（新课标）2020高考化学二轮复习 第二部分 高考大题突破 题型二 化工工艺流程题教学案

1 题型二题型二 化工工艺流程题化工工艺流程题 1 近几年化工工艺流程题的考查特点 近几年全国卷工艺流程题主要是以物质的制备 物质的分离提纯为考查素材 以工艺 流程图为信息背景 以物质的性质 转化 分离等为考查点 将元素化合物知识 化学反 应原理 实验等内容有机融合在一起的综合型试题 通常会涉及陌生的化学工业工艺和化 学反应 往往给考生较大的冲击力 考生不一定能完全理解整个流程的原理 但一般不会 影响答题 从试题给出的目的出发 主要可分为以物质制备为主要目的的工艺流程和以分 离提纯为主要目的的工艺流程 涉及物质的转化 物质的分离提纯 尾气等废弃物的处理 等化学问题 体现了变化观念 证据推理以及科学态度与社会责任的学科素养 2 解答化工工艺流程题的一般思路 1 读题干 找信息和目的 找出题干中的 制备 或 提纯 等关键词 明确化工生产的原料 产品和杂质 2 看问题 根据具体的问题 找出流程中需重点分析的步骤或环节 重点抓住物质流 向 进入与流出 操作方法等 3 局部隔离分析 分析加入什么物质 得到什么物质 发生什么反应 或起到什么作 用 4 特别提醒 每个题中基本上都有与流程无关的问题 可直接作答 工艺流程图 3 常考化工术语 常考化工术语关键词释义 研磨 雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化 增大反应物接触面 积 以加快反应 溶解 速率或使反应更充分 增大原料的转化率 或浸取率 灼烧 煅烧 使固体在高温下分解或改变结构 使杂质高温氧化 分解等 如煅 烧石灰石 高岭土 硫铁矿 浸取 向固体中加入适当溶剂或溶液 使其中可溶性的物质溶解 包括水 浸取 酸溶 碱溶 醇溶等 酸浸在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液 不溶物通过过滤除去 过滤固体与液体的分离 2 滴定定量测定 可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定 蒸发结晶 蒸发溶剂 使溶液由不饱和变为饱和 继续蒸发 过剩的溶质就会 呈晶体析出 蒸发浓缩蒸发除去部分溶剂 提高溶液的浓度 水洗用水洗去可溶性杂质 类似的还有酸洗 醇洗等 酸作用 溶解 除去氧化物 膜 抑制某些金属离子的水解 除去杂质离子 等 碱作用 除去油污 除去铝片氧化膜 溶解铝 二氧化硅 调节 ph 促进 水解 形成沉淀等 4 常考条件控制 1 控制溶液的 ph 调节溶液的酸碱性 使某些金属离子形成氢氧化物沉淀析出 或抑制水解 加入酸或调节溶液至酸性还可除去氧化物 膜 加入碱或调节溶液至碱性还可除去油污 除去铝片氧化膜 溶解铝 二氧化硅等 特定的氧化还原反应需要的酸性条件 或碱性条件 2 控制温度 主要从物质性质 热稳定性 水解 氧化性或还原性 溶解度 熔沸点 挥发性 胶体聚沉等 和反应原理 反应速率 平衡移动 催化剂活性 副反应 两个角度思 考 3 控制压强 改变速率 影响平衡 4 使用合适的催化剂 加快反应速率 缩短达到平衡所需要的时间 5 趁热过滤 防止某物质降温时析出 6 洗涤 常见的洗涤方式有 水洗 和 乙醇洗 水洗 的目的是除去沉淀或晶 体表面残留的杂质 当沉淀物的溶解度随温度升高而增大时一般可用冰水洗 乙醇洗 既可以除去沉淀或晶体表面残留的杂质 又可以降低晶体的溶解度 减少损失 还可以利 用乙醇易挥发的性质 加快除去沉淀或晶体表面的水分 7 氧化 氧化剂的选择要依据试题设置的情境 常见的氧化剂有氯气 过氧化氢 氧 气和次氯酸钠等 为了避免引入新的杂质 通常选择的氧化剂有过氧化氢和氧气 物质制备型 明确题目要制备什么物质 给的原料是什么 利用已有化学知识并结合题干给出的提 示信息勾勒出原料到目标产物的化学转化路径 流程中药品 各种条件的选择都是为了能 更多地获得产品 核心是提高反应物的转化率 围绕这个核心分析药品 操作 条件的作 用 做到有的放矢 1 如果在制备过程中出现或用到受热易分解的物质 则要注意对温度的控制 如侯德 3 榜制碱中的 nahco3 还有 h2o2 ca hco3 2 kmno4 agno3 hno3 浓 等物质 2 如果产物是一种会水解的盐 且水解产物中有挥发性的酸产生时 则要加相对应的 酸来抑制水解 如制备 fecl3 alcl3 mgcl2 cu no3 2等物质 要蒸发其溶液得到固体溶 质时 都要加相应的酸或在酸性气流中进行来抑制其水解 3 如果产物是一种强氧化性物质或强还原性物质 则要防止它们被其他物质还原或氧 化 如产物是含 fe2 so i 等离子的物质 要防止反应过程中 o2的介入 2 3 4 如果产物是一种易吸收空气中的 co2或水 潮解或发生反应 而变质的物质 如 naoh 固体等 则要注意在制备过程中对 co2或水的去除 也要防止空气中的 co2或水进入装置 中 5 当题目中给出多种物质的沸点 溶解度信息 则意味着需要用蒸馏 高温 或低温 过滤来进行分离 6 在回答题目中条件的选择原因时主要可从以下几个方面分析 1 对反应速率有何影响 2 对平衡转化率是否有利 3 对综合效益有何影响 如原料成本 原料来源 是否广泛 可再生 能源成本 对 