新坐标高考化学二轮复习 第2部分 能力提升篇 题型强化练2 化学工艺流程试题的解题策略.doc

题型强化练(二)(建议用时：45分钟)1菱锰矿的主要成分是mnco3(含有少量fes2、al2o3)，以菱锰矿为原料制备锰单质的流程如下所示：浆化溶液1溶液2精制电解mn请回答下列问题：(1)菱锰矿在浸取前需要粉碎，其目的是_。(2)用稀硫酸浸取时，主要反应的离子方程式为_；加入二氧化锰的目的是除去其中的_(填化学式)，此物质参与反应时生成硫酸铁、水和硫酸锰，该反应的化学方程式为_。(3)已知fe、al、mn的氢氧化物开始沉淀及沉淀完全时的ph如表所示，则加氨水沉淀时应控制溶液的ph范围为_。氢氧化物fe(oh)3al(oh)3mn(oh)2开始沉淀ph1.84.18.3完全沉淀ph3.25.09.8(4)电解硫酸锰溶液时，阴极的电极反应式为_。用高锰酸钾溶液检验mn2，产生黑色沉淀，该反应的离子方程式为_。(5)硫酸锰在高温条件下分解可得到三种氧化物，该热分解的化学方程式为_。【解析】(1)矿石粉碎可增大固体与液体、固体与气体的接触面积，可从影响化学反应速率因素的角度进行分析。(2)碳酸锰与稀硫酸反应，类似碳酸钙与盐酸反应。二硫化亚铁与二氧化锰在稀硫酸中反应生成硫酸铁、硫酸锰和水。1 mol fes2失去电子的物质的量为15 mol。(3)根据几种离子沉淀的ph，控制溶液的酸碱性使氢氧化铝完全沉淀(氢氧化铁已完全沉淀)，氢氧化锰没有开始沉淀。(4)电解硫酸锰溶液时，阴极上锰离子发生还原反应生成锰单质。高锰酸钾将锰离子氧化成二氧化锰。(5)硫酸锰在高温下分解生成四氧化三锰、二氧化硫和三氧化硫，类似硫酸亚铁分解生成氧化铁、二氧化硫和三氧化硫。【答案】(1)增大接触面积，便于浆化，提高浸出率(2)mnco32h=mn2co2h2ofes22fes215mno214h2so4=fe2(so4)315mnso414h2o(3)5.0ph8.3(4)mn22e=mn2mno3mn22h2o=5mno24h(5)3mnso4mn3o4so22so32某器具含碳化钨(wc)、金属钴(co)及杂质铁等成分，以该废旧器具及制造该器具的废料为原料提取wc和金属钴的流程如下所示：请回答下列问题：(1)电解时废旧器具作阳极，不锈钢作阴极，盐酸作电解质溶液，阳极反应式为_。(2)图中的肥料为_，加入双氧水的目的是_。(3)向滤液中加入草酸铵(nh4)2c2o4发生反应的离子方程式为_。(4)焙烧草酸钴(coc2o4)的化学方程式是_。(5)将洗涤液回收配成电解液，目的是_。滤饼的主要成分是_。(6)将1 t废料经上述处理，所得滤饼洗涤干净后焙烧得到固体80 g，则杂质铁的质量分数为_。【解析】(1)从流程图看，废料中钴、铁转化成2价金属离子。阳极上钴、铁发生氧化反应生成2价铁离子、2价钴离子，阴极上产生氢气。(2)从流程图看，盐酸作电解质溶液，加入的氨气与盐酸反应生成氯化铵，氯化亚钴与草酸铵反应生成氯化铵，所以肥料是氯化铵。加入双氧水发生氧化还原反应：2fe2h2o22h=2fe32h2o。(3)从流程图看，草酸钴是沉淀，反应的化学方程式为cocl2(nh4)2c2o4=coc2o22nh4cl。(4)高温焙烧时，草酸钴分解生成三氧化二钴，钴元素的化合价升高，3价碳元素的化合价部分降低，生成co，化学反应方程式为2coc2o4高温,co2o33coco2。(5)洗涤液中含有钴元素，将洗涤液配成电解质溶液可回收利用钴(钴是重金属元素)。从流程看，亚铁离子经双氧水氧化成三价铁离子，加入氨气来调节溶液的ph，使三价铁离子转化成氢氧化铁沉淀，钴离子不会沉淀。(6)焙烧得到的固体是氧化铁，根据质量守恒计算样品中铁元素的质量分数：w(fe)100%0.005 6%。