高中化學工藝流程題

高中化學工藝流程

題

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高中化學工藝流程專題訓練

Co

1.(共14分)

一種含鋁、鋰、鉆的新型電子材料，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)量可

觀，廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在；鉆以Co2O3-CoO的形式

存在,吸附在鋁箔的單面或雙面;鋰混雜于其中。

從廢料中回收氧化鉆(CoO)的工藝流程如下:

Na2CO330%

(1)過程I中采納NaOH溶液溶出廢料中的AL反應的離子方程式

為o

(2)過程II中加入稀H2s酸化后，再加入Nd2s2。3溶液浸出鉆。

則浸出鉆的化學反應方程式為(產(chǎn)物中只有一種酸根)o在

實驗室模擬工業(yè)生產(chǎn)時，也可用鹽酸浸出鉆，但實際工業(yè)生產(chǎn)中不用

鹽酸，請從反應原理分析不用鹽酸浸出鉆的主要原因

(3)過程III得到鋰鋁渣的主要成分是LiF和AI(OH)3,碳酸鈉溶液在

產(chǎn)生AI(OH)3時起重要作用，請寫出該反應的離子方程式

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(4)碳酸鈉溶液在過程III和IV中所起作用有所差別，請寫出在過程

IV中起的作用是

(5)在NQ2c5溶液中存在多種粒子，下列各粒子濃度關系正確的是

(填序號)o

+*123*5

Ac(Na)=2C(CO3)

+2

Bc(Na)>c(CO3')>C(HCO3-)

+

Cc(OH-)>C(HCO3-)>c(H)

+

Dc(OH-)-c(H)==C(HCO3-)

2C(H2CO3)

(6)CoO溶于鹽酸可得粉紅色的CoCb溶液。COO2含結(jié)晶水數(shù)

目差別而呈現(xiàn)差別顏色，利用藍色的無水CoCb吸水變色這一性質(zhì)

可制成變色水泥和顯隱墨水。下圖是粉紅色的CoCI2-6H2O晶體

受熱分解時，剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線，A物質(zhì)的化學式是

(共14分)

(1)2AI+2OH+2H2O=2AIO2-+3H21

(2)4CO2O3-CoO+Nd2s2。3+11H2SO4=12CoSO4+

Na2SO4+11H2O

Co2O3-CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生污染環(huán)境。(合理即可)

3+2

(3)2AI+3CO3'+3H2O=2AI(OH)3；+3CO21

(4)調(diào)整pH,提供CO整，使Cd+沉淀為CoCOa

(5)BCD(有錯不得分,答對2個得1分,全對得2分)

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(6)COCI2*2H2O

Cr

2.（17分）從化工廠銘渣中提取硫酸鈉的工藝如下:

已知：①銘渣含有NcizSS及少量

23+3+

Cr2O7-sFe;②Fe3+、Cr完全沉淀

（cwl.OxlCT5mol-L-1）時pH分別為

3.6和5。

（1）“微熱”除能加快反應速率外，同時

還可以，濾渣A為（填化學式）o

（2）根據(jù)溶解度（S）s溫度（T）曲線，操作B的最佳方法為（填字

母序號）

A.蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾

B.蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過濾

（3）酸化后-可被scV-還原成

Ce,離子方程式為：

___________________；酸C為，

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Cr（OH）3的溶度積常數(shù)Asp[Cr（OH）3]=。

2+2

（4）根據(jù)2CrO4-+2H-Cr2O7-+H2O設計圖示裝置（均為惰

性電極）電解Nd2a溶液制取Na2cr2o7,圖中右側(cè)電極連接電源

的—極,其電極反應式為o

（17分）

（1）促進Fe3+水解生成Fe（OH）3而除去;（2分）Fe（OH）3;（2分）

（2）A（2分）

22+3+2

（3）3SO3-+Cr2O7-+8H=2Cr+3SO4'+4H2O;（3分，化學式

和配平錯誤0分）

H2s。4；（2分）1.0x10-32mo|4.匚4（2分，不帶單位扣]分）

（4）正極，（2分）4OH--4e-=5t+2%。（2分）（無“t”扣分

1分）

Cu

3.（13分）工業(yè)上用某礦渣（含有CzO、AI2O3XFe2O3sSiO?）提

取銅的操作流程如下:

