2022届高考化学人教版二轮专题复习训练-专题八化学工艺流程题专题强化练.docx

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1、专题强化练(一)物质的分离、提纯、反应条件的控制1某矿渣的成分为Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下：请回答下列问题：操作1主要包括：_、_、_。洗涤CuSO45H2O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤，原因是_。答案蒸发浓缩冷却结晶过滤冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失2利用废镍电池的金属电极芯(主要成分为Co、Ni，还含少量Fe、Al等)生产醋酸钴晶体、硫酸镍晶体的工艺流程如下。已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Co(OH)3Al(OH)3Ni(OH)2开

2、始沉淀pH2.27.47.60.14.07.6完全沉淀pH3.28.99.21.15.29.2(1)用硫酸浸取金属电极芯时，提高浸取率的方法有_(写出一种合理方法即可)。(2)沉淀A的主要成分是Fe(OH)3、_，“浸出液”调节pH的范围为_，调节pH选用的试剂可以是_(填字母)。a铁b氨水c碳酸钠溶液d稀硫酸(3)由“母液4”获取NiSO47H2O的操作是_，_，过滤，洗涤。答案(1)适当的升高温度(或将金属电极芯研成粉末)(2)Al(OH)35.2pH7.6bc(3)蒸发浓缩冷却结晶解析(2)金属电极芯中的主要成分是Co、Ni，还含少量Fe、Al等，加入稀硫酸酸浸时，金属单质都转化为金属离

3、子(Ni2、Co2、Fe2、Al3)，浸出液中加入过氧化氢的作用是氧化亚铁离子为铁离子，由流程图中最终产物可知，调节pH的作用是除去溶液中的Fe3、Al3，故沉淀A的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3；为了保证Fe3、Al3沉淀完全而Ni2、Co2不沉淀，由表格数据可知，要调节pH的范围为5.2pH7.6；调节pH时不能加入铁，因为铁能还原铁离子为亚铁离子，不能加入稀硫酸，因为要将溶液的pH调大，由流程图中后续所加试剂可知，调节pH选用的试剂可以是氨水、碳酸钠溶液。3绿矾(FeSO47H2O)可用于色谱分析剂、净水、照相制版等方面。下面是以铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的一种方法：已知：

4、在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时溶液的pH为5.5。(1)操作的顺序依次为_、冷却结晶、_。(2)操作得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是除去晶体表面附着的硫酸等杂质；_。答案(1)蒸发浓缩过滤、洗涤、干燥(2)降低绿矾的溶解度，减少绿矾的损失4二草酸合铜()酸钾晶体K2Cu(C2O4)22H2O制备流程如下：(已知：H2C2O4COCO2H2O)制备CuO：CuSO4溶液中滴入NaOH溶液，加热煮沸、冷却、双层滤纸过滤、洗涤。(1)用双层滤纸过滤的原因是_。(2)用蒸馏水洗涤氧化铜时，如何证明氧化铜已洗涤干净？_。答案(

5、1)防止CuO颗粒穿过滤纸或防止滤纸破损(2)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，说明洗涤干净解析(1)过滤的目的是为了除尽不溶的固体，过滤时滤纸易破损，用双层滤纸的可能原因是防止滤纸破损或防止CuO颗粒穿过滤纸。(2)可以检验是否存在硫酸根离子来检验是否洗涤干净，具体方法：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明已洗涤干净。5工业上利用铬铁矿(FeOCr2O3)冶炼铬的工艺流程如下：(1)操作包括过滤与洗涤，简述实验室中洗涤沉淀的操作：_。(2)Cr(OH)3和Al(OH)3类似，也是两性氢氧化物，写出Cr(OH)3溶于浓氢氧化

6、钠溶液的离子方程式：_。答案(1)将蒸馏水沿玻璃棒慢慢倒入漏斗中至浸没沉淀，待水流尽后，再重复操作23次(2)Cr(OH)3OH=CrO2H2O6某混合物A含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：据此回答下列问题：、四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是_；获得沉淀后，要对沉淀进行洗涤，请简述洗涤沉淀的操作是_。答案过滤(沿玻璃棒)向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀后，待水流尽，再重复操作23次(二)化工流程中方程式的书写1利用软锰矿(主要成分为MnO2，含铁的化合物等杂质)和闪锌矿(主要成分ZnS)制得硫酸锰的流程如下：(1)“酸浸”时，为了缩短

