高考化学二轮复习 三道题经典专练12 化工流程为载体的综合考查题四.doc

化工流程为载体的综合考查题四一、（2017年高考江苏卷）某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。已知：naclo溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3naclo2nacl+naclo3agcl可溶于氨水：agcl+2nh3h2oag(nh3)2+ cl +2h2o常温时n2h4h2o(水合肼)在碱性条件下能还原ag(nh3)2+：4ag(nh3)2+n2h4h2o4ag+n2+4nh4+4nh3+h2o（1）“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_。 hno3也能氧化ag，从反应产物的角度分析，以hno3代替naclo的缺点是_。（3）为提高ag的回收率，需对“过滤”的滤渣进行洗涤，并_。（4）若省略“过滤”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量naclo与nh3h2o反应外(该条件下naclo3与nh3h2o不反应)，还因为_。（5）请设计从“过滤”后的滤液中获取单质ag的实验方案：_(实验中须使用的试剂有：2 moll1水合肼溶液，1 moll1h2so4)。【答案】（1）水浴加热 （2）4ag+4naclo+2h2o4agcl+4naoh+o2 会释放出氮氧化物(或 no、no2 )，造成环境污染 （3）将洗涤后的滤液合并入过滤的滤液中（4）未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，且其中含有一定浓度的cl，不利于agcl与氨水反应（5）向滤液中滴加2 moll1水合肼溶液，搅拌使其充分反应，同时用1 moll1 h2so4溶液吸收反应中放出的nh3，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、洗涤，干燥【解析】（1）“氧化”阶段需在80条件下进行，由于加热温度低于水的沸点，所以适宜的加热方式为水浴加热。（2）因为已知naclo 溶液与 ag 反应的产物为 agcl、naoh 和 o2 ，用化合价升降法即可配平，该反应的化学方程式为4ag+4naclo+2h2o4agcl+4naoh+o2。 hno3也能氧化ag，硝酸做氧化剂时通常被还原为有毒的氮的氧化物而污染环境，所以以hno3代替naclo的缺点是会释放出氮氧化物(或 no、no2 )，造成环境污染。（3）为提高ag的回收率，需对“过滤”的滤渣进行洗涤，洗涤的目的是为了把滤渣表面残存的银氨配离子洗涤下来，并将洗涤后的滤液合并入过滤的滤液中。（4）若省略“过滤”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量naclo与nh3h2o反应外，还因为未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，氨水的浓度变小，且其中含有一定浓度的cl，不利于agcl与氨水发生agcl+2nh3h2oag(nh3)2+ cl +2h2o反应，使得银的回收率变小。（5）“过滤”后的滤液含有银氨配离子，根据题中信息常温时，n2h4h2o(水合肼)在碱性条件下能还原ag(nh3)2+：4ag(nh3)2+n2h4h2o4ag+n2+4nh4+4nh3+h2o，所以首先向该滤液中加入水合肼把银氨配离子充分还原，由于该反应产生的气体中含有氨气，氨气有强烈的刺激性气体会污染空气，所以要设计尾气处理措施，可以用题中提供的，要求必须使用的硫酸作尾气吸收剂把氨气吸收。最后把反应混合物静置、过滤、洗涤、干燥即可得到回收银。具体方案如下：向滤液中滴加2 moll1水合肼溶液，搅拌使其充分反应，同时用1 moll1 h2so4溶液吸收反应中放出的nh3，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、洗涤，干燥二、(2017年成都市市第二次模拟)某工厂用一固体废渣（主要成份为al2o3cr2o3，还含有feo、sio2）为主要原料回收利用，生产红矾钠晶体(na2cr2o72h2o)，同时制备明矾（kal(so4)212h2o）。其主要工艺流程如下:己知：nabio3不溶于冷水，在碱性条件下能将cr3+氧化为cro42-（1）、目的是_。（2）实验室中操作的名称为_。（3）己知：kspfe(oh)3=3.010-39，kspal(oh)3 = 1.010-33。当 ph =5.6 时 cr(oh)3开始沉淀。室温下，ii中需调节溶液ph范围为_ (杂质离子浓度小于110-6mol/l视为沉淀完全)。（4）写出中发生反应的离子方程式_。（5）中酸化是用硫酸而不用盐酸酸化，理由是_ (结合化学方程式回答)。（6）写出溶液f和硫酸溶液反应的离子方程式_，若用足量二氧化碳通入f中，则生成的溶液中离子浓度关系为_。