专题10 第28题 无机工业流程强化训练高考化学三轮冲刺复习学生版.docx

专题10 第28题 无机工业流程强化训练高考化学三轮冲刺复习学生版.docx

《专题10 第28题 无机工业流程强化训练高考化学三轮冲刺复习学生版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题10 第28题 无机工业流程强化训练高考化学三轮冲刺复习学生版.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

专题10第28题无机工业流程强化训练高考化学三轮冲刺复习学生版

专题10第28题无机工业流程题（强化训练）

1．由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下：

⑴写出KIO3在日常生活中的一个重要应用________________________。

⑵检验“含碘废水”中是否含有单质I2的常用试剂是________（写试剂名称）。

⑶通入SO2的目的是将I2还原为I－，该反应的离子方程式为______________________。

⑷工艺中五种物质的制备反应中，不涉及氧化还原反应的步骤是“制________”。

⑸“制KI（aq）”时，该温度下水的离子积为Kw＝1.0×10－13，Ksp[Fe（OH）2]＝9.0×10－15。

为避免0.9mol·L－1FeI2溶液中Fe2+水解生成胶状物吸附I-，起始加入K2CO3必须保持溶液的pH不大于______。

⑹“制KIO3溶液”反应的离子方程式为__________________。

⑺KCl、KIO3的溶解度曲线如图所示。

流程中由“KIO3（aq）”得到KIO3晶体的操作步骤为_____________________。

2．以红土镍矿（主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等）为原料，获取净水剂黄钠铁矾[NaFe（SO4）2（OH）6]和纳米镍粉的部分工艺流程如下：

（1）“酸浸”过程，为提高铁和镍元素的浸出率，可采取的措施有___________（写出两种）。

（2）“过滤Ⅰ”滤渣的主要成分是______。

（3）“氧化”过程欲使0.3molFe2+转变为Fe3+，则需氧化剂NaClO至少为________mol。

（4）“沉铁”过程中加入碳酸钠调节浴液的pH至2，生成黃钠铁矾沉淀，写出该反应的化学方程式______。

若碳酸钠过多会导致生成的沉淀由黄钠铁矾转变为_____（填化学式）。

（5）向“过滤Ⅱ”所得滤液（富含Ni2+）中加入N2H4·H2O，在不同浓度的氢氧化钠溶液中反应，含镍产物的XRD图谱如下图所示（XRD图谱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）。

欲制得高纯纳米镍粉最适宜的NaOH的物质的量浓度为_____。

写出该条件下制备纳米镍粉同时生成N2的离子方程式_____。

（6）高铁酸盐也是一种优良的含铁净水剂，J．C．Poggendor早在1841年利用纯铁作电极插入浓的NaOH溶液电解制得Na2FeO4，阳极生成FeO42－的电极反应式为______；Deininger等对其进行改进，在阴、阳电极间设置阳离子交换膜，有效提高了产率，阳离子交换膜的作用是_______。

3．工业上冶炼铝的原料是铝土矿（ 主要成分是Al2O3，杂质为Fe2O3、FeO、SiO2等）,某研究小组设计的提纯Al2O3的方案如下：

（1）加入过量盐酸后过滤出的滤渣中含有____________________，加入过量的NaOH 溶液，过滤后的滤液中含有的溶质有_______________________ （均填化学式）。

（2）加入过量NaOH溶液过滤后，若滤渣中Fe（OH）2也被氧化，则每消耗0.1mol氧气有多少_____molFe（OH）2被氧化。

（3）写出通入过量CO2生成沉淀A时反应的离子方程式为___________________，沉淀A加热得到Al2O3的化学方程式为____________________。

（4）假设铝土矿中含杂质49%，则1吨铝土矿理论上可生产多少__________mol铝。

4．镍废料中主要含有Ni，还有少量的Cu、Fe、Pb等。

现从中制取Ni2O3，可用于制造人造卫星、宇宙飞船的高能电池，也可用于制成镍镉碱性电池。

生产流程见下：

已知0.010mol/L金属离子在不同pH下的沉淀情况如下：

Fe3+

Cu2+

Ni2+

Fe2+

开始沉淀pH

3.0

5.0

7.4

9.7

完全沉淀pH

4.0

6.5

9.0

11

回答下列问题：

（1）加入碳酸钙调pH的目的是___________________，“沉渣2”的主要成分是_____，必须先过滤“沉渣1”后再进行“除Cu”的原因是______________。

