2019版高考化学难点剖析专题16化工流程中盐的水解的应用练习.docx

专题16 化工流程中盐的水解的应用1（2018届河南省洛阳市高三下学期尖子生第二次联考）钼酸钠晶体(Na2MoO42H2O)是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂，由钼精矿(主要成分是MoS2，含少量PbS 等)制备钼酸钠晶体的部分流程如下：（1）Na2MoO42H2O 中钼元素的化合价为_；焙烧时为了使钼精矿充分反应，可采取的措施是_(答出一条即可)。（2）写出焙烧附生成MoO3 的化学方程式为：_。（3）写出“碱浸”反应的离子方程式：_。（4）下图是碳钢在3 种不同介质中的腐蚀速率实验结果：当硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几率为零，原因是_。空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4-Fe2O3 保护膜。密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除需加入钼酸盐外还需加入NaNO2。则NaNO2的作用是_。要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为_。（5）锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为：xLi+nMoS2Lix(MoS2)n。则电池放电时的正极反应式是：_。（6）碱浸液结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去SO42-，当BaMoO4开始沉淀时，SO42-的去除率是_。已知：碱浸液中c(MoO42-)=0.40molL-1，c(SO42-)=0.04molL-1，Ksp(BaSO4)=1.010-10，Ksp(BaMoO4)=4010-8加入Ba(OH)2固体引起的溶液体积变化可忽略。【答案】 +6 将矿石粉碎或增大空气的进入量或采用逆流原理 2MoS2+7O2=2MoO3+4SO2 MoO3+CO32-=MoO42-+CO2 常温下浓硫酸具有强氧化性，会使铁钝化 替代空气中氧气起氧化剂作用 1：1 nMoS2+xLi+xe-=Lix(MoS2)n 97.5%（3）首先找到“碱浸”在流程图中的位置，注意，箭头指入的是加入的试剂，而指出的是产物，即加入Na2CO3，出来了CO2，还有MoO42应从最后产物中获取信息，即MoO3CO32= MoO42CO2（4）此题一定要看懂图中横坐标与纵坐标所表示的是什么量，由图中可知，相同的酸度下，腐蚀速率不一样，可知是因为Cl与SO42的不同导致的；硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几率为零，因为Fe在浓硫酸中会钝化；亚硝酸钠的作用，应从其性质去想，一是氧化性，二是强碱弱酸盐，在这里结合题目应用到其氧化性，故NaNO2的作用是故替代空气中氧气起氧化剂作用由坐标图中可读出当钼酸钠月桂酸肌氨酸浓度为150 mg/L、150mg/L时，腐蚀速率是最低的，故要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为1：1；（5）放电时，正极应是发生还原反应的，从总反应式中找到发生还原反应的物质为MoS2，而还原产物为Lix(MoS2)n，即nMoS2+e- +=Lix(MoS2)n，接下来是确定电子数和Li+的个数，根据电荷守恒，电子数与Li+的个数是相等的，故电极反应式为：nMoS2+xLi+xe-=Lix(MoS2)n ；（6）碱浸液结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去SO42-，当BaMoO4开始沉淀时，BaSO4和BaMoO4都是AB型，Ksp(BaSO4)0Fe3+以氢氧化物形式开始沉淀时的pH值为1.9(1)由于Ksp(PbS)Ksp(PbCl2)，PbS+2HClPbCl2+H2S的反应程度很小，加入FeCl3能增大反应程度，原因是_；步骤反应过程中可观察到有淡黄色固体生成，总反应的离子方程式为_；该步骤需控制溶液的pH8时，沉淀的主要成份为_ (填化学式)。(5)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中的金属阳离子有_，交换后溶液中浓度明显增大的离子为_。