高考化学全国各地一模试题分类汇编主题1实验化学化学工艺流程Word格式.docx
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(2
分)
【2018年广东省一模】28.常温下,用含钴废料(主要成分为CoCO2,还含有少量NiCO2与铁屑)制备,CoCl2·
6H2O的工艺流程如下。
稀盐酸氨水稀盐酸稀盐酸
↓↓↓↓
含钴废料→酸浸→除镍→酸溶→除铁→调节pH→结晶、干燥→CoCl2·
6H2O
↓↓
滤液滤液
①已知除镍过程中溶液pH对钴的回收率及Ni2+含量的影响如图所示。
②部分金属阳离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示
金属阳离子
开始沉淀pH
完全沉淀pH
Fe3+
1.5
4.0
Fe2+
7.5
9.7
Co2+
6.6
9.4
Ni2+
7.7
9.5
回答下列问题:
(1)酸浸后溶液中的阳离子为:
Co2+,Ni2+和_____。
(2)除镍时,应调节溶液pH=____,此时Ni2+是否形成Ni(OH)2沉淀?
____(是或否)。
若pH过小,则产品纯度会_______(升高,降低,或不变)。
(3)酸溶时,当调节pH=8时,溶液中n(Fe3+):
n(Co2+)=__________
已知Ksp[Co(OH)2]=2.0×
10-16,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×
10-38。
(2)除铁时先向溶液中加入30%的H2O2发生的离子反应方程式是:
_________________________________________________________
充分反应后再向溶液中加入CoCO3,调节溶液pH范围为______________,使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀,最后过滤得到CoCl2溶液。
(3)已知Ag++SCN-=AgSCN↓为测定粗产品中CoCl2·
6H2O的含量,称取11.9g粗产品配成100mL溶液,从中取出25mL先加入含0.03mol的AgNO3,(杂质不与其反应),再用0.5mol/L的KSCN溶液标定过量的AgNO3,该标定操作所用的指示剂为_______(填化学式),若消耗20.00mL的KSCN溶液,则该粗产品中CoCl2·
6H2O的质量分数为__________。
【答案】
【2018年广州一模】27.(14分)高氯酸铵(NH4ClO4)可用作火箭推进剂等。
制备NH4ClO4的工艺流程如下:
(1)电解NaClO3溶液时,ClO3-在极发生反应,其电极反应式为。
(2)“除杂”有两种方案。
①方案1:
加入盐酸和H2O2溶液,NaClO3转化为ClO2,化学方程式为。
方案2:
加入氨水和FeCl2·
4H2O,NaClO3转化为Cl-,离子方程式为,如果FeCl2·
4H2O过量会出现黑色磁性沉淀,该沉淀可能是______。
(填化学式)
②比较氧化性:
ClO3-_____ClO4-(填“>
”或“<
”)。
③两种方案相比,方案1的优点是。
(答一条即可)
(3)“反应”时用NaClO4和NH4Cl在90℃制备NH4ClO4。
如果用浓盐酸和液氨代替
NH4Cl,则无需加热,原因是。
(4)该流程中可循环利用的物质是_________。
【2018年揭阳一模】27.(14分)CoCl2·
6H2O是一种饲料营养强化剂。
一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·
6H2O的工艺流程如下:
①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②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
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
开始沉淀
2.7
7.6
完全沉淀
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
③CoCl2•6H2o熔点86℃,易溶于水、乙醚等;
常温下稳定无毒,加热至110~120℃
时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方式
。
(2)NaClO3的作用是
写出该反应的离子方程式_____________;
若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,可能会生成有毒气体是(填化学式)。
(3)加Na2CO3调pH至5.2所得沉淀为
。
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如下图。
加萃取剂的目的是
;
(5)其使用的最佳pH范围是(填字母代号)
A.2.0~2.5B.3.0~3.5
C.4.0~4.5D.5.0~5.5
(5)操作I包含3个基本实验操作是蒸发、结晶和过滤.制得的CoCl2•6H2O需减压烘干的原因是。
(6)除“钙”“镁”是将滤液i中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。
已知某温度下,Ksp(MgF2)=7.35×
10-11,Ksp(CaF2)=1.50×
10-10。
当加入过量NaF,所得滤液中c(Mg2+)/c(Ca2+)=_____________。
【答案】27.(14分)
(1)Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O(2分);
(2)将Fe2+氧化成Fe3+(1分);
ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O(2分);
Cl2(1分);
(3)Fe(OH)3
Al(OH)3(2分)(4)除去溶液中的Mn2+
1分);
B(2分);
(5)降低烘干温度,防止产品分解;