7、浸取时间，常加入少量FeSO4溶液，FeSO4的作用可能是_；MnO2、ZnS与硫酸反应转变为两种硫酸盐的化学方程式：_。(2)在强酸性条件下加入MnO2氧化Fe2的离子方程式：_。答案(1)催化剂4MnO2ZnS4H2SO4=4MnSO4ZnSO44H2O(2)MnO22Fe24H=Mn22Fe32H2O2一种由菱镁矿(主要成分MgCO3、CaCO3、FeCO3、SiO2)制备高纯氢氧化镁的工艺如下：“煅烧”时FeCO3发生反应的化学方程式：_。答案4FeCO3O22Fe2O34CO23某工厂以硝酸为原料生产亚硝酸钠，其工艺流程如下：已知：Na2CO3NONO2=2NaNO2CO2。按一定计

8、量比在“分解塔”中通SO2和喷入硝酸，若反应后生成的NO与NO2的物质的量之比恰好为11，则“分解塔”中发生反应的化学方程式：_。答案2HNO32SO2H2O=NONO22H2SO44FePO4是一种难溶于水，易溶于硫酸的固体，可用作金属防腐剂。实验室利用FeSO47H2O和H3PO4(第一级电离常数Ka17.5103)制备FePO4的流程如下：写出“反应”时总反应的离子方程式：_。答案2Fe2ClO2H3PO44OH=2FePO4Cl5H2O5采用“联合脱硫脱氮技术”处理烟气(含CO2、SO2、NO)可获得含CaCO3、CaSO4、Ca(NO2)2的副产品，工业流程如下：反应釜中CaSO3转

9、化为CaSO4反应的化学方程式：_。答案2NO2CaSO3Ca(OH)2=CaSO4Ca(NO2)2H2O6以菱锰矿(主要成分MnCO3，还含有FeCO3、CaCO3、MgCO3、SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)为原料制备二氧化锰的工艺流程如下：已知：草酸钙、草酸镁不溶于水。写出“氧化”时发生反应的离子方程式：_。答案MnO22Fe24H=Mn22Fe32H2O7利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2)制备纳米Fe3O4的工艺流程如下：“还原”时FeS2被氧化为SO，该反应的离子方程式：_。答案14Fe3FeS28H2O=15Fe22SO16H8某实验小组采用刻蚀废液(主要含CuCl2

10、、FeCl3、FeCl2、HCl)制取Cu和Cu2Cl2，实验流程如下：已知：Cu2Cl2是白色固体，微溶于水，难溶于乙醇，受潮后在空气中易被迅速氧化。“还原”中，Cu2参与反应的离子方程式：_。答案2Cu2SO2ClH2O=Cu2Cl2SO2H9某粉煤灰(主要含Al2O3、Fe2O3、CaCO3等)的铝、铁分离工艺流程如下：沉铝后所得FeSO4溶液可用于吸收烟气中的NO，其原理为Fe22NOFe(NO)22。“再生”过程中，Fe(NO)22在微生物的作用下与C6H12O6发生反应的离子方程式：_。答案C6H12O66Fe(NO)226Fe26N26CO26H2O(三)化工流程题中的曲线分析应

11、用1MnSO4是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要成分为MnCO3，还含有Fe3O4、FeO、CoO等)为原料制备MnSO4的工艺流程如下：资料：金属离子沉淀时的pH金属离子Fe3Fe2Co2Mn2开始沉淀时的pH1.56.37.47.6完全沉淀时的pH2.88.39.410.2(1)沉淀池2中，不能用NaOH代替含硫沉淀剂，原因是_。(2)如图为MnSO4和(NH4)2SO4的溶解度曲线。从“含MnSO4的溶液”中提取“MnSO4晶体”的操作为_，洗涤，干燥。答案(1)因为NaOH能与锰离子反应生成氢氧化锰沉淀而使锰元素损失(2)蒸发浓缩、趁热过滤2由工业级碳酸锂(含有少量碳酸镁等杂质)制备

