2019高考化學三輪沖刺 大題提分 大題精做6 以適應操作為載體的工藝流程.docx

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大題精做六 以適應操作為載體的工藝流程 1.（2018江蘇卷）以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）為原料，生產氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下： （1）焙燒過程均會產生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為______________________。 （2）添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如圖所示。 已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600℃ 硫去除率=（1—）100% ①不添加CaO的礦粉在低于500℃焙燒時，去除的硫元素主要來源于__________________。 ②700℃焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因是______________________________________________________。 （3）向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由_______________（填化學式）轉化為_______________（填化學式）。 （4）“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=__________________。 【解析】根據(jù)流程，礦粉焙燒時FeS2與O2反應生成Fe2O3和SO2，在空氣中CaO可將SO2轉化為CaSO4；“堿浸”時Al2O3、SiO2轉化為溶于水的NaAlO2、Na2SiO3；Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2， （1）過量SO2與NaOH反應生成NaHSO3和H2O，反應的化學方程式為SO2+NaOH===NaHSO3，離子方程式為SO2+OH?===HSO。（2）①根據(jù)題給已知，多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度高于600℃，不添加CaO的礦粉低于500℃焙燒時，去除的硫元素主要來源于FeS2。②添加CaO，CaO起固硫作用，添加CaO發(fā)生的反應為2CaO+2SO2+O2===2CaSO4，根據(jù)硫去除率的含義，700℃焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低的原因是：硫元素轉化為CaSO4留在礦粉中。（3）“堿浸”時Al2O3、SiO2轉化為溶于水的NaAlO2、Na2SiO3，向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，CO2與NaAlO2反應生成NaHCO3和Al(OH)3，反應的離子方程式為CO2+AlO+2H2O===Al(OH)3↓+HCO，即Al元素存在的形式由NaAlO2轉化為Al(OH)3。（4）Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，反應的化學方程式為FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑，理論上完全反應消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶16。 【答案】（1）SO2+OH?===HSO3? （2）①FeS2②硫元素轉化為CaSO4而留在礦粉中 （3）NaAlO2、Al(OH)3 （4）1∶16 1.(2018山東招遠一中月考）PdCl2廣泛用作催化劑和一些物質的檢測試劑。由Pd(NH3)2Cl2制備PdCl2工藝流程如圖所示。 （1）肼(N2H4)可以被看作二元弱堿，結合質子生成N2H5+或N2H62+。肼與少量稀硫酸混合后，得到產物的化學式為_____________。 （2）對工藝流程圖中的濾液處理辦法最好的是：______ a．返到提鈀廢液中，循環(huán)使用b．轉化為無毒物質后排放 c．深埋于地下 （3）王水溶鈀時，Pd被氧化為H2PdCl4。同時得到唯一還原產物亞硝酰氯（NOCl）。反應消耗的HCl與HNO3的物質的量之比為_____。 （4）趕硝，是將殘余的NO濃度降低到不大于0.04%。