高考化学二轮复习专题10化工流程大题考点突破Word格式文档下载.docx
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如图是通过锌精矿(主要成分ZnS)与软锰矿(主要成分为MnO
2)酸性共融法制备纳米ZnO及MnO
2的工艺流程。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,锌、锰离子浸出率与溶液温度关系如图1所示。
当锌、锰离子浸出效果最佳时,所采用的最适宜温度为。
(2)写出酸浸时ZnS与MnO
2发生的主要化学反应方程式(无单质硫生成)。
(3)P5O7(酸性磷酸酯)作萃取剂分离锌、锰离子时,溶液的初始pH与分离系数关系如下表所示:
初始PH
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
锌锰粒子分离系数
7.64
8.83
9.97
11.21
12.10
13.17
13.36
11.75
已知:
分离系数越大,分离效果越好;
萃取剂P5O7是一种不溶于水的淡黄色透明油状液体,属于酸性萃取剂。
试分析初始。
PH>
4.0时,锌锰离子分离系数降低的原因是。
(4)(NH4)2S2O8是一种强氧化剂,能与Mn2+反应生成紫色MnO4-和SO42-.用(NH4)2S2O8检验水相中的Mn2+时发生反应的离子方程式为
(5)二氧化锰广泛用于电池。
一种海水中的“水”电池的电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl═Na2Mn5O10+2AgCl.电池放电时,负极的反应式为。
(6)电解尿素的碱性溶液制取N2和H2的装置如图2所示。
(电解池中的隔膜仅阻止气体通过,两电极都是惰性电极)
A电极的名称为,若起始时加入电解池的原料配比:
n(KOH)/n(CO(NH2)2)=3,完全反应后,电解排出液中
n(OH-)/n(CO32-)=
【答案】95℃;
ZnS+4MnO2+4H2SO4=ZnSO4+4MnSO4+4H2O;
锌离子与锰离子水解程度变大;
5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10
SO42-+16H+
;
Ag+Cl--e-=AgCl;
阳极;
1:
1
(2)ZnS与MnO2在硫酸溶液中反应生成硫酸锌、硫酸锰和水,反应的化学方程式为:
ZnS+4MnO2+4H2SO4=ZnSO4+4MnSO4+4H2O;
(3)锌离子和锰离子属于弱碱阳离子,在溶液中会发生水解,pH过大时,锌离子与锰离子水解程度变大,锌锰离子分离系数降低;
(3)硝酸有氧化性,会氧化Na2SO3,且会引入杂质NO3-,为保证最后得到纯净的硫酸钠,酸C为硫酸,不能选用硝酸等其他酸溶液。
酸化后Cr2O2-7可被SO32-还原成Cr3+,SO32-变为SO42-,离子方程式为:
3SO32-+2Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;
;
根据该反应可知,SO32-在反应中失去电子,所以负极电极反应为:
SO32—2e-+H2O=SO42-+2H+。
6.随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金的维生素”.为了回收利用含钒催化剂(V2O5、VOSO4及不溶性杂质),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺.该工艺的主要流程如图所示:
已知:
部分含钒物质在水中的溶解性:
物质
V2O5
VOSO4
NH4VO3
(VO2)2SO4
溶解性
难溶
可溶
易溶
请回答下列问题:
(1)由V2O5冶炼金属钒采用铝热剂法,反应的化学方程式为
(2)V2O5通常用作为反应2SO2+O2⇌2SO3的理想催化剂,其催化的机理可能是加热时可逆地失去氧的原因,其过程可用两个化学方程式表示:
;
4V+5O2⇌2V2O5
(3)反应
(1)的目的是
(4)将滤液1与滤液2混合后用氯酸钾氧化,氯元素被还原为最低价,其反应的离子方程式为:
(5)反应(3)的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关系步骤,沉钒必须控制合适的温度和pH,观察1图,沉钒的最适宜条件是(填字母代号).
A.pH2—2,5,95℃B.pH4-4.585℃,
C.pH
4.5-5,85℃D.pH3-3.575℃,
(6)反应(4)在NH4VO3的焙烧过程中,固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如2图所示,则其分解过程中(填字母代号).
A.先分解失去H2O,再分解失去NH3
B.先分解失去NH3,再分解失去H2O
C.同时分解失去H2O和NH3
D.同时分解失去H2和N2和H2O
(7)锂钒氧化物Li-V2O5非水电池的能量密度远远超过其他材料电池,其总反应式为xLi+V2O5=LixV2O5,则该电池工作时的正极反应式为
【答案】3V2O5+10Al=6V+5Al2O35SO2+V2O5=5SO3+2V将V2O5转化为可溶性的VOSO4ClO3-+6VO2++3H2O=6VO2++6H++Cl-ABV2O5+xe-+xLi+=LixV2O5
【解析】
(4)含VOSO4的滤液1与主要成分是VOSO4滤液2混合后用氯酸钾氧化,使VOSO4氧化成完全电离可溶于水的(VO2)2SO4,氯元素被还原为Cl-,根据化合价的升降写出离子离子方程式.
