化學(xué)解答題練習(xí)（四）原卷版-2021年高考化學(xué)解答題專練（元素化合物與工藝流程）

化學(xué)解答題練習(xí)(四)原卷版

1.澳酸鎘［Cd(BrO3)2］常用做分析試劑、生產(chǎn)熒光粉等.以鎘鐵礦(成分為CdCh、Fe2Ch、FeO

及少量的ALCh和SiCh)為原料制備［Cd(BrO3)2］的工藝流程如圖：

稀成酸CHjOHH2a溶液K2c6溶HBrOj

速治2戒液

已知Cd(SO4)2溶于水，回答下列問題：

(1)為提高鎘的浸取率，酸浸時可采取的措施有_(任寫兩種即可)。

(2)還原鎘時，產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為一。

(3)加入H2O2溶液的目的是_。

(4)濾渣2的主要成分為一(填化學(xué)式)

(5)已知鎘鐵礦中CdCh的含量為72%,整個流程中鎘元素的損耗率為10%,則2t該鎘鐵

礦可制得Cd(BrO3)2(摩爾質(zhì)量為368g/mol)質(zhì)量為_kg。

2.某油脂廠廢棄的油脂加氫銀催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量其他不

溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的銀制備硫酸鎂晶體(NiSOh7H2O)：

NaOH溶液稀H?SO,H?。?溶液NaOH溶液

濾液①濾渣②濾渣③

溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：

金屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+

開始沉淀時(c=0.01moLLT)的pH7.23.72.27.5

沉淀完全時(c=1.0xl(f5mol.LT)的pH8.74.73.29.0

回答下列問題：

(1)“堿浸”中NaOH的兩個作用分別是。為回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”

調(diào)為中性，生成沉淀。寫出該反應(yīng)的離子方程式o

(2)“濾液②”中含有的金屬離子是o

(3)“轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是o若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”，

即“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子為

NaOU溶液H,0：溶液

濾渣③

3.實驗室模擬工業(yè)上用鋁污泥(含有CnCh、Fe2O3,SiC)2等)制備KzCnO的工藝流程如下:

濃鹽酸KOH溶液HzOz溶液

鋁污泥一酸浸一?溶液一KCrOz溶液-KzCrO,溶液——4KzCrQ,晶體

灌液1濃淡2

已知：①Cr(OH)3不溶于水，與Al(0H)3類似，具有兩性;

②酸性條件下，H2O2可將+6價的Cr還原為+3價的Cr：

③+6價的Cr在溶液pH<5時，主要以Cr2。歹的形式存在：在pH>7時，主要以CrOf的形

式存在;

④部分物質(zhì)溶解度曲線如圖所示:

(

O

X

M

0

0

-

)

速

翼

坡

(1)用KOH調(diào)節(jié)pH至11-12的目的是。

(2)寫出加入30%比。2過程中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式：—。

(3)流程中KKrC)4溶液含有少量過氧化氫，經(jīng)過多步處理制得K2Cr2O7晶體。請補充完整

由K2CrCh溶液為原料制備LCnCh晶體的實驗方案：取一定量流程中的KzCrOa溶液于燒杯

中，一,一,一,過濾、冰水洗滌及干燥。(實驗中必須使用的試劑：稀鹽酸)

(4)鐵明磯［ALFe(SO4)4-24H2。］在空氣中能被氧氣氧化，久置后生成鹽A,鹽A的化學(xué)式

為ALFe(OH)x(SO4)4-24H2O。為確定鹽A的化學(xué)式，學(xué)習(xí)小組進行如下實驗：

①取一定質(zhì)量的鹽A樣品溶于足量的稀硫酸中，將溶液分為兩等份。

②其中一份與酸性KzCnCh溶液充分反應(yīng)(反應(yīng)后C^O于被還原成CB),消耗濃度為

0.3000mol-L-'的KzCrzO溶液25.00mL；

③往另一份溶液中加入足量稀氨水，在空氣中微熱并攪拌使之充分反應(yīng)，待沉淀不再變化后

過濾，將沉淀洗滌并充分灼燒后稱量，得9.10g干燥固體粉末。

通過計算確定x的值—（寫出計算過程）。

4.二草酸合銅（II）酸鉀晶體{K2[CU（C2O4）2J-2H2O},微溶于冷水，可溶于熱水，微

溶于酒精，干燥時較為穩(wěn)定，加熱時易分解。

（I）用氧化銅和草酸為原料制備二草酸合銅（II）酸鉀晶體的流程如下:

軾化銅一

混介50TC過渡

淀液一產(chǎn)品

去離子水一Kg加熱

0酸KHC。溶液一?

