安徽省宿州市教研室2021屆高三化學(xué)二輪、三輪總復(fù)習(xí) 特色專題 工藝流程

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1、 工藝流程 1.（16分）工業(yè)上需要利用一批回收的含銅廢料制造膽礬（CuSO4·5H2O）。該廢料中各種成份含量如下：Cu和CuO約占87%，其它為Mg、Al、Fe、Si及其氧化物，還有少量的難溶物質(zhì)。工藝流程為： ①將含銅廢料研成粉末 ②加過量熱堿溶液，過濾 ③濾渣用水洗至pH=7 ④加稍過量稀硫酸，加熱條件下通空氣攪拌至固體基本溶解 ⑧分離得到膽礬晶體 ⑦再將濾液用硫酸調(diào)節(jié)pH=2～3 ⑥調(diào)節(jié)pH=5.2沉降1小時之后過濾 ⑤再加H2O2于80℃保溫半小時 部分金屬陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH如下表： 沉淀物 A

2、l(OH)3 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Mg(OH)2 Fe(OH)2 pH 5.2 3.1 6.7 9.4 9.7 回答： （1）步驟①中為什么要將含銅廢料研磨成粉狀？ 。 （2）步驟②中的離子方程式（寫出2個即可）： 、 。 步驟⑤中H2O2參加反應(yīng)的離子方程式：

3、 。 （3）步驟⑥中調(diào)節(jié)溶液pH時適宜的物質(zhì)是 （填序號）； A．NaOH B．氨水 C．Cu2(OH)2CO3 D．Cu(OH)2 E．MgCO3 步驟⑥中濾渣成份的化學(xué)式 。 （4）步驟⑦中用硫酸調(diào)節(jié)pH＝2～3的原因是 。 步驟⑧的分離方法是

4、 2．鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr2O3，還含有SiO2、Al2O3等雜質(zhì)，以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀（K2Cr2O7）的過程如下圖所示。 已知：① NaFeO2遇水強烈水解。 ②2CrO42－ + 2H+ Cr2O72－+ H2O 請回答： （1）K2Cr2O7中Cr元素的化合價是 。 （2）煅燒鉻鐵礦生成Na2CrO4和NaFeO2反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 （

5、3）濾渣1為紅褐色的固體，濾渣1的成分是（填名稱）______________ ，濾液1的成分除Na2CrO4、NaOH外，還含有（填化學(xué)式） 。 （4）利用濾渣2，可制得兩種氧化物，其中一種氧化物經(jīng)電解冶煉可獲得金屬，該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 （5）寫出由濾液2轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7溶液應(yīng)采取的措施是 。 （6）向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固體，獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是： 加熱濃縮、

6、 、過濾、洗滌、干燥。 3．菱錳礦的主要成分是碳酸錳，還含有Fe2O3、FeO、CaO、MgO等成分。某化工廠用廢鹽酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為20%）與菱錳礦制備MnCl2.4H2O(106℃時失去一分子結(jié)晶水，198℃時失去全部結(jié)晶水)，部分工藝流程如下： 氫氧化鐵 脈石棄渣 （1）鹽酸與菱錳礦中碳酸錳反應(yīng)的化學(xué)方程式為 （2）酸浸取時，浸出時間對浸出率的影響如右圖所示，工業(yè) 采用的浸取時間是60min，其可能的原因 是 。 （3）圖中“凈

7、化劑X” 可能是 。 （4）加入MnSO4后控制實驗條件析出某種雜質(zhì)離子的鹽Y, 鹽Y的主要成分是 。 （5）濃縮結(jié)晶時，必須一出現(xiàn)晶膜就立刻停止加熱，其原因是 。 4．氟碳鈰礦主要化學(xué)成分為CeFCO3，它是提取鈰族稀土元素的重要礦物原料。氟碳鈰礦的冶煉處理工藝已經(jīng)發(fā)展到十?dāng)?shù)種，其中一種提取鈰的工藝流程如下： 已知：焙燒后燒渣中含+4價的鈰及+3價的其它稀土氟氧化物；酸浸I的浸出液中含少量的+3價的鈰 請回答下列問題 （1）焙燒前將礦石粉碎成細(xì)顆粒的目的是_____________________________