设备的要求 环境保护 从绿色化学方面作答 等 1 2019 高考全国卷 t26 14 分 硼酸 h3bo3 是一种重要的化工原料 广泛应用 于玻璃 医药 肥料等工业 一种以硼镁矿 含 mg2b2o5 h2o sio2 及少量 fe2o3 al2o3 为 原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下 回答下列问题 1 在 95 溶浸 硼镁矿粉 产生的气体在 吸收 中反应的化学方程式为 2 滤渣 1 的主要成分有 为检验 过滤 1 后的滤液中是否含有 fe3 离 子 可选用的化学试剂是 3 根据 h3bo3的解离反应 h3bo3 h2o h b oh ka 5 81 10 10 可判断 4 h3bo3是 酸 在 过滤 2 前 将溶液 ph 调节至 3 5 目的是 4 在 沉镁 中生成 mg oh 2 mgco3沉淀的离子方程式为 母液经加热后可返回 工序循环使用 由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法 4 是 解析 1 硫酸铵溶液中存在水解平衡 nh h2o nh3 h2o h 硼酸镁能与水 4 解出的 h 反应 促进平衡向右移动 生成的一水合氨浓度增大 因溶液中存在平衡 nh3 h2o nh3 h2o 一水合氨浓度增大 促进 nh3 h2o 分解产生 nh3 用 nh4hco3溶液 吸收氨 发生反应的化学方程式为 nh4hco3 nh3 nh4 2co3 2 二氧化硅 氧化铁 氧 化铝不溶于硫酸铵溶液 滤渣 1 的主要成分是二氧化硅 氧化铁 氧化铝 检验 fe3 的试 剂可选用 kscn 3 由题给硼酸的解离反应方程式知 硼酸是一元弱酸 过滤 2 之前 调节 ph 3 5 目的是将硼元素转化为硼酸 促进硼酸析出 4 沉镁 中 碳酸铵溶液 与硫酸镁溶液发生相互促进的水解反应生成碱式碳酸镁 2mgso4 2 nh4 2co3 h2o mg oh 2 mgco3 2 nh4 2so4 co2 或者反应生成碱式碳酸镁和碳酸氢盐 母液含硫酸铵 可以将母液返回 溶浸 工序循环使用 体现绿色化学理念和环境保护思 想 碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁 联系碳酸镁 氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁 也 可以联系碱式碳酸铜分解生成氧化铜 水和二氧化碳 可知采用的方法是高温焙烧法 化 学方程式为 mgco3 mg oh 22mgo h2o co2 高温 答案 1 nh4hco3 nh3 nh4 2co3 2 sio2 fe2o3 al2o3 kscn 3 一元弱 转化为 h3bo3 促进析出 4 2mg2 3co 2h2o mg oh 2 mgco3 2hco 或 2 3 3 2mg2 2co h2o mg oh 2 mgco3 co2 溶浸 高温焙烧 2 3 2 2019 高考全国卷 t26 13 分 立德粉 zns baso4 也称锌钡白 是一种常用 白色颜料 回答下列问题 1 利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花 亦可定性鉴别某些金属盐 灼 烧立德粉样品时 钡的焰色为 填标号 a 黄色 b 红色 c 紫色 d 绿色 2 以重晶石 baso4 为原料 可按如下工艺生产立德粉 在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡 该过程的化学方程式为 回转炉尾气中含有有毒气体 生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为 co2和一种清 洁能源气体 该反应的化学方程式为 在潮湿空气中长期放置的 还原料 会逸出臭鸡蛋气味的气体 且水溶性变差 5 其原因是 还原料 表面生成了难溶于水的 填化学式 沉淀器中反应的离子方程式为 3 成品中 s2 的含量可以用 碘量法 测得 称取m g 样品 置于碘量瓶中 移取 25 00 ml 0 100 0 mol l 1的 i2 ki 溶液于其中 并加入乙酸溶液 密闭 置暗处反应 5 min 有单质硫析出 以淀粉为指示剂 过量的 i2用 0 100 0 mol l 1na2s2o3溶液滴定 反应式为 i2 2s2o 2i s4o 测定时消耗 na2s2o3溶液体积 v ml 终点颜色变化 2 32 6 为 样品中 s2 的含量为 写出表达式 解析 1 灼烧立德粉样品时钡的焰色为绿色 2 由流程图中经浸出槽后得到净化 的 bas 溶液以及回转炉尾气中含有有毒气体可知 在回转炉中 baso4与过量的焦炭粉反应 生成可溶性的 bas 和 co 生产上可通过水蒸气变换反应除去回转炉中的有毒气体 co 即 co 与 h2o 反应生成 co2和 h2 所得 还原料 的主要成分是 bas bas 在潮湿空气中长期 放置能与空气中的 h2o 反应生成具有臭鸡蛋气味的 h2s 气体 还原料 的水溶性变差 表明其表面生成了难溶性的 baco3 结合立德粉的成分可写出沉淀器中 s2 ba2 zn2 so反应生成 zns baso4的离子方程式 