【答案】(1)co2e=co2、fe2e=fe2(2)氯化铵(nh4cl)将fe2氧化成fe3(3)co2c2o=coc2o4(4)2coc2o4高温,co2o33coco2(5)回收利用钴fe(oh)3(6)0.005 6%3绿矾被广泛用于医药和工业领域，工业上两种制备绿矾(feso47h2o)的流程如图所示，根据题意回答下列问题：方法一：利用黄铜矿粉(主要成分为cufes2)制取(1)试剂a和试剂b的化学式分别是_，操作1的名称是_。(2)有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中，可以将cufes2氧化成硫酸盐，写出该反应的化学方程式：_。方法二：利用工业废铁屑制取绿矾(3)加入适量碳酸钠溶液的作用是_。(4)操作需要用到的玻璃仪器名称是_。(5)通过检验co来判断操作是否洗涤干净，检验的方法是_。【解析】(1)由流程图可知滤渣2为fe(oh)3，而目标产物为绿矾(feso47h2o)，所以试剂a为稀h2so4，起溶解作用，b为铁粉，起还原作用；由流程图可知操作1为过滤，其作用为除去过量的铁粉。(2)依题意，在细菌的作用下，氧气氧化黄铜矿的反应方程式为4cufes217o22h2so4=4cuso42fe2(so4)32h2o。(3)co水解时使溶液呈碱性，可以除去油污。(4)因为操作为过滤与洗涤，所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。(5)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加bacl2溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗涤干净；若有白色沉淀生成，则没有洗涤干净。【答案】(1)稀h2so4、铁粉过滤(2)4cufes217o22h2so4=4cuso42fe2(so4)32h2o(3)除去油污(4)烧杯、玻璃棒、漏斗(5)取少量最后一次的洗涤液于试管中，滴加bacl2溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗净；若有白色沉淀生成，则未洗净4铬铁矿主要成分为feocr2o3，含有sio2、al2o3等杂质。工业上用铬铁矿制备红矾钠晶体(na2cr2o72h2o)的流程如图所示：煅烧时反应为：4feocr2o37o220naoh煅烧,8na2cro44nafeo210h2o(1)步骤是在坩埚中进行煅烧，下列可用作此坩埚材料的是_。a铁b氧化铝c石英 d陶瓷(2)步骤煅烧反应极慢，需要升温到naoh呈熔融状态，反应速率才加快，其原因为_。(3)步骤中nafeo2会强烈水解生成氢氧化铁沉淀，其化学方程式为_。(4)将五份滤液1分别在130 蒸发1小时，各自冷却到不同温度下结晶，保温过滤，所得实验数据如下表。根据数据分析，步骤的最佳结晶温度为_。结晶温度/na2cro4粗晶体中各物质的质量分数/%na2cro44h2onaohnaalo2na2sio33052.4529.798.6912.214068.8120.498.4610.845060.2627.9610.369.326050.7429.6610.4012.257046.7733.068.106.48(5)步骤中滤渣3的成分是_。(6)假设该流程中铬元素完全转化为红矾钠晶体，则该铬铁矿中铬元素的质量分数为_(用含m1、m2的代数式表示)。【解析】(1)高温下，四个选项中的物质只有铁不与naoh固体反应，故可用铁作坩埚的材料。(2)naoh熔融后增大了反应物的接触面积，使反应速率加快。(3)利用元素守恒可写出nafeo2水解的化学反应方程式：nafeo22h2o=fe(oh)3naoh。