届高三化学工艺流程题专项训练50题学生版.docx

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届高三化学工艺流程题专项训练50题学生版

高考化学工艺流程题专项训练50题（学生版）——C3H3化学

1．利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。

某工厂对制革工业污泥中Cr（Ⅲ）的处理工艺流程如下：

已知：

①硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。

②常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：

阳离子

Fe3+

Mg2+

Al3+

Cr3+

沉淀完全时的pH

3.7

11.1

5.4（>8溶解）

9（>9溶解）

（1）实验室用18.4mol·L-1的浓硫酸配制480mL2mol·L－1的硫酸，需量取浓硫酸_______________mL；配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需__________________________________________。

（2）H2O2的作用是_____________________________________（用离子方程式表示）。

（3）加入NaOH溶液使溶液呈碱性，既可以除去某些杂质离子，同时又可以将Cr2O72-转化为_______（填微粒的化学式）

（4）钠离子交换树脂的反应原理为：

Mn++nNaR=MRn+nNa＋，则利用钠离子交换树脂可除去滤液Ⅱ中的金属阳离子有__________________。

（5）写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式：

____________________。

2．工业以软锰矿（主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰（MnCO3）。

其工业流程如下：

（1）浸锰过程中Fe2O3与SO2反应的离子方程式为Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42－+H2O，该反应是经历以下两步反应实现的。

i．Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2Oii．……

写出ii的离子方程式：

______________________。

（2）过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为___________（填离子符号）

（3）氧化过程中被MnO2氧化的物质有（写化学式）：

______________________。

（4）“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对浸锰”反应的影响如图所示：

为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是___________；向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是______________________。

（5）加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：

______________________。

（6）已知：

pNi=－lgc（Ni2+），常温下，Ksp（NiCO3）=1.4×10－7，向10mL0.1mol·L－1Ni（NO3）2溶液中滴加0.1mol·L－1Na2S溶液，会产生NiS沉淀，在滴加过程中pNi与Na2S溶液体积的关系如图所示。

则在E、F、G三点中，___________点对应溶液中水电离程度最小，常温下，在NiS和NiCO3的浊液中

=______________________。

3．铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。

某科研小组从某废旧铍铜元件（主要含BeO、CuS，还含少量FeS和SiO2）中回收铍和铜两种金属的工艺流程如下：

已知：

i．铍、铝元素化学性质相似；BeCl2熔融时能微弱电离。

ii．常温下：

Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10－20，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10－38，Ksp[Mn（OH）2]=2.1×10－13。

回答下列问题：

（1）滤液A的主要成分除NaOH外，还有___________（填化学式）；写出反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式：

___________。

（2）滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为得到较纯净的BeCl2溶液，选择下列实验操作最合理步骤的顺序是___________；电解熔融BeCl2制备金属铍时，需要加入NaCl，其作用是___________。

①加入过量的NaOH：

②加入过量的氨水；③加入适量的HCl；④过滤；⑤洗涤。

（3）反应Ⅱ中CuS的氧化产物为S单质，该反应的化学方程式为___________。

（4）常温下，若滤液D中c（Cu2+）=2.2mol·L－1、c（Fe3+）=0.008mol·L－1、c（Mn2+）=0.21mol·L－1，向其中逐滴加入稀氨水，生成沉淀F是___________（填化学式）；为了尽可能多的回收铜，所得滤液G的pH最大值为___________。

4．黄钠铁钒渣主要含有Na2Fe6（SO4）4（OH）12、BaSO4、NiSO4、MgSO4、CaSO4、Al2（SO4）3等，利用其制备镍锌铁氧体工艺流程如下。

已知：

①锌、铝两种元素化学性质相似；②晶体完整度与晶体中Ni、Zn、Fe比例有关；③常温下，相关物质的pKsp单如下表：

（1）“焙烧”中无烟煤的作用为___________.

