届化学高考二轮专题复习与测试第二部分 题型1 工艺流程综合题Word格式文档下载.docx

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（4）Cr（OH）3的化学性质与Al（OH）3相似。

在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，否则会导致_________（用离子方程式表示）。

（5）实际工业生产中，有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3＋的含量，其原理是Mn＋＋nNaR===nNa＋＋MRn，其中NaR为阳离子交换树脂，Mn＋为要测定的离子。

常温下，将沉淀后的溶液（此时溶液pH＝5）经过阳离子交换树脂后，测得溶液中Na＋比交换前增加了0.046g·

L－1，则该条件下Cr（OH）3的Ksp的值为______________________。

（6）在含铬废水实际处理中，还可采用直接沉淀的方法，处理成本较低。

已知在含铬废水中存在Cr2O

和CrO

相互转化平衡，请用离子方程式表示它们之间的转化反应：

______________________。

详细分析：

（1）N2H4的电子式为

。

（2）可以代替题给流程中N2H4溶液，需要具有还原性，能还原重铬酸根离子。

FeSO4溶液中亚铁离子具有还原性，可以还原Cr2O

离子，A符合；

浓HNO3溶液具有强氧化性，不能表现还原性，不能还原Cr2O

，B不符合；

酸性KMnO4是强氧化剂不能还原Cr2O

，C不符合；

Na2SO3溶液中亚硫酸根离子具有还原性，可以还原Cr2O

，D符合。

（3）加入N2H4的流程中，N2H4转化为无污染的物质，即生成氮气和水，反应中N元素由－2价变成0价，失去电子数为4，Cr元素化合价由＋6价变成＋3价，得到电子数为6，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶6＝2∶3。

如果加入NaOH溶液时溶液的pH过高，Cr（OH）3将被氢氧化钠溶解，离子方程式为Cr（OH）3＋OH－===CrO

＋2H2O。

（5）阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3＋的含量，其原理是Cr3＋＋3NaR===3Na＋＋CrR3，其中NaR为阳离子交换树脂，Cr3＋为要测定的离子，Na＋比交换前增加了4.6×

10－2g·

L－1，物质的量浓度＝

×

10－2mol·

L－1＝2×

10－3mol·

L－1，计算被交换的离子Cr3＋浓度＝

2×

L－1，Cr（OH）3（s）

3OH－（aq）＋Cr3＋（aq），将pH＝5的废水经过阳离子交换树脂后，溶液中c（OH－）＝10－9mol·

L－1，Ksp＝c3（OH－）·

c（Cr3＋）＝[10－9]3×

10－3≈6.7×

10－31。

（6）Cr2O

在溶液中相互转化，离子方程式为Cr2O

＋H2O

2CrO

＋2H＋。

答案：

（1）

（2）AD

（3）2∶3

（4）Cr（OH）3＋OH－===CrO

＋2H2O

（5）6.7×

10－31

＋2H＋

2．（2019·

宝鸡质检）下面是某科研小组利用废铁屑还原浸出软锰矿（主要成分为MnO2）制备硫酸锰及电解其溶液制锰的工艺流程图：

已知：

①浸出液中主要含有Fe3＋、Fe2＋、Co2＋、Ni2＋等杂质金属离子；

②生成氢氧化物的pH见下表：

物质

Fe（OH）2

Fe（OH）3

Ni（OH）2

Co（OH）2

Mn（OH）2

开始沉淀的pH

7.5

2.7

7.7

7.6

8.3

完全沉淀的pH

9.7

3.7

8.4

8.2

9.8

请回答下列问题：

（1）“酸浸”前将原料粉碎的目的是_____________________。

（2）流程图中“①加入MnO2”的作用是将浸出液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，同时自身被还原为Mn2＋。

该反应的离子方程式是____________________________________，其中的MnO2可以用试剂__________（填化学式）代替。

（3）流程图中“②调节pH”可以除去某种金属离子，应将溶液pH调节控制的范围是________________。

下列可用于流程中调节pH的试剂是__________________（填序号）。

a．MnCO3　　　　　b．Na2CO3

c．NaOHd．氨水

（4）向滤液Ⅰ中加入MnS的作用是除去Co2＋、Ni2＋等离子，发生反应为MnS＋Ni2＋===NiS＋Mn2＋等。

当该反应完全后，滤液2中的Mn2＋与Ni2＋的物质的量浓度之比是________________[已知Ksp（MnS）＝2.8×

10－10，Ksp（NiS）＝2.0×

10－21]。

（5）上述流程中，能循环使用的一种物质是________________（填化学式）。

（6）上述流程中在电解前需对电解液中Mn2＋的含量进行测定。

方法是：

取出一定体积的电解液，加入一定质量的NaBiO3（不溶于水），使二者发生反应，反应的氧化产物和还原产物分别是MnO

、Bi3＋。

该反应的离子方程式是____________________________________。

（7）在适当条件下，在MnSO4、H2SO4和H2O为体系的电解液中电解也可获得MnO2，其阳极电极反应式为_________________。

将软锰矿和废铁屑加入过量硫酸浸出，过滤，浸出液中主要含有Fe3＋、Fe2＋、Co2＋、Ni2＋等金属离子，加入MnO2的作用是将浸出液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，同时自身被还原为Mn2＋，加入MnCO3调节溶液的pH以除去铁离子，过滤后的滤液中加入MnS净化除去Co2＋、Ni2＋等离子，过滤得到滤液再进行电解可得到金属锰和阳极液，阳极液可循环使用，滤渣2为MnS、CoS、NiS。