固體混合沉淀B沉淀CC

+2+

已知：Cu2O+2H=Cu+Cu+H2O

AIOH

沉淀物CU(OH)2()3Fe(OH)3Fe(OH)2

開始沉淀pH5.44.01.15.8

沉淀完全pH6.75.23.28.8

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(1)固體混合物A中的成分是o

(2)反應I完成后,鐵元素的存在形式為o(填離子符號)

請寫出生成該離子的離子方程式o

(3)x、y對應的數(shù)值范圍分別是、o

(4)電解法獲取Cu時，陰極反應式為，陽極反應式

為O

(5)下列關于NaCIO調(diào)pH的說法正確的是。

a.加入NaCIO可使溶液的pH降低

b.NaCIO能調(diào)節(jié)pH的主要原因是由于發(fā)生反應CIO-+H+

=HCIO,

CQ-消耗H+,從而到達調(diào)節(jié)pH的目的

c.NaCIO能調(diào)節(jié)pH的主要原因是由于NaCIO水解CIO一

H2O^HCIO+OH-,

OH-消耗H+,從而到達調(diào)節(jié)pH的目的

(6)用NaCIO調(diào)pH,生成沉淀B的同時生成一種具有漂白作用的

物質(zhì)，

該反應的離子方程式為o

(13分)

(1)SiO2sCu(各1分)

(2)Fe2+(2分)

2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+（2分）

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(3)3.2<pH<4.05.24pH<5.4(各1分)

(4)Cu2++2e-=Cu2CI--2e-=C]t(各1分)

(5)b(2分)

2+

(6)5CIO-+2Fe+5H2O=2Fe(OH)3+C「+4HCIO(1分)

(或2Fe2++7Cb+2H++5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+6HCIO)

Fe

4.(15分)綠帆(FeSO4-7H2O)是治療缺鐵性貧血藥品的重要成

分。下面是以市售鐵屑(含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì))為原料生

產(chǎn)純凈綠帆的一種方法：

查詢資料,得相關物質(zhì)的數(shù)據(jù)如下表:

25℃時pH值

飽和H2S溶液3.9

SnS沉淀完全1.6

FeS開始沉淀3.0

FeS沉淀完全5.5

(1)檢驗制得的綠帆晶體中是否含有Fe3+,最好選用的試劑

為O

A.KSCN溶液B.NQOH溶液C.KMnO4溶液D.苯

酚溶液

(2)操作II中，通入硫化氫至飽和的目的是；在溶液中用硫酸酸

化至pH=2的目的是。

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（3）操作IV的順序依次為、冷卻結(jié)晶、o

（4）操作IV得到的綠帆晶體用少量冰水洗滌，其目的是：①除去晶

體表面附著的硫酸等雜質(zhì);②o

（5）測定綠帆產(chǎn)品中Fe2+含量的方法是：Q.稱取2.850g綠砒產(chǎn)品,

溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待測溶液于

錐形瓶中；c.用硫酸酸化的O.OlOOOmol/LKMn。,溶液滴定至

終點，消耗KMnC>4溶液體積的平均值為20.00mL。

①滴定時盛放KMnC>4溶液的儀器為（填儀器名稱）o

②判定此滴定實驗到達終點的方法是。

③計算上述樣品中FeSO4-7H2。的質(zhì)量分數(shù)為。

（15分）

1）AD（2分）

（2）除去溶液中的S?+離子,并防止Fe2+被氧化（2分）；

防止Fe2+離子生成沉淀（2分）

（3）蒸發(fā)濃縮（1分）；過濾洗滌（1分）

（4）降低洗滌過程中FeS。4?7H2。的損耗（2分）

（5）①酸式滴定管（1分）

②滴加最后一滴KMn。,溶液時，溶液變成淺紅色且半分鐘內(nèi)不

褪色。（2分）

③0.975（2分）

Mg

5.（12分）輕質(zhì)碳酸鎂是廣泛應用于橡膠、塑料、食品和醫(yī)藥工業(yè)

