高考化学化工流程全突破专题03实验条件的控制和目的专练对点专练Word文件下载.docx

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2SiO2·

2nH2ONH3加快AlN水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出2Al+6H+=2Al3++3H2↑红褐色2CO32-+2Mg2++H2O=Mg2（OH）2CO3↓+CO2↑加入的CO32-使BaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动，从而形成BaCO3

2．明矾[KAl（SO4）2·

12H2O]在生产、生活中有广泛用途：

饮用水的净化；

造纸工业上作施胶剂；

食品工业的发酵剂等。

利用炼铝厂的废料——铝灰（含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO·

xFe2O3）可制备明矾。

工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）明矾净水的原理是______________________________（用离子方程式表示）。

（2）操作Ⅰ是________，操作Ⅱ是蒸发浓缩、__________、过滤、__________、干燥。

（3）检验滤液A中是否存在Fe2＋的试剂是________________（只用一种试剂）。

（4）将铝灰投入氢氧化钠溶液中生成气体的化学方程式是_______________________，在滤液A中加入高锰酸钾发生反应的离子方程式为（该条件下MnO4－转化为Mn2＋）：

______________。

（5）已知：

在pH＝3、加热条件下，MnO

可与Mn2＋反应生成MnO2。

加入MnSO4发生反应的离子方程式为：

________________________。

滤渣2含有的物质是_______________。

【答案】Al3＋＋3H2O

Al（OH）3（胶体）＋3H＋过滤冷却结晶洗涤酸性高锰酸钾溶液（或铁氰化钾溶液）2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O3Mn2＋＋2MnO4－＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋MnO2、Fe（OH）3

3．铬元素及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途。

以某铬矿石（主要成分是Cr2O3，含Fe2O3、SiO2等杂质）为原料生产Cr2O3的流程如下：

已知：

2Cr2O3+4Na2CO3+3O2

4Na2CrO4+4CO2，焙烧时SiO2也参与反应。

（1）Cr（OH）3和Al（OH）3性质类似，则Cr（OH）3与KOH反应的离子方程式为_________________；

（2）沉淀2的化学式为__________；

（3）步骤③中CrO42-转化成Cr2O72-，写出其离子方程式____________________，硫酸能否换成盐酸并说明其理由___________________；

（4）滤液3中的主要溶质是两种盐，其化学式为__________________________；

（5）CrO3的热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如图所示，则B点时铬的氧化物化学式为_____________。

【答案】Cr（OH）3+OH-=2H2O+CrO2-H2SiO32CrO42-+2H+

Cr2O72-+H2O不能，HCl可能被CrO42-氧化成氯气Na2SO4（NH4）2SO4Cr2O3

4．某含锰矿石的主要成分是MnO2，还含CaO、Al2O3、FeS杂质，由此矿石生产MnCO3的工艺流程如图所示：

①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示：

物质

开始沉淀

沉淀完全

Fe（OH）3

2.7

3.7

Al（OH）3

3.8

4.7

Mn（OH）2

8.8

10.4

Ca（OH）2

12

─

②常温下，Ksp（CaF2）=3.95×

10-11

（1）酸溶时，是否能将稀硫酸换成浓盐酸_____（填“是”或“否”）；

操作I的名称为_____。

（2）取溶液Ⅰ加入KSCN溶液，溶液呈血红色，试写出酸溶过程中MnO2与FeS发生反应的离子方程式：

_____。

（3）调节溶液Ⅰ的pH时，pH的范围为_____；

所用的物质X最好是_____（填字母）。

A．盐酸B．NaOH溶液C．氨水D．MnCO3固体

（4）滤渣Ⅰ为_____，滤渣Ⅱ为_____。

（填化学式）

（5）沉锰的化学方程式为_____。

（6）沉锰后过滤得到固体MnCO3，设计实验方案验证MnCO3固体是否洗涤干净：

【答案】否过滤2FeS+12H＋+3MnO2=2Fe3＋+2S+3Mn2＋+6H2O4.7≤pH<

8.8DFe（OH）3、Al（OH）3CaF2MnSO4+2NaHCO3=MnCO3↓+Na2SO4+H2O+CO2↑取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀产生，则说明已经洗涤干净。

5．工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如图所示：

（1）步骤①所得废渣与强碱反应得离子方程式_______________________________，操作Ⅱ的名称是_______________________。

（2）步骤②、③的变化过程表示为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）：

R2（SO4）n（水层）+2nHA（有机层）

2RAn（有机层）+nH2SO4（水层，X试剂为__________（写化学式）。

（3）按要求完成下列方程式。

④的离子方程式为__________________，其中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为_____________，若有245gKClO3参与反应时，转移的电子数目为__________。

加氨水调节pH过程中涉及的离子方程式为：

_______________。

（4）该工艺流程中可以循环利用的物质有_________________和_________________。

【答案】SiO2+2OH-=SiO32-+H2O萃取、分液

H2SO46VO2++ClO3-+9H2O=6VO3-+Cl-+18H+1:

612NANH3·

H2O+H+=NH4++H2ONH4++VO3-=NH4VO3↓（填1个即算正确）氨气（或氨水或NH3或NH3·

H2O）有机萃取剂（HA或有机溶剂或萃取后的有机层也给分）

6．金属钛（Ti）因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”。

以钛铁矿（主要成分钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下。

请回答下列问题。

（1）钛酸亚铁（用R表示）与碳在高温下反应的化学方程式为2R+C═2Fe+2TiO2+CO2↑，钛酸亚铁的化学式为_______________；

钛酸亚铁和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4，反应中无气体生成，该反应的化学方程式为_____________________________________。

（2）上述生产流程中溶液Ⅰ中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等阳离子。

常温下，其对应氢氧化物的Ksp如下表所示。

氢氧化物

Fe（OH）2

TiO（OH）2

Mg（OH）2

Ksp

8.0×

10-16

1.0×

10-29

1.8×

①常温下，若所得溶液中Mg2+的物质的量浓度为0.0018mol/L，当溶液的pH等于_______时，Mg（OH）2开始沉淀。

②若将含有Fe2+、TiO2+和Mg2+的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，该反应的离子方程式为___________________________________________________________。

（3）中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的方程式为______________。

Mg还原TiCl4过程中必须在1070K的温度下进行，你认为还应该控制的反应条件是_________。

【答案】FeTiO3FeTiO3+2H2SO4═TiOSO4+FeSO4+2H2O10TiO2++2H2O═TiO（OH）2↓（或H2TiO3）+2H+TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO隔绝空气

7．CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂。

可由水钴矿[主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含有少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取，其工艺流程如下：

①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等。

②流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表。

沉淀物

Co（OH）2

7.6

4.0

7.7

完全沉淀

9.6

9.2

5.2

9.8

③CoCl2•6H2O熔点为86℃，加热至110﹣120℃时，失去结晶水生成CoCl2。

（1）浸出水钴矿过程中，Fe2O3发生反应的化学方程式为________________________。

（2）向浸出液中加入适量NaClO3目的是______________________________________。

（3）“加Na2CO3调pH至a”，a的范围是______；

过滤所得沉淀的化学式为_________。

（4）萃取剂对金属离子的萃取与溶液pH的关系如下图所示，向“滤液”中加入该萃取剂的目的是_____，使用该萃取剂的最佳pH范围是_____（填选项字母，pH-萃取率见下）

A．5.0﹣5.5B．4.0﹣4.5C．3.0﹣3.5D．2.0﹣2.5

【答案】Fe2O3+Na2SO3+4HCl=2FeCl2+Na2SO4+2H2O将Fe2+氧化为Fe3+，易于除去铁元素5.2-7.6Fe（OH）3、Al（OH）3除去溶液中的Mn2+C

8．二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料，工业上以软锰矿、菱锰矿为原料来制备。

某软锰矿主要成分为MnO2，还含有Si（16.27%）、Fe（5.86%）、Al（3.42%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物，其处理流程图如下：

化合物

Ksp近似值

10-35

10-6

10-38

（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式

为______________________。

（2）“氨水、搅拌”，其中“搅拌”不仅能加快反应速率，还能___________；

滤渣A的成分是Fe（OH）3、Al（OH）3，加入氨水需调节pH至少达到____________，恰好能使Fe3+、A13+沉淀完全。

（3）滤渣B的成分是___________________。

（4）MnO2也可在MnSO4-H2SO4-H2O为体系的电解液中电解获得，其阳极电极反应式为____________________。

（5）工业上采用间接氧化还原滴定法测定MnO2纯度，其操作过程如下：

准确称量0.9200g该样品，与足量酸性KI溶液充分反应后，配制成100mL溶液。

取其中20.00mL，恰好与25.00mL0.0800mol·

L-1Na2S2O3溶液反应（I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）。

计算可得该样品纯度_____%。

【答案】MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2（SO4）3+2H2O充分氧化过量的Fe2+4CuS、ZnSMn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+47.3

=0.005mol

87g/mol=0.435g，该样品纯度为

100%=47.3%。

9．工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：

（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收。

a．浓H2SO4b．稀HNO3

c．NaOH溶液d．氨水

（2）用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在（填离子符号）____，检验溶液中还存在Fe2+的方法是_________（注明试剂、现象）。

（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为________________________。

（4）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是__________。

a．电能全部转化为化学能

b．粗铜接电源正极，发生氧化反应

c．溶液中Cu2+向阳极移动

d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属

e.阴极增重的质量等于阳极减少的质量

f.溶液中铜离子浓度不变

（5）利用反应2Cu+O2+2H2SO4═2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为________________。

【答案】cdFe3+取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色褪去3Cu2O+2Al

Al2O3+6Cubd4H++O2+4e﹣=2H2O

【解析】

（1）.由流程图转化可知，气体A中的大气污染物主要是二氧化硫，选择试剂吸收二氧化硫，不能产生新的污染气体，a．浓H2SO4不能吸收二氧化硫，错误；

b．稀HNO3可以吸收二氧化硫，但生成的NO污染大气，错误；

c．NaOH溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠，正确；

d．氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，正