（1）“酸浸”前将原料粉碎的目的是增大反应物的接触面积，增大反应速率。

该反应的离子方程式是MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O，其中的MnO2作氧化剂，可以用试剂H2O2代替。

（3）流程图中“②调节pH”可以除去铁离子，应将溶液pH调节控制的范围是3.7～7.6，促进铁离子水解。

MnCO3能与H＋反应，不引入杂质，故可用MnCO3调节pH。

（4）根据沉淀转化的方程式：

MnS＋Ni2＋===NiS＋Mn2＋，Mn2＋与Ni2＋的物质的量浓度之比为c（Mn2＋）∶c（Ni2＋）＝Ksp（MnS）∶Ksp（NiS）＝（2.8×

10－10）∶（2.0×

10－21）＝1.4×

1011。

（5）在题给工艺中，能循环使用的一种物质是电解过程中阳极液含有的硫酸。

（6）电解液中Mn2＋具有还原性，加入一定质量的NaBiO3（不溶于水），使二者发生反应，反应的氧化产物和还原产物分别是MnO

反应的离子方程式是5NaBiO3＋2Mn2＋＋14H＋===5Bi3＋＋2MnO

＋5Na＋＋7H2O。

（7）在适当条件下，电解MnSO4时MnSO4在阳极失去电子得到MnO2，其阳极电极反应式为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋。

（1）增大反应物的接触面积，增大反应速率

（2）MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O　H2O2

（3）3.7～7.6　a

（4）1.4×

1011

（5）H2SO4

（6）2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋===2MnO

＋5Bi3＋＋5Na＋＋7H2O

（7）Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋

3．（2019·

韶关调研）锌锰干电池是很古老的一次性电池，它的生产原料主要有软锰矿和闪锌矿。

已知闪锌矿中含ZnS约80%，FeS、CuS、SiO2共约7%，其余为水分；

软锰矿中含MnO2约a%，SiO2约20%，Al2O3约4%，其余为水分。

科研人员开发了综合利用软锰矿和闪锌矿的同槽酸浸工艺，工艺流程如下图所示。

（1）反应Ⅰ需不断搅拌，目的是____________________________。

（2）检验反应Ⅰ的滤液中含有Fe3＋的试剂为________；

写出反应Ⅰ中由FeS生成Fe3＋的离子方程式_____________________________

_____________________________________________________。

（3）反应Ⅱ加入适量锌的作用是__________________________；

反应Ⅲ中MnO2的作用是_______________________________。

（4）已知ZnCO3、MnCO3的Ksp分别为1.4×

10－10、2.2×

10－11；

要使反应Ⅳ之后的溶液中Zn2＋、Mn2＋浓度均降到1.0×

10－6mol·

L－1，则溶液中残留的CO

浓度至少为__________mol·

L－1。

（5）如图是Na2SO4和Na2SO4·

10H2O的溶解度曲线，则Ⅳ中得到Na2SO4固体的操作是：

将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液________→________→用乙醇洗涤→干燥。

用乙醇洗涤而不用水洗的原因是__________________________________________。

（1）反应Ⅰ是闪锌矿、软锰矿在硫酸中的溶解过程，搅拌是为了增大反应速率，提高原料利用率。

（2）Fe3＋遇KSCN溶液变成红色，遇苯酚溶液显紫色，故欲检验Ⅰ的滤液中含有Fe3＋的试剂为：

KSCN（或苯酚）；

反应Ⅰ中由FeS和MnO2在酸性溶液中反应生成

Fe3＋、H2O、S、Mn2＋，反应的离子方程式为2FeS＋3MnO2＋12H＋===2Fe3＋＋2S＋3Mn2＋＋6H2O。

（3）由图可知，反应Ⅱ加入适量锌有铜析出，故反应Ⅱ是将溶液中的Cu2＋还原为Cu；

反应Ⅲ中加入MnO2，将Fe2＋氧化成Fe3＋，最终生成Fe（OH）3沉淀。

（4）欲使Zn2＋、Mn2＋浓度均降到1.0×

10－6mol·

L－1，根据ZnCO3的Ksp＝1.4×

10－10，即c（Zn2＋）·

c（CO

）＝1.4×

10－10，求得：

10－10÷

（1.0×

10－6）＝1.4×

10－4mol·

L－1，同理可求使Mn2＋沉淀，当Mn2＋浓度均降到1.0×

L－1时，c（CO

）＝2.2×

L－1，所以溶液中残留的CO

浓度至少为1.4×

（5）由图象溶解度曲线变化可知，Na2SO4的溶解度在温度较高时，随温度升高而降低，而Na2SO4·

10H2O的溶解度随温度升高而增大，欲得到Na2SO4晶体，应采取加热蒸发溶剂使Na2SO4结晶析出，并趁热过滤；

因Na2SO4在乙醇中难于溶解，所以用乙醇洗涤既防止Na2SO4和水作用生成Na2SO4·

10H2O，又能防止Na2