2018版高中化学二轮复习高考压轴大题特训题型二以“化工流程”为载体的综合考查型.docx

题型二以“化工流程”为载体的综合考查型1(2017湖北省武昌区高三5月调研考试)铬渣(铬主要以Cr2O3形式存在，同时含有Al2O3、SiO2等杂质)是铬电镀过程中产生的含铬污泥，实现其综合利用，可减少铬产生的环境污染。铬渣综合利用工艺流程如下：请回答下列问题：(1)焙烧得到的产物含有Na2CrO4和一种无污染的气体，则生成Na2CrO4的反应的化学方程式为_。(2)除去浸出液中的杂质最好加入_(填试剂名称)来调节pH。除去铝元素的离子方程式为_。(3)理论上加入醋酸铅、硝酸铅均可以得到铬酸铅沉淀，工艺流程中不选用醋酸铅的原因是_。(4)铬酸铅是一种用于水彩和油彩的筑色颜料。遇到空气中的硫化物颜色会变黑，该过程的化学方程式为_。(5)实验室常利用Cr3在碱性溶液中的还原性，使其转化为CrO，从而实现与Al3的分离，这个过程中需要加入的试剂是_(填化学式)，分离操作是_。答案(1)5Cr2O314NaOH6NaNO3 =10Na2CrO43N27H2O(2)硝酸AlOHH2O=Al(OH)3(3)不引入新的杂质；得到的NaNO3可以循环利用(4)PbCrO4H2S=PbSH2CrO4(5)NH3H2O、H2O2过滤解析本题主要考查离子反应。(1)焙烧得到的产物含有Na2CrO4和一种无污染的气体氮气，则生成Na2CrO4的反应的化学方程式为5Cr2O314NaOH6NaNO3 =10Na2CrO43N27H2O。 (2)为了不引入新的杂质，除去浸出液中的杂质最好加入硝酸来调节pH。除去铝元素的离子方程式为AlOHH2O=Al(OH)3。(3)工艺流程中不选用醋酸铅的原因是不引入新的杂质；得到的NaNO3可以循环利用。(4)铬酸铅遇到空气中的硫化物颜色会变黑，该过程的化学方程式为PbCrO4H2S=PbSH2CrO4。(5)加入NH3H2O 提供碱性环境，而且将Al3转化为氢氧化铝沉淀，NH3H2O不会溶解氢氧化铝沉淀，加入H2O2将Cr3氧化为CrO，不会引入杂质，所以这个过程中需要加入的试剂是NH3H2O、H2O2，分离操作是过滤。2(2017四川省双流中学高三下学期第二次适应性考试)氯化钡是白色的晶体，易溶于水，微溶于盐酸和硝酸，难溶于乙醇和乙醚，易吸湿，需密封保存。工业上制备BaCl22H2O有如下两种途径：途径1：以重晶石(主要成分BaSO4)为原料，流程如下： 炭 盐酸 重晶石矿 CO H2SBaCl22H2O(1)写出“溶解”时反应的化学方程式：_。(2)“高温焙烧”时必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是_。(3)结晶得到的晶体，需用乙醇洗涤的理由是_。途径2：以毒重石(主要成分BaCO3，含CaCO3、MgCO3、Fe2O3、SiO2等杂质)为原料，流程如下：已知：Ksp(BaC2O4)1.6107，Ksp(CaC2O4)2.3109，KspMg(OH)21.81011。Ca2Mg2Fe3开始沉淀时的pH11.99.11.9完全沉淀时的pH13.911.13.7(4)滤渣的成分为_(填化学式)。(5)滤渣中含_(填化学式)。过滤析出后，滤液中含有的Mg2浓度为_。(6)加入H2C2O4时应避免过量，其原因是为了防止生成_(填化学式)。答案(1)BaS2HCl=BaCl2H2S(2)使硫酸钡得到充分还原，提高BaS的产量；该反应为高温反应，碳和氧气反应放出热量维持所需要的高温条件(3)氯化钡难溶于乙醇，(水和乙醇互溶)洗涤时减少产品的损失(4)SiO2、Fe (OH)3(5)Mg(OH)2、Ca(OH)21.8108 molL1(6)BaC2O4解析(1)重晶石矿经过高温焙烧的产物用盐酸溶解，产生了硫化氢，根据复分解反应的原理，硫酸钡焙烧生成了BaS，因此溶解的化学方程式：BaS2HCl=BaCl2H2S。(2)根据“高温焙烧”可知，此步需要维持高温，也可以使硫酸钡得到充分还原，提高BaS的产量，碳和氧气反应放出热量维持所需要的高温条件。(3)根据信息可知，氯化钡易溶于水，微溶于盐酸和硝酸，难溶于乙醇和乙醚，用乙醇洗涤，可以减少产品的损失。(4)二氧化硅不溶于盐酸和氨水，因此滤渣中含有二氧化硅，盐酸溶解氧化铁生成铁离子。氨水调节溶液的pH8时，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，因此滤渣中还含有氢氧化铁。(5)pH12.5时，溶液中的钙离子和镁离子转化为氢氧化钙和氢氧化镁沉淀，根据pH12.5时，c(OH)101.5 molL1，KspMg(OH)2c(Mg2)c2(OH)1.81011，c(Mg2)1.8108 molL1。(6)H2C2O4过量时，当QKsp(BaC2O4)，可能会生成BaC2O4沉淀，因此H2C2O4应避免过量。3(2017南阳市第一中学高三第三次模拟考试)钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如下：回答下列问题：(1)洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合的实验操作是_。(2)先加入氨水调节pH 3，过滤，滤渣主要成分是_；再向滤液加入氨水调节pH6，滤液中Sc3的浓度为_。已知：KspMn(OH)21.91013、KspFe(OH)32.61039，KspSc(OH)39.01031(3)用草酸“沉钪”。25 时pH2的草酸溶液中_(保留两位有效数字)。写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式_。已知Ka1(H2C2O4)5.9102，Ka2(H2C2O4)6.4105(4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为_。(5)废酸中含钪量为15 mgL1，V L废酸最多可提取Sc2O3的质量为_。