實驗數(shù)據(jù)記錄如下： 處理1噸Pd，需要用到HCl和MxOy的總體積至少為_______m3（合理選擇表格里相關數(shù)據(jù)計算）。 （5）煅燒過程發(fā)生分解反應，化學方程式為：_______________________________。 （6）浸有磷鉬酸銨溶液的氯化鈀試紙遇微量CO立即變成藍色。原理較為復雜，第一步是CO還原PdCl2得到Pd單質，同時有常見的氧化物生成。寫出反應原理中第一步的化學方程式：_________________________ ____________________ 【解析】（1）硫酸少量，只能生成N2H5+，化學方程式為2N2H4+H2SO4===(N2H5)2SO4，故答案為：(N2H5)2SO4。（2）對于工業(yè)流程中產生的廢液應該循環(huán)使用，提高原料利用率，故a正確，故答案為：a。（3）王水與Pd反應，氧化產物為H2PdCl4，還原產物為NOCl，化學方程式為5HCl+ HNO3+Pd===H2PdCl4+NOCl+2H2O，根據(jù)反應方程式可知反應消耗的HCl與HNO3的物質的量之比為5∶1，故答案為：5∶1。（4）從實驗結果可知，加入HCl的同時加入MxOy，可大大降低生成的PdCl2中的NO3-的含量，且MxOy用量越多，NO3-的含量越少，MxOy用量相同時，HCl的用量越大，PdCl2中的NO3-的含量越低。當每10gPd的HCl的用量為10mL，MxOy用量為15mL時，NO3-的含量可降低至0.03％，達到處理標準，當處理量為1噸Pd時，需要用到HCl和MxOy的總體積至少為1106g/(10g/10mL+15 mL)= 2.5106cm3=2.5m3，故答案為：2.5。（5）在煅燒過程，會生成氯化氫氣體和PdCl2，反應的化學方程式為H2PdCl4 PdCl2+2HCl↑，故答案為：H2PdCl4 PdCl2+2HCl↑。（6）結合題干信息可推知常見氧化物為CO2，根據(jù)元素守恒可知，H2O參與反應，提供氧原子，反應的化學方程式為H2O+CO+PdCl2===Pd+CO2+2HCl。故答案為：H2O+CO+PdCl2===Pd+CO2+2HCl。 【答案】（1）(N2H5)2SO4 （2） a （3）5∶1 （4）2.5 （5）H2PdCl4PdCl2+2HCl↑ （6）H2O+CO+PdCl2===Pd+CO2+2HCl 2.（2018江西吉安理綜）利用化學原理可以對工廠排放的廢水、廢渣等進行有效檢測與合理處理。某工廠對制革工業(yè)污泥中Cr（Ⅲ）的處理工藝流程如下： 其中硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。 (1)實驗室用18.4molL-1的濃硫酸配制240mL 4.8molL-1的硫酸，需量取濃硫酸__mL；配制時所用玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還需____________。 (2)酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施有____________________。（答出兩點） (3)H2O2的作用是將濾液Ⅰ中的Cr3+轉化為Cr2O，寫出此反應的離子方程式_________________。 (4)常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下： 陽離子 Fe3+ Mg2+ Al3+ Cr3+ 開始沉淀時的ph 2.7 — — — 沉淀完全時的ph 3.7 11.1 5.4（>8溶解） 9（>9溶解） 加入NaOH溶液使溶液呈堿性，Cr2O轉化為CrO。濾液Ⅱ中陽離子主要有_______；但溶液的pH不能超過8，其理由是________________________。 (5)鈉離子交換樹脂的反應原理為Mn++nNaR→MRn+nNa+，利用鈉離子交換樹脂除去濾液Ⅱ中的金屬陽離子是_____。 (6)寫出上述流程中用SO2進行還原時發(fā)生反應的化學方程式：________________。 【解析】（1）設需要濃硫酸的體積為VmL，則18.4molL－1VmL=250mL4.8molL－1，解得V=65.2；配制一定物質的量濃度的溶液需要的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、容量瓶、膠頭滴管，所以還需要250mL容量瓶、膠頭滴管；（2）為了提高浸取率，可以升高溫度（加熱）、攪拌等；（3）H2O2具有強氧化性，能將Cr3＋氧化為Cr2O，H2O2中O元素化合價降低為-2價，Cr元素化合價升高為+6價，根據(jù)氧化還原反應中化合價升降守恒以及電荷、原子守恒可寫出其離子方程式為：2Cr3++3H2O2+H2O===Cr2O+8H+；（4）硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋，加入雙氧水氧化Cr3＋為Cr2O，加入NaOH溶液調節(jié)溶液pH，使溶液呈堿性，Cr2O轉化為CrO；溶液pH=8，F(xiàn)e3＋、Al3＋沉淀完全，濾液II中陽離子主要是Na＋、Ca2+和Mg2＋；pH＞8時，氫氧化鋁會溶解于強堿溶液中，影響鉻離子的回收利用；（5）濾液II中陽離子主要是Na＋、Ca2＋和Mg2＋，故鈉離子交換樹脂交換的離子是鈣離子和鎂離子；（6）二氧化硫具有還原性，被Na2CrO4氧化為SO，Na2CrO4被還原為CrOH(H2O)5SO4，根據(jù)原子守恒以及得失電子守恒寫出反應的方程式為：3SO2+2Na2CrO4+12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4+2NaOH。 【答案】（1）65.2 250 mL容量瓶、膠頭滴管 （2）升高溫度（加熱）、攪拌 （3）2Cr3++3H2O2+H2O===Cr2O+8H+ （4）Na+、Ca2+、Mg2+pH超過8會使部分Al(OH)3溶解生成AlO，最終影響Cr（Ⅲ）回收與再利用 （5）Ca2+、Mg2+ （6）3SO2+2Na2CrO4+12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4+2NaOH 3.（2018四川診斷）氯化銨焙燒菱錳礦制備高純度碳酸錳的工藝流程如下： 已知：①菱錳礦的主要成分是MnCO3，還含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。 ②相關金屬離子[c0(Mn+)=0.1mol/L]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下： ③常溫下，CaF2、MgF2的溶度積分別為1.4610－10、7.4210－11。 回答下列問題： （1）“焙燒”時發(fā)生的主要反應的化學方程式為_________。 分析下列圖1，氯化銨焙燒菱錳礦的最佳條件是：焙燒溫度為500℃。分析選擇反應溫度為500℃的原因_________________。 （2）浸出液“凈化除雜”過程如下：首先加入MnO2將Fe2+氧化為Fe3+，反應的離子方程式為_________；再調節(jié)溶液的pH將Al3+、Fe3+變?yōu)槌恋沓?，溶液pH的范圍為_________；然后加入NH4F將Ca2+、Mg2+變?yōu)镃aF2、MgF2沉淀除去，兩種沉淀共存時溶液中cCa2+cMg2+=_________。 （3）碳化結晶時，反應的離子方程式為_________。 （4）MnCO3在空氣中加熱易轉化為不同價態(tài)的錳的氧化物，其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示，300℃—770℃范圍內，發(fā)生反應的化學方程式為________________________。 【解析】（1）焙燒過程中發(fā)生的主要反應的化學方程式為：MnCO3＋2NH4ClMnCl2＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O；溫度過低，反應速率慢、浸出率低；隨著溫度的升高，錳浸出率逐漸升高，但在500℃以后，錳浸出率增加緩慢，并且在500℃時，錳浸出率已經達到95%以上，溫度過高，浸出率變化不大，成本增加，故焙燒溫度取500℃即可；（2）凈化除雜中加入MnO2將Fe2+氧化為Fe3+，反應的離子方程式為：MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；由表可知，F(xiàn)e3+、Al3+完全沉淀的pH分別為2.8和5.2，Mn2+開始沉淀pH為8.8，故若要將Al3+、Fe3+變?yōu)槌恋沓?，但Mn2+不能沉淀，故需條件pH的范圍為5.2≤pH<8.8；當兩種沉淀共存時，溶液中cCa2+cMg2+=cCa2+?c2F-cMg2+?c2F-=KspCaF2KspMgF2=1.4610－107.4210－11=1.97；（3）“碳化結晶”時，加入碳酸氫銨時HCO的電離促進Mn2+生成MnCO3，同時HCO與電離出的H+反應生成水和CO2，發(fā)生反應的離子方程式為Mn2＋＋2HCOMnCO3＋CO2↑＋H2O；（4）假設起始n(MnCO3)=1mol，則m（MnCO3）=115g，m(Mn)=55g，加熱過程中Mn元素的質量不變，A點時固體質量為115g75.65%=87g，則m(O)=32g，故nMnnO=12，故A點對應的化學式為MnO2，同理可計算出B點對應的化學式為Mn3O4，故300℃—770℃范圍內，發(fā)生反應的化學方程式為：3MnO2===Mn3O4+O2↑。 