淀时溶液的pH4.73.75.6中调节pH至4.7,目的是除去其中的杂质,则中过滤出的滤渣是。(4)中加硫酸酸化的目的是使Cr转化为Cr2,请写出该反应的离子方程式:。(5)中蒸发结晶出的固体A是(写化学式),通常在进行时,会向溶液中加入少量的蒸

9、馏水,其目的是。8.(16分)工业废水中常含有一定量的Cr2和Cr,它们会对人类及生态系统产生很大的危害,必须进行处理。常用的处理方法有两种:方法1:还原沉淀法。该法的工艺流程为5其中第步存在平衡:2Cr(黄色)+2H+Cr2(橙色)+H2O。(1)若平衡体系的pH=2,则溶液显色。(2)能说明第步反应达平衡状态的是(填字母)。A.Cr2和Cr的浓度相同B.2v(Cr2)=v(Cr)C.溶液的颜色不变(3)第步中,还原1 mol Cr2,需要mol的FeSO47H2O。(4)第步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq)。常温下,C

10、r(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5molL-1,溶液的pH应调至。方法2:电解法。该法用Fe作电极电解含Cr2的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。(5)用Fe作电极的原因为。(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)。溶液中同时生成的沉淀还有。6化学工艺流程综合训练1.(1)(2)BC(3)3.206.20(4)Fe3+3NH3H2OFe(OH)3+3N(5)(NH4)2SO4(6)ZnSO4+NH4HCO3+NH3H2OZn2(OH)2CO3+(NH4)2SO42.(1)Cu(

11、2)H2O2Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O(3)稀盐酸(或稀硫酸)至过量,先有白色沉淀,然后沉淀完全溶解(4)Fe63.6%3.(1)CoSO4、Li2CO3Al+H+H2OAl(OH)3(2)隔绝空气和水分(3)有氯气生成,污染较大(4)Li2SO4+Na2CO3Na2SO4+Li2CO3趁热过滤4.(1)增加反应物之间的接触面积,增大反应速率,提高生产效率(2)2Fe3+Fe3Fe2+或Fe2O3+Fe+6H+3Fe2+3H2O(3)Fe2+2Fe3+8OH-Fe3O4+4H2O水浴加热(4)41(5)过滤洗涤5.(1)MgO+2H+Mg2+H2O或CaO+2H+Ca2+H

12、2O或Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O或Al2O3+6H+2Al3+3H2O玻璃棒(2)SiO2制取(水)玻璃、光纤等(任写一种)(3)CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3(或Ca、Fe、Al等的碱或碳酸盐沉淀)(4)NaCl、Na2CO3、NaHCO3(5)Mg2(OH)2CO32MgO+CO2+H2O或aMgCO3bMg(OH)2(a+b)MgO+aCO2+bH2O6.(1)Fe2+、Fe3+(2)B(3)否溶液中c(Fe2+)c2(OH-)=1.010-5(1.010-6)2=1.010-17KspFe(OH)2,故无Fe(OH)2沉淀生成(4)防止NH4HCO3分解,减少Fe2+的水解(5)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO27.(1)Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2(2)使反应物混合均匀,加快反应速率,使反应完全(3)Al(OH)3和H2SiO3(4)2H+2CrCr2+H2O(5)Na2SO4防止已饱和的重铬酸钠溶液7降温时析出铬酸钠,使产品不纯8.(1)橙(2)C(3)6(4)5(5)阳极反应为Fe-2e-Fe2+,提供还原剂Fe2+(6)2H+2e-H2Fe(OH)3