【答案】 升高温度、适当增大硫酸浓度 、搅拌等 漏斗、玻璃棒 2Cr3+ + 3 H2O2 + H2O = Cr2O72 + 8H+ CrO42 Fe(OH)3 Ca2+、Mg2+ Na+【解析】（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是延长浸取时间、加快溶解速度等措施，硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，酸浸是溶解物质为了提高浸取率，可以升高温度增大物质溶解度，增大接触面积增大反应速率，或加快搅拌速度等。（2）过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。（3）双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Cr3+有还原性，Cr3+能被双氧水氧化为高价离子，以便于与杂质离子分离，依据氧化还原反应电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式：2Cr3+ + 3 H2O2 + H2O = Cr2O72 + 8H+ 。（4）在碱性条件下Cr2O72-会转化为CrO42，根据图标中的信息可知溶液的pH=8的时候，Fe3+、Al3+沉淀完全，pH8的时候Al(OH)3会再次溶解，只剩下Fe(OH)3沉淀（5）根据框图转化关系可知，滤液中主要阳离子为Na+、Mg2+ 、Ca2+，钠离子交换树脂就是对滤液进行离子交换，交换的离子是Mg2+ 、和Ca2+，增加的是Na+。8（2018届甘肃省兰州市高三第二次诊断）工业上从电解精炼铜的阳极泥(成分为CuS、Cu2Se、Cu2Te 和少量金属单质Au) 中回收碲、硒的工艺流程如下:已知: (1)TeO2是两性氧化物。(2)Se和TeO2的物理性质如下:物理性质熔点沸点水溶性Se221685难溶于水TeO27331260微溶于水(1)“培烧”时，为提高原料的利用率，可采取的措施有_(写一条即可)。(2)“碱浸”过滤得到滤渣的主要成分是_(填化学式)。(3)“沉碲”时控制溶液的pH为4.5-5.0，生成TeO2沉淀。如果H2SO4的浓度过大，将导致“沉碲”不完全，原因为_。(4)“酸溶”将TeO2先溶于硫酸得到Te(SO4)2，然后加入Na2SO3溶液进行还原，还原碲的离子反应方程式是_。(5)SeO2与SO2的混合烟气可用水吸收制得单质Se，当有10mol电子转移时，会生成_mol Se。过滤所得粗硒可采用真空蒸馏的方法提纯获得纯硒，采用真空蒸馏的目的是_。(6)常温下，SeO2与NaOH溶液反应所得NaHSeO3溶液的pH_7(填“”“”或“=”)，理由是_。(已知25时，亚硒酸(HSeO3)的Ka1=2.510-3，Ka2=2.610-7)【答案】 将阳极泥粉碎（通入过量的空气）等 Au、 CuO 硫酸浓度过大， TeO2会溶于酸， 导致 TeO2沉淀不完全 2SO32+Te4+2H2O=Te+2SO42+4H+ 2.5 降低Se的沸点，避免 Se与空气中氧气发生反应 HSeO3的水解常数Kh4.01012，由于 KhKa2，故NaHSeO3 溶液的 pH7【解析】（1）“培烧”时，为提高原料的利用率，可以将阳极泥粉碎以增大接触面积，或通入过量的空气使阳极泥充分反应。（5）SeO2与SO2的混合烟气用水吸收得到单质Se为还原产物，Se的化合价由+4降为0，则每生成1molSe转移4mol电子，所以当有10mol电子转移时，会生成2.5molSe。提纯粗硒获得纯硒采用真空蒸馏的方法，可避免Se与空气中的氧气发生反应；又因为液体的沸点与大气压强有关，大气压强增高时，液体的沸点也会增大，大气的压强降低时，液体的沸点也会随之降低，所以采用真空蒸馏还可以降低Se的沸点，更有利于分离提纯。（6）由已知，常温下(25时)，HSeO3-的水解常数Kh=Kw/Ka1=1.010-14(2.510-3)=4.010-12，HSeO3-的电离常数Ka2=2.610-7，所以KhKa2，因此NaHSeO3溶液的pH7。9（2018届河北省武邑中学高三下学期期中考试）铋(Bi)与氮同族，氯氧化铋(BiOCl)广泛用于彩釉调料、塑料助剂、油漆调色、生产金属铋等。一种用火法炼铜过程产生的铜转炉烟尘(除含铋的化合物之外，还有CuSO4、ZnSO4、CuS、Fe2O3、PbSO4及As2O3)制备高纯氯氧化铋的工艺流程如下：请回答：(1)Bi位于第六周期，其原子结构示意图为_。