2018—2019学年第二学期高考化学工艺流程专题练习题(1)(含有答案)

第1页共24页2018-2019第二学期高考化学工艺流程专题训练（1）1．某混合物浆液含有Al（OH）3、MnO2和少量Na2CrO4．考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用．回答Ⅰ和Ⅱ中的问题．Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）（1）反应①所加试剂NaOH的电子式为．B→C的反应条件为，C→Al的制备方法称为．（2）该小组探究反应②发生的条件．D与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2．由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）．a．温度b．Cl﹣的浓度c．溶液的酸度（3）0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2•xH2O的液态化合物，放热4.28kJ，该反应的热化学方程式为．Ⅱ含铬元素溶液的分离和利用（4）用惰性电极电解时，CrO42﹣能从浆液中分离出来的原因是，分离后含铬元素的粒子是；阴极室生成的物质为（写化学式）．2．Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：回答下列问题：（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示．由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为．（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42﹣形式存在，写出相应反应的离子方程式．（3）TiO2•xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：温度/℃3035404550TiO2•xH2O转化率/%9295979388分析40℃时TiO2•xH2O转化率最高的原因．（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为．（5）若“滤液②”中c（Mg2+）=0.02mol•L﹣1，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c（Fe3+）=1.0×10﹣5，此时是否有Mg3（PO4）2沉淀生成？（列式计算）．FePO4、Mg3（PO4）2的Ksp分别为1.3×10﹣22、1.0×10﹣24（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式．第2页共24页3．水泥是重要的建筑材料．水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物．实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：回答下列问题：（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸．加入硝酸的目的是，还可使用代替硝酸．（2）沉淀A的主要成分是，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为．（3）加氨水过程中加热的目的是．沉淀B的主要成分为、（填化学式）．（4）草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为：MnO4﹣+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O．实验中称取0.400g水泥样品，滴定时消耗了0.0500mol•L﹣1的KMnO4溶液36.00mL，则该水泥样品中钙的质量分数为．4．稀土元素的物理性质和化学性质极为相似，常见化合价为+3价．在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能，所以稀土元素又被称为冶金工业的维生素．其中钇（Y）元素是激光和超导的重要材料．我国蕴藏荇着丰富的含钇矿石（Y2FeBe2Si2O10）．工业上通过如下生产流程可获得氧化钇．已知：①有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如表：离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe3+2.73.7Y3+6.08.2②在元素周期表中，铍元素和铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似．请回答下列问题：（1）写出钇矿石与氢氧化钠共熔时的化学方程式．（2）欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be（OH）2沉淀．则①最好选用盐酸和两种试剂，再通过必要的操作即可实现．a．NaOH溶液b．氨水c．CO2d．HNO3②写出Na2BeO2与足量盐酸发生反应的离子方程式：．（3）已知10﹣2.7=2×10﹣3、10﹣3.7=2×10﹣4，则25℃时，反应Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+的平衡常数K=．如何检验Fe3+是否沉淀完全（回答操作方法，不需设计所用仪器）．（4）①写出生成草酸钇沉淀的化学方程式；②若H2C2O4和湿润的KClO3混合加热到60℃可制得国际公认的高效含氯消毒剂ClO2，写出反应中氧化剂和氧化产物的物质的量之比．在热水中ClO2会发生反应生成Cl2和HClO2，写出反应的化学方程式．第3页共24页5．草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料．一种利用含钴废料（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等）制取CoC2O4的工艺流程如图：（1）“550℃焙烧”的目的是；（2）“浸出液”的主要成分是；（3）“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为；（4）“净化除杂1”过程中，先在40～50℃加入H2O2，其作用是（用离子方程式表示）；再升温至80～85℃，加入Na2CO3溶液，调pH至4.5，“滤渣1”主要成分的是．（5）“净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c（Ca2+）=1.0×l0﹣5mol/L，则滤液中c（Mg2+）为[已知Ksp（MgF2）=7.35×10﹣11、Ksp（CaF2）=1.05×10﹣10]．（6）为测定制得样品的纯度，现称取1.00g样品，将其用适当试剂转化，得到草酸铵[（NH4）2C2O4]溶液，再用过量稀硫酸酸化，用0.1000mol/LKMnO4溶液滴定，达到滴定终点时，共用去KMnO4溶液26.00mL，则草酸钴样品的纯度为．