（通用版）高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 題型特訓(xùn)14 第9題 化學(xué)工藝流程綜合題B（含解析）-人教版高三化學(xué)試題

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1、題型特訓(xùn)14　第9題　化學(xué)工藝流程綜合題B 1.(2019湖北武漢二模)工業(yè)上以軟錳礦(主要成分為MnO2,另含有少量FeCO3、Al2O3、SiO2)為原料制取金屬錳的工藝流程如下: (1)軟錳礦“粉磨”的目的是　　　　　　　　　　　　。? (2)“浸渣”的主要成分是　　　　　　　　(填名稱)。? (3)經(jīng)檢測“浸取液”中無Fe2+,“浸取”時MnO2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (4)在“沉錳”操作中,不能用Na2CO3代替NH4HCO3,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (5)將“酸溶”后的溶液作為電

2、解液,用下圖1裝置電解,應(yīng)采用　　　　　　(填“陰”或“陽”)離子交換膜,陽極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? 圖1 圖2 (6)為充分利用“濾渣1”,需測定濾渣中鋁元素的含量,設(shè)計以下方案。 ①將m g濾渣處理成a mL溶液。 ②取少量①中溶液用EDTA滴定測得溶液中Fe3+、Al3+的濃度之和為b mmol·L-1。 ③另取少量①中溶液將Fe3+用鹽酸羥胺(在溶液中可完全電離出NH3OH+與Cl-)還原Fe2+,離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　;? ④將③所得溶液利用吸光度法測得其吸光度為0.400(吸光度與Fe

3、2+的濃度關(guān)系如上圖2所示)。該樣品中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　　　　　　　(用含字母的表達式表示)。? 2.硼氫化鈉(NaBH4)具有優(yōu)良的還原性,在有機化學(xué)和無機化學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。利用硼精礦(主要成分為B2O3,含有少量Al2O3、SiO2、FeCl3等)制取NaBH4的流程如圖1: 圖1 圖2 已知:偏硼酸鈉(NaBO2)易溶于水,不溶于醇,在堿性條件下穩(wěn)定存在?；卮鹣铝袉栴}。 (1)寫出加快硼精礦溶解速率的措施　　　　　　　　　　　　　　(寫一種)。? (2)操作1為　　　　　　　　,濾渣主要成分為　　　　　　。? (3)除硅、鋁步驟加入CaO而不加入C

4、aCl2的原因有:①能將硅、鋁以沉淀除去;②　　　　。? (4)氫化鎂(MgH2)中H元素的化合價為　　　　　　;MgH2與NaBO2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)1,其化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (5)如圖2在堿性條件下,在陰極上電解NaBO2也可制得硼氫化鈉,寫出陰極室的電極反應(yīng)式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (6)硼氫化鈉是一種強還原劑,堿性條件可處理電鍍廢液中的硫酸銅制得納米銅,從而變廢為寶,寫出該反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? 參考答案 題型特訓(xùn)14　第9題　化學(xué)工藝流程綜合題B 1

5、.答案 (1)加快浸取速率 (2)二氧化硅 (3)MnO2+2Fe2++4H+Mn2++2Fe3++2H2O (4)Na2CO3溶液堿性較強,會導(dǎo)致生成氫氧化物沉淀(堿式碳酸錳) (5)陰　2H2O-4e-4H++O2↑ (6)③2Fe3++2NH3OH+2Fe2++4H++N2↑+2H2O　④27a(b-0.040)×10-6m×100% 解析 (1)軟錳礦是固體物質(zhì),將其“粉磨”的目的是增大物質(zhì)的表面積,以便于在用稀硫酸和FeSO4溶液浸取時反應(yīng)速率大大加快。 (2)軟錳礦的主要成分為MnO2,另含有少量FeCO3、Al2O3、SiO2,用硫酸和FeSO4溶液浸取時,FeCO

6、3、Al2O3與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生FeSO4、Al2(SO4)3進入溶液,FeSO4與MnO2在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)MnO2+2Fe2++4H+Mn2++2Fe3++2H2O,而SiO2不能發(fā)生反應(yīng),所以“浸渣”的主要成分是二氧化硅。 (3)經(jīng)檢測“浸取液”中無Fe2+,說明Fe2+在“浸取”時與具有氧化性的MnO2發(fā)生了氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+Mn2++2Fe3++2H2O。 (4)在“沉錳”操作中,不能用Na2CO3代替NH4HCO3,原因是由于CO32-的水解使Na2CO3溶液堿性較強,會導(dǎo)致Mn2+生成氫氧化物沉淀或堿式碳酸錳,影響MnCO3的純

7、度。 (5)反應(yīng)產(chǎn)生的MnCO3與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)MnCO3+H2SO4MnSO4+H2O+CO2↑,要采用電解的方法使Mn2+還原為金屬Mn,陰極電極反應(yīng)式為2Mn2++4e-2Mn,陽極電極反應(yīng)式為2H2O-4e-4H++O2↑,根據(jù)溶液電中性和電解原理,右邊的SO42-要移向陽極進入左邊,因此要選擇陰離子交換膜。 (6)③另取少量①中溶液將Fe3+用鹽酸羥胺(在溶液中可完全電離出NH3OH+與Cl-)還原為Fe2+,根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒,可得反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++2NH3OH+2Fe2++4H++N2↑+2H2O。④將③所得溶液利用吸光度法測得其吸光度為0.400,

8、根據(jù)物質(zhì)的吸光度與Fe2+的濃度關(guān)系知該溶液中c(Fe2+)=0.040mmol·L-1,根據(jù)2Fe3++2NH3OH+2Fe2++4H++N2↑+2H2O可知c(Fe3+)=c(Fe2+)=0.040mmol·L-1,因為c(Al3+)+c(Fe3+)=bmmol·L-1,所以c(Al3+)=(b-0.040)mmol·L-1,溶液的體積為amL,故n(Al3+)=(b-0.040)mmol·L-1×a×10-3L=a(b-0.040)×10-6mol,則該樣品中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27×a×(b-0.040)×10-6m×100%。 2.答案 (1)將硼精礦粉碎、攪拌、增大NaOH濃度、升

9、溫等(答1點即可) (2)過濾　Fe(OH)3 (3)提供堿性溶液抑制NaBO2水解 (4)-1價　2MgH2+NaBO2NaBH4+2MgO (5)BO2-+6H2O+8e-BH4-+8OH- (6)4Cu2++BH4-+8OH-4Cu+BO2-+6H2O 解析 (1)將硼精礦粉碎、攪拌、增大NaOH濃度、升溫等都可以加快硼精礦溶解速率。(2)根據(jù)以上分析,操作1為過濾,濾渣主要成分為Fe(OH)3。(3)已知NaBO2易溶于水,在堿性條件下穩(wěn)定存在,所以除硅、鋁步驟加入CaO而不加入CaCl2的原因有:①能將硅、鋁以沉淀除去;②提供堿性溶液抑制NaBO2水解。(4)根據(jù)化合價代數(shù)和為0,則氫化鎂(MgH2)中H元素的化合價為-1價;MgH2與NaBO2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)生成NaBH4和MgO,則化學(xué)方程式為2MgH2+NaBO2NaBH4+2MgO。(5)在陰極上電解NaBO2也可制得硼氫化鈉,則陰極室BO2-得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成BH4-,則電極反應(yīng)式為BO2-+6H2O+8e-BH4-+8OH-。(6)硼氫化鈉是一種強還原劑,堿性條件可處理電鍍廢液中的硫酸銅制得納米銅,則反應(yīng)的離子方程式為4Cu2++BH4-+8OH-4Cu+BO2-+6H2O。