3 达到滴定终点时 i2完全 2 4 反应 可观察到溶液颜色由浅蓝色变成无色 且半分钟内颜色不再发生变化 根据滴定过 量的 i2消耗 na2s2o3溶液的体积和关系式 i2 2s2o 可得n i2 过量 0 100 0v 10 3 2 3 1 2 mol 再根据关系式 s2 i2可知 n s2 0 100 0 25 00 10 3 mol 0 100 1 2 0v 10 3 mol 0 100 0 10 3 mol 则样品中 s2 的含量为 25 00 v 2 100 25 00 v 2 0 100 0 32 m 1 000 答案 1 d 2 baso4 4c bas 4co co h2o co2 h2 baco3 s2 ba2 zn2 so zns baso4 2 4 3 浅蓝色至无色 100 25 00 v 2 0 100 0 32 m 1 000 1 2018 高考全国卷 t26 14 分 我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家 一种以闪锌矿 zns 含有 sio2和少量 fes cds pbs 杂质 为原料制备金属锌的流程如图 所示 6 相关金属离子 c0 mn 0 1 mol l 1 形成氢氧化物沉淀的 ph 范围如下 金属离子fe3 fe2 zn2 cd2 开始沉淀的 ph 1 56 36 27 4 沉淀完全的 ph 2 88 38 29 4 回答下列问题 1 焙烧过程中主要反应的化学方程式为 2 滤渣 1 的主要成分除 sio2外还有 氧化除杂工序中 zno 的作用是 若不通入氧气 其后果是 3 溶液中的 cd2 可用锌粉除去 还原除杂工序中反应的离子方程式为 4 电解硫酸锌溶液制备单质锌时 阴极的电极反应式为 沉 积锌后的电解液可返回 工序继续使用 解析 1 在焙烧过程中 zns 和 o2反应生成 zno 和 so2 2 溶液中的 pb2 与 so不 2 4 能共存生成 pbso4沉淀 sio2不溶于 h2so4 即滤渣 1 中含 sio2和 pbso4 氧化除杂过程中 o2能将溶液中 fe2 氧化生成 fe3 加入 zno 能调节溶液的 ph 促进 fe3 完全水解 由题 表可知 fe2 zn2 开始沉淀和沉淀完全时的 ph 非常接近 若不通入 o2使 fe2 氧化为 fe3 加入 zno 后无法除去 fe2 会影响 zn 的纯度 3 根据题中信息可知 还原除杂工 序中涉及的离子反应为 cd2 zn cd zn2 4 结合图示可知 电解 znso4溶液时生成 zn 即电解时 zn2 在阴极被还原 电极反应式为 zn2 2e zn 沉积锌后的电解液中主 要含有 h2so4 可返回溶浸工序继续使用 答案 1 2zns 3o22zno 2so2 焙烧 2 pbso4 调节溶液的 ph 无法除去杂质 fe2 3 cd2 zn cd zn2 4 zn2 2e zn 溶浸 2 氧化锌主要用作催化剂 脱硫剂 发光剂和橡胶添加剂 一种以锌焙砂 zno znsio3和少量 as2o3 cuo pbo 杂质 其中 as 与 n 同主族 为原料制备氧化锌的流 程如图所示 7 请回答下列问题 1 循环使用的物质有 和 填化学式 2 浸出 时 锌以 zn nh3 4 进入滤液 2 锌浸出率与温度的关系如图 1 所示 请解释温度超过 55 后浸出率显著下降的原 因 锌浸出率与n nh3 n nh4 2so4 的关系如图 2 所示 6 4 之后浸出率下降 说明 填编号 的浸出主要依赖硫酸铵浓度的大小 a zno 和 znsio3 b zno c znsio3 3 除砷 过程中生成 fe3 aso4 2沉淀 其中铁元素的化合价是 沉淀剂为 feso4 h2o nh4 2s2o8 添加 nh4 2s2o8的目的是 4 除重金属 和 深度除重金属 除去的重金属是 填名称 5 蒸氨 的产物主要是 znso4和 nh3 写出所发生反应的化学方程式 解析 1 由流程图可知 浸出需要加入 nh3 h2o nh3 h2o 在蒸氨过程中产生 浸出 需要加入 nh4 2so4 nh4 2so4在沉锌过滤后产生 沉锌需要通入 co2 co2在焙烧过程中产 生 故 nh3 h2o 或 nh3 nh4 2so4 co2属于循环使用的物质 2 锌浸出率在 55 后显著下降 由反应原料可知 温度升高 氨挥发导致溶液浓 度下降 浸出率下降 氧化锌是两性氧化物 在氨与硫酸铵的比例大于 6 4 时 可以和浓氨水发生反应 生成络合物 zn nh3 硅酸锌只与硫酸铵反应 而此时 硫酸铵比例较低 故浸出率 2 4 降低 c 选项正确 3 由 as 与 n 同主族可知 fe3 aso4 2中 as 元素化合价为 5 则阴离子为 aso 3 4 铁元素化合价为 2 原本 as 元素化合价为 3 在除砷过程中变为 5 而 nh4 2s2o8具有 8 强氧化性 故加入 nh4 2s2o8的目的是把砷元素氧化成 aso 以便于除去砷 3 4 4 由题意可知 zn 元素在浸出后以 zn nh3 进入滤液 除砷之后 加入 zn 可将 2 4 cu 与 pb 置换出来过滤除去 再用 s2 沉淀残留的重金属离子 因此除去的重金属为铜和铅 5 由题意可知 zn 元素在浸出后以 zn nh3 进入滤液 结合产物为 