6．草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备．用水钴矿（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等）制取COC2O4•2H2O工艺流程如下：已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等；②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：沉淀物Fe（OH）3Al（OH）3Co（OH）2Fe（OH）2Mn（OH）2完全沉淀的pH3.75.29.29.69.8（1）浸出过程中加入Na2SO3的目的是．（2）NaClO3在反应中氯元素被还原为最低价，该反应的离子方程式为（3）加Na2CO3能使浸出液中某些金属离子转化成氢氧化物沉淀．试用离子方程式和必要的文字简述其原理：（4）滤液I“除钙、镁”是将其转化为MgF2、CaF2沉淀．已知Ksp（MgF2）=7.35×10﹣11、Ksp（CaF2）=1.05×10﹣10，当加入过量NaF后，所得滤液=．（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图1所示，在滤液II中适宜萃取的pH为左右．（6）已知：NH3•H2O⇌NH4++OH﹣Kb=1.8×10﹣5；H2C2O4⇌H++HC2O4﹣Ka1=5.4×10﹣2；HC2O4﹣⇌H+C2O42﹣Ka2=5.4×10﹣5则该流程中所用（NH4）2C2O4溶液的pH7（填“＞”或“＜”或“=”）（7）CoC2O4•2H2O热分解质量变化过程如图2所示（其中600℃以前是隔绝空气加热，600℃以后是在空气中加热）；A、B、C均为纯净物；C点所示产物的化学式是。第4页共24页7．TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点/℃58136181（升华）3161412熔点/℃﹣6925193304714在TiCl4中的溶解性互溶﹣微溶难溶（1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行．已知：TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）△H1=+175.4kJ•mol﹣12C（s）+O2（g）=2CO（g）△H2=﹣220.9kJ•mol﹣1①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4（g）和CO（g）的热化学方程式：．②氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反应的△H0（填“＞”“＜”或“=”），判断依据：．③氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，则尾气的吸收液依次是．④氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有．（2）精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4．示意图如下：物质a是，T2应控制在．8．重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO•Cr2O3，还含有硅、铝等杂质．制备流程如图所示：（1）步骤①的主要反应为：FeO•Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反应配平后FeO•Cr2O3与NaNO3的系数比为．该步骤不能使用陶瓷容器，原因是．（2）滤渣1中含量最多的金属元素是，滤渣2的主要成分是及含硅杂质．（3）步骤④调滤液2的pH使之变（填“大”或“小”），原因是（用离子方程式表示）．（4）有关物质的溶解度如图所示．向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体．冷却到（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多．a.80℃b.60℃c.40℃d.10℃步骤⑤的反应类型是．（5）某工厂用m1kg铬铁矿粉（含Cr2O340%）制备K2Cr2O7，最终得到产品m2kg，产率为．第5页共24页9．污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题．某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2（反应条件已省略）．请回答下列问题：（1）上述流程脱硫实现了（选填下列字母编号）．A．废弃物的综合利用B．白色污染的减少C．酸雨的减少（2）流程图④过程中发生的主要化学反应的方程式为．（3）用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+，其原因是，用MnS除去溶液中的Cu2+的离子方程式为．（4）MnO2可作超级电容器材料．工业上用如图2所示装置制备MnO2．接通电源后，A电极的电极反应式为：，当制备1molMnO2，则膜两侧电解液的质量变化差（△m左﹣△m右）为g．（5）假设脱除的SO2只与软锰矿浆中的MnO2反应．按照如图1示流程，将am3（标准状况）含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为67.2%，最终得到MnO2的质量为ckg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO2kg．10．某铜矿石中铜元素含量较低，且含有铁、镁、钙等杂质离子．某小组在实验室中用浸出﹣萃取法制备硫酸铜：（1）操作I为．操作II用到的玻璃仪器有烧杯（2）操作II、操作III的主要目的是富集铜元素．（3）小组成员利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合反应，制备环保型木材防腐剂Cu2（OH）2CO3悬浊液．多次实验发现所得蓝色悬浊液颜色略有差异，查阅资料表明，可能由于条件控制不同使其中混有较多Cu（OH）2或Cu4（OH）6SO4．已知Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3，Cu4（（OH）6SO4均难溶于水，可溶于酸；分解温度依次为80℃、200℃、300℃．设计实验检验悬浊液成分，完成表中内容．限选试剂：2mol/LHCl、1mol/LH2SO4、0.1mol/LNaOH、0.1mol/LBaCl2、蒸馏水．仪器和用品自选实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量悬浊液，过滤，充分洗涤后，取滤渣于试管中，说明悬浊液中混，有Cu4（OH）6SO4步骤2：另取少量悬浊液于试管中，，说明悬浊液中混有Cu（OH）2（4）上述实验需要1OOmLO.5mol/L的CuS