(1分);
(6)0.49(2分)
【2018年汕头一模】27.(14分)醋酸镍[(CH3COO)2Ni]是一种重要的化工原料。
一种以含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料,制取醋酸镍的工艺流程图如下:
相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表:
金属离子
开始沉淀时的pH
沉淀完全时的pH
物质
20℃时溶解性(H2O)
1.1
3.2
CaSO4
微溶
5.8
8.8
NiF
可溶
Al3+
3.0
5.0
CaF2
难溶
6.7
NiCO3
Ksp=1.0×
10-5
(1)将含镍废料粉碎的目的是。
(2)“酸浸”实验中,镍的浸出率结果如图所示,从能量损耗和成本角度考虑,若要使镍的浸出效果最佳,选择的最好温度和时间分别为℃、min。
(3)实验过程中,滤渣1主要成分的化学式为、。
(4)调节pH步骤中,溶液pH的调节范围是~。
选择此范围的目的是
(5)酸浸过程中,lmolNiS失去6NA个电子,同时生成两种无色有毒气体。
写出该反应的化学方程式:
(6)沉镍过程中,若c(Ni2+)=4.0mol·
L-1,欲使100mL该滤液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤10-5mol·
L-1],则需要加入Na2CO3固体的质量最少为g。
(保留小数点后1位有效数字)
【2018年抚顺市高三3月高考模拟】28.(14分)钨是我国丰产元素,是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,钨在自然界主要以钨(VI)酸盐的形式存在。
有开采价值的钨矿石之一白钨矿的主要成分是CaWO4,含有二氧化硅、氧化铁等杂质,工业冶炼钨流程如下:
①钨酸酸性很弱,难溶于水
②完全沉淀离子的pH值:
SiO32-为8,WO42-为5
③碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨
(1)74W在周期表的位置是第周期。
(2)CaWO4与纯碱发生的化学反应方程式是__________________
___________。
(3)滤渣R的主要成分是(写化学式)。
调节pH可选用的试剂
是:
(填写字母序号)。
A.氨水B.氢氧化钠溶液C.盐酸D.碳酸钠溶液
(4)母液中加入盐酸的离子方程式为。
检验沉淀C是否洗涤干净的操作是
(5)为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳而必须用氢气作还原剂的原因是。
(6)将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中可得到钨酸钙,已知温度为T时Ksp(CaWO4)=1×
10-10,Ksp[Ca(OH)2]=4×
10-7,当溶液中WO42-恰好沉淀完全(离子浓度等于10-5mol/L)时,溶液中c(WO42-)/c(OH-)=。
(1)六(2分);
(2)
(2分,不写条件扣1分,分步写也可得分);
(3)H2SiO3(1分),C(1分);
(4)WO42-+2H+=H2WO4↓(2分);
取最后一次的洗涤液少量于试管中,滴入1~2滴稀硝酸,再滴加1~2滴AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净若出现白色沉淀则表明沉淀未洗净。
(2分);
(5)如果用碳做还原剂,混杂在金属中的碳不易除去,而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨,不容易获得纯的金属钨,用氢气作还原剂可避免产生以上问题。
(6)5×
10-5(2分)。
【2018年哈尔滨市第三中学[全国百强校]高三一模】26.(14分)一种磁性材料的磨削废料
(含镍质量分数约21%)主要成分是铁镍合金,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。
由该废料制备纯度较高的氢氧化镍,工艺流程如下:
(1)合金中的镍难溶于稀硫酸,“酸溶”时除了加入稀硫酸,还要边搅拌边缓慢加入稀
硝酸,反应有N2生成。
写出金属镍溶解的离子方程式 。
(2)“除铁”时H2O2的作用是 ,为了证明添加的H2O2已足量,应选
择的试剂是 (用化学式表示)溶液。
黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点。
此步骤加入碳酸钠的目的是。
(3)“除铜”时,反应的离子方程式为 ,若用Na2S代替H2S除铜,优
点是 。
(4)已知除杂过程在陶瓷容器中进行,NaF的实际用量为理论用量的1.1倍,用量不宜
过大的原因是 。
(5)已知常温下Ks
p[Ni(OH)2]=2.0×
10-15,该流程中Ni(OH)2生成时,调节pH约为
Ni2+刚好沉淀完全(离子浓度小于1×
10-5mol•L-1时,认为该离子沉淀完全;
lg2=0.30)。
【答案】26.(14分)
(1)5Ni+12H++2NO3-=5Ni2++N2↑+6H2O(2分);
(2)将亚铁离子氧化为铁离子(1分)K3[Fe(CN)6](2分);
提高溶液的碱性,使黄钠铁矾形成析出(1分)(3)H2S+Cu2+=CuS↓+2H+(2分);
无易挥发的有毒气体硫化氢污染环境(2分);
(4)过量的F﹣离子生成氢氟酸会腐蚀陶瓷容器(2分);
(5)9.1或9.2(或9.1~9.2之间)(2分)。
【2018年东北三校[全国百强校]高三一模】26、(14分)某化学实验室以一种工业上的废渣(废渣主要含有MgCO3、MgSiO3和少量Fe、Al的氧化物)为原料,制备MgCO3·
3H2O。
实验流程如下图所示:
(1)为了加快废渣的酸溶速率,可采取的办法有_________(任写一点),酸溶时废渣中主要成分发生反应的离子方程式为___________________________________。
(2)加入30%H2O2的目的是__________________________________。