（2）用离子方程式解释加入NH4F“除Ca”的过程________________。

（3）“酸浸”时参与反应的H2SO4与HNO3物质的量比保持为3:

2，此时Ni单质所发生的化学方程式为_______。

（4）“操作X”是________、________

（5）向NiO中加入盐酸溶解，待完全溶解后，加入足量NaOH溶液，再加入NaClO溶液，写出其中和NaClO相关的反应的离子方程式为__________________。

（6）根据上表数据，计算当0.010mol/LNiSO4溶液中Ni2+完全沉淀时的c（Ni2+）＝____mol/L。

5．氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：

已知：

①菱锰矿石主要成分是

，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素；

②相关金属离子

形成氯氧化物沉淀时的pH如下：

金属离子

Al3+

Fe3+

Fe2+

Ca2+

Mn2+

Mg2+

开始沉淀的pH

3.8

1.5

6.3

10.6

8.8

9.6

沉淀完全的pH

5.2

2.8

8.3

12.6

10.8

11.6

③常温下，

的溶度积分别为

回答下列问题：

（1）“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为_____________________。

（2）分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是：

焙烧温度_________，氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为__________，焙烧时间为___________.

（3）浸出液“净化除杂”过程如下：

首先加入

氧化为

，反应的离子方程式为________；然后调节溶液pH使

沉淀完全，此时溶液的pH范围为____。

再加入

沉淀

，当

时，

=______

（4）碳化结晶时，发生反应的离子方程式为___________。

（5）流程中能循环利用的固态物质是____________。

6．利用废旧锂离子电池的正极材料，主要成分为LiCoO2（难溶于水）还含有Al以及少量Ca、Mg、Cu、Fe等。

制备Co3O4微球的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）LiCoO2中Co元素的化合价为______。

（2）配平步骤①中生成Co2+的离子方程式为__LiCoO2+__H++__H2O2=__Co2++__O2

+__Li++__H2O此过程中若用浓盐酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液，除因挥发使其利用率降低外，还有的缺点是_____。

（3）步骤②中，不同pH下溶液中金属离子的去除效果如下图所示。

该过程加入NaOH调节溶液pH的最佳范围是______，理由是______。

（4）步骤④中，过滤、洗涤操作均需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_____。

（5）步骤⑤中，Co（OH）2在空气中高温焙烧生成Co3O4的化学方程式为______。

7．海洋深处有丰富的软锰矿，以此为主要原料生产MnSO4的工业流程如下：

已知：

①软锰矿的主要成分是MnO2，此外还含有Fe2O3、Al2O3、CuO、NiO、SiO2等少量杂质。

②几种离子沉淀时数据信息如下：

（1）写出酸浸过程中SO2与MnO2反应的离子方程式___________。

（2）为了探究MnO2与SO2反应情况，某研究小组将含有SO2尾气和一定比例的空气通入MnO2悬浊液中，保持温度不变的情况下，测得溶液中c（Mn2+）和c（SO42－）随反应时间的变化如图所示。

导致溶液中c（Mn2+）和c（SO42－）的变化产生明显差异的原因是___________。

（3）操作I是“除铁铝”，其主要步骤为向滤液I中加入软锰矿，调节p=5.2~6.0左右，使其Fe3+、Al3+沉淀完全，再加入活性炭搅拌、抽滤。

写出滤液I中生成Fe2+相关的离子方程式___________、___________。

（4）操作Ⅱ是“除铜镍”，其主要步骤为：

向滤液Ⅱ中加入MnS（难溶物），充分搅拌，过滤。

加入MnS能除去滤液Ⅱ中Cu2+和Ni2+的原因是___________。

（5）以MnSO4溶液为原料可通过电解法制备超级电容器材料MnO2，其装置如图所示：

则电解过程中阳极电极反应式为___________，电解一段时间后，阴极溶液中H+的物质的量___________（填“变大”、“减小”或“不变”）。

实际生产过程中___________（填“能”或“不能”）用MnCl2溶液代替MnSO4溶液。

8．聚硅酸铁是将铁离子引入到活性硅酸而制得的复合型混凝剂。

用废铁皮（主要成分Fe和Fe3O4，少量碳）为原料制备的流程如下：

（1）废铁渣进行“粉碎”的目的是_________________。

（2）在实验室进行过滤操作时，所用到玻璃仪器有___________________________。

（3）“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等条件，其中酸浸温度对铁浸取率的影响如下表所示：

