高考化學復習大題增分專練(一)化學工藝流程

大題增分專練(一)化學工藝流程磷酸鐵鋰(LiFePO4)被認為是最有前途的鋰離子電池正極材料。某企業(yè)利用富鐵浸出液生成磷酸鐵鋰，開辟了處理硫酸亞鐵廢液的一條新途徑。其主要流程如下：H2TiO3TiO2鈦鐵礦-zKNaClOH3PO4NHH2TiO3TiO2鈦鐵礦-zKNaClOH3PO4NH3-H2OL12CO3草酸褲II濾液FePCy.HO彳LiFePS已知：H2TiO3是一難溶于水的物質。鈦鐵礦用濃硫酸處理之前，需要粉碎，其目的是TiO2+水解生成H2TiO3的離子方程式是。加入NaClO發(fā)生反應的離子方程式是在實驗中，從溶液中過濾出H2TiO3后，所得濾液渾濁，應如何操作。為測定鈦鐵礦中鐵的含量，某同學取經濃硫酸等處理的溶液(此時鈦鐵礦中的鐵已全部轉化為二價鐵離子)，采取KMnO4標準溶液滴定Fe2+的方法(不考慮KMnO4與其他物質反應)。在滴定過程中，若未用標準溶液潤洗滴定管，則使測定結果(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)，滴定終點的現(xiàn)象滴定分析時，稱取ag鈦鐵礦，處理后，用cmol/LKMnO4標準液滴定，消耗VmL，則鐵元素的質量分數的表達式為。2?以含有Al2O3、Fe2O3等雜質的鉻鐵礦［主要成分為Fe(CrO2)2］為主要原料生產重鉻酸鈉晶體(Na2Cr2O7?2H2O)的主要工藝流程如下：Na2Na2SO4已知：鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成Na2CrO4和一種紅棕色固體，同時釋放出CO2氣體，且Al2O3+Na2CO3==^=QNaAlO2+CO2f。請回答：在鉻鐵礦Fe(CrO2)2中，Cr的化合價為。濾渣1的成分為，濾渣2的成分為

將濾渣1放入稀硫酸溶解后得溶液W,檢驗該溶液中金屬離子的方法是。鉻鐵礦中的A12O3雜質在工業(yè)上可用來冶煉鋁，該化學方程式為。根據有關國家標準，含CrO2-的廢水要經化學處理，使其濃度降至5.0X10-7mol/L以下才能排放。含CrO2-的廢水處理通常有以下兩種方法。沉淀法：加入可溶性鋇鹽生成BaCrO4沉淀［K(BaCrO4)=1.2x10-10］，再加入可溶性TOC\o"1-5"\h\z4sp4硫酸鹽處理多余的Ba2+。加入可溶性鋇鹽后的廢水中Ba2+的濃度應不小于mol/L，后續(xù)廢水處理方能達到國家排放標準。還原法：CrO2-――礬^Cr3+——水水Cr(OH)3。寫出酸性條件下Cr。2-與綠磯在溶液中反應4h+34的離子方程式：。某高效凈水劑是由K2FeO4得到的，工業(yè)上以溶液W、次氯酸鉀和氫氧化鉀為原料制備K2FeO4，該反應的化學方程式是。(2014.煙臺模擬)某工廠的電鍍污泥中含有銅、鐵等金屬化合物。為實現(xiàn)資源的回收利用并有效防止環(huán)境污染，設計如下工藝流程：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2開始沉淀的pH2.37.64.4完全沉淀的pH3.29.76.4比()2「調pH過濾TFe(()H)3一鐵紅Zk'uSOi溶液一CuCl酸浸后加入h2o2的目的是。調pH步驟中加入的試劑最好是(填化學式)。實驗室進行過濾操作所用到的玻璃儀器有。煮沸CuSO4溶液的原因是。向CuSO4溶液中加入一定量的NaCl、Na2SO3，可以生成白色的CuCl沉淀，寫出該反應的化學方程式：⑶CuCl產品中CuCl的質量分數大于96.50%為國家合格標準。稱取所制備的CuCl樣品0.250Og置于一定量的0.5mol?L-1FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol?L-1的Ce(SO4)2溶液滴定，到達終點時消耗Ce(SO4)2溶液24.60mL。有關的化學反應為Fe3++CuCl===F?++Cu2++C卜，Ce4++Fe2+===F^++Ce3+。通過計算說明該CuCl樣品傾“符合”或“不符合”)國家標準。(4)25°C時，Ksp[Fe(OH)3]=4.0X10-38。Fe3+發(fā)生水解反應Fe3++3也0Fe(OH)3+3H+,該反應的平衡常數為。(2014.清遠模擬)美日科學家因研發(fā)“有機合成中的鈀催化的交叉偶聯(lián)”而獲得諾貝爾化學獎。有機合成常用的鈀/活性炭催化劑長期使用，催化劑會被雜質(如鐵、有機物等)污染而失去活性，成為廢催化劑，故需對其回收再利用。一種由廢催化劑制取氯化鈀(PdClJ的工藝流程如下：廢催化劑甲酸王水濃氨水鹽酸甲酸在反應中的作用是(填“氧化劑”或“還原劑”)。加濃氨水時，鈀元素轉變?yōu)榭扇苄訹Pd(NH3)4]2+,此時鐵元素的存在形式是(寫化學式)。王水是濃硝酸與濃鹽酸按體積比1：3混合而成的，鈀在王水中溶解的過程中有化合物A和一種無色、有毒氣體B生成。氣體B的化學式為；經測定，化合物A由三種元素組成，有關元素的質量分數為Pd：42.4%,H：0.8%。則A的化學式為(4)700C“焙燒1”的目的是，550C“焙燒2”的目的是NiSO4?6H2O是一種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于化學鍍鎳、生產電池等。可以電鍍廢渣(除含鎳外，還含有Cu、Zn、Fe、Cr等雜質)為原料獲得。工藝流程如下圖：步驟一步驟二步驟三步驟四H2SO4NaaSI@n2hINaiCOiMl—SS—NiSO4-6H2O

