高考化学二轮复习 三道题经典专练9 化工流程为载体的综合考查题一.doc

化工流程为载体的综合考查题一一、（2017年高考新课标全国卷）li4ti5o12和lifepo4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为fetio3，还含有少量mgo、sio2等杂质）来制备，工艺流程如下：回答下列问题：（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为_。（2）“酸浸”后，钛主要以tiocl42-形式存在，写出相应反应的离子方程式_。（3）tio2xh2o沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：温度/3035404550tio2xh2o转化率/%9295979388分析40时tio2xh2o转化率最高的原因_。（4）li2ti5o15中ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为_。（5）若“滤液”中c(mg2+)=0.02 mol/l，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(fe3+)=1.010-5 mol/l，此时是否有mg3(po4)2沉淀生成_（列式计算）。fepo4、mg3(po4)2的ksp分别为1.310-22、1.010-24。（6）写出“高温煅烧”中由fepo4制备lifepo4的化学方程式_。【答案】（1）100、2h，90、6h （2）fetio3+ 4h+4cl = fe2+ tiocl42- + 2h2o（3）低于40，tio2xh2o转化反应速率随温度升高而增加；超过40，双氧水分解与氨气逸出导致tio2xh2o转化反应速率下降 （4）4 （5）fe3+恰好沉淀完全时，c(po43-)=moll1=1.31017 moll1，c3(mg2+)c2(po43-)(0.01)3(1.31017)2=1.71040ksp mg3(po4)2，因此不会生成mg3(po4)2沉淀。（6）2fepo4 + li2co3+ h2c2o42lifepo4+ h2o+ 3co2【解析】（1）由图像推出浸出率为70%时有2个点满足；（2）反应物为fetio3，因为酸浸，故反应物应有h+，因生成物为tiocl42-，因此反应物中还应有cl-，因反应物有h+，故生成物中应有h2o，然后根据原子守恒和电荷守恒配平。（3）略；（4）过氧键存在于-1的o中，每2个之间存在1个过氧键。根据化合价，原子守恒，设-1价o x个，-2价o y个。8个，故4个过氧键（5）溶液中主要三种离子，fe3+、po43-、mg2+，根据两个难溶物的ksp，已知c(fe3+)=1.010-5 mol/l，故溶液中c(po43-)=1.310-17moll1，再根据，故最终没有沉淀生成。（6）根据流程图知反应物为fepo4、li2co3、h2c2o4，生成物为lifepo4，化合价情况为，故fe化合价降低，c化合价升高，可知产物之一为co2，反应物有h，故产物有h2o。二、(2017年泰安市第二次模拟)砷为va族元素，金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。（1）冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸（h3aso3）形式存在，可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，其工艺流程如下： 已知：as2s3与过量的s2存在以下反应：as2s3(s)+3s2(aq)2ass33(aq)； 亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。亚砷酸中砷元素的化合价为_；砷酸的第一步电离方程式为_； “一级沉砷”中feso4的作用是_；“二级沉砷”中h2o2与含砷物质反应的化学方程式为_；沉淀x为_（填化学式）。（2）冶炼废渣中的砷元素主要以as2o3的形式存在，可用古氏试砷法半定量检测（as的最低检出限为3.0106g)。步骤1：取10 g废渣样品，粉碎后与锌粉混合，加人h2so4共热，生成ash3气体。步骤2：将ash3气体通人agno3溶液中，生成银镜和as2o3。步骤3：取1g废渣样品，重复上述实验，未见银镜生成。