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的化工產(chǎn)品，以鹵塊(主要成分為MgCU，含F(xiàn)4+、Fe3+sMM+等

雜質(zhì)離子)為原料制備輕質(zhì)碳酸鎂的工藝流程如下：

鹽酸NaClONaOHNH4HCO3

WJL__1_____3L__

鹵塊“溶解*氧化A調(diào)節(jié)pH”過濾1*熱解=過濾2A

------------------------------__廠碳酸鎂

ill

濾渣CO2濾液

(1)“氧化”一步中發(fā)生反應的離子方程式為O

⑵“調(diào)節(jié)pH”一步應調(diào)節(jié)溶液的pH=9.8,其目的是

⑶“熱解”一步溫度控制在75℃左右，其原因是______o

(4)從"過濾2”步驟中得到的濾液中能回收的鹽類物質(zhì)主要有

(填化學式)。

，表1生成氫氧化物沉淀的pH

物質(zhì)開始沉淀沉淀完全

Fe(OH)32.73.7

Fe(OH)27.69.6

Mn(OH)28.39.8

Mg(0H)29.911.1

注:Fe(OH)2沉淀呈絮狀,不易從溶液中除去。

⑸輕質(zhì)碳酸鎂的成分為堿式碳酸鎂

[MgCO3-Mg(OH)2-3H2O],貝ij“熱解”一步發(fā)生反應的離子方

程式為o

(12分)

(1)00-+2H++2Fe?+===2Fe3++C「+%。(2分)

(2)使Fe3+sMM+等雜質(zhì)離子生成氫氧化物沉淀除去，且盡量

避免Mg2+轉(zhuǎn)化為沉淀。(2分)

⑶溫度太低,反應速率慢,溫度太高NH4HCO3會分解。(2分)

(4)NaCkNH4c1(4分)

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⑸2Mg2++4HCO；+2H2O=2=

MgCO3-Mg(OH)2-3H2O；+3CO21(2分)

Mn

6.(14分)輝銅礦主要成分CU2$,此外還含有少量*5、22。3等

雜質(zhì)，軟鎰礦主要含有MnO2,以及少量Si5、FezQ等雜質(zhì)。

研究人員開發(fā)綜合利用這兩種資源，用同槽酸浸濕法冶煉工藝，制

備硫酸鎰和堿式碳酸銅。主要工藝流程如下：

已知:①Mr)5有較強的氧化性,能將Cu+氧化成Cu2+

②[Cu(NH3)4]S5常溫穩(wěn)定,在熱水溶液中會分解生成NH3

③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍(開始沉

淀和完全沉淀的pH):

Fe3+:1.5-3.2Mr)2+：8.3?9.8Cu2+:4.4-6.4

(1)實驗室配制250mL4.8mol/L的稀硫酸，所需的玻璃儀器除

玻璃棒、量筒、燒杯以外還需要

(2)酸浸時，為了提高浸取率可采納的措施有

____________________(任寫一點)。

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(3)酸浸時，得到浸出液中主要含有CUSOQMnS。,等。寫出

該反應的化學方程式

(4)調(diào)節(jié)浸出液pH=4的作用是

(5)本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是(寫化學式)

(6)獲得的MnSO4-H2O晶體后常見酒精洗滌，主要目的是

(7)用標準的BQCU溶液測定樣品中MnSO4-H2O質(zhì)量分數(shù)時,

發(fā)明樣品純度大于100%(測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略)，

其可能原因有(任寫一種)。

(14分)

(1)250mL容量瓶(1分)、膠頭滴管(1分)

(2)粉碎礦石或適當升高溫度或攪拌(答案合理均給分)