【答案】（1）MnCO3＋2NH4ClMnCl2＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O 溫度低，速率慢浸出率低；溫度過高，浸出率變化不大，成本增加 （2）MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O 5.2≤pH<8.8 1.97 （3）Mn2＋＋2HCOMnCO3＋CO2↑＋H2O （4）3MnO2===Mn3O4+O2↑ 4.（2018四省名校聯(lián)考）我國是最早發(fā)現(xiàn)并使用青銅器的國家，后母戊鼎是我國的一級文物，是世界上出土的最大最重的青銅禮器?，F(xiàn)代社會中銅的應用常廣泛，銅的回收再利用是化工生產的一個重要領域。實驗室利用廢舊電池的銅帽(Cu、Zn總含量約為99%)回收Cu并制備ZnO的部分實驗過程如下： 請回答下列問題： (1)請寫出一種加快銅帽溶解的方法：__________________。銅帽溶解時通入空氣的作用是__________ _________________(用化學方程式表示)。 (2)調節(jié)溶液pH時，是將溶液的pH調_________(填“大”或“小”)到2~3。 (3)電解精煉粗銅時，陰極的電極反應式為___________________________。工業(yè)上常釆用甲醇燃料電池作為電解精煉銅旳電源，寫岀堿性甲醇燃料電池的負極反應式：___________________________。 (4)已知：pH>11吋，Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成ZnO。室溫下，幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表所小(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為0.01molL－1計算)： ①上表中Fe3+沉淀完全的pH為__________________。 ②由過濾粗銅的濾液制備ZnO的實驗步驟依次為(可選用的試劑：30%H2O2、稀硝酸、1.0molL－1NaOH溶液)： a.___________________________；b. ___________________________；c.過濾； d. ___________________________；e.過濾、洗滌、干燥；f.900℃煅燒。 【解析】(1)加快銅帽溶解可以將銅粉碎，也可以增大硫酸的濃度，適當加熱，以加快化學反應速率；銅帽溶解時通入空氣是讓銅與氧氣、稀硫酸反應生成硫酸銅，方程式為：2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O；故答案為：將銅帽粉碎或攪拌，適當加熱，適當增大硫酸的濃度等均可；2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O；(2)Cu2+和Zn2+在溶液中易發(fā)生水解，故需將溶液的PH值調??；故答案為：??；(3)電解精煉粗銅時，陰極得到純銅，即陰極得電子，電極方程式為：Cu2++2e?===Cu；甲醇燃料電池中燃料甲醇作負極，失去電子，在堿性電解質溶液中的電極反應方程式：CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O；故答案為：Cu2++2e?===Cu；CH3OH-6e?+8OH?===CO+6H2O；(4)①溶液中c(Fe3+)=0.01mol/L，pH=2時鐵離子開始沉淀，即c(OH?)=110?12mol/L，所以Ksp=c(Fe3+)c3(OH?)=110?38。當c(Fe3+)=110?5mol/L時，鐵離子沉淀完全，代入上述公式可以求得此時溶液中c(OH?)=110?11mol/L，即pH為3時，F(xiàn)e3+完全沉淀；故答案為：3；②由過濾粗銅的濾液制備ZnO的實驗步驟依次為：a.加足量30%H2O2溶液充分應，將亞鐵離子充分氧化；b.滴加1.0molL-1Na0H溶液，調節(jié)溶液pH約為7(或5.2≤pH≤7.2)，將溶液中的鐵離子和鋁離子完全轉化為氫氧化物沉淀，且保證鋅離子不沉淀；c.過濾，除去鐵和鋁的氫氧化物沉淀；d.向濾液中加1.0molL?1NaOH溶液，調節(jié)溶液pH約為10(或8.2≤pH≤11)，使鋅離子完全沉淀為氫氧化鋅；e.過濾、洗滌、干燥；f.900℃煅燒。故答案為：a.加足量30%H2O2溶液充分應，b.滴加1.0molL?1Na0H溶液，調節(jié)溶液pH約為7(或5.2≤pH≤7.2)，d.向濾液中加1.0molL?1NaOH溶液，調節(jié)溶液pH約為10(或8.2≤pH≤11)。 