2019高考数学三轮冲刺大题提分大题精做6以适应操作为载体的工艺流程

大题精做六以适应操作为载体的工艺流程1.（2018江苏卷）以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：（1）焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为______________________。（2）添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃硫去除率=（1—焙烧后矿粉中硫元素总质量焙烧前矿粉中硫元素总质量）×100%①不添加CaO的矿粉在低于500℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于__________________。②700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是______________________________________________________。（3）向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由_______________（填化学式）转化为_______________（填化学式）。（4）“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=__________________。【解析】根据流程，矿粉焙烧时FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2，在空气中CaO可将SO2转化为CaSO4；“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3；Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，（1）过量SO2与NaOH反应生成NaHSO3和H2O，反应的化学方程式为SO2+NaOH===NaHSO3，离子方程式为SO2+OH−===HSO−3。（2）①根据题给已知，多数金属硫酸盐的分解温度高于600℃，不添加CaO的矿粉低于500℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于FeS2。②添加CaO，CaO起固硫作用，添加CaO发生的反应为2CaO+2SO2+O2===2CaSO4，根据硫去除率的含义，700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低的原因是：硫元素转化为CaSO4留在矿粉中。（3）“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3，向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，CO2与NaAlO2反应生成NaHCO3和Al(OH)3，反应的离子方程式为CO2+AlO−2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO−3，即Al元素存在的形式由NaAlO2转化为Al(OH)3。（4）Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，反应的化学方程式为FeS2+16Fe2O3=====焙烧11Fe3O4+2SO2↑，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶16。【答案】（1）SO2+OH−===HSO3−（2）①FeS2②硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中（3）NaAlO2、Al(OH)3（4）1∶161.(2018山东招远一中月考）PdCl2广泛用作催化剂和一些物质的检测试剂。由Pd(NH3)2Cl2制备PdCl2工艺流程如图所示。（1）肼(N2H4)可以被看作二元弱碱，结合质子生成N2H5+或N2H62+。肼与少量稀硫酸混合后，得到产物的化学式为_____________。（2）对工艺流程图中的滤液处理办法最好的是：______a．返到提钯废液中，循环使用b．转化为无毒物质后排放c．深埋于地下（3）王水溶钯时，Pd被氧化为H2PdCl4。同时得到唯一还原产物亚硝酰氯（NOCl）。反应消耗的HCl与HNO3的物质的量之比为_____。（4）赶硝，是将残余的NO−3浓度降低到不大于0.04%。实验数据记录如下：处理1吨Pd，需要用到HCl和MxOy的总体积至少为_______m3（合理选择表格里相关数据计算）。（5）煅烧过程发生分解反应，化学方程式为：_______________________________。（6）浸有磷钼酸铵溶液的氯化钯试纸遇微量CO立即变成蓝色。原理较为复杂，第一步是CO还原PdCl2得到Pd单质，同时有常见的氧化物生成。写出反应原理中第一步的化学方程式：_____________________________________________【解析】（1）硫酸少量，只能生成N2H5+，化学方程式为2N2H4+H2SO4===(N2H5)2SO4，故答案为：(N2H5)2SO4。（2）对于工业流程中产生的废液应该循环使用，提高原料利用率，故a正确，故答案为：a。（3）王水与Pd反应，氧化产物为H2PdCl4，还原产物为NOCl，化学方程式为5HCl+HNO3+Pd===H2PdCl4+NOCl+2H2O，根据反应方程式可知反应消耗的HCl与HNO3的物质的量之比为5∶1，故答案为：5∶1。（4）从实验结果可知，加入HCl的同时加入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用量相同时，HCl的用量越大，PdCl2中的NO3-的含量越低。当每10gPd的HCl的用量为10mL，MxOy用量为15mL时，NO3-的含量可降低至0.03％，达到处理标准，当处理量为1吨Pd时，需要用到HCl和MxOy的总体积至少为1×106g/(10g/10mL+15mL)=2.5×106cm3=2.5m3，故答案为：2.5。（5）在煅烧过程，会生成氯化氢气体和PdCl2，反应的化学方程式为H2PdCl4=====煅烧PdCl2+2HCl↑，故答案为：H2PdCl4=====煅烧PdCl2+2HCl↑。（6）结合题干信息可推知常见氧化物为CO2，根据元素守恒可知，H2O参与反应，提供氧原子，反应的化学方程式为H2O+CO+PdCl2===Pd+CO2+2HCl。故答案为：H2O+CO+PdCl2===Pd+CO2+2HCl。【答案】（1）(N2H5)2SO4（2）a（3）5∶1（4）2.5（5）H2PdCl4=====煅烧PdCl2+2HCl↑（6）H2O+CO+PdCl2===Pd+CO2+2HCl2.