znso4和氨 2 4 可分析出化学方程式为 zn nh3 4so4znso4 4nh3 答案 1 nh3 h2o 或 nh3 nh4 2so4 co2 2 温度升高 氨挥发而使溶液浓度下降 浸出率下降 c 3 2 把砷元素氧化成 aso以便除去砷 3 4 4 铜和铅 5 zn nh3 4so4znso4 4nh3 3 2019 绵阳第一次诊断性考试 连二亚硫酸钠 na2s2o4 俗称保险粉 可以用作染色 工艺的还原剂 纸浆 肥皂等的漂白剂 na2s2o4易溶于水 难溶于乙醇 在碱性介质中较 稳定 在空气中易被氧化 回答下列问题 1 na2s2o4在潮湿空气中被氧化 生成的两种常见酸式盐是 填化学式 2 锌粉法制备 na2s2o4的工艺流程如图所示 工业上常将锌块进行预处理得到锌粉 水悬浊液 其目的是 步骤 中发生反应的化学方程式为 步骤 中得到的 na2s2o4固体要用乙醇洗涤 其优点是 后续处理 最终要加入少量 na2co3固体 其原因是 3 目前 我国普遍采用甲酸钠法生产连二亚硫酸钠 其原理是先将 hcoona 和烧碱加 入乙醇水溶液中 然后通入 so2使之发生反应 有 co2气体放出 总反应的离子方程式是 4 有人设计了如图方法同时制备连二亚硫酸钠和过二硫酸钠 na2s2o8 电解过程中 阴极室生成 na2s2o4 a 极的电极反应式为 通过阳离子交换膜的离子主 要是 na 其迁移方向是 填 由左侧向右侧移动 或 由右侧 向左侧移动 9 解析 1 根据硫的含氧酸有亚硫酸和硫酸 再根据氧化还原反应的化学合价升降法可 知 na2s2o4在潮湿空气中被氧化生成的两种常见酸式盐为 nahso3和 nahso4 2 将锌块进行预处理得到锌粉 水悬浊液 目的是增大锌粒的表面积 加快化学反 应速率 步骤 中 zn 与 so2反应生成 zns2o4 化学方程式为 zn 2so2 zns2o4 根据 na2s2o4易溶于水 难溶于乙醇可知 步骤 中得到的 na2s2o4固体用乙醇洗涤 可以减少 na2s2o4的溶解损失 且易于干燥 根据 na2s2o4在碱性介质中较稳定 在空气中易被氧化 可知 后续处理 最终要加入少量 na2co3固体 其原因是 na2co3为碱性物质 保险粉 在碱性介质中较稳定 3 根据 hcoona co2 c 从 2 价升为 4 价 失 2e so2 s2o 硫从 4 价降为 3 价 1 个 so2得 1 个 e 根据得失电子守恒可知 2 4 hcoo 和 so2的化学计量数之比为 1 2 再根据电荷守恒和原子守恒配平离子方程式为 hcoo oh 2so2 s2o co2 h2o 4 a 极为阳极 so发生氧化反应转化为 s2o 2 42 4 电极反应式为 2so 2e s2o 电解时阳离子向阴极移动 故 na 由左侧向右 2 82 42 8 侧移动 答案 1 nahso3和 nahso4 2 增大锌粒的表面积 加快化学反应速率 zn 2so2 zns2o4 减少 na2s2o4 的溶解损失 易于干燥 na2co3为碱性物质 保险粉 在碱性介质中较稳定 3 hcoo oh 2so2 s2o co2 h2o 2 4 4 2so 2e s2o 由左侧向右侧移动 2 42 8 分离提纯型 1 题型特点 分离提纯型工艺流程题多以矿物 各种废弃物为原料 经过各种处理 除去杂质获得 有价值的产品 考查的核心在各种分离提纯的实验操作以及条件的控制选择上 虽然把题 目形式设计为工艺流程框图 但其实质还是对混合物的除杂 分离 提纯操作的考查 2 解题思路 从试题中找出想要什么 要除去的杂质有哪些 加入的试剂都与哪些物质发生了反应 转化成了什么物质 怎样操作才能将杂质除去 注重信息的提取与加工 核心是杂质的去 除要彻底 3 常用分离方法 1 固体与固体的分离 10 2 固体与液体的分离 3 液体与液体的分离 4 常见操作的答题思考角度 常见操作答题思考角度 分离 提纯 过滤 蒸发 分液 蒸馏等常规操作 从溶液中得到晶体的方法 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 洗涤 干燥 或蒸发结晶 提高原子利用率 绿色化学 物质的循环利用 废物处理 原子利用率 能量的充 分利用 在空气中或在其他气体 中进行的反应或操作 要考虑 o2 h2o co2或其他气体是否参与反应或能否达到隔绝空 气 防氧化 水解 潮解等目的 判断沉淀是否洗涤干净取少量最后一次洗涤液 检验其中是否还有某种离子存在 控制溶液的 ph方法见前述 控制温度 常用水 浴 冰浴或油浴 防止副反应的发生 使化学平衡移动 控制化学反应的方向 控制固体的溶解与结晶 控制反应速率 使催化剂达到最大活性 升温 促进溶液中的气体逸出 使某物质达到沸点挥发 加热煮沸 促进水解 聚沉后利于过滤分离 趁热过滤 减少因降温而析出溶质的量 降温 防止物质高温分解或挥发 降温 或减压 可以减少能源 成本 降低对设备的要求 洗涤晶体 常见洗涤方式见前述 洗涤沉淀方法 往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀 待水自然流 11 下后 重复以上操作 2 3 次 表面处理 水洗 除去表面可溶性杂质 金属晶体可用机械法 打磨 或化 学法除去表面氧化物 