2020届高三化学二轮复习无机综合化工流程综合题的研究控制反应条件核心突破经典例题提升训练答案解析

《高考12题逐题突破》：无机综合（化工流程综合题的研究）——控制反应条件【经典例题】1．如何加快反应速率，提高“浸出率”？________________________________________________________________________。答案①将原料粉碎；②适当加热；③充分搅拌；④适当提高浸取液的浓度等2．化工流程中(1)调溶液pH的一般作用是什么？________________________________________________________________________。(2)调溶液pH常用的试剂有哪些？________________________________________________________________________。答案(1)常利用题给金属离子沉淀的pH信息，使特定金属离子以氢氧化物沉淀出来(2)调溶液pH常用氢氧化钠、碳酸钠、金属氧化物[还有酸性气体(二氧化硫)、稀盐酸或稀硫酸]等【提升训练答案+解析】1．已知Fe(OH)3、Fe(OH)2、Mn(OH)2开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示。物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，采取的措施是____________________。答案先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH至3.7≤pH＜8.3解析控制溶液的pH：通过控制溶液的酸碱性使其中的Fe3＋形成氢氧化物沉淀。2．(1)由折线图分析产生三硫化钼沉淀的过程中应选择的最优温度和时间是________。(2)利用化学平衡移动原理分析低于或高于最优温度时，MoS3的产率均下降的原因(流程见下图)：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)40℃，30min(2)温度太低不利于H2S逸出；温度太高，盐酸挥发，溶液中c(H＋)下降，都不利于反应正向进行解析(1)由图像分析可知，在40℃时的产率比其他温度下都高，反应进行到30min时产率达到最大值，所以产生三硫化钼沉淀的最优温度和时间是40℃、30min。(2)(NH4)2MoS4与盐酸反应的离子方程式为：MoS2－4＋2H＋===MoS3↓＋H2S↑，如果温度太低不利于H2S逸出，温度太高，盐酸挥发，使溶液中c(H＋)下降，都不利于反应正向进行。3．已知萃取剂A、B的pH对钴、锰离子萃取率的影响如下图。为了除去Mn2＋，应选择萃取剂______(填“A”或“B”)。答案B解析加入萃取剂的目的是除去Mn2＋。据图可知，选择萃取剂B时，Mn2＋的萃取率高，而Co2＋的萃取率低，可以除去Mn2＋。4．泄盐(MgSO4·7H2O)是一种中药药剂，还可用于制革、肥料、瓷器、印染料等工业。在实验中，一种利用某工业的废渣[主要成分是Mg(OH)2，杂质为FeCO3、Al(OH)3、SiO2等]生产泄盐的流程如下：已知：①部分氢氧化物沉淀的pH如下表。氢氧化物Fe(OH)3Mg(OH)2Al(OH)3开始沉淀的pH2.79.63.7完全沉淀的pH3.711.14.7②Al(OH)3在pH＝7.8时开始溶解，pH＝10.0时完全溶解。回答下列问题：(1)写出提高该工艺流程中“酸浸”速率的两种方法_________________________________________________________________________________________________________。(2)“滤渣1”的主要成分是_________________________________________(写化学式)。(3)写出“氧化”操作中发生反应的离子方程式：_________________________________。(4)加入NaOH溶液“调节pH”的操作中pH的范围为____________，高温加热“滤渣2”可得到___________________________________________________________(写化学式)。(5)“一系列操作”是指____________________。答案(1)适当增大硫酸浓度、升高浸取液温度、将废渣粉碎为粉末状(写出两种合理答案即可)(2)SiO2(3)2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O(4)4.7≤pH＜7.8Fe2O3、Al2O3(5)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥解析(2)SiO2不能溶解在稀硫酸中，故以滤渣的形式存在。(3)“酸浸”时，FeCO3溶解生成Fe2＋，“氧化”操作中Fe2＋被H2O2氧化为Fe3＋，故离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O。(4)根据已知信息可知调节pH为4.7～7.8可使溶液中的Fe3＋、Al3＋以氢氧化物沉淀的形式析出，Fe(OH)3、Al(OH)3受热分解分别生成氧化物Fe2O3、Al2O3。(5)“一系列操作”是指蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥。5．六氟铝酸钠俗称冰晶石，广泛应用于冶铝工业。以磷肥副产物氟硅酸铵为原料制备六氟铝酸钠的简易流程如下：请回答下列问题：(1)写出反应①的化学方程式：____________________________________________，适当加热可以提高反应①的化学反应速率，但是温度不宜过高，其原因有两点：其一是避免氨水挥发，降低反应物浓度，其二是__________________________________。(2)反应③得到Na3AlF6和废液，废液用于反应_________________________________(填“①”或“②”)循环利用。NH4F溶液不能用玻璃容器盛装，其原因是__________________________________________________________________________________。(3)通过实验得出Na3AlF6的产率与外界条件关系如图所示(提示：温度、时间针对反应③)。根据上述实验结果，最佳条件：反应温度、反应时间、氢氧化钠与氢氧化铝的物质的量之比依次是______________________。答案(1)(NH4)2SiF6＋4NH3·H2O===6NH4F＋H2SiO3↓＋H2O避免NH4F水解程度增大而损失(2)①NH4F水解生成HF，HF腐蚀玻璃(3)60℃、60min、2.0解析(1)氟硅酸铵与氨水反应，可以看成是氟硅酸铵先水解生成氟化氢、硅酸和氨水，然后氨水和氟化氢反应生成氟化铵。温度高，氨水挥发加快、NH4F水解程度增大，因此选择合适温度。(2)反应③为NaAlO2＋2H2O＋6NH4F＋2NaOH===Na3AlF6↓＋6NH3·H2O，废液中氨水可以用作反应①的反应物。NH4F发生水解生成HF，HF能与玻璃中二氧化硅反应生成四氟化硅和水。(3)从图像看出，应选择产率最高的条件。