微熱

力口熱

=

已知：H2C2O4^=COt+CO2t+H2Oo回答下列問題:

（1）將H2c2。4晶體加入去離子水中，微熱，溶解過程中溫度不能太高，原因是。

（2）將CuO與KHC2O4的混合液在50℃下充分反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

（3）50℃時，加熱至反應(yīng)充分后的操作是（填字母）。

A放于冰水中冷卻后過濾B自然冷卻后過濾C趁熱過濾D蒸發(fā)濃縮、冷卻后過濾

（II）以CUSO#5H2。晶體和K2c2。4固體為原料制備二草酸合銅（II）酸鉀晶體。

實驗步驟：將CuSO4-5H2O晶體和K2c2。4固體分別用去離子水溶解后，將K2c2。4溶液逐

滴加入硫酸銅溶液中，有晶體析出后放在冰水中冷卻，過濾，用酒精洗滌，在水浴鍋上炒干。

炒時不斷攪拌，得到產(chǎn)品。

（4）用酒精而不用冷水洗滌的目的是

（III）產(chǎn)品純度的測定：準確稱取制得的晶體試樣ag溶于NH3H2O中，并加水定容至

250mL,取試樣溶液25.00mL,再加入10mL的稀硫酸，用bmol-L」的KMnCU標準液滴

定，消耗KMnCU標準液VmL。

（5）滴定時，下列滴定方式中，最合理的是（填字母）。（夾持部分略去）

（6）若在接近滴定終點時，用少量蒸播水將錐形瓶內(nèi)壁沖洗一下，再繼續(xù)滴定至終點，實

驗結(jié)果會（填“偏大’偏小”或“無影響”）。

5.鋰離子電池是目前具有最高比能量的二次電池。LiFePCU可極大地改善電池體系的安全

性能，且具有資源豐富、循環(huán)壽命長、環(huán)境友好等特點，是鋰離子電池正極材料的理想選擇。

生產(chǎn)LiFePCh的一種工藝流程如圖：

氨水調(diào)pH=2.0?3.0

磷酸和

硝酸鐵溶液

ivm

15

已知：①K、p[Fe(OH)3]=4.0xlO印，KsP(FePO4xH2O)=1.0x10?

②葡萄糖分子式為C6Hl2。6

回答下列問題：

(1)在合成磷酸鐵時，步驟I中pH的控制是關(guān)鍵。如果pH<1.9,Fe3+沉淀不完全，影響

產(chǎn)量；如果pH>3.0,則可能存在的問題是。

(2)步驟H中，洗滌是為了除去FePO#xH2O表面附著的等離子。

(3)取三組FePO’xbhO樣品，經(jīng)過高溫充分煨燒測其結(jié)晶水含量，實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗序號123

固體失重質(zhì)量分數(shù)/%19.920.120.0

樣品起始質(zhì)量-乘I］余固體質(zhì)量

固體失重質(zhì)量分數(shù)=樣品起始質(zhì)量P"

則*=(精確至0.1)。

(4)步驟HI中研磨的作用是o

(5)在步驟W中生成了LiFePO4、CO2和H2O,則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為

(6)H3P是三元酸，如圖是溶液中含磷微粒的物質(zhì)的量分數(shù)(3)隨pH變化示意圖。則PO

『第一步水解的水解常數(shù)K,的數(shù)值最接近(填字母)。

A.10-12.4B.10-L6C.10-72D.10-4.2

6.以黃鐵礦制硫酸產(chǎn)生的硫酸渣（含F(xiàn)e2O3、Fe3CU、SiO2>AI2O3等）為原料制備納米鐵粉的

部分工藝流程如下：

濾渣濾液

（1）“酸溶”過程中H2s04過量的目的是。

（2）“沉淀”過程中空氣參與反應(yīng)的離子方程式為。

（3）為了確保納米鐵粉的純度，“沉淀”過程需要調(diào)節(jié)溶液的pH的范圍是3.2~3.5,其原因可

能是。

（4）“還原”過程中加入NaBHq時,要同時通入氮氣并不斷攪拌，通入氮氣的作用為—。

（5）利用納米鐵粉可去除水體中的重金屬Pb?+,中性條件下去除率最高，而酸性或堿性條件

下去除率均有明顯下降，如下圖。

①酸性條件下，去除率下降的原因是。

②堿性條件下去除率下降的原因可能是一（填字母）。

a.納米鐵粉在堿性條件溶解

b.Pb?+在堿性條件生成沉淀

Pb2+在堿性條件生成的沉淀又被堿溶解

7.二氧化飾(CeO?)是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢

玻璃粉末(含Si。？、Feq-CeO2,FeO等物質(zhì))。某課題組以此粉末為原料，設(shè)計如下流

程對資源進行回收，得到純凈的和硫酸鐵錢晶體。

硫酸筱

-

廢

玻

粉

末

濾液3

已知：CeC)2不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液。

回答下列問題：

(1)廢玻璃粉末與稀硫酸充分反應(yīng)后，過濾要用到的玻璃儀器有玻璃棒、；“操作X”