温度（℃）

40

60

80

100

120

铁浸取率（%）

50

62

79

92

83

已知：

在一定温度下，Fe3+在pH=2开始沉淀，pH=3.7沉淀完全。

①酸浸时应控制溶液的pH___________

②酸浸时通入O2的目的是_______________________________。

③当酸浸温度超过100℃时，铁浸取率反而减小，其原因是__________________________。

（4）滤渣的主要成分为____________________________（填化学式）。

（5）“Fe3+浓度检测”是先用SnCl2将Fe3+还原为Fe2+；在酸性条件下，再用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+（Cr2O72－被还原为Cr3+），该滴定反应的离子方程式为_________________________；

已知称取2.60g聚硅酸铁产品，加入硫酸，再加入足量SnCl2，用0.2000mol/LK2Cr2O7标准溶液滴定，消耗K2Cr2O7溶液的体积为20.00mL，则聚硅酸铁产品中铁元素的百分含量为_____________________（结果保留两位有效数字）。

9．化学来源于生活又服务于生活，化工生产是指对原料进行化学加工，最终获得有价值的产品的生产过程。

某研究小组利用含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料制备铁红（氧化铁）和硫酸铵晶体。

流程如下：

请回答下列问题：

（1）操作I的名称________________，滤渣的成分为__________________。

（2）简述下列实验操作：

①检验溶液A中金属阳离子的方法为____________________________________________________；

②检验固体B是否洗涤干净的方法是____________________________________________________。

（3）请写出溶液A中反应的离子方程式_______________________________________________________

（4）测定废料中硫酸铜的质量分数：

称取ag废料样品，将操作I得到的滤渣用足量的稀硫酸溶解、过滤、洗涤、干燥，称得固体的质量为bg，则废料中硫酸铜的质量分数为_______________（写出表达式。

）

（5）某同学提出另一种制备铁红的方法：

往工业废水中加入足量的硫酸和双氧水，通过下列操作也可以得到铁红，请配平下列离子方程式_____Fe2++_____H2O2+_____H+=_____Fe3++____H2O

10．重铬酸钠是一种用途极广的强氧化剂，工业上可以用铬铁矿[主要成分为Fe（CrO2）2或FeO·Cr2O3，还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]制备，其主要工艺流程如图所示。

请回答下列问题：

（1）煅烧铬铁矿生成Na2CrO4的化学方程式为______________________。

（2）调节溶液的pH所选的试剂为___________（填名称），写出生成Al（OH）3的化学方程式______________________。

（3）Na2CrO4溶液酸化时发生反应2CrO42－（黄色）+2H+

Cr2O72－（橙红色）+H2O。

①该反应___________氧化还原反应（填“是”或“不是”），反应的平衡常数表达式：

K=___________。

②若向Na2Cr2O7溶液（橙红色）中加入足量的NaOH固体，溶液___________（填标号）

A变黄色B颜色不变C变红色溶液

③已知：

25℃时，Ag2CrO4的Ksp=1.12×10－12，Ag2Cr2O7，的Ksp=2×10－7。

25℃时，向Na2Cr2O7溶液中加入AgNO3溶液，生成砖红色沉淀，且溶液酸性增强，该沉淀的化学式是___________。

（4）用重铬酸钠（Na2Cr2O7）结晶后的母液生产重铬酸钾的反应为Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl，结合溶解度图回答，冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是___________。