（2）“调pH”时，a值可取___________（填标号）。

A.3.2B.4.3C.5.2D.9.1

（3）若“净化”后的溶液中c（M2+）=1.0×10－3mol·L－1，则c（Ca2+）=___________mol·L－1。

（4）“水热合成”发生反应的离子方程式为___________，滤液的主要成分为___________（填化学式）

（5）由右图可知，pH=8时“水热合成”所得镍锌铁氧体晶体的完整度最高，其原因是___________。

（6）“焙烧”会生成少量BaS，对该工艺造成的影响是___________。

5．某废旧锂电池材料含有钴酸锂（LiCoO2）、导电剂石墨和铝粉等。

回收废旧锂电池中钴的工艺流程如下：

已知：

Ksp（CoC2O4）=2.5×10-9，Ksp（CoCO3）=1.5×10-13

回答下列问题：

（1）“浸出液”的主要成分是LiHC2O4、Al（HC2O4）3，“浸出渣”的主要成分是CoC2O4。

“浸出”中生成CoC2O4的化学方程式为_______，若H2C2O4用量过大，CoC2O4的产率反而会降低，原因是____。

（2）“转化”中加入Na2CO3溶液发生反应的离子方程式为___________，该反应进行的程度较大，试用平衡常数K解释原因_____。

（3）“电解”时装置如图所示。

阳极的电极反应式为______，电解后a室中的电解液可返回________工序继续使用。

（4）某废旧锂电池粉末中LiCoO2的质量分数为w，将mkg该废料进行回收利用，电解得到钴nkg，钴的回收率为____。

6．高铁酸钠（Na2FeO4）具有很强的氧化性,是一种新型的绿色净水消毒剂。

工业上以菱铁矿（主要成分是FeCO3及少量SiO2）为原料制备高铁酸钠生产过程如下：

（1）Na2FeO4中铁元素的化合价为___,高铁酸钠用于杀菌消毒时的化学反应类型为____（填“氧化还原反应”、“复分解反应”或“化合反应”）。

（2）按照上述流程,步骤①中碱浸时能否用较便宜的Ca（OH）2替代NaOH_____（填“能”或“不能”）,理由是___________。

（3）步骤②中28%的稀硫酸需要用98%的浓硫酸配制,配制时所需玻璃仪器除量筒外,还____（填字母序号）。

步骤③中检验Fe2+全部转化成Fe3+的方法是：

__________。

A．容量瓶B．烧杯C．烧瓶D．玻璃棒E．酸式滴定管;

（4）步骤④中除生成Na2FeO4外,还有NaCl生成,其离子方程式为_________；己知步骤⑤是向Na2FeO4溶液中继续加入氢氧化钠固体得到悬浊液,则操作a的名称为_____。