8、_____. （2）酸浸II后，四價鈰轉(zhuǎn)化為三價，為了避免三價鈰以四氟硼酸鹽形式損失，用可溶性鉀鹽將四氟硼酸根沉淀除去，該反應(yīng)的離子方程式為:___________________ （3）在生產(chǎn)過程中,酸浸I 中會產(chǎn)生大量黃綠色氣體,污染環(huán)境、腐蝕設(shè)備,寫出產(chǎn)生黃綠色氣體的離子方程式:________________________,提出一種解決的方案:____________ _. （4）實驗室中進行操作I所用玻璃儀器名稱:________________________________;在操作I后的溶液中加入NaOH溶液是為了調(diào)節(jié)溶液pH值獲得Ce(OH)3，測定該溶液pH值的操作是

9、_________________________________________________________. （5）寫出氧化步驟的化學(xué)方程式:__________________,其中還原產(chǎn)物是________. 5．煉鋅廠產(chǎn)生的工業(yè)廢渣——鋅渣（除了含Zn外，還含有Fe、Al、Cd和SiO2等雜質(zhì)），利用鋅渣制取并回收ZnSO4·7H2O和金屬鎘是一個有益的嘗試，其流程如下： 已知：Fe3+、Al3+、Zn2+、Cd2+、Fe2+以氫氧化物完全沉淀時的pH分別為：3.2，4.7，6.5，9.4，9.7；鋅的金屬活動性比鎘強。 試回答下列問題： （1）“浸出”時用到的

10、“試劑X”為 (填名稱)。 （2）寫出“氧化”過程的離子方程式 。 （3）“調(diào)pH”過程可以選用 。（從以下選項選擇， 填序號） A．H2SO4 B．ZnO C．NaOH “濾渣2”的主要成分是 (填化學(xué)式，下同)。 （4）“試劑Y”是______________；“濾渣3”的成分為______________________。 （5）“操作1”的方法是___

11、____；在“操作1”時，必須采取的實驗措施是 。 6．(14分）隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并被譽為“合金的維生素”。為回收利用含釩催化劑（含有V2O5、VOSO4及不溶性殘渣），科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，回收率較高。 部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如下表所示： 物質(zhì) VOSO4 V2O5 NH4VO3 (VO2)2SO4 溶解性 可溶 難溶 難溶 易溶 該工藝的主要流程如下。 請回答下列問題： (1)工業(yè)由V2O5冶煉金屬釩常用鋁熱劑法，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______

12、__________。 (2)濾液Ⅰ中含釩的主要成分為_____ ___(填化學(xué)式)。 (3)該工藝中反應(yīng)③的沉淀率(又稱沉釩率)是回收釩的關(guān)鍵之一，該步反應(yīng)的離子方程式_________________________________________________________________； 沉釩率的高低除受溶液pH影響外，還需要控制氯化銨系數(shù)(NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O5的質(zhì)量比)和溫度。根據(jù)下圖判斷最佳控制氯化銨系數(shù)和溫度為________________、__________。 (4)用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以測定反

13、應(yīng)②后溶液中含釩量，反應(yīng)方程式為2VO＋H2C2O4＋2H＋===2VOn＋＋2CO2↑＋mH2O，其中n、m分別為________、________。 (5)已知反應(yīng)①消耗Na2SO3的物質(zhì)的量與反應(yīng)②消耗KClO3的物質(zhì)的量之比為2:3，則原混合物中V2O5和VOSO4的物質(zhì)的量之比為： 7. CoCl2·6H2O在飼料、醫(yī)藥工業(yè)上有廣泛的用途。下列是以含鈷廢料（含少量Fe、Al等雜質(zhì)）為原料制取CoCl2·6H2O的一種新工藝流程： 已知：①鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Co＋2HCl=CoCl2＋H2↑ ②CoCl2·6H2O熔點86℃，

14、易溶于水；常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110~120℃時，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷。 ③部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 開始沉淀 2.7 7.5 7.6 3.8 完全沉淀 3.2 9.7 9.2 5.2 請回答下列問題： (1)加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a，a的范圍是 。 (2)操作Ⅰ包含3個基本實驗操作，它們是 、 和過濾。 (3)制得的CoC

15、l2·6H2O需減壓烘干的原因是： 。 (4)為測定產(chǎn)品中CoCl2·6H2O含量，某同學(xué)將一定量的樣品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，過濾，并將沉淀烘干后稱量其質(zhì)量。通過計算發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100％，其原因可能是： 。 (5)在實驗室中，為了從上述產(chǎn)品中獲得更純凈的CoCl2·6H2O，方法是：