提高光洁度等 1 2019 高考全国卷 t26 14 分 高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原 料 工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿 还含 fe al mg zn ni si 等元素 制备 工艺如图所示 回答下列问题 相关金属离子 c0 mn 0 1 mol l 1 形成氢氧化物沉淀的 ph 范围如下 金属离子mn2 fe2 fe3 al3 mg2 zn2 ni2 开始沉淀的 ph 8 16 31 53 48 96 26 9 沉淀完全的 ph 10 18 32 84 710 98 28 9 1 滤渣 1 含有 s 和 写出 溶浸 中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程 式 2 氧化 中添加适量的 mno2的作用是 3 调 ph 除铁和铝 溶液的 ph 范围应调节为 6 之间 4 除杂 1 的目的是除去 zn2 和 ni2 滤渣 3 的主要成分是 5 除杂 2 的目的是生成 mgf2 沉淀除去 mg2 若溶液酸度过高 mg2 沉淀不完全 原因是 6 写出 沉锰 的离子方程式 7 层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料 其化学式为 linixcoymnzo2 其 中 ni co mn 的化合价分别为 2 3 4 当x y 时 z 1 3 解析 1 硫化锰矿中硅元素主要以 sio2或不溶性硅酸盐形式存在 则 滤渣 1 的主 要成分为 s 和 sio2 或不溶性硅酸盐 结合 滤渣 1 中含 s 可知 溶浸 时 mno2与 mns 在酸性条件下发生氧化还原反应生成 mnso4和 s 根据化合价升价法可配平该反应 2 溶浸 后溶液中可能含 fe2 氧化 中加入的适量 mno2能将 fe2 氧化为 fe3 3 调 ph 除去 fe3 和 al3 时 结合表格中数据信息可知 需控制溶液的 ph 范 围为 4 7 6 之间 4 除杂 1 中加入 na2s 能将 zn2 和 ni2 分别转化为沉淀除去 故 滤渣 3 的主要成分为 nis 和 zns 5 除杂 2 中 f 与 mg2 反应生成 mgf2沉淀 若 溶液酸度过高 则 f 与 h 结合生成弱电解质 hf 导致 mgf2 s mg2 aq 2f aq 平 衡向右移动 mg2 不能完全除去 6 沉锰 时 mn2 与 hco反应生成 mnco3 co2和 3 12 h2o 由此可写出离子方程式 7 化合物 linixcoymnzo2中 当x y 时 根据化合价代 1 3 数和为 0 得 1 2 3 4z 2 2 0 解得z 1 3 1 3 1 3 答案 1 sio2 或不溶性硅酸盐 mno2 mns 2h2so4 2mnso4 s 2h2o 2 将 fe2 氧化为 fe3 3 4 7 4 nis 和 zns 5 f 与 h 结合形成弱电解质 hf mgf2 s mg2 aq 2f aq 平衡向右移动 6 mn2 2hco mnco3 co2 h2o 3 7 1 3 2 2017 高考全国卷 t27 1 2 3 4 重铬酸钾是一种重要的化工原料 一般 由铬铁矿制备 铬铁矿的主要成分为 feo cr2o3 还含有硅 铝等杂质 制备流程如图所 示 回答下列问题 1 步骤 的主要反应为 feo cr2o3 na2co3 nano3na2cro4 fe2o3 co2 nano2 高温 上述反应配平后 feo cr2o3与 nano3的系数比为 该步骤不能使用陶瓷容器 原因是 2 滤渣 1 中含量最多的金属元素是 滤渣 2 的主要成分是 及含硅杂 质 3 步骤 调滤液 2 的 ph 使之变 填 大 或 小 原因是 用离子方程式表示 4 有关物质的溶解度如图所示 向 滤液 3 中加入适量 kcl 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤得到 k2cr2o7固体 冷却到 填标号 得到的 k2cr2o7固体产品最多 13 a 80 b 60 c 40 d 10 步骤 的反应类型是 解析 1 1 mol feo cr2o3参与反应共失去 7 mol 电子 而 1 mol nano3参与反应得 到 2 mol 电子 根据得失电子守恒 二者的系数比为 2 7 由于高温下碳酸钠能与陶瓷中 的二氧化硅发生反应 所以该步骤不能使用陶瓷容器 2 步骤 中生成的氧化铁因不溶于 水而进入滤渣 1 所以滤渣 1 中含量最多的金属元素是 fe 结合流程图可知 滤渣 2 的主 要成分是氢氧化铝及含硅杂质 3 滤液 2 中存在平衡 2cro 2h cr2o h2o 2 42 7 氢离子浓度越大 ph 越小 越有利于平衡正向移动 所以步骤 应调节滤液 2 的 ph 使之 变小 4 根据题图可知 温度越低 k2cr2o7的溶解度越小 析出的重铬酸钾固体越多 故 d 项正确 步骤 中发生的反应为 na2cr2o7 2kcl k2cr2o7 2nacl 其属于复分解 反应 答案 1 2 7 陶瓷在高温下会与 na2co3反应 2 fe al oh 3 3 小 2cro 2h