11．碱性锌锰电池的工作原理：

Zn+2MnO2+2H2O

2MnO（OH）+Zn（OH）2，其中的电解质溶液是KOH溶液。

某课题组用废旧铁壳无汞碱性锌锰电池为原料，制备一种新型材料——MnxZn（1−x）Fe2O4，其工艺流程如图所示：

（1）已知MnxZn（1−x）Fe2O4中锰元素的化合价与实验室用二氧化锰制

取氯气时还原产物中的锰相同，则铁元素的化合价为___________。

（2）“溶渣”工序中稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将+3价锰的化合物全部还原成Mn2+，写出该反应的离子方程式：

_________________________________。

（3）“调铁”工序的目的是调整滤液中铁离子的总浓度，使其中金属元素的物质的量之比与产品的化学式MnxZn（1−x）Fe2O4相符合。

①写出“调铁”工序中发生反应的离子方程式：

______________________、_______。

②若测得滤液的成分为c（Mn2+）+c（

Zn2+）=amol·L−1，c（Fe2+）+c（Fe3+）=bmol·L−1，滤液体积为1m3，“调铁”工序中，需加入的铁粉质量为__________

_kg（忽略溶液体积变化，用含a、b的代数式表示）。

（4）在“氧化”工序中，加入双氧水的目的是把Fe2+氧化为Fe3+；生产过程中发现实际消耗双氧水的量大于理论值，其可能原因除温度外，主要是______________________。

（5）用氨水“调pH”后，经“结晶”、“过滤”可得到产品和滤液C，从滤液C中还可分离出一种氮肥，该氮肥的溶液中离子浓度由大到小的排序为_______________。

12．碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。

工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

已知：

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

Al（OH）3

开始沉淀

2.3

7.5

3.4

完全沉淀

3.2

9.7

4.4

回答下列问题：

（1）加入少量NaHCO3的目的是调节pH在_____________________范围内。

（2）反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化亚铁离子，写出该反应的离子方程式为_____________________________________________________________。

（3）碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe（OH）2+离子可部分水解生成Fe2（OH）42+聚合离子，该水解反应的离子方程式为_________________________________。

（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。

根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2+及NO3－。

为检验所得产品中是否含有Fe2+，应使用的试剂为_________。

A．氯水B．KSCN溶液C．NaOH溶液D．酸性KMnO4溶液

（5）为测定含Fe2+和Fe3+溶液中铁元素的总含量，实验操作如下：

准确量取20.00mL溶液于带塞锥形瓶中，加入足量H2O2，调节pH<2，加热除去过量H2O2；加入过量KI充分反应后,再用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。

已知：

2Fe3++2I-=2Fe2++I22S2O32-+I2=2I-+S4O62-

则溶液中铁元素的总含量为_________g·L-1。

若滴定前溶液中H2O2没有除尽，所测定的铁元素的含量将会_______（填“偏高”“偏低”“不变”）

13．氧化亚铜（Cu2O）是一种用途广泛的光电材料，某工厂以硫化铜矿石（含CuFeS2、Cu2S等）为原料制取Cu2O的工艺流程如下：

常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表

（1）炉气中的有害气体成分是___________，Cu2S与O2反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。

（2）若试剂X是H2O2溶液，写出相应反应的离子方程式：

______________________。

当试剂X是___________时，更有利于降低生产成本。

（3）加入试剂Y调pH时，pH的调控范围是______________________。

（4）写出用N2H4制备Cu2O的化学方程式：

______________________，操作X包括___________、洗涤、烘干，其中烘干时要隔绝空气，其目的是___________。

（5）以铜与石墨作电极，电解浓的强碱性溶液可制得纳米级Cu2O，写出阳极上生成Cu2O的电极反应式：

_________________________________。

14．以废旧锌锰电池中的黑锰粉（MnO2、MnO（OH）、NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化铁等）为原料制备MnCl2，实现锰的再利用。