（2018江西吉安理综）利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr（Ⅲ）的处理工艺流程如下：其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。(1)实验室用18.4mol·L-1的浓硫酸配制240mL4.8mol·L-1的硫酸，需量取浓硫酸__mL；配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需____________。(2)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有____________________。（答出两点）(3)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O2−7，写出此反应的离子方程式_________________。(4)常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：阳离子Fe3+Mg2+Al3+Cr3+开始沉淀时的ph2.7———沉淀完全时的ph3.711.15.4（8溶解）9（9溶解）加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O2−7转化为CrO2−4。滤液Ⅱ中阳离子主要有_______；但溶液的pH不能超过8，其理由是________________________。(5)钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaR→MRn+nNa+，利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子是_____。(6)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式：________________。【解析】（1）设需要浓硫酸的体积为VmL，则18.4mol·L－1×VmL=250mL×4.8mol·L－1，解得V=65.2；配制一定物质的量浓度的溶液需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、容量瓶、胶头滴管，所以还需要250mL容量瓶、胶头滴管；（2）为了提高浸取率，可以升高温度（加热）、搅拌等；（3）H2O2具有强氧化性，能将Cr3＋氧化为Cr2O2−7，H2O2中O元素化合价降低为-2价，Cr元素化合价升高为+6价，根据氧化还原反应中化合价升降守恒以及电荷、原子守恒可写出其离子方程式为：2Cr3++3H2O2+H2O===Cr2O2−7+8H+；（4）硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋，加入双氧水氧化Cr3＋为Cr2O2−7，加入NaOH溶液调节溶液pH，使溶液呈碱性，Cr2O2−7转化为CrO−4；溶液pH=8，Fe3＋、Al3＋沉淀完全，滤液II中阳离子主要是Na＋、Ca2+和Mg2＋；pH＞8时，氢氧化铝会溶解于强碱溶液中，影响铬离子的回收利用；（5）滤液II中阳离子主要是Na＋、Ca2＋和Mg2＋，故钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子；（6）二氧化硫具有还原性，被Na2CrO4氧化为SO2−4，Na2CrO4被还原为CrOH(H2O)5SO4，根据原子守恒以及得失电子守恒写出反应的方程式为：3SO2+2Na2CrO4+12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4+2NaOH。【答案】（1）65.2250mL容量瓶、胶头滴管（2）升高温度（加热）、搅拌（3）2Cr3++3H2O2+H2O===Cr2O2−7+8H+（4）Na+、Ca2+、Mg2+pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO−2，最终影响Cr（Ⅲ）回收与再利用（5）Ca2+、Mg2+（6）3SO2+2Na2CrO4+12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4+2NaOH3.（2018四川诊断）氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：已知：①菱锰矿的主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。②相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：③常温下，CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10－10、7.42×10－11。回答下列问题：（1）“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_________。分析下列图1，氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是：焙烧温度为500℃。分析选择反应温度为500℃的原因_________________。（2）浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为_________；再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为沉淀除去，溶液pH的范围为_________；然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+变为CaF2、MgF2沉淀除去，两种沉淀共存时溶液中c(Ca2+)c(Mg2+)=_________。（3）碳化结晶时，反应的离子方程式为_________。（4）MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示，300℃—770℃范围内，发生反应的化学方程式为________________________。【解析】（1）焙烧过程中发生的主要反应的化学方程式为：MnCO3＋2NH4Cl====△MnCl2＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O；温度过低，反应速率慢、浸出率低；随着温度的升高，锰浸出率逐渐升高，但在500℃以后，锰浸出率增加缓慢，并且在500℃时，锰浸出率已经达到95%以上，温度过高，浸出率变化不大，成本增加，故焙烧温度取500℃即可；（2）净化除杂中加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；由表可知，Fe3+、Al3+完全沉淀的pH分别为2.8和5.2，Mn2+开始沉淀pH为8.8，故若要将Al3+、Fe3+变为沉淀除去，但Mn2+不能沉淀，故需条件pH的范围为5.2≤pH8.8；当两种沉淀共存时，溶液中c(Ca2+)c(Mg2+)=c(Ca2+)•c2(F-)c(Mg2+)•c2(F-