12、高纯碳酸锂。实验过程如下：已知在不同温度下蒸发分解碳酸锂的产率与溶解度关系如图：90 以下，随温度升高，碳酸锂产率升高的原因可能是_。答案碳酸氢锂随温度的升高分解产率增大，碳酸锂的溶解度随温度升高而减小解析由蒸发分解碳酸锂的产率与溶解度关系可知随温度升高碳酸锂的溶解度下降，而温度升高碳酸氢锂也易分解生成碳酸锂，两个因素共同促进了90 以下随温度升高，碳酸锂产率升高。3Mg(ClO3)2常用作催熟剂、除草剂等，制备少量Mg(ClO3)26H2O的方法如下：已知：卤块的主要成分为MgCl26H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质。几种化合物的溶解度(S)随温度(T)的变化曲线如图。(1)加入Ba

13、Cl2的目的是除_(填离子符号)，如何判断该离子已除尽：_。(2)加入NaClO3饱和溶液会发生反应：MgCl22NaClO3=Mg(ClO3)22NaCl，请利用该反应，结合溶解度图，制取Mg(ClO3)26H2O的实验步骤依次为取样，加入NaClO3饱和溶液充分反应；蒸发浓缩；_；冷却结晶；过滤、洗涤，获得Mg(ClO3)26H2O晶体。答案(1)SO静置，取上层清液加入BaCl2，若无白色沉淀生成，则SO已沉淀完全(2)趁热过滤4从铜氨废液(含Cu(NH3)3CO、Cu(NH3)22、Cu(NH3)42、NH3、CH3COO、CO等)中回收铜的工艺流程如下：(1)步骤()发生反应生成难溶

14、Cu2(OH)3Cl的离子方程式为_，(2)pH与铜的回收率关系如图所示，为尽可能提高铜的回收率，需控制的pH约为_。答案(1)2Cu(NH3)42Cl5H3H2O=Cu2(OH)3Cl8NH(2)6(或5.56.5)5实验室用含锰废料(主要成分为MnO2，还含有少量Al2O3、MgO、SiO2)为原料制备Mn的工艺流程如下：“酸浸”时，MnO2将Fe氧化为Fe3，该反应的离子方程式为_；该过程中浸出时间和液固比对锰浸出率的影响分别如图所示。则适宜的浸出时间和液固比分别为_、_。答案3MnO22Fe12H=3Mn22Fe36H2O60 min31(或3)6金属钛在航天、潜海和医疗方面应用广泛。

15、以钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，含少量Fe2O3等为原料制备钛的工艺流程如下：滤液1中钛元素以TiO2形式存在，步骤中生成TiO2的化学方程式为_，硫酸质量分数对钛、铁浸出率的影响如图所示，据此判断，酸浸时所加硫酸的质量分数应为_(填范围)。答案FeTiO32H2SO4FeSO4TiOSO42H2O80%85%72019年诺贝尔化学奖颁给了为锂电池发展作出突出贡献的三位科学家。某废旧锂电池正极主要由LiFePO4、铝箔、炭黑等组成，Fe、Li、P具有极高的回收价值，具体流程如下：浸出液X的主要成分为Li、Fe3、H2PO等。过程控制碳酸钠溶液浓度20%、温度85 、反应时间3 h条

16、件下，探究pH对磷酸铁沉淀的影响，如图所示。(1)综合考虑铁和磷沉淀率，最佳pH为_。(2)结合平衡移动原理，解释过程中pH增大，铁和磷沉淀率增大的原因：_。(3)当pH2.5后，随pH增加，磷沉淀率出现了减小的趋势，解释其原因：_。答案(1)2.5(2)H2POHPOH，HPOPOH，加入Na2CO3后，CO结合H使c(H)减小，促进上述电离平衡正向移动，c(PO)增大，与Fe3结合形成磷酸铁沉淀(3)pH2.5时，沉淀中的磷酸铁会有部分开始转变生成Fe(OH)3，使得部分PO释放，导致磷沉淀率下降解析(3)已知FePO4(s)Fe3(aq)PO(aq)，当pH2.5后，随pH增加，溶液中c