答案(1)将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，冷却后再慢慢注入 H2O2中，并不断搅拌(2)Fe(OH)39.0107molLl(3)3.81022Sc3 3H2C2O4=Sc2(C2O4)3 6H(4)2Sc2(C2O4)33O22Sc2O312CO2(5)0.023V g解析(1)不同的液体在混合时，一般是先加密度较小、易挥发的，后加密度大、难挥发的，若混合时放热，则最后加受热易分解的。因此，混合的实验操作是将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，冷却后再慢慢注入 H2O2中，并不断搅拌。(2)废酸中含钪、钛、铁、锰等离子，洗涤“油相”已除去大量的钛离子。根据KspMn(OH)21.91013、KspFe(OH)32.61039，KspSc(OH)39.01031，可以求出余下3种离子沉淀完全(离子浓度小于105 molL1)的pH，发现锰离子沉淀完全时pH约为10，钪离子沉淀完全的pH约为5，而铁离子沉淀完全的pH约为3，所以先加入氨水调节pH 3，过滤，滤渣的主要成分是Fe(OH)3 ；再向滤液加入氨水调节pH6，此时溶液中c(OH)108 molL1，滤液中Sc3的浓度为9.0107(molL1)。(3)25 时pH2的草酸溶液中，Ka2(H2C2O4)Ka1(H2C2O4)6.41055.91023.8102(保留两位有效数字)。 “沉钪”得到草酸钪的离子方程式2Sc3 3H2C2O4=Sc2(C2O4)3 6H。(4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为2Sc2(C2O4)33O22Sc2O312CO2。(5)废酸中含钪量为15 mgL1，则V L废酸中含钪的质量为15103gL1V L0.015V g，所以最多可提取Sc2O3的质量为0.023V g。4重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。.某工业废水中主要含有Cr3，同时还含有少量的Fe2、 Fe3、 Al3、 Ca2和Mg2等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：注：部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表。氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Al(OH)3Cr(OH)3pH3.79.611.189(9溶解)(1)氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是_(填字母，下同)。ANa2O2 BHNO3CFeCl3 DKMnO4(2)加入NaOH溶液调整溶液pH8时，除去的离子是_；已知钠离子交换树脂的原理：MnnNaRMRnnNa，此步操作被交换除去的杂质离子是_。AFe3 BAl3CCa2 DMg2(3)还原过程中，每消耗172.8 g Cr2O转移4.8 mol e，该反应离子方程式为_。.酸性条件下，六价铬主要以Cr2O形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O的废水。实验室利用如图装置模拟处理含Cr2O废水，阳极反应式是Fe2e=Fe2，阴极反应式是2H2e=H2(1)电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？_(填“能”或“不能”)，理由是_。(2)电解时阳极附近溶液中Cr2O转化为Cr3的离子方程式为_。(3)上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从其对水的电离平衡影响角度解释其原因_。(4)若溶液中初始含有0.1 mol Cr2O，则生成的阳离子全部转化成沉淀的质量是_g。答案.(1)A(2)ABCD(3)3S2O4Cr2O13H2O=6SO8Cr(OH)32OH.(1)不能因阳极产生的 Cu2不能使Cr2O还原到低价态(2)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O(3)水中的H在阴极区放电，H浓度减小促使水的电离平衡H2OH OH向右移动，阴极区OH浓度增大与金属阳离子在阴极区结合而沉淀完全(4)84.8解析.某工业废水中主要含有Cr3，同时还含有少量的Fe2、Fe3、Al3、Ca2和Mg2等，加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子，同时Cr3被氧化为Cr2O，加氢氧化钠调节pH8，则Fe3、Al3转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，过滤，滤液中主要含有Cr2O、Ca2和Mg2等，通过钠离子交换树脂，除去Ca2和Mg2，然后加Na2S2O3把Cr2O还原为Cr3，再调节pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4。(1)加氧化剂的主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子，同时不能引入新的杂质，所以可以用Na2O2代替H2O2。(2)根据表中数据可知，pH8时，Fe3、Al3转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，则Fe3、Al3被除去；通过钠离子交换树脂，除去Ca2和Mg2。(3)每消耗0.8 mol Cr2O转移4.8 mol电子，则1 mol Cr2O转移6 mol电子，所以生成Cr3，S2O被氧化为SO，则反应的离子方程式为3S2O4Cr2O13H2O=6SO8Cr(OH)32OH。.(1)若用Cu电极来代替Fe电极，在阳极上铜失去电子得到的阳离子是铜离子，该离子不具有还原性，不能和重铬酸根之间发生反应。(2)Cr2O具有强氧化性，可以将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为2Cr3，反应的实质是6Fe2Cr2O14H=6Fe32Cr37H2O。(3)随着电解进