cr2o h2o 2 42 7 4 d 复分解反应 1 2019 广州普通高中毕业班综合测试 某废旧锂电池材料含有钴酸锂 licoo2 导 电剂石墨和铝粉等 回收废旧锂电池中钴的工艺流程如下 已知 ksp coc2o4 2 5 10 9 ksp coco3 1 5 10 13 回答下列问题 1 浸出液 的主要成分是 lihc2o4 al hc2o4 3 浸出渣 的主要成分是 coc2o4 浸出 中生成 coc2o4的化学方程式为 若 h2c2o4用量过大 coc2o4的产率反而会降低 原因是 14 2 转化 中加入 na2co3溶液发生反应的离子方程式为 该反 应进行的程度较大 试用平衡常数k解释原因 3 电解 时装置如图所示 阳极的电极反应式为 电 解后 a 室中的电解液可返回 工序继续使用 4 某废旧锂电池粉末中 licoo2的质量分数为w 将m kg 该废料进行回收利用 电解 得到钴n kg 钴的回收率为 解析 1 由文字信息及工艺流程知 反应物是 licoo2与 h2c2o4 生成物有 lihc2o4 coc2o4 故可先写出 licoo2 h2c2o4 lihc2o4 coc2o4 此反应中钴的化合价降 低了 故有一部分草酸被氧化为 co2 由此可得 licoo2 h2c2o4 lihc2o4 coc2o4 co2 依据得失电子守恒 质量守恒最后可得到 2licoo2 5h2c2o4 2lihc2o4 2coc2o4 2co2 4h2o 当 h2c2o4用量过大时 h2c2o4会与 coc2o4反应生成酸式盐 co hc2o4 2 从而导致 coc2o4产率降低 2 coc2o4与 coco3组成形 式相同 由ksp数值知 coc2o4遇 na2co3易转化为 coco3 coc2o4 co coco3 c2o k 1 67 104 3 阳极上 2 32 4 ksp coc2o4 ksp coco3 是 h2o 放电生成 o2与 h 电解过程中阳极室的 h 进入 a 室 阴极室的 cl 进入 a 室 最 终 a 室得到盐酸 可用于酸溶过程 4 m kg licoo2中钴的质量为 回收率 59mw 98 n 100 100 59mw 98 98n 59mw 答案 1 2licoo2 5h2c2o4 2lihc2o4 2coc2o4 2co2 4h2o coc2o4与过量的 h2c2o4反应转化成 co hc2o4 2而溶解 2 coc2o4 co coco3 c2o 该反应的平衡 2 32 4 常数k 1 67 104 反应正向进行的趋势很大 3 2h2o 4e o2 4h 酸溶 4 100 98n 59mw 2 2019 河北九校高三联考 镍矿渣中主要含有 ni oh 2和 nis 还有 fe cu ca mg zn 等元素的杂质 由镍矿渣制备碳酸镍的流程如下 15 已知 含镍浸出液中阳离子主要有 ni2 fe3 cu2 ca2 mg2 zn2 常温下 部分物质的溶度积常数如下表 难溶物 nisznscuscaf2mgf2 溶度积常数1 07 10 212 93 10 251 27 10 364 10 117 42 10 11 请回答下列问题 1 写出含镍矿渣浸取时生成硫单质的离子方程式 2 加入 na2co3溶液沉铁时生成的沉淀 1 为难溶于水的黄钠铁矾 nafe3 so4 2 oh 6 同时生成一种无色气体 写出此反应的离子方程式 3 向溶液 1 中加入 nis 的作用是除去溶液中的 cu2 原理是 cu2 aq nis s ni2 aq cus s 该反应的化学平衡常数是 保留三位有效数字 4 除锌 时 znso4与有机萃取剂 用 ha 表示 形成易溶于萃取剂的络合物 zna2 2ha 一段时间后达到化学平衡 试写出萃取时反应的化学方程式 试分析 除锌 时锌的萃取率随料液 ph 的增大逐渐增大的原因 解析 1 根据流程图分析可知 含镍矿渣浸取时生成硫单质的离子方程式为 3nis clo 6h 3ni2 3s cl 3h2o 3 2 加入 na2co3溶液沉铁时 生成黄钠铁矾 nafe3 so4 2 oh 6 沉淀和一种无色气体 该气体为 co2 反应的离子方程式为 na 3fe3 2so 3h2o 3co nafe3 so4 2 42 3 2 oh 6 3co2 3 根据 cu2 aq nis s ni2 aq cus s 可得k c ni2 c cu2 ksp nis ksp cus 8 43 1014 1 07 10 21 1 27 10 36 4 由题目信息可知 向溶液 3 中加入有机萃取剂 ha 时 形成络合物 zna2 2ha 该反应为可逆反应 其化学方程式为 znso4 4ha zna2 2ha h2so4 除锌 时增 大料液的 ph 使料液中c h 减小 促使平衡右移 从而使锌的萃取率增大 16 答案 1 3nis clo 6h cl 3s 3ni2 3h2o 3 2 na 3fe3 2so 3h2o 3co nafe3 so4 2 oh 6 3co2 2 42 3 3 8 43 1014 4 znso4 4ha zna2 2ha h2so4 料液的 ph 增大时 料液中的c h 减小 促使平衡向右移动 锌的萃取率增大 3 溴化锂是一种高效的水汽吸收剂和空气湿度调节剂 54 