17、(OH)增大，Fe3开始转变生成Fe(OH)3，促进溶解平衡正向移动，使得部分PO释放，导致磷沉淀率下降。(四)化学工艺流程综合题1(2021江西省重点中学协作体联考)钼(Mo)是一种重要的过渡金属元素，在电子行业有可能取代石墨烯，其化合物钼酸钠晶体(Na2MoO410H2O)可制造金属缓蚀剂。由钼精矿(主要成分MoS2，含有少量不反应杂质)制备钼及钼酸钠晶体的工艺流程如下：(1)焙烧时，下列措施有利于使钼精矿充分反应的是_(填字母)。a适当增大空气的用量b增大钼精矿的量c将矿石粉碎(2)“碱浸”过程中反应的离子方程式为_。(3)已知钼酸钠的溶解度曲线如图所示，要获得钼酸钠晶体(Na2MoO4

18、10H2O)的操作2为_、_、过滤，洗涤、烘干。(4)在碱性条件下，将钼精矿加入到足量的NaClO溶液中，也可以制备钼酸钠，可观察到钼精矿逐渐溶解至固体消失。该反应的离子方程式为_。空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4Fe2O3保护膜。密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除需加入钼酸盐外还需加入物质是_(填字母)。A通适量的N2 B油脂CNaNO2 D盐酸(5)焙烧炉中也会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2，若反应中转移3 mol e，则消耗的还原剂的物质的量为_。(6)在实际生产中会有少量SO生成，用固体Ba(OH)2除去。在除SO前测定碱浸液中c(MoO)

19、0.80 molL1，c(SO)0.02 molL1，当BaMoO4开始沉淀时，SO的去除率为_。Ksp(BaSO4)1.11010，Ksp(BaMoO4)4.0108，溶液体积变化可忽略不计答案(1)ac(2)MoO3CO=MoOCO2(3)蒸发浓缩冷却至10 以下结晶(4)MoS29ClO6OH=MoO2SO9Cl3H2OC(5)0.25 mol(6)89%解析(5)反应为MoS26MoO37MoO22SO2，MoS2中S化合价升高，MoO3中Mo化合价降低，还原剂为MoS2,1 mol MoS2反应转移12 mol电子，若反应中转移3 mol电子，则消耗的还原剂的物质的量为0.25 mo

20、l。(6)当BaMoO4开始沉淀时，c(Ba2)5108molL1，此时溶液中的c(SO)2.2103 molL1，则SO的去除率为100%89%。2(2021河南省六市高三3月第一次联考)综合利用炼锌矿渣主要含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4获得3种金属盐，并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓(GaN)，部分工艺流程如下：已知：常温下，浸出液中各离子的浓度及其开始形成氢氧化物沉淀的pH如表。金属离子浓度/(molL1)开始沉淀时的pHFe21.01038.0Fe34.01021.7Zn21.55.5Ga33.01033.0金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金

21、属离子的百分数)如表。金属离子萃取率(%)Fe20Fe399Zn20Ga39798.5(1)为提高浸出率，可采用的方法是_(填一种方法即可)，“浸出”时Ga2(Fe2O4)3发生反应的化学方程式为_。(2)加入稀硫酸浸出后将pH调至5.4，目的是_；滤液1中主要溶质是_(写化学式)。(3)Ga与Al同主族，化学性质相似。反萃取时镓元素发生反应的离子方程式为_。(4)电解过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓精炼两个步骤。精炼时，以粗镓为阳极，以NaOH溶液为电解液，阴极的电极反应为_。(5)GaN可采用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)技术制得：以合成的三甲基镓Ga(CH3)3为原料，使其与NH3

22、发生反应得到GaN和另一种气态产物，该过程的化学方程式为_。(6)滤液1中残余的Fe3的浓度为_。答案(1)适当增大硫酸的浓度(或适当加热或将矿渣粉碎或搅拌等)Ga2(Fe2O4)312H2SO4=3Fe2(SO4)3Ga2(SO4)312H2O(2)将Ga3和Fe3转化为Ga(OH)3、Fe(OH)3沉淀ZnSO4(3)Ga34OH=GaO2H2O(4)GaO3e2H2O=Ga4OH(5)Ga(CH3)3NH3=3CH4GaN(6)4.01013.1molL1解析(6)由表格数据可知，当铁离子开始沉淀时，溶液pH为1.7、铁离子浓度为4.0102 molL1，KspFe(OH)34.0102