(2)向“酸浸”所得浸液中加入Zn粉，充分反应后过滤，从溶液中获得ZnSO47H2O的操作为_、过滤、洗涤、干燥。(3)“浸铜”时，有单质硫生成，其离子方程式为_。(4)“浸铋”时，温度升高，铋的浸出率降低，其原因为_。(5)“除铅、砷”时，可以采用以下两种方法。加入改性HAP。浸液1与HAP的液固比(L/S)与铅、砷去除率以及后续沉铋量的关系如下表:L/S125:150:125:115:1Pb2+去除率/%84.8694.1595.4096.83As3+去除率/%98.7998.9298.3499.05m(沉铋)/g2.342.332.051.98实验中应采用的L/S=_。铁盐氧化法，向浸液1中加入Fe2(SO4)3，并调节pH，生成FeAsO4沉淀。欲使溶液中c(AsO42-)10-9mol/L且不产生Fe(OH)3沉淀，应控制pH的范围为_。已知:1g2=0.3:；FeAsO4、Fe(OH)3的Ksp分别为510-23、410-38。(6)“沉铋“时需控制溶液的pH=3.0，此时BiCl3发生反应的化学方程式为_。【答案】 蒸发浓缩、冷却结晶 CuSMnO24HCu2Mn2S2H2O 温度升高，盐酸挥发，反应物浓度降低 501 pH5.3 BiCl3Na2CO3 = BiOCl2NaClCO2【解析】考查化学工艺流程，（1）Bi位于第六周期VA族，原子序数为83，其原子结构示意图为；（2）获得带有结晶水的物质时，一般采用蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥；（3）浸铜时加入的物质是MnO2、稀硫酸、滤渣，得到单质硫，有：MnO2HCuSSMn2Cu2H2O，然后根据化合价升降法进行配平，离子方程式为CuSMnO24HCu2Mn2S2H2O；（4）浸铋时所加物质为盐酸和NaCl溶液，盐酸易挥发，温度升高，HCl挥发，反应物浓度降低；（5）根据表格数据，L/S=50：1以后，Pb2、As3去除率虽然增加，但Pb2、As3去除率变化都不大，因此为了节省能源以及原料，L/S控制在50：1；c(AsO43)=109molL1，此时c(Fe3)=Ksp(FeAsO4)/c(AsO43)=51021/109molL1=51012molL1，此时c(OH)=2109molL1，此时的pH=5.3，即pH5.3；（6）沉铋时，加入的物质是Na2CO3，生成的BiOCl，因此有BCl3Na2CO3BiOCl，根据反应特点，产物还有NaCl和CO2，化学方程式为 BiCl3Na2CO3 = BiOCl2NaClCO2。10（2018届山东省日照市高三4月校际联合期中考试）以红土镍矿(主要成分为NiS、FeS和SiO2等)为原料制备兰尼镍的工艺流程如下所示。（1）形成Ni(CO)4时碳元素的化合价没有变化，则Ni(CO)4中的Ni的化合价为_。（2）Ni2O3有强氧化性，加压酸浸时有气体产生且镍被还原为Ni2+，则产生的气体为_(填化学式)。（3）滤渣D为单质镍、硫的混合物，请写出向浸出液B中通入H2S气体时所有反应的离子方程式:_，_。（4）已知:3Fe2+2Fe(CN)63-=Fe3Fe(CN)62(蓝色沉淀)；4Fe3+3Fe(CN)64-=Fe4Fe(CN)63(蓝色沉淀)。下列可以用于检验滤液C中金属阳离子的试剂有_(填标号)a.KSCN溶液 b.K3Fe(CN)6 c.K4Fe(CN)6 d.苯酚（5）兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金。碱浸镍铝合金后，残铝量对兰尼镍的催化活性有重大影响，根据下图分析，残铝量在_范围内催化活性最高，属于优质产品。（6）仿照下面示例，设计从浸出液E回收氧化铝的流程:浸出液E_。(示例:)【答案】 0 O2 H2S+2Fe3+=2Fe2+2H+S H2S+Ni2+=Ni+2H+S b 4%6% （4）根据上述分析，过滤后得到滤液C含有Fe2+，检验滤液C中金属阳离子的试剂可选择.K3Fe(CN)6，答案选b；（5）根据下图分析，残铝量在4%6%范围内催化活性最高，属于优质产品；（6）从浸出液E回收氧化铝的流程可表示为：浸出液E。11（2018届安徽省马鞍山市高三第二次教学质量监测）某研究小组用工业废料(主要含MgCO3、FeCO3和Al2O3等)回收镁的工艺流程如下:(1)酸浸过程中采用粉碎原料、加热、搅拌、适当增大硫酸的浓度等措施的目的是_；用过氧化氢溶液氧化时，发生的反应离子方程式为_。(2)为了不影响产品的纯度，试剂a应选择_(填编号)。