16、 。 (6)在上述新工藝中，用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料，其主要優(yōu)點為： 。 原工藝較新工藝也有優(yōu)點，其主要優(yōu)點是 。6. CoCl2·6H2O在飼料、醫(yī)藥工業(yè)上有廣泛的用途。下列是以含鈷廢料（含少量Fe、Al等雜質(zhì)）為原料制取CoCl2·6H2O的一種新工藝流程： 已知：①鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Co＋2HCl=CoCl2＋H2↑

17、②CoCl2·6H2O熔點86℃，易溶于水；常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110~120℃時，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷。 ③部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 開始沉淀 2.7 7.5 7.6 3.8 完全沉淀 3.2 9.7 9.2 5.2 請回答下列問題： (1)加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a，a的范圍是 。 (2)操作Ⅰ包含3個基本實驗操作，它們是 、

18、 和過濾。 (3)制得的CoCl2·6H2O需減壓烘干的原因是： 。 (4)為測定產(chǎn)品中CoCl2·6H2O含量，某同學(xué)將一定量的樣品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，過濾，并將沉淀烘干后稱量其質(zhì)量。通過計算發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100％，其原因可能是： 。 (5)在實驗室中，為了從上述產(chǎn)品中獲得更純凈的CoCl2·6H2O，方法是：

19、 。 (6)在上述新工藝中，用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料，其主要優(yōu)點為： 。 原工藝較新工藝也有優(yōu)點，其主要優(yōu)點是 。 8.某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組通過查閱資料，設(shè)計了如下圖所示的方法以含鎳廢催化劑為原料來制備NiSO4?7H2O。已知某化工廠的含鎳催化劑主要含有Ni，還含有Al（31%）、Fe（1.3%）的單

20、質(zhì)及氧化物，其他不溶雜質(zhì)(3.3%)。 固體② 含鎳廢 催化劑 堿液 酸液 堿浸 操作b 保溫一段時間 操作a 酸浸 操作a H2O2 調(diào)pH為2-3 操作c 溶液① 固體① 操作a NiSO4?7H2O 晶體 部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時的pH如下： 沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Ni(OH)2 pH 5.2 3.2 9.7 9.2 回答下列問題： (1)操作a、c中需使用的儀器除鐵架臺（帶鐵圈）、酒精燈、燒杯、玻璃棒外還需要的主要儀器為

21、 。 (2)“堿浸”過程中發(fā)生的離子方程式是 。 (3)“酸浸”時所加入的酸是 （填化學(xué)式）。酸浸后，經(jīng)操作a分離出固體①后，溶液中可能含有的金屬離子是 。 (4)操作b為調(diào)節(jié)溶液的pH，你認(rèn)為pH的最佳調(diào)控范圍是： 。 (5)“調(diào)pH為2~3”的目的是 。 (6)產(chǎn)品晶體中有時會混有少量綠礬（FeSO4·7H2O），

22、其原因可能是 __。 9．（16分）鈦合金是航天航空工業(yè)的重要材料。由鈦鐵礦（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制備TiO2等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下： 已知：①TiO2＋易水解，只能存在于強酸性溶液中 ②TiCl4的熔點－25.0℃，沸點136.4℃；SiCl4的熔點－68.8℃，沸點57.6℃ 回答下列問題： （1）寫出鈦鐵礦酸浸時，主要成分TiO2反應(yīng)的離子方程式 加入鐵屑的作用是 。 （2）操作Ⅱ包含的具體操作方法

23、有 。 （3）向“富含TiO2＋溶液”中加入Na2CO3粉末得到固體TiO2·n H2O，請用恰當(dāng)?shù)脑砗突瘜W(xué)用語解釋其原因 ，廢液中溶質(zhì)的主要成分是 （填化學(xué)式）。 焦炭 氯氣 沸騰氯化爐 900℃ CO TiO2 四氯化鈦(液) 海綿鈦 Na 550℃，Ar （4）用金紅石（主要含TiO2）為原料，采用亨特(Hunter)法生產(chǎn)鈦的流程如下： 寫出沸騰氯化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

24、 ，制得的TiCl4液體中常含有少量SiCl4雜質(zhì) ，可采用 方法除去。 （5）TiO2直接電解法生產(chǎn)金屬鈦是一種較先進的方法，電解 質(zhì)為某種可以傳導(dǎo)O2-離子的熔融鹽，原理如右圖所示，則其 陰極電極反應(yīng)為： ，電解過程中陽極電極上會有氣體生成，該氣體可能含有 。 參考答案： 1 （16分） （1）增大固體反應(yīng)物的表面積，增大化學(xué)反應(yīng)的速率。（2分） （2） 2Al＋2O