【答案】（1）使fe2+转化为fe3+，并调整ph，使fe3+和al3+完全沉淀，与铬元素完全分离 （2）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤（3）5.0phc (hco3-) c (oh-) c (h+) c (co32-)【解析】本题考查工艺流程分析，铬铁矿的主要成分为al2o3cr2o3，还含有feo、sio2，向铬铁矿中加入过量的硫酸，氧化铝、氧化铁和cr2o3与硫酸反应生成硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸铬，sio2与硫酸不反应，过滤，得到固体a为sio2，溶液b为硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸铬的混合溶液，加入h2o2将fe2+氧化成fe3+，调节ph形成氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，过滤，得到固体c为氢氧化铁和氢氧化铝的混合物，溶液d为硫酸铬溶液，向固体c中加入过量的koh溶液，得到氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液，固体e为氢氧化铁，溶液f为偏铝酸钠溶液，加入稀硫酸，然后蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到明矾；向溶液d中加入过量的naoh溶液和nabio3溶液，发生氧化还原反应生成bi(oh)3固体和na2cro4溶液，溶液e为na2cro4溶液，然后酸化得到na2cr2o7溶液和na2so4溶液，最终得到红矾钠晶体。（1）根据上述分析，、操作的目的是使fe2+转化为fe3+，并调整ph，使fe3+和al3+完全沉淀，与铬元素完全分离；（2）操作是由溶液得到晶体的过程，名称为蒸发浓缩，冷却结晶，过滤；（3）使al3+完全除去时，c(oh-)3= kspal(oh)3 c(al3+)= 1.010-33110-6mol/l=110-27，c(oh-)=10-9 mol/l，此时溶液ph=5，使al3+完全除去时，c(oh-)3= kspfe(oh)3 c(fe 3+)= 3.010-39110-6mol/l=310-33，c(oh-)1.410-9 mol/l，此时溶液ph3.1，而ph=5.6时 cr(oh)3开始沉淀，所以调节溶液ph范围为5.0phc (hco3-) c (oh-) c (h+) c (co32-)。三、(2018年杭州市第二次联考)我国是干电池的生产和消费大国。某科研团队设计了以下流程对碱性锌锰干电池的废旧资源进行回收利用：已知：ksp(mns)=2.51013，ksp(zns)=1.61024mn(oh)2开始沉淀时ph为8.3,完全沉淀的ph为9.8（1）碱性锌锰干电池是以锌粉为负极，二氧化锰为正极，氢氧化钾溶液为电解质。电池总反应为2mno2+ zn+2koh= 2mnooh+k2zno2，请写出电池的正极反应式_；（2）为了提高碳包的浸出效率，可以采取的措施有_；(写一条即可)（3）向滤液1中加入mns的目的是_；（4）已知mnso4的溶解度曲线如图所示，从滤液2中析出mnso4h2o晶体的操作是蒸发结晶、_、洗涤、低温干燥；（5）为了选择试剂x，在相同条件下，分别用3 g碳包进行制备mnso4的实验，得到数据如表1，请写出最佳试剂x与碳包中的主要成分发生反应的化学方程式_。（6）工业上经常采用向滤液2中加入nahco3溶液来制备mnco3，不选择na2co3溶液的原因是_；（7）该科研小组利用edta(乙二胺四乙酸二钠，阴离子简写为y2)进行络合滴定测定mn2+在电池中的百分含量，化学方程式可以表示为mn2+y2=mny。实验过程如下：准确称量一节电池的质量平均为24.00g，完全反应后，得到200.00ml滤液2，量取10.00ml滤液2稀释至100.00ml，取20.00ml溶液用0.0500moll1edta标准溶液滴定，平均消耗标准溶液22.00ml，则该方案测得mn元素的百分含量为_。(保留3位有效数字)【答案】（1）mno2+h2o +e= mnooh+oh（2）适当的升温(或搅拌)（3）将溶液中的zn2+转化为zns沉淀而除去（4）趁热过滤（5）h2o2+mno2+h2so4=mnso4+2h2o+o2或h2o2+ 2mnooh+2h2so4=2mnso4+4h2o+o2（6）na2co3溶液的碱性强，容易产生mn(oh)2的沉淀（7）25.2%【解析】（1）锌粉为负极，发生氧化反应，氢氧化钾溶液为电解质时发生的电极反应式为 zn+4oh2e= zno2+2h2o，电池总反应2mno2+ zn+2koh= 2mnooh+k2zno2，减去负极电极反应，即得电池的正极反应式为mno2+h2o +e= mnooh+oh；（2）通过适当的升温、固体粉碎或搅拌等措施可提高碳包的浸出率；（3）滤液1含有zn2+，遇加入的mns可以生成zns沉淀，在通过过滤即可除去；（4）由mnso4的溶解度曲线可知mnso4h2o在温度超过40后溶解度随温度的升高而降低，则将滤液2溶液蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、并低温干燥防止分解，即可得到mnso4h2o晶体；（5）由表1可知选用30%的过氧化氢获得的mnso4质量最高，则30%的过氧化氢为最佳试剂，与mno2在酸性条件下发生反应的化学方程式为h2o2+mno2+h2so4=mnso4+2h2o+o2或h2o2+ 2mnooh+2h2so4= 2mnso