23、()34.01038.9，当溶液pH为5.4时，溶液中c(Fe3) molL14.01013.1 molL1。3(2021安徽省安庆市高三第二次模拟)工业上常用辉铜矿(主要成分为Cu2S，含有Fe2O3、CaO、SiO2等杂质)制备重要催化剂CuCl。工艺流程如下：已知：CuCl为难溶于水的白色固体。部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL1计算)。离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe31.13.2Cu24.46.4请回答下列问题：(1)“浸取”过程中Cu2S转化为可溶性铜盐的离子方程式为_。(2)“浸取”是该工艺的第一步，提高浸出

24、率可提高最终产品产率。工程师研究发现单独加入FeCl3溶液时Cu2浸出率很低，但同时加入FeCl3溶液和H2O2时可提高Cu2浸出率，其原因可能是_。进一步研究发现，加入H2O2后随温度升高，一定时间后Cu2浸出率随温度变化的曲线如图。请分析温度高于85 ，Cu2浸出率下降的原因：_。(3)已知Ksp(CaF2)4.01011。经测定“浸出液”中Ca2浓度为4.0103molL1，加入NaF除去溶液中的Ca2，当溶液中c(F)1.0103molL1时，除钙率为_。(4)“除铁”过程包括氧化Fe2、加入CuO调节pH等过程，为达到“除铁”目的需调节溶液pH范围为_。(5)“还原”过程中反应的离子

25、方程式为_。(6)通过“操作X”_(填操作名称)，最终得到CuCl产品。答案(1)Cu2S4Fe3=2Cu24Fe2S(2)H2O2把生成的Fe2又氧化为Fe3，c(Fe3)的浓度增大，Cu2浸出率提高温度升高，H2O2发生了分解(3)99%(4)3.2pH4(或3.24.4)(5)2Cu2SO2ClH2O=2CuClSO2H(6)过滤、洗涤、干燥解析(3)c(Ca2) molL14.0105molL1，除钙率为100%99%。4(2021山西省高三模拟)五氧化二钒(V2O5)在冶金、催化剂、磁性材料等领域有重要作用。实验室以含钒废料(含有V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、有机物等)来

26、制备V2O5的一种工艺流程如下：已知：.含钒离子在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系：pH4668810主要离子VOVOV2O.25 时，难溶电解质的溶度积常数如下表所示：难溶电解质Cu(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2Ksp4.810204.010381.910331.81011请回答下列问题：(1)“焙烧”过程中除了V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO中的某些物质参加反应外，“焙烧”的另一个作用是_。(2)写出“焙烧”过程中生成Mg(VO3)2的化学方程式：_。(3)“调pH”的作用除了沉淀某些金属阳离子外，还有的作用是_。(4)加适量氨水调pH得到滤渣1，若“调p

27、H”为7，通过计算判断Al3是否沉淀完全_(离子浓度1.0105molL1，认为沉淀完全)。(5)若“净化”时直接加入足量的(NH4)2CO3，可能导致的后果为_。(6)“煅烧”时，除生成V2O5外，还生成参与大气循环的气体，该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。(7)全钒液流电池是一种新型电能储存和高效转化装置，该电池是将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质，分别储存在各自的酸性电解液储槽中。其结构原理如图所示：充电时，阳极的电极反应式：_。放电时，电路中每转移1 mol电子，酸性电解液储槽中H变化的数目为_。答案(1)除去含钒废料中的有机物(2)MgCO3V2O3O2M

28、g(VO3)2CO2(3)使溶液中的含钒离子以VO形式存在(4)c(Al3) molL11.91012molL11105molL1，沉淀完全(5)会生成NH4VO3沉淀，降低钒的利用率(6)34(7)VO2eH2O=VO2H2NA解析(3)由图可知调pH后钒元素以VO存在，结合表，pH68时主要离子为VO，故“调pH”的作用除了沉淀某些金属阳离子外，还可以调整V的存在形式，以VO存在。(4)由pH7得c(H)107 molL1，c(OH)107molL1，KspAl(OH)3c(Al3)c3(OH)1.91033，c(Al3) molL11.91012molL11105molL1，则完全沉淀。(6)根据题意煅烧发生反应4NH4VO33O22V2O52N28H2O，O化合价降低，是氧化剂，N化合价升高，是还原剂，则n(氧化剂)n(还原剂)34。(7)充电时，正极做阳极，失电子，V化合价升高，电极反应式为VO2eH2O=VO2H。放电时，负极发生的反应为V2e=V3，正极发生反应：VOe2H=VO2H2O，转移1 mol电子，氢离子变化数目为2NA。