化学解答题练习九原卷版高考化学解答题专练元素化合物与工艺流程.docx
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化学解答题练习九原卷版高考化学解答题专练元素化合物与工艺流程
化学解答题练习（九）原卷版
1．天青石（主要含有SrSO4和少量CaCO3杂质）是获取锶元素的各种化合物的主要原料。
请回答下列问题：
（1）利用焰色反应可以定性鉴别某些金属盐。
灼烧SrSO4时，锶的焰色为_____（填标号）。
A．洋红色B．浅紫色C．黄绿色D．淡蓝色
（2）硫化锶（SrS）可用作发光涂料的原料，SrSO4和碳的混合粉末在隔绝空气下高温焙烧可生成硫化锶和一种还原性气体，该反应的化学方程式____________________________。
（3）已知：
25℃时，Ksp（SrSO4）=3.2×10-7，Ksp（SrCO3）=1.1×10-10。
SrSO4的粉末与Na2CO3溶液混合加热、充分搅拌可生成硫酸钠和碳酸锶，若转化完成时恢复到25℃，混合液中c（CO
）=1.0×10-3mol/L，则c（SO
）=______________________。
（4）以天青石生产Sr（OH）2·xH2O的工艺如下：
已知：
Sr（OH）2、Ca（OH）2在水中的溶解度如下表：
温度/（℃）
0
20
40
60
80
100
溶解度（g）
Sr（OH）2
0.91
1.77
3.95
8.42
20.2
91.2
Ca（OH）2
0.19
0.17
0.14
0.12
0.09
0.08
①滤渣2为混有CaCO3的SrCO3，写出反应1生成SrCO3的化学方程式______________。
②固体3“加热水浸”是为了获得较纯净的Sr（OH）2溶液,此时应缓慢加热使沉淀颗粒长大,滤渣5的主要成分是______（填化学式）,“趁热过滤”的目的是_________________________________。
③“操作6”主要有：
________________、过滤、洗涤、干燥。
④取mg纯净Sr（OH）2·xH2O产品溶于水，加入过量Na2CO3溶液后过滤、洗涤、干燥后，得到ng滤渣，则x=__________（用含m、n的式子表示）。
2．纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质，在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。
下图是以硫酸氧钛为原料制备纳米二氧化钛的工艺流程图：
回答下列问题：
（1）反应I中发生两个反应，其一是尿素[CO（NH2）2]与H2O反应生成CO2和NH3·H2O，则另一反应的离子方程式为____。
（2）判断TiO（OH）2沉淀是否洗净的实验操作和现象是：
____。
（3）为了减少制备过程中的“三废”排放，将上述流程中的“滤液”经过____、____、_____（填基本操作）即可回收________（填化学式）。
（4）为研究反应温度、反应时间、反应物物质的量配比等因素对制备纳米二氧化钛产率的影响。
设计如下实验：
实验编号
反应温度/℃
反应时间/h
反应物物质的量配比
①
90
1
2:
1
②
90
2
3:
1
③
90
1
④
100
2
3:
1
实验②和④的实验目的是___，实验③中反应物物质的量配比为___。
反应I中TiO2+浓度对TiO2的产率和粒径的影响如图：
结合图中信息，你认为为达到工艺目的，最合适的TiO2+浓度为_______。
3．粉煤灰是燃煤产生的工业固体废料，主要成分有Al2O3、SiO2，还含有少量Fe2O3、CaO等。
采用酸碱联合的方法从粉煤灰中综合回收氧化铝及二氧化硅的工艺流程如下：
硫酸熟化过程中发生的反应有：
Al2O3∙2SiO2+3H2SO4=Al（SO4）3+2SiO2+3H2O
3Al2O3∙2SiO2+9H2SO4=3Al2（SO4）3+2SiO2+9H2O
（1）“结晶”操作：
缓缓加热，浓缩至______，放置冷却，得到Al2（SO4）3∙18H2O。
（2）Al2（SO4）3∙18H2O在250~300℃下失重40.5%得Al2（SO4）∙xH2O，x=______。
（3）“还原焙烧”过程中发生反应的化学方程式为_________。
（4）设计实验检验粗氧化铝中是否含有Fe2O3：
__________。
（5）向硅酸钠溶液中通入过量CO2制备白炭黑的化学方程式为___________。
（6）粗氧化铝制备冶金级氧化铝过程中发生反应[Al（OH）4]-+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-，该反应的平衡常数为_______[已知Al（OH）3+H2O
[Al（OH）4]-+H+K1=4×10-13；H2CO3
H2O+CO2K2=600；Kal（H2CO3）=4.2×10-7、Ka2（H2CO3）=5.6×10-11]。