其工作流程如下：

（1）过程Ⅰ，在空气中加热黑锰粉的目的是除炭、氧化MnO（OH）等。

O2氧化MnO（OH）的化学方程式是_______。

（2）溶液a的主要成分为NH4Cl，另外还含有少量ZnCl2等。

①溶液a呈酸性，原因是______。

②根据如图所示的溶解度曲线，将溶液a______（填操作），可得NH4Cl粗品。

③提纯NH4Cl粗品，有关性质数据如下：

化合物

ZnCl2

NH4Cl

熔点

365℃

337.8℃分解

沸点

732℃

-------------

根据上表，设计方案提纯NH4Cl：

________。

（3）检验MnSO4溶液中是否含有Fe3+：

取少量溶液，加入_______（填试剂和现象），证明溶液中Fe3+沉淀完全。

（4）探究过程Ⅱ中MnO2溶解的适宜条件。

ⅰ．向MnO2中加入H2O2溶液，产生大量气泡；再加入稀H2SO4，固体未明显溶解。

ⅱ．向MnO2中加入稀H2SO4，固体未溶解；再加入H2O2溶液，产生大量气泡，固体完全溶解。

①用化学方程式表示ⅱ中MnO2溶解的原因：

________。

②解释试剂加入顺序不同，MnO2作用不同的原因：

________。

上述实验说明，试剂加入顺序不同，物质体现的性质可能不同，产物也可能不同。

15．金属镓有“电子工业脊梁”的美誉，它与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。

工业制备镓的流程如下图所示：

（1）元素Ga位于Al的下一周期，写出镓（Ga）的原子结构示意图为  ____________CO2的电子式为_____________________

（2）下列有关Al、Ga的说法不正确的是______

A.由流程图可知酸性：

Al（OH）3＞Ga（OH）3B.Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3

C.Ga（OH）3可由Ga2O3与水反应得到D.与酸反应的剧烈程度：

Al

（3）图中涉及到的Al、Na、O三种元素简单离子半径由大到小的顺序_____________

（4）步骤二中不能通入过量的CO2，理由_________________（用离子方程式表示）

（5）工业上通常用电解精炼法提纯镓。

某待提纯的粗镓内含Zn、Fe、Cu杂质，以NaOH水溶液为电解质溶液。

在电流作用下使粗镓溶解进入电解质溶液，通过某种离子迁移技术到达阴极，并在阴极放电析出高纯镓。

（离子氧化性顺序为：

Zn2+

①下列有关电解精炼说法正确的是_______

A．阳极发生氧化反应，其主要电极反应式：

Ga-3e-═Ga3+

B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

C．在阴极除了析出高纯度的镓之外，还有H2产生

D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Fe

②阴极析出高纯度镓的电极反应式__________________________________

（6）氮化镓在电和光的转化方面性能突出，是迄今理论上光电转化效率最高的材料。

氮化镓（GaN）的一种制备方法是采用GaCl3与NH3在一定条件下反应，写出该反应的化学方程式__________________

16．NaH2PO2（次磷酸钠）易溶于水，水溶液近中性，具有强还原性，可用于化学镀银、镍、铬等。

一种利用泥磷（含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等）为原料制备NaH2PO2·H2O的工艺流程如下：

已知P4与两种碱的反应主要有：

Ⅰ.2Ca（OH）2+P4+4H2O=2Ca（H2PO2）2+2H2↑Ⅱ.4NaOH+P4+8H2O=4NaH2PO2·H2O+2H2↑

Ⅲ.4NaOH+P4+2H2O=2Na2HPO3+2PH3↑Ⅳ.NaH2PO2+NaOH=Na2HPO3+H2↑

（1）已知H3PO2是一元中强酸，NaH2PO2是___________（填“正盐”或“酸式盐”）。

（2）尾气中的PH3被NaClO溶液吸收可生成NaH2PO2，从吸收液中获得NaH2PO2·H2O的操作为______________、______________过滤、洗涤和干燥。

（3）用NiCl2、NaH2PO2溶液化学镀Ni，同时生成H3PO4和氯化物的化学方程式为：

______________________。

（4）“反应”在温度和水量一定时，混合碱总物质的量与P4的物质的量之比[n（碱）/n（磷）]与NaH2PO2产率的关系如图所示。

当n（碱）/n（磷）＞2.6时，NaH2PO2的产率随n（碱）/n（磷）的增大而降低的可能原因是______。

（5）滤渣2主要成分为___________________（填化学式）。

（6）“过滤2”的滤液须用Ag2SO4、Ba（OH）2及Na2S溶液除去其中Cl－及Fe2+等，