（5）理论上,每获得0.5mol的FeO42-消耗NaClO的总质量为_____。

7．金属铼熔点高、耐磨、耐腐蚀，广泛用于航天航空等领域。

工业上用富铼渣（含ReS2）制得铼粉，其工艺流程如下图所示：

回答下列问题

（1）下图是矿样粒度与浸出率关系图，浸出时应将富铼渣粉碎至___________目；请给出提高铼浸出率的另外两种方法：

___________。

浸出反应中ReS2转化为两种强酸，请写出铼浸出反应的离子方程式：

______________________。

（2）上图表示萃取液流速与铼吸附率关系。

结合实际工业生产效益，萃取剂流速宜选用的范围是___________BV/h。

（3）已知高铼酸铵不溶于冷水，易溶于热水。

提纯粗高铼酸铵固体的方法是___________。

（4）高铼酸铵热分解得到Re2O7，写出氢气在800℃时还原Re2O7制得铼粉的化学方程式______________________。

（5）整个工艺流程中可循环利用的物质有：

H2SO4、___________、___________。

8．硫酸锰是一种重要的化工中间体，是锰行业研究的热点。

一种以高硫锰矿（主要成分为含锰化合物及FeS）为原料制备硫酸锰的工艺流程如下：

已知：

①“混合焙烧”后烧渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。

②金属离子在水溶液中的平衡浓度与pH的关系如图所示（25℃）：

③此实验条件下Mn2+开始沉淀的pH为7.54；离子浓度≤10－5mol·L－1时，离子沉淀完全。

请回答：

（1）传统工艺处理高硫锰矿时，不经“混合焙烧”，而是直接用H2SO4浸出，其缺点为___________。

（2）“氧化”时，发生反应的离子方程式为_________________________________。

若省略“氧化”步骤，造成的后果是_________________________________。

（3）“中和除杂”时，生成沉淀的主要成分为______________________（填化学式）。

（4）“氟化除杂”时，若使溶液中的Mg2+和Ca2+沉淀完全，需维持c（F－）不低于___________。

（已知：

Ksp（MgF2）=6.4×10－10；Ksp（CaF2）=3.6×10－12）

（5）“碳化结晶”时，发生反应的离子方程式为______________________。

（6）“系列操作”指___________、过滤、洗涤、干燥

（7）用惰性电极电解MnSO4溶液可制备MnO2，电解过程中阳极的电极反应式为___________。

9．氨法溶浸氧化锌烟灰制取高纯锌的工艺流程如图所示。

溶浸后氧化锌烟灰中锌、铜、镉、砷元素分别以Zn（NH3）42+、Cu（NH3）42+、Cd（NH3）42+、AsCl52－的形式存在。

回答下列问题：

（1）Zn（NH3）42+中Zn的化合价为________，“溶浸”中ZnO发生反应的离子方程式为________。

（2）锌浸出率与温度的关系如图所示，分析30℃时锌浸出率最高的原因为________。

（3）“氧化除杂”中，AsCl52－转化为As2O5胶体吸附聚沉除去，溶液始终接近中性。

该反应的离子方程式为________。

（4）“滤渣3”的主要成分为________。

（5）“电解”时Zn（NH3）42+在阴极放电的电极反应式为_______。

阳极区放出一种无色无味的气体，将其通入滴有KSCN的FeCl2溶液中，无明显现象，该气体是________（写化学式）。

电解后的电解液经补充________（写一种物质的化学式）后可返回“溶浸”工序继续使用。

10．NaClO2常用来漂白织物，其漂白能力是漂白粉的4～5倍NaClO2也是一种重要的杀菌消毒剂。

工业上生产NaClO2的一种工艺流程如下图所示：

（1）ClO2发生器中的产品之一是NaHSO4，在该发生器中所发生反应的离子方程式为___________。

（2）反应结束后，向ClO2发生器中通入一定量空气，目的是___________。

（3）吸收器中发生反应的化学方程式为___________。

吸收器中要用冷的NaOH溶液和H2O2溶液吸收CO2，原因是___________。

（4）将ClO2通入食盐水中，用情性电极电解，也可以制得NaClO2产品。

阳极的电解产物是___________（填化学式），阴极的电极反应式为___________。

（5）相同条件下，1molNaClO2与___________gCl2的氧化能力相当。

11．三氯化六氨合钴[Co（NH3）6]Cl3是橙黄色、微溶于水的配合物，是合成其它一些含钴配合物的原料。

下图是某科研小组以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取[Co（NH3）6]Cl3的工艺流程：

回答下列问题：

（1）写出加“适量NaClO3”发生反应的离子方程式______________。

（2）“加Na2CO3调pH至a”会生成两种沉淀，分别为_______________________（填化学式）。

（3）操作Ⅰ的步骤包括_____________________________、冷却结晶、减压过滤。

（4）流程中NH4Cl除作反应物外，还可防止加氨水时c（OH－）过大，其原理是_________________。

（5）“氧化”步骤，甲同学认为应先加入氨水再加入H2O2，乙同学认为试剂添加顺序对产物无影响。

你认为___________（填“甲”或“乙”）同学观点正确，理由是_________________________________。

写出该步骤的化学方程式：

________________________________

（6）通过碘量法可测定产品中钴的含量。

将[Co（NH3）6]Cl3转化成Co3＋后，加入过量KI溶液，再用Na2S2O3标准液滴定（淀粉溶液做指示剂），反应原理：

2Co3＋＋2I－＝2Co2＋＋I2，I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－，实验过程中，下列操作会导致所测钴含量数值偏高的是_______。

a．用久置于空气中的KI固体配制溶液

b．盛装Na2S2O3标准液的碱式滴定管未润洗

c．滴定结束后，发现滴定管内有气泡

d．溶液蓝色退去，立即读数

12．工业上采用氯化铵熔烧菱锰矿制备高纯碳酸锰的流程如图所示：

已知：

①菱锰矿的主要成分是MnCO3，其余为Fe、Ca、Mg、Al等元素。

②部分阳离子沉淀时溶液的pH；

离子

Al3+

Fe3+

Ca2+

Mn2+

Mg2+

开始沉淀的pH

4.1

2.2

10.6

8.1

9.1

沉淀完全的pH

4.7

3.2

13.1

10.1

11.1

③焙烧过程中主要反应为MnCO3+2NH4C1

MCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O

（1）合1、2、3，分析焙烧过程中最佳的焙烧温度、焙烧时间、c（NH4C1）/c（菱锰矿粉）分别为______、______、______。

（2）对浸出液净化除杂时，需先加入MnO2，作用是______，再调节溶液pH的最大范围为______，将Fe3+和Al3+变为沉淀面除去，然后加人NH4F将Ca2+、Mg2+变为氧化物沉淀除去。

