（通用版）2020新高考化学复习 第9题 无机化工流程题练习

1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第9题无机化工流程题[学科素养评价]1．(2019·莆田模拟)从工业废钒中回收金属钒既避免污染环境又有利于资源综合利用。某工业废钒的主要成分为V2O5、VOSO4和SiO2等，下图是从废钒中回收钒的一种工艺流程：(1)为了提高“酸浸”效率，可以采取的措施有________(填两种)。(2)“还原”工序中反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)“沉钒”得到NH4VO3沉淀，需对沉淀进行洗涤，检验沉淀完全洗净的方法是__________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)写出流程中铝热反应的化学方程式___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)电解精炼时，以熔融NaCl、CaCl2和VCl2为电解液(其中VCl2以分子形式存在)，粗钒应与电源的________(填“正”或“负”)极相连，阴极的电极反应式为____________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)为预估“还原”工序加入H2C2O4的量，需测定“酸浸”液中VO＋2的浓度。每次取25.00mL“酸浸”液于锥形瓶用amol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液和苯代邻氨基苯甲酸为指示剂进行滴定(其中VO＋2→VO2＋)，若三次滴定消耗标准液的体积平均为bmL，则VO＋2的浓度为________g·L－1(用含a、b的代数式表示)。解析：(1)增大浸出效率的方法：将工业废钒粉碎，充分搅拌，适当提高温度；(2)“还原”工序中加入草酸为典型还原剂，可将V从＋5价还原为＋4价，对应的离子方程式为2VO＋2＋H2C2O4＋2H＋===2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O；(3)KClO3反应后被还原为Cl－，对沉淀进行洗涤即是为了除去Cl－等离子；(4)由铝热反应原理知10Al＋3V2O5=====高温6V＋5Al2O3；(5)类比电解精炼铜，粗钒应作为阳极电解，即与正极相连；阴极上发生还原反应，电极反应式为VCl2＋2e－===V＋2Cl－；(6)由得失电子关系可知：VO＋2～(NH4)2Fe(SO4)2，故n(VO＋2)＝n[(NH4)2Fe(SO4)2]＝ab×10－3mol，所以VO＋2的浓度为83×ab×10－325×10－3＝83ab25g·L－1。2答案：(1)将工业废钒粉碎；充分搅拌；适当提高温度(2)2VO＋2＋H2C2O4＋2H＋===2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O(3)取最后一次洗涤液，加入用稀硝酸酸化的AgNO3溶液，若无沉淀，则已洗净(4)10Al＋3V2O5=====高温6V＋5Al2O3(5)正VCl2＋2e－===V＋2Cl－(6)83ab252．(2019·惠州调研)三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4·2H2O)，再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。工艺流程图如图所示：请回答下列问题：(1)加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为______________________________________________________________________________________；加入碳酸钠溶液调pH至4.0～5.0，其目的为____________________________________________________________________。(2)草酸镍(NiC2O4·2H2O)在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧，可制得Ni2O3，同时获得混合气体，该混合气体的主要成分为(水除外)_____________。(3)工业上还可用电解法制取Ni2O3，用NaOH溶液调NiCl2溶液的pH至7.5，加入适量Na2SO4后利用惰性电极电解。电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO－，再把二价镍氧化为三价镍。ClO－氧化Ni(OH)2生成Ni2O3的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________________。amol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过电子的物质的量为________mol。(4)以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时，NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池总反应的化学方程式是_____________________________________________________________，其放电时正极电极反应式为_________________________________________________________________。解析：(1)加入H2O2的目的是将Fe2＋氧化成Fe3＋，发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，加入碳酸钠溶液调节pH至4.0～5.0，可促使Fe3＋水解，生成Fe(OH)3沉淀除去。