ACuO BCa(OH)2 CMgCO3 D氨水在用试剂a调节pH过程中，先生成的沉淀是_；当pH=5时，滤液1中Al3+和Fe3+的物质的量浓度之比为_(已知:298K时，KspAl(OH)3=3.010-34，KspFe(OH)3=4.010-38)。(3)写出生成滤渣2的离子方程式_。(4)煅烧过程存在以下反应:2MgSO4+C=2MgO+2SO2+CO2 MgSO4+C=MgO+SO2+CO MgSO4+3C=MgO+SO2+3CO为测定煅烧后产生的气体中各组分含量，进行如下实验:将气体冷却至标准状况后取22.4mL气体，经Ba(OH)2溶液充分吸收，剩余7mL气体(标准状况)；所得沉淀用足量硝酸溶解，再经过滤、洗涤、干燥、称量得沉淀0.1165g。则混合气体中SO2、CO2、CO体积比为_(填最简整数比)。【答案】 提高酸浸速率 H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O C D Fe(OH)3 7500或7500:1 2NH3H2O+Mg2+=Mg(OH)2+2NH4+ 8:3:5【解析废料经酸溶后，再加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子，然后加入氧化镁或碳酸镁调节溶液的pH至铁离子和铝离子完全沉淀，接着向滤液中加入氨水把镁离子完全沉淀，过滤后得的氢氧化镁经酸溶、蒸干得到硫酸镁，最后煅烧硫酸镁得到氧化镁。 (1)酸浸过程中采用粉碎原料、加热、搅拌、适当增大硫酸的浓度等措施的目的是提高酸浸速率；用过氧化氢溶液氧化时，发生的反应离子方程式为H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O。(2)为了不影响产品的纯度，试剂a应选择氨水或MgCO3，选C D。由于KspFe(OH)3小于KspAl(OH)3，所以，在用试剂a调节pH过程中，先生成的沉淀是Fe(OH)3；当pH=5时，c(OH-)=mol/L，滤液1中Al3+和Fe3+的物质的量浓度之比为:7500（或7500:1）。(3)生成滤渣2的离子方程式为2NH3H2O+Mg2+=Mg(OH)2+2NH4+。(4) 标准状况下22.4mL气体经Ba(OH)2溶液充分吸收后，剩余7mL气体(标准状况)，剩余气体为CO；所得沉淀用足量硝酸溶解，再经过滤、洗涤、干燥、称量得硫酸钡沉淀0.1165g，则n(SO2)=n(BaSO4)= , SO2体积为11.2mL，CO2的体积为22.4mL-7mL-11.2mL=4.2mL，所以，混合气体中SO2、CO2、CO体积比为8:3:5。12(2018云南省昆明市第一中学第七次月考)硫酸镍晶体(NiSO47H20)可用于电镀工业，可用含镍废他化剂为原料来制备。已知某化工厂的含镍废催化剂主婴含有Ni，还含有Al，Fe的单质及其他不溶于水及酸、碱的杂质。某小组设计了如下图所示的制备流程：已知：25，KspFe(OH)3=4.01038，KspNi(OH)2=1.21015（1）操作a所用到的玻璃仪器有_、玻璃棒和烧杯。溶液中通入足量CO2时可析出白色沉淀，反应的离子方程式是_（2）加H2O2的目的是(用离子方程式表示)_。反应温度不宜过高，原因是_。（3）操作b为调节溶液的pH，若调节溶液pH=5，则沉淀后的溶液中残留的c(Fe3+)=_。若溶液中c(Ni2+)=1.2mol/L，为避免Ni2+沉淀损失，调节溶液pH的最大值为_（4）调PH为23时所加的酸是_ （5）操作c的名称为_、过滤、洗涤、干燥。（6）NiSO47H20可用于制备镍氢电池(NiMH)，其中M表示储氢金属或合金。该电池用KOH溶液作电解质溶液，总反应为NiOOH+MHNi(OH)2+M，则NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为_。【答案】 漏斗 AlO2+CO2+2H2OAl(OH)3+HCO3 2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O 温度过高易导致H2O2分解 4.01011 molL1 6.5 硫酸(H2SO4) 蒸发浓缩、冷却结晶 NiOOH +e+ H2O = Ni(OH)2 + OH（2）铁、镍溶于酸，只有杂质不溶于酸和碱，所以固体是不溶杂质；溶液中存在有亚铁离子，加入H2O2的目的就是氧化亚铁离子变为铁离子，离子方程式为：2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O；因为H2O2受热易分解，所以反应温度不宜过高。