高考化学精选大题汇总六 以适应操作为载体的工艺流程学生版含答案Word下载.docx
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高考化学精选大题汇总六 以适应操作为载体的工艺流程学生版含答案Word下载.docx
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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:
_________________________
____________________
2.(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Cr2O
,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ph
2.7
—
沉淀完全时的ph
3.7
11.1
5.4(>
8溶解)
9(>
9溶解)
加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2O
转化为CrO
。
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:
________________。
3.(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:
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
=_________。
(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________________________。
4.(2018四省名校联考)我国是最早发现并使用青铜器的国家,后母戊鼎是我国的一级文物,是世界上出土的最大最重的青铜礼器。
现代社会中铜的应用常广泛,铜的回收再利用是化工生产的一个重要领域。
实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下:
请回答下列问题:
(1)请写出一种加快铜帽溶解的方法:
__________________。
铜帽溶解时通入空气的作用是__________
_________________(用化学方程式表示)。
(2)调节溶液pH时,是将溶液的pH调_________(填“大”或“小”)到2~3。
(3)电解精炼粗铜时,阴极的电极反应式为___________________________。
工业上常釆用甲醇燃料电池作为电解精炼铜旳电源,写岀碱性甲醇燃料电池的负极反应式:
___________________________。
(4)已知:
pH>
11吋,Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成ZnO
室温下,几种离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所小(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.01mol·
L-1计算):
①上表中Fe3+沉淀完全的pH为__________________。
②由过滤粗铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为(可选用的试剂:
30%H2O2、稀硝酸、1.0mol·
L-1NaOH溶液):
a.___________________________;
b.___________________________;
c.过滤;
d.___________________________;
e.过滤、洗涤、干燥;
f.900℃煅烧。
5.(2018湖北联考理综)利用银镜反应给玻璃镀上一层银是化学镀的一种,某化学兴趣小组设计的给ABS工程塑料零件先化学镀,后电镀的工艺流程如下,回答下列问题:
(1)塑料零件不能直接进行电镀的原因是____________________,Na2CO3溶液可用于除去塑料零件表面的油污,理由是____________________(用离子方程式表示)。
(2)粗化是利用粗化液与塑料表面的高分子化合物反应,使塑料表面粗糙不平;
粗化液的主要成分CrO3(铬酐),由重铬酸钠与浓硫酸加热熔融反应、再分离除去硫酸氢钠制得,写出该反应的化学方程式____________________。
(3)经粗化的塑料表面浸渍过敏化剂氯化亚锡溶液,表面吸附一层易于氧化的Sn2+离子。
用氯化亚锡晶体(SnCl2·
2H2O)配制氯化亚锡溶液时,还需要的试剂有____________________。
(4)活化是将经过敏化处理的塑料与硝酸银溶液反应,在塑料表面吸附一层具有催化活性的金属微粒,写出生成有催化活性的金属微粒的离子方程式____________________。
(5)将经活化处理的塑料置于含有Cu(OH)2、HCHO、NaOH的化学镀铜液中一段时间,可以在塑料表面镀上一层厚度为0.05-0.2μm的金属导电薄层,同时生成HCOONa和H2,若两种还原产物的物质的量相等,写出该反应的化学方程式____________________。
(6)塑料经化学镀的镀层厚度不能满足产品的防腐、耐磨等方面的要求,必须采用电镀镀到所需的厚度,电镀时,有金属导电薄层的塑料作电镀池的_____极,维持电流强度为1.5A,电镀5分钟,理论上塑料表面析出铜__________g。
(已知F=96500C·
mol-1)
一、精选大题
1.【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
(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
+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
,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
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∶16
二、模拟精做
1.【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
PdCl2+2HCl↑,故答案为:
H2PdCl4
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。
(1)(N2H5)2SO4
(2)a
(3)5∶1
(4)2.5
(5)H2PdCl4
PdCl2+2HCl↑
(6)H2O+CO+PdCl2===Pd+CO2+2HCl
2.【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Cr2O
,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===Cr2O
+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Cr2O