(3)用萃取分液的方法除去溶液中的Fe3+
①加入30%H2O2后,检验溶液中是否含有Fe2+的最佳试剂是__________________________。
②萃取分液完成后,检验水相中是否含有Fe3+的最佳试剂______________________________。
(4)室温下,除去MgSO4溶液中的A13+(使Al3+浓度小于1×
10-6mol/L)而不引入其它杂质,应加入的试剂X为__________,应调节pH的范围为_________________。
①Ksp[Al(OH)3]=1.0×
10-33
②pH=8.5
时,Mg(OH)2开始沉淀
(5)向滤液中加入Na2CO3溶液生成MgCO3沉淀并用蒸馏水洗涤,确认沉淀洗净的操作及现象是____________________________。
(6)右图为不同反应温度下所得水合碳酸镁的X射线衍射谱图。
由图可知,干燥时需控制温度范围为___________________,温度较高时MgCO3·
3H2O发生转化的化学方程式为_______________________________。
【答案】26(14分)
(1)
升高温度、搅拌、提高硫酸浓度等(1分,答案合理即给分);
MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3(2分,各1分);
(2)将Fe2+氧化为Fe3+,便于除去(1分);
(3)①K3[Fe(CN)6]溶液(1分);
②KSCN
溶液(1分);
(4)MgO、Mg(OH)2、MgCO3或Mg2(OH)2CO3(1分,任写一种即可)5.0<
pH<8.5(2分)
(5取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,若不产生白色沉淀,则表明已洗涤干净(2分);
(6)293K~313K(313K以下也可)(1分)
5MgCO3·
3H2O===Mg5(OH)2(CO3)4·
4H2O+CO2↑+10H2O(2分)。
【2018年贵阳市一中[全国百强校]高三一模】27.(15分)工业上回收利用某合金废料(t要含
Fe、Cu、Co、Li等,己知Co、Fe均为中等活泼金属)的工艺流程如图16所示:
回答下列问题:
(1)(NH4)2C2O4
中
C
元素的化合价为____________________________________。
(2)合金废料加入盐酸浸取,该盐酸不能换为硝酸,原因是______________________________。
残渣M的主要成分是种金属单质。
该金属为______________________________。
(3)“浸出液”中先后加入的两种试剂涉及氨水、H2O2
溶液。
应先加入_________,加入氨水发生反应的离子方程式为______________________________。
(4)溶液A
中的金属阳离子是_______________。
加入(NH4)2C2O4
溶液的目的是_____________________。
(5)“操作1”的名称是____________________,草酸钴高温焙烧生成Co2O3,实验室中高温焙烧使用的仪器是_____________________(填字)。
a.蒸发皿b.表面皿c.烧杯d.坩埚
(6)已知Li2CO3微溶于水,其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。
“操作2”中,蒸发浓缩后必须趁热过滤,其目的是________________________________,90℃时Ksp
(Li2CO3)
的值为_______________。
温度/℃
10
30
60
90
浓度/mol·
L-1
0.21
0.17
0.14
0.10
【答案】27、
(1)+3(1分)
(2)硝酸溶解金属时会生成有毒气体,且Cu
也溶解在硝酸中(答
案合理即可,2
分)Cu(l
分)(3)H2O2
溶液(1分)
Fe3++3NH3·
H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+(2
分)(4)Co2+、Li+(l
分)使Co2+转化为草酸钴沉淀(说法合理即可分)
(5)过滤(1分)
d(1分)(6)减少Li2CO3的溶解损失(说法合理即可,2分)4.0×
10-3(2
【2018年河南师范大学附属中学[全国百强校]一模】27.(14分)铁的化合物有广泛用途,如碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂,铁红(Fe2O3)可作为颜料。
利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)制备FeCO3的流程如下:
(1)“酸溶”时加快反应速率的方法有 (写出一种)。
(2)①“还原”时,FeS2与H2SO4不反应,Fe3+通过
两个反应被还原,其中一个反应
如下:
FeS2+14Fe3++8H2O
15Fe2++2SO42-+16H+,则另一个反应的离子方程式为 。
②加入FeS2还原后,检验Fe3+是否反应完全的方法是 。
(3)①“沉淀”时,需要控制温度在35℃以下,其可能原因是 。
②所得FeCO3需充分洗涤,检验沉淀已洗净的方法是 。
(4)FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,同时释放出CO2,则与FeCO3反应的物质为 (填化学式)。
(5)写出在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的化学方程式:
。
FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时,也会生成FeO。
现煅烧23.2kg的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物15.84kg,则Fe2O3的质量为 kg。
【答案】27.