3(2)NiC2O4·2H2O在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧可制得Ni2O3，Ni元素的化合价升高，则必有元素化合价降低，故生成CO，又生成的是混合气体，必有CO2生成。(3)ClO－具有强氧化性，将Ni(OH)2氧化成Ni2O3，自身被还原为Cl－，发生反应的离子方程式为ClO－＋2Ni(OH)2===Cl－＋Ni2O3＋2H2O，由离子方程式可知，amol二价镍全部转化为三价镍时，消耗0.5amolClO－，再由Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O可知，电解产生的Cl2的物质的量为0.5amol80%＝0.625amol，再由2Cl－－2e－===Cl2↑可知，外电路中转移电子的物质的量为0.625amol×2＝1.25amol。(4)该电池放电时，NiO(OH)转化为Ni(OH)2，Ni由＋3价变为＋2价，故正极的电极反应式为NiO(OH)＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－，负极的电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O，该电池总反应的化学方程式为Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O===3Ni(OH)2＋NaAlO2。答案：(1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O促进Fe3＋水解，使沉淀完全(2)CO、CO2(3)ClO－＋2Ni(OH)2===Cl－＋Ni2O3＋2H2O1.25a(4)Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O===3Ni(OH)2＋NaAlO2NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－3．硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：CeNO33·6H2O六水合硝酸铈Ⅲ――→ⅠCeOH4氢氧化铈Ⅳ――→ⅡH2CeNO36硝酸铈Ⅳ溶液――→ⅢNH42CeNO36硝酸铈铵Ⅳ晶体回答下列问题：(1)(NH4)2Ce(NO3)6中铈(Ce)的化合价为________。(2)加热(NH4)2Ce(NO3)6发生反应：(NH4)2Ce(NO3)6=====△CeO2·8OH＋8M↑；CeO2·8OH=====△CeO2＋4H2O＋2O2↑。M的化学式为________；在空气中加热硝酸铈铵晶体除固体颜色发生变化外，还可能观察到的现象是________________________。(3)步骤Ⅰ的过程为将Ce(NO3)3·6H2O溶于水配成溶液，用氨水调pH在5～6，以H2O2使铈完全氧化沉淀出Ce(OH)4。写出制备氢氧化铈的总反应的离子方程式：________________________________________________________________。(4)(NH4)2Ce(NO3)6在水中的溶解度与温度、硝酸浓度的关系如图所示。下列说法正确的是________(填字母)。4A．硝酸浓度相同时，硝酸铈铵晶体的溶解度随温度降低而减小B．温度相同时，硝酸浓度越大，硝酸铈铵晶体的溶解度越大C．硝酸浓度越大，温度对硝酸铈铵晶体的溶解度影响越小(5)298K时，Ksp[Ce(OH)4]＝1×10－29。在步骤Ⅰ中，为了使c(Ce4＋)≤1×10－5mol·L－1，需控制溶液pH不低于________。(6)氢氧化铈溶于硫酸得到硫酸铈，标准硫酸铈溶液常作Fe2＋的滴定剂。为了测定KMnO4溶液浓度，进行如下实验：取xmLKMnO4溶液于锥形瓶中，加入V1mLc1mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液(过量)，充分反应后，用c2mol·L－1标准Ce(SO4)2溶液滴定Fe2＋至终点，消耗V2mL标准Ce(SO4)2溶液(滴定反应：Ce4＋＋Fe2＋===Ce3＋＋Fe3＋)。c(KMnO4)＝________mol·L－1(用代数式表示)；若盛装标准硫酸铈溶液的滴定管没有用待装液润洗，则测得的结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。解析：(2)根据原子守恒知，M为NO，在空气中NO迅速转化成NO2。(3)双氧水作氧化剂，氨水作沉淀剂，根据原子守恒、得失电子守恒和电荷守恒写出离子方程式。(4)从题图看出，硝酸浓度相同时，随着温度升高，硝酸铈铵晶体的溶解度增大，A项正确；温度相同时，硝酸铈铵晶体的溶解度随硝酸浓度的增大而减小，B项错误；从题图看出，硝酸浓度越小，曲线斜率越大，所以，硝酸浓度越小，温度对硝酸铈铵晶体的溶解度影响越大，C项正确。(5)c(OH－)＝4Ksp[CeOH4]cCe4＋≥41×10－291×10－5mol·L－1＝1×10－6mol·L－1，c(H＋)＝KWcOH－≤1×10－8mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)≥8。(6)根据得失电子守恒有：c(KMnO4)·x×10－3L×5＋c2V2×10－3mol＝c1V1×10－3mol，c(KMnO4)＝c1V1－c2V25xmol·L－1。若滴定管未用待装液润洗，则V2偏大，测得的结果偏低。答案：(1)＋4(2)NO产生红棕色气体(3)2Ce3＋＋H2O2＋6NH3·H2O===2Ce(OH)4↓＋6NH＋4(4)AC(5)8(6)c1V1－c2V25x偏低4．高铁酸钾(K2FeO4)是新型多功能水处理剂。其生产工艺如图1所示：5回答下列问题：(1)反应①应在温度较低的情况下进行，因温度较高时NaOH与Cl2反应生成NaClO3，写出温度较高时反应的离子方程式：________________________________________________________________________。(2)在