請回答下列問題：用稀硫酸溶解廢渣時，為了提高浸取率可采取的措施有任寫一點)。向濾液中滴入適量的Na2S溶液，目的是除去Cu2+、Zn2+,寫出除去Cu2+的離子方程式：⑶在40°C左右，用6%的H2O2氧化Fe2+,再在95°C時加入NaOH調節(jié)pH,除去鐵和鉻。此外，還常用NaClO3作氧化劑，在較小的pH條件下水解，最終生成一種淺黃色的黃鐵磯鈉［Na2Fe6(SO4)4(OH)12］沉淀除去。如圖是溫度-pH與生成的沉淀關系圖，圖中陰影部分是黃鐵磯穩(wěn)定存在的區(qū)域［已知25C時，F(xiàn)e(OH)3的氣=2.64x10-39］。下列說法正確的是(選填序號)。^200d1601208040°2468101214pH

溫度-pH與生成沉淀的關系圖FeOOH中鐵為+2價若在25C時，用H2O2氧化Fe2+,再在pH=4時除去鐵，此時溶液中c(Fe3+)=2.64X10-29mol/L用氯酸鈉在酸性條件下氧化Fe2+的離子方程式為6Fe2++C1O-+6H+===6F(3++Q-+3HO2工業(yè)生產中常保持在85?95C生成黃鐵磯鈉，此時水體的pH為1.2?1.8上述流程中濾液III的主要成分是。確定步驟四中Na2CO3溶液足量，碳酸鎳已完全沉淀的簡單實驗方法是(6)操作I的實驗步驟依次為(實驗中可選用的試劑：6moLL-1的H2SO4溶液、蒸餾水、pH試紙)：①②蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，過濾得NiSO4?6H2O晶體；用少量乙醇洗滌NiSO4?6H2O晶體并晾干。答案1.解析：(1)粉碎礦石的目的是增大固體的表面積，加快化學反應速率。(2)TiO2+水解生成H2TiO3的離子方程式為TiO2++2H2O===H，TiO3；+2H+。(3)加入NaClO的目的是氧化Fe2+,反應的離子方程式為CIO-+2Fe2++2H+===2F少+C1-+也0。⑷若所得濾液渾濁，說明沒有達到過濾的目的，應換上新的過濾器，將渾濁濾液重新過濾。(5)若未用標準溶液潤洗滴定管，標準溶液濃度偏小，用量偏多，導致測定結果偏高。滴加最后一滴KMnO4標準溶液時，溶液變成紫紅色，且在半分鐘內不褪色，即說明滴定達到終點。滴定反應的離子方程式為MnO4+5Fe2++8H+===Mi?++5Fe3++4H2O，則鐵的物質的量為5cVX10-3mol，28cV質量為0.28cVg，所以礦石中Fe元素的質量分數為％。a答案：(1)增大固體的表面積，加快化學反應速率TiO2++2H2O===HJiOj+2H+C1O-+2Fe2++2H+===2F^++Cl-+H2O換上新的過濾器，將渾濁濾液重新過濾偏高滴加最后一滴KMnO4標準溶液，溶液變成紫紅色，且在半分鐘內不褪色28心%a解析：本題所用原料為含有雜質A12O3、Fe2O3的鉻鐵礦[主要成分為Fe(CrO2)2]，在制取過程中要除掉Al2O3和Fe2O3，觀察題給工藝流程及已知信息知，煅燒后產物為CO2、Na2CrO4、NaAlO2和Fe2O3，所以濾渣1為Fe2O3，濾渣2為A1(OH)3。(1)根據正、負化合價代數和為零知，在Fe(CrO2)2中,Cr的化合價為+3。⑵濾渣1為Fe2O3,濾渣2為A1(OH)3。⑶將濾渣1放入稀硫酸中生成硫酸鐵，檢驗Fe3+可用硫氰化鉀溶液。(4)工業(yè)上電解熔融氧化鋁得到單質鋁，即2Al2O3====^4Al+3O2(5)①Ksp(BaCrO4)=c(Ba2+).c(CrO4-)=1.2x10-10,又c(CrO2-)=5.0x10-7mol/L,故c(Ba2+)=2.4x10-4mol/L,即加入可溶性鋇鹽后的廢水中Ba2+的濃度應不小于2.4X10-4mol/L。