4．马日夫盐[Mn（H2PO4）2·2H2O]在国防工业中常用作各种武器的润滑层和防护层。
以软锰矿（主要成分为MnO2及少量的FeO、Al2O3和SiO2）为原料制备马日夫盐的主要工艺流程如图：
（1）“漫锰”时为了提高浸取率，可采取的措施有_________（任写出一条）；在步骤一中，如果SO2气体中混有空气，测得反应液中Mn2+、SO42-的浓度随反应时间t变化如图，产生该现象的原因是_______________；
（2）关于“步骤二”的说法正确的是_________；
A．为提高萃取率和产品产量，实验时分多次萃取并合并萃取液
B．溶液中加入萃取剂Y，转移至分液漏斗中。
塞上玻璃塞，如图用力振摇
C．经几次振据并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层
D．分液时，将分液湿斗上的玻璃塞打开或使塞上的四槽对准漏4口上的小孔，打开旋塞，待油水界面与旋塞上口相切，关闭旋塞后再从上口倒出上层液体
（3）已知几种离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示：
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe2+
7.6
9.7
Fe3+
2.7
3.7
Al3+
3.8
4.7
Mn2+
8.3
9.8
滤渣X的化学式为_____，步骤三时，pH值应调到的范围是________________；
（4）步骤四时，将Na2CO3溶液逐渐加入锰盐溶液中；若顛倒滴加顺序可能会生成__________已知Ksp（MnCO3）=2.24×10-11，加入饱和Na2CO3溶液使Mn2+恰好沉淀完全后.溶液中c（CO32-）=________；
（5）步骤五产生马日夫盐晶体的化学反应方程式为___________________。
5．锑（Sb）是第VA族元素，其单质主要用于制造合金、半导体。
三氧化二锑俗称锑白，是白色粉末，不溶于水，是一种两性氧化物，主要用于白色颜料、油漆和塑料、石油化工等。
某工厂用羽毛矿（主要成分为Pb4FeSb6S14）制取锑白的工艺流程如图所示：
（1）Pb4FeSb6S14中的锑元素只显一种化合价，则其化合价是______。
X是一种固体单质，其成分是___（填化学式）。
（2）氯化浸出中，除铅与X外，被氧化的元素反应后均显高价，写出相应的化学方程式：
______________。
操作1为加水稀释，写出生成SbOCl的离子方程式：
___________。
（3）试剂1通常选用氨水而不是NaOH溶液，最可能的原因是_______。
操作2的内容是_________、干燥。
（4）在强碱性条件下电解Na3SbS3溶液（原理如图）可得到单质锑。
写出阴极的电极反应式：
_______，B电极应接电源的______极，当有2molSb生成时，通过阳离子交换膜的离子数为_________（设NA为阿伏加德罗常数的值）。
6．高铁酸钾（K2FeO4）是一种安全性很高的水处理剂，其合成的部分流程如下。
资料：
ⅰ．高铁酸钾可溶于水，微溶于浓KOH溶液，在碱性溶液中较稳定，在酸性或中性溶液中快速产生O2，且﹢3
价铁能催化该反应。
ⅱ．次氯酸钾容易分解，2KClO
2KCl＋O2。
（1）实验室使用高锰酸钾与浓盐酸制备氯气时，应选择下列装置中的_______。
（2）写出步骤①的离子反应方程式_________________________________。
（3）加入KOH固体是为了过滤除盐，过滤除去的是__________________________________。
（4）相同投料比、相同反应时间内，反应温度对高铁酸钾产率的影响如图1所示：
请分析高铁酸钾产率随温度变化的原因：
________________。
（5）相同投料比、相同反应时间内，硝酸铁浓度对产率的影响如图2所示：
当Fe3+浓度大于2.0mol/L时，高铁酸钾产率变化的原因可能是：
_________________________________________。
（6）高铁酸钾可用于除去水体中Mn（＋2价），生成Mn（＋4价）和Fe（＋3价）。
一定条件下，除去水体中1.1gMn（＋2价），当去除率为90%时，消耗高铁酸钾的物质的量为______mol。
7．以粉煤灰（主要含3Al2O3·2SiO2、SiO2，还含有少量CaO、Fe2O3等物质）为原料制取Al2O3的流程如图：
（1）当（NH4）2SO4和3Al2O3·2SiO2的配比a（a=
）不同时，“焙烧”后所得产物的X射线衍射谱图如图所示（X射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）。
由图可知，当a=___时，3Al2O3·2SiO2的利用率最高。
（2）“沉淀、过滤”所得滤渣为Fe（OH）3和Al（OH）3，生成Fe（OH）3的离子反应方程式为___。
（3）“碱浸”加入NaOH发生反应的离子方程式为___。