（3）”碳化结品”步骤中，加入碳酸氢铵时反应的离子方程式为______。

（4）上述流程中可循环使用的物质是______（填化学式）。

（5）现用滴定法测定产品中锰的含量。

实验步骤：

称取4.000g试样，向其中加入稍过量的磷酸和硝酸，加热使产品中MnO2完全转化为[Mn（PO4）2]3-（其中NO3-转化为NO2-）；加入稍过量的硫酸，发生反应NO2-+NH4+=N2↑+2H2O以除去NO2-；加入稀硫酸酸化，再加入60.00mL0.500mol•L-1硫酸亚铁铵溶液，发生的反应为[Mn（PO4）2]3-+Fe2+=Mn2++Fe3++2PO43-；用5.00mL0.500mol•L-1酸性K2Cr2O7溶液恰好除去过量的Fe2+。

①酸性K2Cr2O7溶液与Fe2+反应的离子方程式为______。

②试样中锰的质量分数为______。

13．三氧化二镍（Ni2O3）是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。

工业上利用含镍废水（镍主要以NiR2络合物形式存在）制取草酸镍（NiC2O4），再高温灼烧草酸镍制取三氧化二镍。

工艺流程如图所示：

已知：

①NiR2（aq）

Ni2+（aq）+2R-（aq）（R-为有机物配体，K=1.6×10-14）

②Ksp[Fe（OH）3]=2.16×10-39，Ksp[Ni（OH）2]=2×10-15

③Ka1（H2C2O4）=5.6×10-2，Ka2（H2C2O4）=5.4×10-5

④“脱络”过程中，R-与中间产物·OH反应生成·R（有机物自由基），·OH能与H2O2发生反应。

有关反应的方程式如下：

i．Fe2++H2O2=Fe3++OH-+·OH

ii．R-+·OH=OH-+·R

iii．H2O2+2·OH=O2↑+2H2O

请回答下列问题：

（1）中间产物·OH的电子式是________

（2）“沉铁”时，若溶液中c（Ni2+）=0.01mol·L-1，加入碳酸钠调溶液的pH为________（假设溶液体积不变，lg6≈0.8）使Fe3+恰好沉淀完全（离子的浓度≤1.0×10-5mol·L-1），此时________（填“有”或“无”）Ni（OH）2沉淀生成。