(4)由表中数据可以看出，40 时，na2cro44h2o的质量分数最高，且其他物质的质量分数较低，故步骤的最佳结晶温度为40 。(5)当滤渣2粗晶体加水溶解，调节ph为中性时，所得滤渣3为al(oh)3和h2sio3。(6)m2 kg红矾钠晶体(na2cr2o72h2o)中铬元素的质量为：m2，则该铬铁矿中铬元素的质量分数为100%。【答案】(1)a(2)naoh熔融后增大了反应物的接触面积(3)nafeo22h2o=fe(oh)3naoh(4)40 (5)al(oh)3、h2sio3(或h4sio4)(6)100%5以废旧锌锰干电池处理得到的混合物为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下图所示。请回答下列问题：(1)mnxzn1xfe2o4中铁元素化合价为3，则锰元素的化合价为_。(2)活性铁粉除汞时，铁粉的作用是_(填“氧化剂”或“还原剂”)。(3)除汞是以氮气为载气吹入滤液中，带出汞蒸气经kmno4溶液进行吸收而实现的。在恒温下不同ph时，kmno4溶液对hg的单位时间去除率及主要产物如下图所示。写出ph2时kmno4溶液吸收汞蒸气的离子方程式_。在强酸性环境中汞的单位时间去除率高，其原因除氢离子浓度增大使kmno4溶液的氧化性增强外，还可能是_。(4)用惰性电极电解k2mno4溶液制备kmno4的装置如下图所示。a应接直流电源的_(填“正”或“负”)极。已知25 ，两室溶液的体积均为100 ml，电解一段时间后，右室溶液的ph由10变为14，则理论上可制得_ mol kmno4(忽略溶液的体积和温度变化)。【解析】(1)根据化合价的代数和为零可知nx22x23420，可知n2。(2)fe还原hg2为hg、fe作还原剂。(3)根据化合价升降法可配平；某粒子的催化作用。(4)从图可知，a电极为mnomno，可知a极发生失电子氧化反应，为阳极，接电源正极。n(oh)0.1 l(1104)mol/l0.1 mol故n(e)0.1 mol，所以制得0.1 mol kmno4。【答案】(1)2(2)还原剂(3)5hg2mno16h=5hg22mn28h2omn2具有催化作用，单位时间内去除率高(4)正0.16bacl2xh2o是用途广泛的基础化工产品。我国目前主要是用盐酸和硫化钡(含少量mg2、fe3等)反应生产bacl2xh2o，工艺流程如下图所示。已知：室温时kspmg(oh)21.81011kspfe(oh)34.01038请回答下列问题：(1)反应中生成的h2s用足量氨水吸收，一定条件下向所得溶液中通入空气，又可得到单质硫并使吸收液再生，再生反应的化学方程式为_。(2)所得氯化钡粗液中含硫化合物(h2s、hs等)影响产品质量，可鼓入预热后的空气吹除，预热空气的目的是_；沉淀a的主要成分是_。(3)热空气吹除时会有部分hs转变为s2o，使产品仍达不到纯度要求，可再进行酸化脱硫，酸化脱硫时的离子方程式为_。(4)室温时，为使mg2、fe3完全沉淀(当溶液中离子浓度小于1105 moll1时认为该离子完全沉淀)，应将溶液的ph调至_(只列算式)以上。(5)实验室测定产品中x的步骤如下：准确称取12.20 g bacl2xh2o样品，加入100 ml稀盐酸加热溶解；边搅拌边逐滴加入0.1 moll1h2so4溶液，待baso4完全沉淀，过滤，沉降后洗涤沉淀23次；将沉淀充分干燥后称量，质量为11.65 g。检验baso4沉淀是否洗涤干净的方法是_；经计算x的数值为_。【解析】(1)根据题意知再生反应为(nh4)2s与o2反应生成s单质和nh3h2o，配平即可。(2)温度越高气体h2s的溶解度越小，利于吹除，同时h2s和hs被o2氧化生成沉淀s。(3)s2o在酸性条件下，自身氧化还原反应生成s和so2与h2o。(4)mg2沉淀完全时fe