ash3的电子式为_；步骤2的离子方程式为_；固体废弃物的排放标准中，砷元素不得高于4.0105gkg1，请通过计算说明该排放的废渣中砷元素的含量_（填“符合”“不符合”）排放标准，原因是_。【答案】（1）+3；h3aso4h+h2aso4；沉淀过量的s2，使as2s3(s)+3s2(aq)2ass33(aq)平衡左移，提高沉砷效果；h3aso3+h2o2=h3aso4+h2o；caso4（2）；12ag+2h3as+3h2o=12ag+as2o3+12h+； 不符合，因为该废渣砷含量为(3.010 6g10g)1000g/kg=3.0104g/kg大于排入标准4.0105gkg1 【解析】（1）根据h3aso3，氧元素显2价，h元素显1价，化合价代数和为0，as的价态为3价；砷酸为弱酸，要分步电离，第一步电离：h3aso4h+h2aso4；根据流程图，以及信息，得出一级沉砷中加入feso4的作用是：沉淀过量的s2，使as2s3(s)+3s2(aq)2ass33(aq)平衡左移，提高沉砷效果；根据流程图，h2o2作氧化剂，把3价as氧化成5价，化合价升高2价，h2o2中o的化合价降低2价，最小公倍数为2，因此化学反应方程式为：h3aso3+h2o2=h3aso4+h2o；一级沉砷中加入feso4，硫酸钙微溶于水，因此沉淀x为caso4；(2)as和n同主族，因此ash3的电子式，与nh3电子式相似，因此ash3的电子式为：；银镜为ag，agno3作氧化剂，化合价有1价0价，化合价降低1价，h3as作还原剂，化合价由3价3价，化合价升高6价，最小公倍数为6，离子反应方程式为：12ag+2h3as+3h2o=12ag+as2o3+12h+；千克溶液中含as的质量为3.01061000/10g/kg=3.01044.0105，因此不合格。三、(2018年长沙市市第二次月考)草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用水钴矿（主要成分为co2o3，含少量fe2o3、a12o3、mno、mgo、cao、sio2等）制取coc2o42h2o工艺流程如下： 已知：浸出液含有的阳离子主要有h+、co2+、fe2+、mn2+、ca2+、mg2+、al3+等；酸性条件下，clo3-不会氧化co2+，clo3-转化为cl-；部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的ph见表：沉淀物fe(oh)3al(oh)3co(oh)2fe(oh)2mn(oh)2完全沉淀的ph3.75.29.29.69.8（1）浸出过程中加入na2so3的主要目的是_。（2）向浸出液中加入naclo3的离子反应方程式：_。（3）已知：常温下nh3h2onh4+oh kb1.8105h2c2o4h+hc2o4 ka15.4102hc2o4-h+c2o42 ka25.4105则该流程中所用(nh4)2c2o4溶液的ph_7（填“”“”或“=”）。（4）加入(nh4)2c2o4 溶液后析出晶体，再过滤、洗涤，洗涤时可选用的试剂有：_。a蒸馏水 b自来水 c饱和的(nh4)2c2o4溶液 d稀盐酸（5）萃取剂对金属离子的萃取率与ph的关系如图1，萃取剂的作用是_；其使用的适宜ph范围是_。a2.02.5 b3.03.5 c4.04.5（6）coc2o42h2o热分解质量变化过程如图2所示。其中600以前是隔绝空气加热，600 以后是在空气中加热。a、b、c均为纯净物；c点所示产物的化学式是_。【答案】（1）将co3+、fe3+还原为co2+、fe2+（只要回答到将co3+还原为co2+均给分）； （2）clo3-6fe2+ + 6h+= cl-6fe3+ + 3h2o （3） （4）a （5）除去溶液中的mn2+ b （6）co2o3【解析】(1)亚硫酸钠具有还原性，能还原氧化性离子fe3+、co3+，所以浸出过程中加入na2so3的目的是将fe3+、co3+还原，还原为fe2+、co2+；(2)naclo3具有氧化性，能将浸出液中的fe2+氧化成fe3+，自身被还原生成氯离子，同时生成水，离子反应方程式为clo3-+6fe2+6h+=6fe3+cl-+3h2o；(3)盐类水解，谁强显谁性，nh3h2onh4+oh- kb=1.810-5，hco4-h+c2o42- ka2=5.410-5，所以(nh4)2c2o4溶液中铵根离子水解大于草酸根离子水解，溶液呈酸性，即ph7；(4)为除去(nh4)2c2o4 晶体表面的附着液，洗涤时可选用蒸馏水洗涤，这样可得到更纯净的晶体，故答案为a；(5)根据流程图可知，此时溶液中存在mn2+、co2+金属离子；由萃取剂对金属离子的萃取率与p