（3）25℃时，pH=3的草酸溶液中c（C2O42-）/c（H2C2O4）________（保留两位有效数字）。

“沉镍”即得到草酸镍沉淀，其离子方程式是________

（4）“灼烧”氧化草酸镍的化学方程式为_______________________________。

（5）加入Fe2+和H2O2能够实现“脱络”的原因是________。

（6）三氧化二镍能与浓盐酸反应生成氯气，写出反应的离子方程式________________。

14．氯化亚锡用途广泛，在无机工业中用作还原剂，在口腔护理行业中，二水氯化亚锡多用于防龋齿脱敏类牙膏中，以预防龋齿的发生。

某研究小组制取二水氯化亚锡工艺流程如下：

查阅资料：

Ⅰ．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式，Sn2+易被氧化。

Ⅱ．SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡。

（1）四氯化锡暴露于空气中与空气中水分反应生成白烟，有强烈的刺激性气味，生成偏锡酸（H2SnO3），写出该反应的化学方程式______；

（2）将金属锡熔融，然后泼入冷水，激成锡花，其目的是______；

（3）在制备二水氯化亚锡时，温度对锡转化率的影响如图1所示，则该反应应控制的温度范围为______℃；

（4）反应原料中盐酸浓度对结晶率的影响如图2所示，则盐酸浓度应控制的范围为______，原因______。

（5）反应釜中发生反应的化学方程式为______；

（6）该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度（杂质不参与反应）

①将该试样溶于盐酸，发生反应为Sn+2HCl=SnCl2+H2↑；

②加入过量FeCl3溶液

③用已知浓度的K2Cr2O7滴定②中生成的Fe2+，则反应的离子方程式为______；

（7）取1.125g锡粉，经上述各步反应后，共用去0.1000mol/LK2Cr2O7溶液30.00mL，锡粉中锡的质量分数为______。

15．四氢铝锂（LiAlH4）常作有机合成的重要还原剂。

以辉锂矿（主要成分是Li2O·Al2O3·4SiO2，含少量Fe2O3）为原料合成四氢铝锂的流程如下：

已知：

①几种金属氢氧化物沉淀的pH如下表所示：

②常温下，Ksp（Li2CO3）=2.0×10－3。

Li2CO3在水中溶解度随着温度升高而减小。

回答下列问题：

（1）上述流程中，提高“酸浸”速率的措施有_________（写两条）；加入CaCO3的作用是________，“a”的最小值为___________。

（2）设计简单方案由Li2CO3制备LiCl：

______。

（3）写出LiH和AlCl3反应的化学方程式：

____________（条件不作要求）

（4）用热水洗涤Li2CO3固体，而不用冷水洗涤，其目的是____________；检验碳酸锂是否洗净的实验方法是_______________。

（5）在有机合成中，还原剂的还原能力通常用“有效氢”表示，其含义是1克还原剂相当于多少克氢气的还原能力。

LiAlH4的“有效氢”为___________。

（结果保留2位小数）

16．废旧铅蓄电池的回收利用可减少对环境的污染和实现铅资源的可持续发展，其阴、阳极填充物（铅膏，主要含PbO2、PbO、PbSO4）是废旧铅蓄电池的主要部分，回收铅单质的一种工艺流程如下：

（1）反应①的化学方程式为________________，操作a的名称是___________。

（2）滤液B中的溶质除Na2SO4外，还含有较多的___________（写化学式），若利用该滤液回收Na2SO4·10H2O，可加入___________（写试剂名称）除掉该物质。

（3）若反应②完成后的溶液中c（Pb2+）=5×10－6mol/L，则该溶液中c（SO42-）<___________mol/L[已知Ksp（PbSO4）=1.06×10-8，Ksp（PbCO3）=3.3×10-14]

（4）用涂PbO2的钛板作阳极，铅板作阴极，电解含Pb2+的电解液，可得到纯度99.99%的Pb粉，产物Pb在___________极（填“阴”或“阳”）产生，阳极的电极反应式为___________。

（5）若实验中所取铅膏的质量为16g（PbO2的质量分数为15%），要将PbO2全部还原，至少需要加入1.0mol/L的Na2SO3溶液___________mL（结果保留整数）。

17．研究光盘金属层含有的Ag（其它金属微量忽略不计）、丢弃电池中的Ag2O等废旧资源的回收利用意义重大。

下图为从光盘中提取Ag的工业流程。

请回答下列问题。

（1）NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，“氧化”阶段需在80℃条件下进行，适宜的加热方式为________。

（2）NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为________。

有人提出以HNO3代替NaClO氧化Ag，从反应产物的角度分析，其缺点是________。

（3）操作Ⅰ的名称为____，简述利用“操作Ⅰ”的装置洗涤难溶物的实验操作________。

（4）化学上常用10％的氨水溶解AgCl固体，AgCl与NH3·H2O按1︰2反应可生成Cl－和一种阳离子________的溶液（填阳离子的化学式）。

实际反应中，即使氨水过量也不能将AgCl固体全部溶解，可能的原因是________。

（5）常温时N2H4·H2O（水合肼）在碱性条件下能还原（4）中生成的阳离子，自身转化为无害气体N2，理论上消耗0.1mol的水合肼可提取到________g的单质Ag。

（6）废旧电池中Ag2O能将有毒气体甲醛（HCHO）氧化成CO2，科学家据此原理将上述过程设计为原电池回收电极材料Ag并有效去除毒气甲醛。

则此电池的正极反应式为________，负极的产物有________。

18．CoCO3可用作选矿剂、催化剂及伪装涂料的颜料。

以含钴废渣（主要成份CoO、Co2O3，还含有Al2O3、ZnO等杂质）为原料制备CoCO3和ZnSO4溶液的一种工艺流程如下：

下表是相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（按金属离子浓度为1.