25、H－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑； Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑； Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O； SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O 。 （每寫出其中1個給2分，共4分，沒氣體符號扣1分，未配平0分） 2Fe2＋ ＋H2O2 ＋2H＋ ＝2Fe3＋ ＋2H2O （2分） （3）C、D （2分） Fe(OH)3 （1分） （4）加熱蒸發(fā)濃縮時會導(dǎo)致Cu2＋發(fā)生水解生成Cu(OH)2，用硫酸調(diào)節(jié)pH＝2～3是為了抑制Cu2＋的水解，也不會引入雜質(zhì)。 （2分）

26、 蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾。 （3分） 2.（16分） （1）+6 （2分） （2）4FeO·Cr2O3 + 7O2 + 20NaOH 8Na2CrO4 + 4NaFeO2+ 10H2O （共3分，物質(zhì)正確1分，反應(yīng)條件“高溫或煅燒”1分，配平1分） （3）氫氧化鐵（2分）；NaAlO2、Na2SiO3（共2分，每種物質(zhì)各1分） （3）2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑（3分，物質(zhì)正確1分，反應(yīng)條件1分，配平1分） （4）加稀硫酸酸化（2分） （5）冷卻結(jié)晶（2分） 3. （1）MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O（2分） (2)圖

27、中反映浸取時間為60分鐘時浸取率出現(xiàn)第一個峰值，此后時間延長對浸出率沒有明顯影響，從提高生產(chǎn)效率角度選擇浸出時間為60分鐘較為合理。（2分） （3）碳酸錳 （其它碳酸鹽也可）（2分） （4）MgSO4（或答硫酸鎂晶體）（2分） （5）若水分太少可能導(dǎo)致得到的晶體是失去部分結(jié)晶水的產(chǎn)物。（2分） 4（1）增大固體與空氣的接觸面積，增大反應(yīng)速率；提高原料的利用率 （2）K+ + BF4- = KBF4↓ （3）2Ce4+ +2Cl- = 2Ce3+ + Cl2↑ 用H2SO4酸浸 （4）漏斗 燒杯 玻璃棒；撕下一小片pH試紙放在干燥潔凈的表面皿上，用玻璃棒蘸取該溶液點在pH試

28、紙的中央，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比。 （5）2Ce(OH)3 + NaClO + H2O = 2Ce(OH)4 + NaCl NaCl 5（16分，每空2分） （1）硫酸溶液 （2）2H++H2O2+2Fe2+ =2Fe3++2H2O （3）B；Fe(OH)3 Al(OH)3 （4）Zn ；Cd和Zn （5）加熱濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶、過濾（洗滌）；保持溶液一定的酸度 6．（1）四 、VB 3V2O5+10Al 6V+5Al2O3 （2）將V2O5 轉(zhuǎn)化為可溶性的VOSO4

29、 （3）NH4＋+VO3— ＝ NH4VO3↓ （4）2 VO2+ + H2C2O4 + 2H+ = 2 VO2+ + 2 CO2 +2 H2O； （5） B 7. ⑴5.2～7.6 ⑵蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 ⑶降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解生成有毒的無水氯化鈷。 ⑷樣品中含有NaCl雜質(zhì)；烘干時失去了部分結(jié)晶水 ⑸重結(jié)晶 ⑹減少有毒氣體的排放，防止大氣污染；防止產(chǎn)品中混有硝酸鹽 硝酸替代新工藝中的鹽酸和過氧化氫，比新工藝流程少，節(jié)約成本 8. ⑴ 漏斗、蒸發(fā)皿 ⑵ 2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑、Al2O3+2O

30、H—=2AlO2—+3H2O ⑶ H2SO4 Ni2+ 、Fe2+ ⑷ 3.2—9.2 ⑸ 防止在濃縮結(jié)晶過程中Ni2+水解 ⑹ H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保溫時間不足導(dǎo)致Fe2＋未被完全氧化造成的 9．（16分） （1）TiO2＋2H+ = TiO2＋＋H2O（2分），使Fe3+還原為Fe2+（1分）。 （2）蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾（洗滌）（2分）； （3）溶液中存在水解平衡TiO2＋＋（n+1）H2OTiO2·n H2O＋2H+，加入的Na2CO3粉末與H+ 反應(yīng)，降低了溶液中c(H+)，促進水解平衡向生成TiO2·n H2O的方向移動；（3分）Na2SO4（1分） （4）TiO2＋2C＋2Cl2 TiCl4＋2CO（2分）；蒸餾（或分餾）（1分） （5）TiO2 +4e－ = Ti +2O2－（2分）；O2，CO，CO2（2分） 9