是將溶液1、過濾、洗滌、干燥得到硫酸鐵鍍晶體。

(2)向濾液1中加入稀硫酸、H2。？溶液的目的是。濾渣1中加稀硫酸和溶液發(fā)生

反應(yīng)的離子方程式為。

(3)要證明濾液1中含有Fe?+,可選用的試劑為o

(4)由濾液2生成Ce(OH)4的離子方程式為.

(5)取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.531g，加硫酸溶解后，用濃度為0.1000mol-L?

的FeSO4標準溶液滴定至終點時作市元素被還原為Ce，+)，消耗25.00mLFeS04標準溶

液.該產(chǎn)品中Ce(OH%的質(zhì)量分數(shù)為(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

8.二氧化鈾(CeCh)是一種重要的稀土化合物。以氟碳鈾礦(主要含CeCChF)為原料制備CeO2

的一種工藝流程如圖：

CeO2

(I)CeCO3F中Ce元素的化合價為。

(2)酸浸過程中的鹽酸可用稀硫酸和H2O2替換。寫出替換后的反應(yīng)的離子方程式

替換的優(yōu)點有(寫一點即可)。

(3)生成Ce(0H)4的反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。

-1

(4)取上述流程中得到的CeCh產(chǎn)品0.4500g,加硫酸溶解后，用0.1000mol-LFeSO4

標準溶液滴定至終點時(Ce4+被還原為Ce3+,其它雜質(zhì)均不反應(yīng))，消耗22.50mL標準溶液。

則該產(chǎn)品中CeCh的質(zhì)量分數(shù)為。

(5)CeCh是汽車尾氣凈化催化劑中最重要的助劑，工作原理如圖所示。寫出該過程的總反

應(yīng)的化學(xué)方程式。

9.碘酸鈣［Ca(IO3)2］是重要的食品添加劑。實驗室制取Ca(IO3?H2O的實驗流程如圖:

HQ<1：

1_1__

“的CCL溶清一""樣化—?分離--水層——C.I62HQ

CCL

已知：碘酸是易溶于水的強酸，不溶于有機溶劑。

(1)轉(zhuǎn)化步驟是為了制得碘酸，該過程在圖1所示的裝置中進行。

圖I

①當觀察到現(xiàn)象時，停止通入氯氣

②轉(zhuǎn)化時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

(2)除去HI03水溶液中少量12單質(zhì)的實驗操作為直至用淀粉溶液檢驗不出碘單

質(zhì)的存在。

已知：①Ca(IO3)2-6H2O是一種難溶于水的白色固體，在堿性條件下不穩(wěn)定。

②Ca(IO3)2-6H2。加熱升溫過程中固體的質(zhì)量變化如圖2所示

二

&

5

±

亙

與

菱

圖2

(3)Ca(IO)3?6H2。在100?160℃條件下加熱得到的物質(zhì)成分是

(4)下列說法正確的是

A.轉(zhuǎn)化過程中CC14的作用只是增大12的溶解量，提高12的利用率

B.為增大轉(zhuǎn)化過程的反應(yīng)速率，可適當加快通C12的速度

C.以除碘后的水層為原料，加入過量的Ca(OH)2溶液，過濾，洗滌可得到Ca(IO3)2-6H2O

D.對已除碘后的水層為原料得到的沉淀Ca(IO3)2?6H2O進行洗滌，洗滌沉淀至洗滌后濾液

滴加AgNCh溶液不再有沉淀產(chǎn)生

10.研究人員從處理廢舊線路板后的固體殘渣(含SnO2、PbCh等)中進一步回收金屬錫(Sn),

一種回收流程如下。

焦炭

已知：i.5°Sn、82Pb為IVA族元素；

ii.SnO?、PbCh與強堿反應(yīng)生成鹽和水。

（DSn在空氣中不反應(yīng),Pb在空氣中表面生成一層氧化膜,結(jié)合原子結(jié)構(gòu)解釋原因

（2）SnCh與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

（3）濾液1中加入Na2s的目的是除鉛，將相關(guān)方程式補充完整：

Na2Pb