（3）因为pH=5,c（H+）=10-5 molL-1，c(OH-)=10-9molL-1,KspFe(OH)3= c3(OH-). c(Fe3+)=4.010-38，c(Fe3+)=4.010-11 molL-1；因为c(Ni2+)=1.2mol/L KspNi(OH)2= c(Ni2+). C2(OH-)=1.210-15,所以C(OH-)=10-7mol/L，c（H+）=10-7/,PH=6.5.所以，为避免Ni2+沉淀损失，调节溶液PH的最大值为6.5。（4）最后要得到NiSO47H2O，为了不引入杂质离子，最好加入硫酸调溶液的pH；（5）从溶液中得到硫酸镍晶体（NiSO47H2O），就需要制成高温时饱和溶液，然后再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；（6）放电为原电池，充电为电解池，电解池阳极发生氧化反应，Ni(OH)2中Ni元素由+2价升高为NiOOH中的+3价，发生氧化反应，阳极的电极反应式为Ni(OH)2+ OH- e-= NiOOH + H2O；则NiMH电池放电过程中，正极得电子发生还原反应，其电极反应式为NiOOH +e-+ H2O = Ni(OH)2 + OH-。13（2018届湖南省常德市高三第一次模拟考试）工业由钛铁矿(主要成分FeTiO3)制备TiCl4的主要工艺流程如下:请答下列问题:（1）已知酸浸反应FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O，则FeTiO3中钛元素的化合价为_。（2）试剂A为_，加入A的目的是_ (填字母)。A防止Fe2+被氧化 B与Fe3+反应 C防Fe2+水解“溶液II经“操作II可得副产品FeSO47H2O，则“操作II”包括浓缩、冷却、_。（3）若“溶液II中Fe2+的浓度为0.49mol/L，为防止生成Fe(OH)2沉淀，溶液的pH不超过_。(已知KspFe(OH)2=4.910-17)（4）钛酸煅烧得中间产物的化学方程式为H2TiO3(s) TiO2(s)+H2O(g),上述工艺流程中生成TiCl4化学方程式为_。已知TiO2(s)+2Cl2(g)=TiC14(l)+O2(g) H=+151kJ/mol，该反应极难进行，当向反应体系中加入焦炭后，则反应在高温条件下能顺利发生。从化学平衡的角度解释原因是_。（5）TiCl4极易水解，利用此性质可制备纳米级TiO2xH2O，该反应的化学方程式是_。【答案】 +4 铁粉（或 Fe） A 结晶、过滤 6 2Cl2 +TiO2 +C TiCl4 + CO2 （产物为 CO 也可） C 与 O2反应减小 O2的浓度使平衡向右移动 C与O2反应放热， 温度升高使平衡向右移动， 促使反应顺利进行 TiCl4 +（x+2）H2O =TiO2xH2O + 4HCl【解析】（1）由反应方程式可得，FeTiO3和H2SO4反应生成FeSO4、TiOSO4和H2O，该反应为非氧化还原反应，Fe元素化合价为+2价，根据化合物中正负化合价代数和为0，可知FeTiO3中钛元素的化合价为+4。（3）Q=c(Fe2+)c2(OH-)=0.49c2(OH-)KspFe(OH)2=4.910-17时不会生成Fe(OH)2沉淀，则c(OH-)10-6，所以pH不超过6。（4）钛酸煅烧得中间产物的化学方程式为H2TiO3(s)TiO2(s)+H2O(g)，上述工艺流程中钛酸煅烧得到的中间产物与Cl2和焦炭在900时反应生成TiC14，所以生成TiCl4化学方程式为：2Cl2+TiO2+C TiCl4+CO2(或者2Cl2+TiO2+2C TiCl4+2CO)。若要TiO2(s)与Cl2(g)高温条件直接反应生成TiC14(l)和O2(g)，该反应极难进行，当向反应体系中加入焦炭后，根据化学平衡移动原理：C与O2反应减小了O2的浓度使平衡向右移动，C与O2反应放热，温度升高使平衡向右移动，促使反应顺利进行。（5）利用TiCl4水解制TiO2xH2O，根据原子守恒，该反应的化学方程式为：TiCl4+(x+2)H2O=TiO2xH2O+4HCl。14（2018届云南省昆明市高三3月复习教学质量检测）铍铜是力学、化学综合性能良好的合金，广泛应用于制造高级弹性元件。以下是从某废旧铍铜元件(含BeO25%、CuS71%、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的