②在酸性條件下，CrO2-和Fe2+發(fā)生氧化還原反應：CrO]-+3Fe2++8H+===CP++3Fe3++4H2O。(6)反應物為Fe2(SO4)3、KClO、KOH,生成物為K2FeO4、KCl、K2SO4和H2O,故Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH===2兀FeO4+3K2SO4+3KCl+5H2O。答案:(1)+3⑵Fe2O3Al(OH)3(3)取少量溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅，證明有Fe3+(其他合理答案也可)(4)2Al2O3====mAl+3O2f(5)①2.4X10-4②CrO]-+3Fe2++8H+===CP++3Fe3++4H2O(6)Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH===2鳥FeO4+3K2SO4+3KCl+5H2O解析：(1)為了不引入新雜質，調節(jié)pH的試劑最好是能與硫酸反應的含有Cu的化合物，如CuO、CuCO3或Cu(OH)2等。⑵利用加入試劑的性質可知Cu2+被還原為Cu+,SO2-被氧化為SO]-，由此可寫出反應的方程式。(3)利用題中已知反應可得關系式：CuCl?Ce(SO4)2，故CuCl樣品中CuCl的質量分數為(0.1000mol?L-1X0.02460LX99.5g?mol-1片0.2500gX100%=97.91%>96.50%,故產品符合國家標準。(4)常溫下，該水解反應的平

衡常數K=c3(H+)/c(Fe3+)=c3(H+)?c3(0H-)/c(Fe3+)?c3(0H-)=KW/Ksp[Fe(OH)3]=10-42/(4.0X10-38)=2.5X10-5。答案：(1)將Fe2+氧化成Fe3+,便于調整pH與Cu2+分離CuO[或Cu(OH)2、CuCO3等]漏斗、燒杯、玻璃棒除凈溶液中的H2O2，避免影響下一步CuCl的生成2CuSO+2NaCl+NaSO+HO===2CuCl；+2NaSO+HSO,42322424符合(4)2.5X10-5解析：⑴根據框圖上的信息可知，加入甲酸后PdO轉化成了Pd,則甲酸的作用是還原劑。⑵鐵元素被王水氧化后的價態(tài)一定是+3價，在加濃氨水后轉化為Fe(OH)3。0.8:424：5681：106：35.5(3)王水中的硝酸被還原后生成的無色、有毒氣體應該是NO,0.8:424：5681：106：35.5=0.8：0.4：1.6=2：1：4,故化合物A的化學式為H2PdCl4。⑷根據信息可知，廢催化劑中除了含有鈀元素之外，還含有活性炭、鐵、有機物等雜質，活性炭和有機物可以通過焙燒除去，故700°C“焙燒1”的目的是除去活性炭和有機物；550C“焙燒2”的對象是Pd(NH3)2Cl2，產物是PdCl2，故550C“焙燒2”的目的是脫氨或將Pd(NH3)2Cl2轉變?yōu)镻dCl2。答案：(1)還原劑(2)Fe(OH)3①NO②H2PdCl4除去活性炭及有機物脫氨[或將Pd(NH3)2Cl2轉變?yōu)镻dCl2]解析：⑴提高浸取率可采取將廢渣粉碎、加熱、攪拌以及增大硫酸濃度等措施。K[Fe(OH)](3)FeOOH中鐵是+3價，a錯誤。pH=4，c(OH-)=1X10-10moLL-1,c(Fe3+)=sC3^qh)3=2.64X10-9mol?L-1,b錯誤。c項符合電荷守恒、得失電子守恒等守恒關系，也符合反應的酸堿性，正確。觀察