(1)加热(或增加硫酸的浓度、将烧渣粉碎、搅拌等)
(2)①
FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S↓②取少量溶液,滴入几滴KSCN溶液,若溶液变为血红色,说明其中含有Fe3+,未反应完全(3)①防止碳酸铵分解,减小亚铁离子的水解程度②取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加稀盐酸,
无明显现象,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明沉淀已洗涤干净,反之,则说明没洗涤干净(4)O2、H2O(5)4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO214.4
【解析】烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)用硫酸浸取,过滤后滤液中含有硫酸铁、硫酸亚铁、未反应的硫酸,滤渣为二氧化硅,用二硫化亚铁还原Fe3+后过滤,得滤液中含有硫酸亚铁,向滤液中加入碳酸铵,过滤得碳酸亚铁,滤液中含有硫酸铵、碳酸铵。
(5)在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的化学方程式为4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2,设Fe2O3的质量为x,
根据化学反应前后铁元素质量不变:
×
100%×
x+
(15.84kg-x)=
23.2kg,解得x=14.4kg。
【2018年广西省二模】27.(14
分)纳米铜是一种性能优异的超导材料,以辉铜矿(主要成
分为Cu2S)为原料制备纳米铜粉的工艺流程如图1所示。
(1)用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、废铜渣和稀硫酸共同作用可获得较纯净的Cu2S,其原理如图2所示,该反应的离子方程式为____________________________。
(2)从辉铜矿中浸取铜元素时,可用FeCl
3溶液作浸取剂。
①反应:
Cu2S+4FeCl3=2Cu+4FeS,每生成1mol
CuCl2,反应中转移电子的物质的量为_____;
浸取时,在有氧环境下可维持Fe3+较高浓度,有关反应的离子方程式为_________。
②浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时,铜元素浸取率的变化如图3所示,未洗硫时铜元素授取率较低,其原因是________________。
(3)“萃取”时,两种金属离子萃取率与pH的关系如图4所示。
当pH>
1.7时,pH越大,金属离子萃取率越低,其中Fe3+萃取率降低的原因是_________________。
(4)用“反萃取”得到的CuSO4
溶液制备纳米铜粉时,该反应中还原产物与氧化产物的质量之比为_____。
(5)在萃取后的“水相”中加入适量氨水,静買,再经过滤、_____、干燥、____等操作可得到Fe2O3
产品。
【答案】27.
(1)CuFeS2+Cu+2H+=Cu2S+Fe2++H2S↑(2分)
(2)①2mol
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O(2分)②生成的硫覆盖在Cu2S表面,阻碍浸取(2
(3)Fe3+水解程度随pH的升高而增大(2分)(4)32:
7(2分)(5)洗涤(1分);
煅烧(或灼烧)(1分)
【2018年广西省南宁一模】27.(14分)Ni2O3主要用作陶瓷、搪瓷和玻璃的着色颜料,也可用于镍粉的制造,其中一种生产工艺如下(已知还原性:
Fe2+>
Ni2+):
(1)Ni2O3中Ni
的化合价为。
(2)为了提高金属镍废料浸出速率,在“酸浸”时可采取的措施有。
(写两条)。
(3)若将H2O2溶液改为酸性KMnO4溶液(在该实验条件下,Ni2+
不能被KMnO4氧化),则“氧化”过程中的离子方程式为;
加入Na2CO3溶液调pH,产生的“滤渣X”是。
(4)从滤液A中可回收利用的主要物质是;
加入NaClO)溶液和NaOH
溶液,“氧化”生成Ni2O3的离子方程式为。
(5)工业上用镍为阳极,电解0.05~0.1mol·
L-1NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得到高纯度、球形的超细镍粉。
当其他条件一定时,NH4Cl
的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如下图所示:
①NH4Cl
浓度最好控制为g·
L-1。
②当NH4Cl
浓度大于15g·
L-1时,阴极有气体生成,导致阴极电流效率降低,