（4）“水解、过滤”可得到Al（OH）3沉淀，升高温度有利于水解的原因是___。
该步骤可将加水改成通入过量的___气体。
（5）流程中，可以回收并循坏利用的物质除NH3外，还有___和___。
8．某同学研究金属锌与氯化铜溶液之间反应，在实验中该同学观察到的现象有：
i.产生少量气泡；ii.有红色固体生成；iii.溶液中产生白色沉淀。
为了解释上述现象，某同学查阅资料，获得如下信息：
编号
化学反应离子方程式
1
Zn+Cu2+
Zn2++Cu
2
Zn+2Cu2+
Zn2++2Cu+
3
Cu++2Cl-
CuCl
4
Cu++Cl-
CuCl↓
（1）请结合离子方程式解释产生少量气泡的原因：
___。
（2）Zn与CuCl2反应生成白色沉淀的离子方程式是___。
（3）为了探究影响生成白色沉淀的因素，该同学进一步实验。
取不同浓度CuCl2溶液，加入锌并振荡，均立刻产生少量气泡和红色固体，其他实验现象如下。
编号
浓度（rnol/L）
试剂（锌均过量）
实验现象
a
0.5
锌片
立刻出现少量白色沉淀
b
1
锌片
立刻出现白色沉淀
c
1
锌粉
立刻出现大量白色沉淀
d
1
锌片、适量NaCl固体
少量白色沉淀，振荡迅速溶解
①对比实验a、b，实验结论是___。
②某同学从化学平衡的角度分析，d中白色沉淀溶解可能的原因是___（用离子方程式表示）。
为证明该同学分析的原因正确，向b试管中加入适量___，振荡，观察到___，证明该同学分析的原因正确。
（4）利用沉淀法除去杂质在实际生产中应用广泛。
①在工业中冶炼锌，为了除去ZnSO4电解液溶液中的C1-，可加入___和___，生成沉淀而除去。
②通过进一步查阅资料得知：
CuCl的形成与溶液的pH及Cu2+等离子浓度有关，一定条件下，通过实验得出pH、Cu2+浓度对Cl-沉淀的影响如图所示：
根据图，除去该电解液中Cl-的最佳条件是___。
9．氮元素的化合物种类繁多，性质也各不相同。
请回答下列问题：
（1）NO2有较强的氧化性，能将SO2氧化成SO3，自身被还原为NO，已知下列两反应过程中能量变化如图1、图2所示，则NO2氧化SO2生成SO3（g）的热化学方程式为____。
（2）在氮气保护下，在实验室中用足量的Fe粉还原KNO3溶液（pH=2.5）。
反应过程中溶液中相关离子的质量浓度、pH随时间的变化曲线（部分副反应产物曲线略去）如图3所示。
请根据图3中信息写出
min前反应的离子方程式____。
（3）研究人员用活性炭对汽车尾气中的NO进行吸附，发生反应C（s）+2NO（g）
N2（g）+CO2（g）
H<0。
在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体，反应相同时间时，测得NO的转化率
（NO）随温度的变化如图4所示：
①由图4可知，温度低于1050K时，NO的转化率随温度升高而增大，原因是__；温度为1050K时CO2的平衡体积分数为__。
②对于反应C（s）+2NO（g）
N2（g）+CO2（g）的反应体系，标准平衡常数
，其中
为标准压强（1×105Pa），
、
和
为各组分的平衡分压，如
=
·
，
为平衡总压，
为平衡系统中NO的物质的量分数。
若NO的起始物质的量为1mol，假设反应在恒定温度和标准压强下进行，NO的平衡转化率为
，则
=__（用含
的最简式表示）。
（4）利用现代手持技术传感器探究压强对2NO2（g）
N2O4（g）平衡移动的影响。
在恒定温度和标准压强条件下，往针筒中充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。
分别在
s、
s时迅速移动活塞后并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图5所示。
①B、E两点对应的正反应速率大小为
__（填“>”“<”或“=”）
。
②E、F、G、H四点对应气体的平均相对分子质量最大的点为__。
10．NaClO、NaNO3、Na2SO3等钠盐在多领域有着较广的应用。
（1）上述三种盐所涉及的五种元素中，半径较小的原子是______________
（2）碱性条件下，铝粉可除去工业废水中的NaNO2，处理过程中产生一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。
产物中铝元素的存在形式_____________
（3）新冠疫情发生后，有人用电解食盐水自制NaClO消毒液，装置如图（电极都是石墨）。
电极a应接在直流电源的_____________
（4）Na2SO3溶液中存在水解平衡
+H2O
+
设计简单实验证明该平衡存在__________________
时刻
①
②
③
④
温度/℃
25
30
40
25
PH
9.66
9.52
9.37
9.25
升温过程中PH减小的原因是_____________
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