【答案】（1）將銅帽粉碎或攪拌，適當加熱，適當增大硫酸的濃度等均可； 2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O （2）小 （3）Cu2++2e?===Cu CH3OH-6e?+8OH?===CO32-+6H2O （4）3 加足量30%H2O2溶液充分應滴加1.0molL?1Na0H溶液，調節(jié)溶液pH約為7(或5.2≤pH≤7.2) 向濾液中加1.0molL?1NaOH溶液，調節(jié)溶液pH約為10(或8.2≤pH≤11) 5.（2018湖北聯(lián)考理綜）利用銀鏡反應給玻璃鍍上一層銀是化學鍍的一種，某化學興趣小組設計的給ABS工程塑料零件先化學鍍，后電鍍的工藝流程如下，回答下列問題： （1）塑料零件不能直接進行電鍍的原因是____________________，Na2CO3溶液可用于除去塑料零件表面的油污，理由是____________________(用離子方程式表示)。 （2）粗化是利用粗化液與塑料表面的高分子化合物反應，使塑料表面粗糙不平；粗化液的主要成分CrO3(鉻酐)，由重鉻酸鈉與濃硫酸加熱熔融反應、再分離除去硫酸氫鈉制得，寫出該反應的化學方程式____________________。 （3）經粗化的塑料表面浸漬過敏化劑氯化亞錫溶液，表面吸附一層易于氧化的Sn2+離子。用氯化亞錫晶體(SnCl22H2O)配制氯化亞錫溶液時，還需要的試劑有____________________。 （4）活化是將經過敏化處理的塑料與硝酸銀溶液反應，在塑料表面吸附一層具有催化活性的金屬微粒，寫出生成有催化活性的金屬微粒的離子方程式____________________。 （5）將經活化處理的塑料置于含有Cu(OH)2、HCHO、NaOH的化學鍍銅液中一段時間，可以在塑料表面鍍上一層厚度為0.05－0.2μm的金屬導電薄層，同時生成HCOONa和H2，若兩種還原產物的物質的量相等，寫出該反應的化學方程式____________________。 （6）塑料經化學鍍的鍍層厚度不能滿足產品的防腐、耐磨等方面的要求，必須采用電鍍鍍到所需的厚度，電鍍時，有金屬導電薄層的塑料作電鍍池的_____極，維持電流強度為1.5A，電鍍5分鐘，理論上塑料表面析出銅__________g。(已知F=96500Cmol－1) 【解析】(1)塑料屬于高分子化合物，分子中原子的價電子都形成了共價鍵，沒有自由移動的電荷，所以塑料不導電，不能直接作電極。Na2CO3屬于強堿弱酸鹽，在水溶液中能發(fā)生水解反應，使溶液顯堿性而能除去油污，其離子方程式為CO+H2OHCO+OH?。(2)由題意知，重鉻酸鈉與濃硫酸熔融下反應生成CrO3和硫酸氫鈉，其反應的化學方程式為：Na2Cr2O7+2H2SO4(濃)2CrO3+2NaHSO4+H2O。(3)因Sn2+易于氧化，表現(xiàn)較強的還原性，可類比Fe2+被氧化為Fe3+時用Fe還原。因此，防止Sn2+被氧化可加入單質錫；類比Fe2+的水解反應使溶液顯酸性，可推測SnCl2溶液也能水解使溶液顯酸性，可加鹽酸抑制其水解。所以用氯化亞錫晶體配制氯化亞錫溶液時還需要的試劑有鹽酸和錫。(4)由流程圖和題干信息可知，經敏化處理的塑料表面含有SnCl2溶液，Sn2+易于氧化，表現(xiàn)較強的還原性，能將硝酸銀中Ag+還原為具有催化活性的銀單質，其離子方程式為2Ag++Sn2+===2Ag↓+Sn4+。(5)由題意可知，“將經活化處理的塑料置于含有Cu(OH)2、HCHO、NaOH的化學鍍銅”，所以反應生成單質銅，銅元素化合價由Cu(OH)2中的+2價變化到Cu的0價，發(fā)生還原反應，Cu是還原產物，氫元素由HCHO中+1價變化到H2中的0價，發(fā)生還原反應，H2是還原產物，則由題意知Cu和H2的化學計量數(shù)之比為1∶1，碳元素由HCHO中0價變化到HCOONa中的+2價，失去電子，根據(jù)電子得失守恒和元素守恒配平方程式，該反應的化學方程式為Cu(OH)2+2HCHO+2NaOHCu+2HCOONa+H2↑+ 2H2O。(6)因為化學鍍的鍍層厚度不合要求，必須用電鍍增加金屬厚度，即將電鍍液中金屬離子還原成金屬單質從而在塑料上析出，所以有金屬導電薄層的塑料作電鍍池的陰極。陰極反應式為：Cu2++2e?===Cu，5min內電路通過的電子物質的量=1.5A5min60s/min96500c/mol=0.0047mol，理論上塑料表面析出銅的質量=120.0047mol65g/mol= 0.15g。 【答案】（1）塑料零件不導電，不能直接作電極CO+H2OHCO+OH? （2）2H2SO4+Na2Cr2O72CrO3+2NaHSO4+ H2O （3） 鹽酸、錫 （4） Sn2++2Ag+===Sn4++2Ag↓ （5） Cu(OH)2+2HCHO+2NaOHCu+2HCOONa+H2↑+ 2H2O （6） 陰 0.15g