(3)Cu2s+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S；+4H2O

(4)使Fe3+完全生成Fe(OH)3沉淀(5)NH3

(6)減少MnSO4-H2O晶體的損失

(7)混有硫酸鹽雜質(zhì)或部分晶體失去結(jié)晶水

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Pd

7.(11分)有機合成中常見的鈿/活性炭催化劑若長期使用，會被

鐵、有機化合物等雜質(zhì)污染而失去活性，成為廢催化劑。一種由廢

催化劑制取PdCU的工藝流程如下：

廢催化劑甲酸王水濃氨水鹽酸

(1)“焙燒1”通入空氣的目的是_______________O

(2)甲酸在反應中被氧化為二氧化碳，寫出甲酸與PdO反應的

化學方程式:一o

(3)加入濃氨水的過程中，需要控制溶液的pH為8?9,實驗室

中檢測溶液pH的簡單方法是_______________o

(4)寫出“焙燒2”發(fā)生反應的化學方程式:—o

(5)Pd中加入王水的反應可以表示為Pd+HCI+HNO3--A+

Bt+心。(未配平)。其中B為無色有毒氣體，該氣體在空氣中不能

穩(wěn)定存在；A中含有三種元素，其中Pd元素的質(zhì)量分數(shù)為42.4%,H

元素的質(zhì)量分數(shù)為。.8%。則A的化學式為—o

(11分)

(1)使有機化合物等可燃物通過燃燒而除掉(2分)

(2)HCOOH+PdO===Pd+CO21+H2O(2分)

(3)用潔凈的玻璃棒蘸取待測液滴在pH試紙上(2分)

(4)Pd(NH3)2CI2=^==2NH3t+Pd5(2分)

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(5)H2Pdec3分)

Sn

8.(13分)硫酸亞錫(SnSO4)是一種重要的硫酸鹽，廣泛應用于鍍錫

工業(yè)。某研究小

組設計SnSC?4制備路線如下：

鹽酸錫粉碳酸鈉氣體硫酸

IIl_LT,,

SnCh―“酸溶|―，攪拌|-“過半|-，反應i|~“過M漂洗|~M反應H|―?|操作1-|—?SnSO4晶體

濾渣港液

查閱資料：

I.酸性條件下，錫在水溶液中有SB、Sn4+兩種主要存在形式，

SM+易被氧化。

II-SnCU易水解生成堿式氯化亞錫

回答下列問題：

(1)錫原子的核電荷數(shù)為50,與碳元素屬于同一主族，錫元素在周期

表中的位置是O

(2)操作I是—o

(3)SnQ粉末需加濃鹽酸進行溶解，請用平衡移動原理解釋原

因O

(4)加入Sn粉的作用有兩個:①調(diào)節(jié)溶液pH②—o

(5)反應I得到沉淀是SnO,得到該沉淀的離子反應方程式是—o

(6)酸性條件下,Sris。,還可以用作雙氧水去除劑，發(fā)生反應的離子方

程式是—o

(7)該小組通過下列方法測定所用錫粉的純度(雜質(zhì)不參與反應)：

①將試樣溶于鹽酸中，發(fā)生的反應為：Sn+2HCI===SnCI2+

H2t；

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②加入過量的FeCI3;

③用已知濃度的K2O2O7滴定生成的Fe2+,發(fā)生的反應為：

6FeCI2+K2Cr2O7+14HCI===6FeCI3+2KCI+2CrCI3+

7H2O

取1.226g錫粉，經(jīng)上述各步反應后，共用去0.100mol/L

K2O2O7溶液32.0mlo錫粉中錫的

質(zhì)量分數(shù)是o

（13分）

（1）五周期IVA族（1分）

（2）加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌（2分）

（3）SnCl2+H2O=Sn（OH）CI+HCL加入鹽酸，使該平衡向左移

動,抑制SM+水解（2分）

（4）防止SM+被氧化（2分）

2+2

（5）Sn+CO3'===SnOI+CO2f（2分）

2++4+

（6）Sn+H2O2+2H===Sn+2H2O（2分）

（7）93.1%

Ti

9.（14分）二氧化鈦廣泛應用于各類結(jié)構表面涂料、紙張涂層等,

二氧化鈦還可作為制備鈦單質(zhì)的原料。

I.二氧化鈦可由以下兩種方法制備：

1：

方法可用含有FezQ的鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3,其中Ti元素

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化合價為+4價)制取,其主要流程如下:

與反應的離子方程式是

(1)Fe2O3H2SO4

(2)甲溶液中除含TiO2+之外還含有的金屬陽離子有

(3)加Fe的作用是________________________________o

方法水解生成過濾、水洗除去其中的再

2:TiCJTiO2-xH2O,CI-,

烘干、焙燒除去水分得到粉體，此方法制備得到的是納米二氧

化鈦。

水解生成的化學方程式為

(4)①TiCI4TiO2-xH2O

②檢驗中是否被除凈的方法是

TiO2-xH2OCl-

II.二氧化鈦可用于制取鈦單質(zhì)

(5)TiC>2制取單質(zhì)Ti,涉及到的蟒如下:

TiC—TiCI-----------?Ti

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反應②的方程式是，該反應需要在Ar氣氛中進行，請解釋原因:

(14分每空2分)

+3+

(1)Fe2O3+6H=2Fe+3H2O

(2)Fe3+xFe2+

(3)將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+

(4)①TiCl4+僅+2)電。(過量)TiO2-xH2O；+4HCI(寫

==不扣分)

②取少量水洗液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，不產(chǎn)生白色沉

淀，說明ci-已除凈。

(5)TiCI4+2Mg====2MgCI2+Ti

防止高溫下Mg(Ti)與空氣中的或CO2sNR作用

V

1。.(17分)鋼及化合物用途廣泛。工業(yè)上常見含少量AI2O3的鋼

鐵礦(FeOV2O5)堿熔法提取V2O5。簡要流程如下：

已知：①焙燒時可發(fā)生反應：V2O5+AI2O3+2Nc12co3

=^2NaVO3+2NaAIO2+2CO2

②常溫下物質(zhì)的溶解度：NC1VO3?21.2g/100g水；HVO3

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0.008g/100g水

(1)“浸出渣B”的主要成分是o(寫化學式)

(2)生產(chǎn)中，不直接用心5。4浸泡“燒渣A”獲取HVO3的原因

是O

(3)“操作①”包含—、洗滌。假如不洗滌，則產(chǎn)品中可能含有

的金屬陽離子是、

—O下列裝置(部分夾持儀器省去)可用在實驗室進行“操作②”

的是(填序號)

ABCD

(4)NC1VO3用于原油的脫硫技術，由V2O5溶于NciOH溶液中制取,

反應的離子方程式

為O

(5)丫2。5還可用于將硅鐵煉成鋼鐵。生產(chǎn)中加入Cao可節(jié)能減

排。相關反應如下：

2V2O5(I)+5Si(s)+5CaO(s)=4V(s)+5CaSiO3(s);AH}=

-2096.7kJ/mol

已知：CaSiO3(s)=CaO(s)+SiO2(s);AH2=+92.5

kJ/mol

則:2V2O5(I)+5Si(s)=4V(s)+5SiO2(s);AH3

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（17分）

（1）Fe2O3或Fe3O4,可能Fe2O3和Fe3O4（2分）

（2）鄧5與NQVC?3反應生成難溶的HVO3,HVC>3包裹在一些燒渣

的表面，阻礙了反應的進行，從而降低了HVC>3產(chǎn)率，且使產(chǎn)生的

HVC?3不純。此外，鐵的氧化物會和硫酸反應生成鐵離子，增加干擾

離子，消耗硫酸，浪費資源。（4分）

（3）過濾（2分）Nd、AF+（2分）D（2分）

⑷V2O5+2OH-屋=2VQ+%。（3分）（可以沒有加熱符號）

（5）-1634.2kJ/mol（2分）

11.（14分）稀土元素是周期表中IIIB族銃、鈕和鐲系元素的總稱,

它們都是很活潑的金屬，性質(zhì)極為相似，常見化合價為+3o其中鈕

（Y）元素是激光和超導的重要材料。我國蘊藏著豐富的鈕礦石

（Y2FeBe2Si2O10）,以此礦石為原料生產(chǎn)氧化鈕（Y2O3）的主要流程如

下：

NaOH

侯商一>|水溶解］

t

鉆礦石

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已知:①相關金屬離子形成氫氧化物沉淀時的pH如下表:

開始沉淀時的pH完全沉淀時的pH

Fe3+2.73.7

丫3+6.08.2

②在周期表中，鉞、鋁元素處于第二周期和第三周期的對角線位

邕化學性質(zhì)相似。

(1)鈕礦石(Y2FeBe2Si2O10)的組成用氧化物的形式可表示

為0

(2)欲從NQ2SQ3和NwBeOz的混合溶液中制得Be(OH)2沉

淀。貝IJ

①最好選用鹽酸、(填字母)兩種試劑，再通過必要

的操作即可實現(xiàn)。

a.NaOH溶液b.氨水c.CO2氣

d.HNO3

②寫出NsBed與足量鹽酸發(fā)生反應的離子方程

式:。

(3)為使Fe3+沉淀完全，須用氨水調(diào)節(jié)pH=a.則。應控制在

的范圍內(nèi)；繼續(xù)加氨水調(diào)節(jié)pH=b發(fā)生反應的離子方程式

為，檢驗Fe3+是否沉淀完全的操作方法

是O

（14分）

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(1)丫2。3?FeO-2BeO-2SiO2(2分)

2+2+

(2)①b(2分)②：BeO2-+4H=Be+2H2O(3分)

+

(3)3.7<a<6.0(2分)丫3++3NH3?H2O=Y(OH)3；+3NH4

(3分)

取少量濾液，滴加幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變?yōu)檠t

色，若不變血紅色，則說明Fe3+完全沉淀，反之則未完全沉淀

(2分)

Zn

12.(14分)工業(yè)上用閃鋅礦(主要成分為ZnS,還含有FezQ等雜

質(zhì))為原料生產(chǎn)ZnS5-7H2O的工藝流程如下：

濾渣A濾渣B副產(chǎn)品FeOOH濾渣D

FeSO4-7H2O

(1)濾渣A經(jīng)C$2提取后可獲得一種淡黃色副產(chǎn)品，其化學式

為O

(2)浸取過程中Fe2(SC)4)3的作用是。

(3)除鐵過程控制溶液的pH在5.4左右，該反應的離子方程式

為o該過程在空氣入口處設計了一個類似淋浴噴頭的裝置,

其目的是o

(4)置換法除重金屬離子所用物質(zhì)C為o

(5)硫酸鋅的溶解度與溫度之間的關系如下表：

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溫度/℃020406080100

溶解度/g41.854.170.474.867.260.5

從除重金屬后的硫酸鋅溶液中獲得硫酸鋅晶體的實驗操作

為、、過濾、干燥。

（1）S（2）做氧化劑

（3）4Fe2++5+6H2。=4FeOOH+8H+增大空氣與溶液的接觸

面積,加快反應速率。

（4）Zn（鋅）（5）60℃條件下蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶（每空2分）

Zr

13.（16分）

錯產(chǎn)業(yè)是極有發(fā)展?jié)摿扒熬暗男屡d產(chǎn)業(yè),錯（Zr）元素是核反應

堆燃料棒的包裹材料,二氧化錯（ZrO2）可以制造耐高溫納米陶瓷。

我國有豐富的錯英石（ZrS。），含AI2Q3、于5、Fezd等雜質(zhì)，生

產(chǎn)錯流程之一如下：

Cl2

Ir->|Sici4I

才出分譚

1--信----英----石--1一手里

I—~~______水_______________900℃_____Na____

*一|Zr“I—ZrOCfOI------------->|ZrO2|―?|Zr|

焦炭8小忖

試回答下列問題：

（1）寫出上述流程中高溫氣化的反應方程式（碳轉(zhuǎn)化成

CO）:；

（2）寫出ZrOCI2*8H2O在900℃生成ZrO2的反應方程

式；

（3）關于二氧化培納米陶瓷和錯合金的說法不正確的是（單

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選）；

A.二氧化結(jié)納米陶