因此,本题正确答案是:
ClO3-+6VO2++3H2O=6VO2++6H++Cl-;
(5)根据图1分析坐标系中的表示含义,看图沉矾率最大在pH
2.0-2.5,95℃;
A;
C(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+C(OH-),25℃时,pH=7是显中性的溶液,故c(H+)=c(OH-),所以C(NH4+)=2c(SO42-);
9细菌冶金是近年来新兴的绿色冶金工艺,它主要是应用细菌法溶浸贫矿、废矿、尾矿和炉渣等,以回收某些贵重有色金属和稀有金属,节约矿产资源,最大限度地利用矿藏的一种冶金方法.其中细菌冶铜的生产流程为:
(1)上述生产流程中有两步都涉及了同一种分离方法,实验室中不能用这种分离方法来分离液态胶体的原因是
(2)莫尔盐是一种标定氧化剂浓度的基准物质.在溶液B中加入(NH4)2SO4晶体析出莫尔盐的原因
(3)在溶液A中加入铁屑,反应后若固体中只有Cu,则所得的溶液中一定含有的阳离子是
不可能含有的阳离子是
(4)写出CuS∙FeS在氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans,简写为Tf)作用下被空气氧化生成溶液A的离子方程式
(5)氧化亚铜可用作船底防污漆,以杀死低级海生动物而保护船体,可用作陶瓷和搪瓷的着色剂和红色玻璃的染色剂,氧化亚铜也是一种重要的半导体材料.请用浓的强碱性溶液,根据2Cu+H2O=Cu2O+H2反应,设计出工业生产氧化亚铜的一种方法(只要求画实验装置图,其他必要材料任选)
【答案】胶体的分散质(或胶体粒子)能通过滤纸孔隙,反应体系中莫尔盐的溶解度最小;
Fe2+Fe3+
4CuS∙FeS+17O2+4H+=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O
【解析】向黄铜矿粉中加入稀硫酸、氧化亚铁硫杆菌、空气,发生反应,离子方程式为4CuS∙FeS+17O2+4H+=4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O,向溶液A中加入铁屑,发生反应Cu2++Fe=Fe2++Cu、2Fe3++Fe=3Fe2+,然后过滤得到Cu和溶液,向溶液中加入(NH4)2SO4,然后蒸发浓缩、冷却结晶得到莫尔盐,
(1)上述生产流程中有两步都涉及了同一种分离方法为过滤,难溶性固体不能透过滤纸和半透膜,胶体能透过滤纸但不能透过半透膜,所以实验室中不能用过量分离方法来分离液态胶体;
(2)三氧化钼与强碱溶液反应生成Na2MoO4和H2O,反应的离子方程式为:
MoO3+2OH-=MoO42-+H2O。
(3)根据流程图看出,辉钼矿在氧气中灼烧生成MoO3,化学方程式为:
2MoS2+7O2=2MoO3+4SO2。
12.二硫化钼(MoS2)被誉为“固体润滑剂之王”,利用低品质的辉钼矿(含MoS2、SiO2以及CuFeS2等杂质)制备高纯二硫化钼的一种生产工艺如图:
(1)钼酸铵的化学式为(NH4)2MoO4,其中Mo的化合价为
。
(2)利用联合浸出除杂时,氢氟酸可除去的杂质化学式为
,如改用FeCl3溶液氧化浸出,CuFeS2杂质的浸出效果更好,写出氧化浸出时发生的化学反应方程式
(3)加入Na2S后,钼酸铵转化为硫代钼酸铵(NH4)2MoO4,写出(NH4)2MoO4与盐酸生成MoS3沉淀的离子反应方程式
(4)由图分析产生三硫化钼沉淀的流程中应选择的最优温度和时间是
利用化学平衡原理分析低于或高于最优温度时,MoS3的产率均下降的原因:
(5)高纯MoS2中自然会存在极微量杂质,如非整比晶体MoS2.8,则该杂质中Mo4+与Mo6+的物质的量之比为
(6)已知Ksp(BaSO4)=1.1×
10-10,Ksp(BaMoO4)=4×
10-8,钼酸钠品体(NaMoO4∙2H2O)是新型的金属缓蚀剂,不纯的钼酸钠溶液中若含少量可溶性硫酸盐杂质,可加入Ba(OH)2固体除去SO42-(溶液体积变化忽略),则当BaMoO4开始沉淀时,溶液中的c(MoO42-)/c(SO42-)
(结果保留2位有效数字)。
【答案】
(1)+6(1分)
(2)SiO2(1分);
4FeCl3+CuFeS2=5FeCl2+CuCl2+2S
(3)MoO42-+2H+=MoS3+H2S
(4)40℃,30min;
温度太低不利于H2S逸出;
温度太高,盐酸挥发,溶液c(H+)下降,都不利于反应正向进行
(5)1:
4
(6)3.6×
102
(3)(NH4)2MoO4在溶液中应该电离出铵根离子和MoO42-,MoO42-与盐酸的氢离子作用生成MoS3,则另外的生成物只能是H2S气体,所以离子反应方程式为:
MoO42-+2H+=MoS3+H
2S。
15.高氯酸铵(NH4ClO4)可用作火箭推进剂等。
制备(NH4ClO4的工艺流程如图所示:
(1)电解NaClO3溶液时,ClO3-在
极发生反应,其电极反应式为
(2)“除杂”
有两种方案。
①方案1:
加入盐酸和H2O2溶液,NaClO3转化为ClO2,化学方程式为
方案2:
加入氨水和FeCl2∙4H2O,NaClO3转化为Cl-,离子方程式为
如果FeCl2∙4H2O过量会出现黑色磁性沉淀,该沉淀可能是
(填化学式)
②比较氧化性:
ClO3-
ClO4-(填“>
”
或“<
”)。
③两种方案相比,方案1的优点是
(答一条即可)
(3)“反应”
时用NaClO4和NH4Cl在90℃制备NH4ClO4。
如果用浓盐酸和液氨代替NH4Cl,则无需加热,原因是
(4)该流程中可循环利用的物质是
(填化学式)
(1)阳(1分);
ClO3-+H
2O-2e-
=ClO4-+2H+
(2)①
2NaClO3+2HCl+H2O2=2ClO2+2NaCl+2H2O+O2;
6Fe2++ClO3-+3H2O+12NH3∙H2O=6Fe(OH)3
+Cl-+12NH4+;
Fe3O4
(1分)
②>
③操作步骤简单(或过量的H2O2易除去等合理答案)(1分)
(3)浓盐酸和液氨的反应为放热反应。
(4)NaCl
(3)因为浓盐酸与液氨会反应放出大量热,所以不用加热。
(4)由流程图可知NaCl是可以循环利用的。
16.KIO3是我国规定的食盐补碘剂,利用“KClO3氧化法”可制备KIO3,流程如下:
“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。
(1)KIO3所含的化学键有______________________。
(2)逐出的Cl2可用_________________检验;
“滤液”中的溶质主要是____________;
“调pH”中所用的试剂是_________________。
(3)已知KIO3在水中的溶解度随温度升高而增大,则操作I包含的操作应该是_______、_______、过滤
(4)为测定“加碘食盐”中碘元素
含量:
①称取50.000g食盐,配成250mL溶液;
②量取25.00mL溶液于锥形瓶中,加入足量KI,并用少量稀硫酸酸化,使KIO3与KI反应完全;
③以淀粉为指示剂,用2.0×
10-4mol/L的Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液体积为30.00mL。
KIO3+KI+H2SO4→K2SO4+I2+H2O(未配平),2Na2S2O3+I2→Na2S4O6+2NaI。
测定过程中,所需仪器在使用前必须检查是否漏液的有____________。
(5)判断滴定终点的依据是________________________________。
(6)配平:
KIO3+KI+H2SO4→K2SO4+I2+H2O____________
(7)该食盐中碘元素的含量是_________mg/kg。
【答案】
(1).离子键和共价键
(2).湿润的KI淀粉试纸检验(3).KCl(4).KOH
溶液(5).蒸发浓缩(6).冷却结晶(7).容量瓶、滴定管(8).溶液由蓝色变成无色,且30秒内无变化(9).KIO3+5KI+3H2SO4→3K2SO4+3I2+3H2O(10).25.4
(3)已知KIO3在水中的溶解度随温度升高而增大,则操作I包含的操作应该是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
(4)测定“加碘食盐”中碘元素含量操作中使用了容量瓶和滴定管,使用前必须检查是否漏水;
(5)碘与淀粉相遇,溶液显蓝色,当滴加最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液由蓝色变成无色,且30秒内无变化,达到滴定终点;
(6)KIO3→I2,碘元素由+5降低到0价;
KI→I2,碘元素由-1价升高到0价;
根据氧化还原反应化学价升降总数相等规律可知,KIO3填系数1,KI填系数5,再根据原子守恒配平其他物质系数,具体为:
KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+6I2+3H2O;
17.氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。
硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。
以菱镁矿(主要成分为(MgCO3,舍少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)通入O2氧化时,发生反应的离子方程式为____________________。
(2)滤渣2的成分是_________(填化学式)
(3)流程图中“操作步骤”为
、过滤等操作,得到MgSO4·
7H2O晶体。
对MgSO4·
7H2O晶体直接加热
(填“能”或“不能”)得到无水Mg
SO4固体。
(4)长时间加热MgCO3悬浊液后生成Mg(OH)2,该反应的化学方程式为
(5)已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示:
pH
<
8.0
8.0~9.6
>
9.6
颜色
黄色
绿色
蓝色
25℃时,向Mg(OH)2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液所呈现的颜色为
[25℃时,Mg(OH)2的溶度积Ksp=5.6×
10-12)]。
(6)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑;
MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑;
MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑。
①若在实验室中煅烧硫酸镁,需要的仪器除酒精灯、三脚架以外,还需要
A.蒸发皿
B.坩埚
C.泥三角
D.石棉网
②用下列实验装置检验煅烧产生的气体中含有SO2、CO2气体(加热装置略去,部分装置可以重复使用)。
正确的连接顺序是a→b→
(按接口连接)。
B中盛放的试剂是
,确定存在二氧化碳气体的实验现象是
(1)4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O(2分)
(2)Fe(OH)3(2分)
(3)蒸发浓缩、冷却结晶(2分,少选一个扣1分)
能(1分)
(4)MgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2↑(2分)
(5)蓝色(2分)
(6)①B
C(2分,少选一个扣1分)
②dcabfge(或dcfge)(2分,少选、错选不得分)
酸性高锰酸钾溶液(2分)
后A中品红不褪色,澄清石灰水变浑浊(或B中颜色变浅,澄清石灰水变浑浊)(2分)
(1)菱镁矿与硫酸反应生成Fe2+,通入氧气,把Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为:
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
(2)PbSO4不溶于硫酸的固体,CuS不溶于稀硫酸的固体;
因此从流程可以看出,样品经过酸浸后,“浸渣1”中除铋的化合物外,还有的物质是CuS、PbSO4;
(3)“浸液1”中含有锌离子、铁离子、铜离子,加入过量锌粉,锌能够与铁离子、铜离子反应生成铁和铜,确保Fe、Cu元素被完全除尽;
反应完毕后,过滤,从滤液中得到ZnSO4·
7H2O晶体的操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
19.I、下图是全钒液流电池的示意图
该电池充放电的总反应式为:
请回答下列问题:
(1)充电时的阴极反应式为______________,阳极附近颜色变化是______。
(2)放电过程中,正极附近溶液的pH________(选填“升高”“降低”或“不变”)。
II、回收利用废钒催化剂(主要成分为V2O5、VOSO4和二氧化硅)的工艺流程如下图所示。
(3)滤渣可用于______________________(填一种用途)。
(4)25℃时,取样进行实验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下表所示:
1.3
1.4
1.6
1.7
1.8
1.9
2.1
钒沉淀率(%)
88.1
91.8
96.5
98
99.8
97.8
96.4
93.0
89.3
根据上表数据判断,加入氨水调节酸碱性,溶液的最佳pH为____;
(5)为了提高钒的浸出率,用酸浸使废钒催化剂中的V2O5转变成可溶于水的VOSO4,酸浸过程中,氧化产物和还原产物的物质的量之比为________。
(6)氧化过程中,VO2+变为VO2+,则该反应的离子方程式为____________________。
【答案】
(1).V3++e−
V2+
(2).蓝色变黄色(3).升高(4).制作光导纤维、建筑材料等(5).1.7(6).1:
2(7).ClO3−+6VO2++3H2O
6VO2++Cl−+6H+
(4)从图中钒沉淀率和溶液pH之间的关系可知,当加入氨水调节溶液的酸碱性,溶液的最佳pH为1.7时,钒沉淀率最高;
(5)亚硫酸根离子具有还原性,酸性条件下,能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子,离子反应为:
V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O,所以酸浸过程中氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:
2;
(6)氧化过程中,氯酸钾具有氧化性,能将VO2+氧化为VO2+,本身被还原为Cl−,该反应的离子方程式为:
ClO3−+6VO2++3H2O
6VO2++Cl−+6H+。
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