55 的溴化锂水溶液是吸 收式绿色制冷剂 其对环境无污染 制备路线图如下 1 25 时在 li2co3与 lif 的混合悬浊液中 25 li2co3的 ksp 8 10 4 lif 的ksp 2 10 3 溶液显 填 中性 酸性 或 碱性 2 制得 libr 的关键是 合成 与 调 ph 阶段 合成 制得 libr 时 绿色还原剂 co nh2 2与 br2恰好反应的物质的量之比是 合成 后的生成液为橙黄色 且 li2co3调节 ph 到 8 9 li2co3转化为 lihco3 同时溶液变为无色 加入 li2co3的目的为 合成 时温度与 bro 的关系如下表 3 温度 20304050607080 bro 3 00 500 600 710 758 515 2 合成 时选择的温度为 理由是 3 除杂 1 利用 cs nh2 2去除 bro 生成物为 li2so4 co nh2 2等 写出相应的 3 化学方程式 4 除杂 2 先用 hbr 把溶液调到一定的酸度 加热到 70 左右 然后用 lioh 调至 ph 7 加热的作用是 解析 1 200 混合溶液因 co f 的水解而显碱性 2 由 2 3 图中信息知 反应中 br2是氧化剂 co nh2 2是还原剂 氮元素转化为 n2 碳元素转化为 co2 化学方程式为 3li2co3 3br2 co nh2 2 6libr 4co2 n2 2h2o 尿素与 br2物 质的量之比为 1 3 由 合成 后的溶液颜色知 br2过量 故 li2co3是用于除去溶液中 多余的 br2 由表中数据知 温度为 60 时较好 因为温度小于 60 时 反应速率较 慢 高于 60 时 副产物 bro3 骤然增大 这样会较大程度地降低 libr 的产率 3 先写 出 cs nh2 2 libro3 libr li2so4 co nh2 2 依得失电子守恒 4libro3 3cs nh2 2 4libr 3co nh2 2 li2so4 再结合质量守恒及 2 中信息知有 lihco3参与反应 最 17 后得 4libro3 3cs nh2 2 6lihco3 4libr 3co nh2 2 3li2so4 6co2 3h2o 4 hbr 与碳酸盐作用生成的 co2会有一部分溶解在水中 加热的目的是使溶液中的 co2逸出 以免消耗更多的 lioh 答案 1 200 碱性 2 1 3 除去多余的 br2 60 温度小于 60 时 反应速率较慢 大于 60 时 副产物 bro 骤然增大 libr 的产率降低 3 3 4libro3 3cs nh2 2 6lihco3 4libr 3co nh2 2 3li2so4 6co2 3h2o 4 使溶液中的 co2逸出 以免消耗更多的 lioh 专题强化训练 1 2018 高考北京卷 磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下 已知 磷精矿主要成分为 ca5 po4 3 oh 还含有 ca5 po4 3f 和有机碳等 溶解度 ca5 po4 3 oh 或 结合元素周期律解释 中结论 p 和 s 电子层数相同 3 酸浸时 磷精矿中 ca5 po4 3f 所含氟转化为 hf 并进一步转化为 sif4除去 写出 生成 hf 的化学方程式 4 h2o2将粗磷酸中的有机碳氧化为 co2脱除 同时自身也会发生分解 相同投料比 相同反应时间 不同温度下的有机碳脱除率如图所示 80 后脱除率变化的原因 5 脱硫时 caco3稍过量 充分反应后仍有 so残留 原因是 2 4 加入 baco3可进一步提高硫的脱除率 其离子方程式是 6 取a g 所得精制磷酸 加适量水稀释 以百里香酚酞做指示剂 用b mol l 1 naoh 溶液滴定至终点时生成 na2hpo4 消耗 naoh 溶液c ml 精制磷酸中 h3po4的质量分数 是 已知 h3po4摩尔质量为 98 g mol 1 18 解析 1 流程中能加快反应速率的措施有将磷精矿研磨 酸浸时进行加热 2 该 反应符合复分解反应中 强酸制弱酸 的规律 比较硫酸与磷酸的酸性强弱 可以比较 s 与 p 的非金属性强弱 结合元素周期律可以比较 s p 的原子半径 核电荷数 3 根据 元素守恒可写出反应的化学方程式 4 有机碳的脱除率受两个因素的共同影响 一方面 温度越高 反应速率越快 在相同投料比 相同反应时间内 有机碳的脱除率越高 另一 方面 温度升高可使较多的 h2o2分解 氧化剂的量减少 使得有机碳的脱除率降低 80 后 h2o2分解对有机碳脱除率的影响超过了温度升高的影响 导致脱除率逐渐降低 5 脱硫是用 caco3除去剩余的硫酸 由于生成的硫酸钙是微溶物 所以即使 caco3过量 充分 反应后仍有 so残留 加入 baco3可使 caso4转化为更难溶的 baso4 进一步提高硫的脱 2 4 除率 6 h3po4 2naoh na2hpo4 2h2o 98 g 2 mol m h3po4 10 3bc mol m h3po4 4 9 10 2bc g 则精制磷酸中 h3po4的质量分数为 100 4 9 10 2bc g a g 4 9bc a 0 049bc a 答案 1 研磨 加热 2 核电荷数 ps 得电子能力 p s 非金属性 p s 3 