,加入NaOH溶液调节溶液pH,使溶液呈碱性,Cr2O
;
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SO
,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。
(1)65.2250mL容量瓶、胶头滴管
(2)升高温度(加热)、搅拌
(3)2Cr3++3H2O2+H2O===Cr2O
+8H+
(4)Na+、Ca2+、Mg2+pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO
,最终影响Cr(Ⅲ)回收与再利用
(5)Ca2+、Mg2+
(6)3SO2+2Na2CrO4+12H2O===2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4+2NaOH
3.【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≤pH<
8.8;
当两种沉淀共存时,溶液中
=1.97;
(3)“碳化结晶”时,加入碳酸氢铵时HCO
的电离促进Mn2+生成MnCO3,同时HCO
与电离出的H+反应生成水和CO2,发生反应的离子方程式为Mn2++2HCO
MnCO3+CO2↑+H2O;
(4)假设起始n(MnCO3)=1mol,则m(MnCO3)=115g,m(Mn)=55g,加热过程中Mn元素的质量不变,A点时固体质量为115g×
75.65%=87g,则m(O)=32g,故
,故A点对应的化学式为MnO2,同理可计算出B点对应的化学式为Mn3O4,故300℃—770℃范围内,发生反应的化学方程式为:
3MnO2===Mn3O4+O2↑。
(1)MnCO3+2NH4Cl
MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O温度低,速率慢浸出率低;
温度过高,浸出率变化不大,成本增加
(2)MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O5.2≤pH<
8.81.97
(3)Mn2++2HCO
MnCO3+CO2↑+H2O
(4)3MnO2===Mn3O4+O2↑
4.【解析】
(1)加快铜帽溶解可以将铜粉碎,也可以增大硫酸的浓度,适当加热,以加快化学反应速率;
铜帽溶解时通入空气是让铜与氧气、稀硫酸反应生成硫酸铜,方程式为:
2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O;
将铜帽粉碎或搅拌,适当加热,适当增大硫酸的浓度等均可;
(2)Cu2+和Zn2+在溶液中易发生水解,故需将溶液的PH值调小;
小;
(3)电解精炼粗铜时,阴极得到纯铜,即阴极得电子,电极方程式为:
Cu2++2e−===Cu;
甲醇燃料电池中燃料甲醇作负极,失去电子,在碱性电解质溶液中的电极反应方程式:
CH3OH-6e-+8OH-===CO
+6H2O;
CH3OH-6e−+8OH−===CO
(4)①溶液中c(Fe3+)=0.01mol/L,pH=2时铁离子开始沉淀,即c(OH−)=1×
10−12mol/L,所以Ksp=c(Fe3+)×
c3(OH−)=1×
10−38。
当c(Fe3+)=1×
10−5mol/L时,铁离子沉淀完全,代入上述公式可以求得此时溶液中c(OH−)=1×
10−11mol/L,即pH为3时,Fe3+完全沉淀;
3;
②由过滤粗铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为:
a.加足量30%H2O2溶液充分应,将亚铁离子充分氧化;
b.滴加1.0mol·
L-1Na0H溶液,调节溶液pH约为7(或5.2
pH
7.2),将溶液中的铁离子和铝离子完全转化为氢氧化物沉淀,且保证锌离子不沉淀;
c.过滤,除去铁和铝的氢氧化物沉淀;
d.向滤液中加1.0mol·
L−1NaOH溶液,调节溶液pH约为10(或8.2
11),使锌离子完全沉淀为氢氧化锌;
a.加足量30%H2O2溶液充分应,b.滴加1.0mol·
L−1Na0H溶液,调节溶液pH约为7(或5.2
7.2),d.向滤液中加1.0mol·
11)。
(1)将铜帽粉碎或搅拌,适当加热,适当增大硫酸的浓度等均可;
2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O
(2)小
(3)Cu2++2e−===CuCH3OH-6e−+8OH−===CO32-+6H2O
(4)3加足量30%H2O2溶液充分应滴加1.0mol·
7.2)向滤液中加1.0mol·
L−1NaOH溶液,调节溶液pH约为10(或8.2
11)
5.【解析】
(1)塑料属于高分子化合物,分子中原子的价电子都形成了共价键,没有自由移动的电荷,所以塑料不导电,不能直接作电极。
Na2CO3属于强碱弱酸盐,在水溶液中能发生水解反应,使溶液显碱性而能除去油污,其离子方程式为CO
+H2O
HCO
+OH−。
(2)由题意知,重铬酸钠与浓硫酸熔融下反应生成CrO3和硫酸氢钠,其反应的化学方程式为:
Na2Cr2O7+2H2SO4(浓)
2CrO3+2NaHSO4+H2O。
(3)因Sn2+易于氧化,表现较强的还原性,可类比Fe2+被氧化为Fe3+时用Fe还原。
因此,防止Sn2+被氧化可加入单质锡;
类比Fe2+的水解反应使溶液显酸性,可推测SnCl2溶液也能水解使溶液显酸性,可加盐酸抑制其水解。
所以用氯化亚锡晶体配制氯化亚锡溶液时还需要的试剂有盐酸和锡。
(4)由流程图和题干信息可知,经敏化处理的塑料表面含有SnCl2溶液,Sn2+易于氧化,表现较强的还原性,能将硝酸银中Ag+还原为具有催化活性的银单质,其离子方程式为2Ag++Sn2+===2Ag↓+Sn4+。
(5)由题意可知,“将经活化处理的塑料置于含有Cu(OH)2、HCHO、NaOH的化学镀铜”,所以反应生成单质铜,铜元素化合价由Cu(OH)2中的+2价变化到Cu的0价,发生还原反应,Cu是还原产物,氢元素由HCHO中+1价变化到H2中的0价,发生还原反应,H2是还原产物,则由题意知Cu和H2的化学计量数之比为1∶1,碳元素由HCHO中0价变化到HCOONa中的+2价,失去电子,根据电子得失守恒和元素守恒配平方程式,该反应的化学方程式为Cu(OH)2+2HCHO+2NaOH
Cu+2HCOONa+H2↑+
2H2O。
(6)因为化学镀的镀层厚度不合要求,必须用电镀增加金属厚度,即将电镀液中金属离子还原成金属单质从而在塑料上析出,所以有金属导电薄层的塑料作电镀池的阴极。
阴极反应式为:
Cu2++2e−===Cu,5min内电路通过的电子物质的量=
=0.0047mol,理论上塑料表面析出铜的质量=
×
0.0047mol×
65g/mol=
0.15g。
(1)塑料零件不导电,不能直接作电极CO
+OH−
(2)2H2SO4+Na2Cr2O7
2CrO3+2NaHSO4+H2O
(3)盐酸、锡
(4)Sn2++2Ag+===Sn4++2Ag↓
(5)Cu(OH)2+2HCHO+2NaOH
Cu+2HCOONa+H2↑+2H2O
(6)阴0.15g
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