2ca5 po4 3f 10h2so4 5h2o10caso4 0 5h2o 6h3po4 2hf 4 80 后 h2o2分解速率大 浓度显著降低 5 caso4微溶 baco3 so 2h3po4 baso4 co2 h2o 2h2po 2 4 4 6 0 049bc a 2 2017 高考全国卷 t27 14 分 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 19 2 酸浸 后 钛主要以 tiocl形式存在 写出相应反应的离子方程式 2 4 3 tio2 xh2o 沉淀与双氧水 氨水反应 40 min 所得实验结果如下表所示 温度 3035404550 tio2 xh2o 转化率 9295979388 分析 40 时 tio2 xh2o 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 1 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 0 10 5 mol l 1 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 3 10 22 1 0 10 24 6 写出 高温煅烧 中由 fepo4制备 lifepo4的化学方程式 解析 1 从图像直接可以看出 铁的浸出率为 70 时对应的温度 时间 符合温度升 高 反应速率加快 值得注意的是 这类填空题可能有多个合理答案 2 考查离子方程式 书写 难点为生成物还有什么 钛酸亚铁中钛为 4 价 铁为 2 价 产物有氯化亚铁 比 较 fetio3和 tiocl知 产物中一定有 h2o 值得注意的是钛酸亚铁与盐酸反应是非氧化 2 4 还原反应 3 联系化学反应速率 双氧水和氨水性质分析转化率 这类问题要从两个角度 分析 即低于 40 时 随着温度的升高 反应速率加快 高于 40 时 氨水挥发速率加 快 双氧水分解速率加快 导致反应物浓度降低 结果转化率降低 4 考查化学式与元素 化合价关系 锂元素在化合物中只有一种化合价 1 化合物中元素化合价代数和等于 0 过氧键中氧显 1 价 类似双氧水 过氧化钠 如果能求出 1 价氧原子个数 就能求 出过氧键数目 即过氧键数目等于 1 价氧原子个数的一半 设 li2ti5o15中 2 价 1 价 氧原子个数分别为x y 有 解得x 7 y 8 所以 过氧键数目为 x y 15 2x y 22 4 5 考查溶度积计算以及判断沉淀是否形成 分两步计算 计算铁离子完全沉淀时 8 2 20 磷酸根离子浓度 c fe3 c po ksp fepo4 c po 3 43 4 1 3 10 22 1 0 10 5 mol l 1 1 3 10 17 mol l 1 混合后 溶液中镁离子浓度为c mg2 0 01 mol l 1 c3 mg2 c2 po 0 013 1 3 10 17 2 1 7 10 40 ksp mg3 po4 2 没 3 4 有磷酸镁沉淀生成 6 草酸中碳为 3 价 高温煅烧过程中铁的化合价降低 碳的化合价 升高 有 co2生成 答案 1 100 2 h 90 5 h 2 fetio3 4h 4cl fe2 tiocl 2h2o 2 4 3 低于 40 tio2 xh2o 转化反应速率随温度升高而增加 超过 40 双氧水分 解与氨逸出导致 tio2 xh2o 转化反应速率下降 4 4 5 fe3 恰好沉淀完全时 c po 3 4 1 3 10 22 1 0 10 5 mol l 1 1 3 10 17mol l 1 c3 mg2 c2 po 0 013 1 3 10 17 3 4 2 1 7 10 40 ksp mg3 po4 2 因此不会生成 mg3 po4 2沉淀 6 2fepo4 li2co3 h2c2o42lifepo4 3co2 h2o 高温 3 最新研究表明 as2o3在医药领域有重要应用 某小组从工业废料中提取 as2o3 设计 流程如下 已知 h3aso3为弱酸 热稳定性差 1 写出一条 碱浸 时提高浸取率的方法 碱浸 中 h3aso3转化成 na3aso3的离子方程式为 2 氧化 时向混合液中通入 o2时对体系加压 目的是 3 沉砷 过程中有如下反应 ca oh 2 s ca2 aq 2oh aq h 0 5ca2 oh 3aso ca5 oh aso4 3 h 0 3 4 沉砷率与温度关系如图 沉砷最佳温度为 高于 85 时 沉砷率下降的原因是 21 4 还原 过程中获得 h3aso3的化学方程式为 操作 a 为 过滤 滤液 的主要溶质是 5 若每步均完全反应 氧化 和 还原 时消耗相同条件下 o2和 so2的体积分别为 x l y l 则废水中n h3aso3 n h3aso4 写出含x y的计算式 解析 工业废料 含 h3aso3 h3aso4 加入氢氧化钠溶液 碱浸 与氢氧化钠反应生 成 na3aso3 na3aso4溶液 通入氧气 将 na3aso3氧化为 na3aso4 向溶液中加入石灰乳 得到 ca5 oh aso4 3沉淀 将 ca5 oh aso4 3用硫酸酸化得到 h3aso4 通入二氧化硫与 h3aso4溶液混合 h3aso4 h2o so2 h3aso3