【原创】2020届高考化学考前冲刺提分训练：以化工流程为载体的综合题【答案+详解、课后总结】

1、高考化学复习材料坚持就是胜利！1 锡酸钠可用于制造陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。以锡锑渣(主要含Sn、 Sb、As、 Pb 的氧化物)为原料，制备锡酸钠的工艺流程图如下图所示：请回答下列问題：(1)Sn( A)、 As( A)、 Sb( A)三种元素中，Sn 的原子序数为50，其原子结构示意为 ，“ 碱 浸 ” 时SnO2 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为(2)“碱浸”时，若Sn 元素氧化物中SnO 含量较高，工业上则加入NaNO 3，其作用(3)从溶液中得到锡酸钠晶体的实验操作是、趁热过滤、洗涤、干燥。下图是“碱浸”实验的参数，请选择“碱浸”的合适条件(4)“ 脱 铅 ” 是 从

2、 含Na2PbO2 的 溶 液 中 形 成 硫 化 铅 渣 ， 其 离 子 方 程 式 为(5)“脱锑”时Na2SbO4发生的化学方程式为解析 (2)NaNO 3具有氧化性，能将SnO 氧化， “碱浸”时，若 SnO 含量较高，工业上则加入NaNO 3，其作用是把SnO 氧化成SnO23 。(3)由图可知，烧碱浓度为100 g· L 1，温度为85 时，锡浸出率最高。(4)由题意可知，Na2PbO2溶液与硫化钠溶液发生氧化还原反应生成硫化铅沉淀和氢氧化钠，反应的离子方程式为PbO22 S2 2H2O=PbS 4OH 。(5)由流程图可知，“脱锑” 时加入锡，Na2SnO3 和 NaO

3、H ，反应的化学方程式为2NaOH。答案 (1)锡与Na3SbO4溶液发生氧化还原反应生成Sb、5Sn 4Na3SbO4 H2O=4Sb 5Na2SnO3SnO2 2NaOH=Na 2SnO3 H2O(2)把 SnO 氧化为SnO23(3)蒸发结晶烧碱浓度100 g· L 1、温度 85 (4)PbO22 S2 2H 2O=PbS 4OH (5)5Sn 4Na3SbO4 H2O=4Sb 5Na2SnO3 2NaOH2某化学实验室以一种工业上的废渣(废渣主要含有MgCO3、 MgSiO3和少量Fe、Al 的氧化物)为原料，制备MgCO3· 3H2O。实验流程如下图所示：(1)

4、为了加快废渣的酸溶速率，可采取的办法是(任写一点)，酸溶时废渣中主要成分发生反应的离子方程式为(2)加入30% H2O2的目的是。(3)用萃取分液的方法除去溶液中和Fe3 加 入 30% H 2O2 后 ， 检 验 溶 液 中 是 否 含 有Fe解析(1)为了加快废渣的酸溶速率，可采取的办法有升高温度、搅拌、适当提高硫酸浓度等，酸溶时废渣中主要是碳酸镁和硅酸镁与硫酸的反应，碳酸镁和硅酸镁都要保留化学式。(2)由流程信息可知下一步是“萃取分液”除去溶液中的Fe3 ， 而溶液中可能含有亚铁离子，因而用双氧水将亚铁离子氧化为铁离子，便于除去。(3)检验溶液中是否含有Fe2 的最佳试剂是K3Fe(CN

5、)6溶液。萃取分液完成后，检验水相中是否含有Fe3 的最佳试剂是KSCN 溶液。(4)MgO、 Mg(OH) 2、 MgCO3或 Mg2(OH)2· CO3均能消耗溶液中的氢离子且不引入新的杂质。根据氢氧化铝的溶度积常数可知当铝离子浓度小于1× 10 6 mol· L 1 可计算氢 的 最 佳 试 剂 是 萃 取 分 液 完 成 后 ， 检 验 水 相 中 是 否 含 有Fe KspAl(OH) 33 1.0× 10 33 氧根的浓度：c(OH )>3 6 1.0× 10 9 mol· L 1，即pH 应 c(Al )1.0&#

6、215; 10 的 最 佳 试 剂 是(4)室温下，除去MgSO4溶液中的Al3(使Al3浓度小于1×10大于5.0，又因为pH 8.5时，Mg(OH)2开始沉淀，所以应调节pH 的范围为5.0< pH< mol ·L1)而不引入其 他 杂 质 ， 应 加 入 的 试 剂 X 为 ， 应 调 节 pH 的 范 围 为已知：KspAl(OH) 3 1.0× 10 33；pH 8.5时，Mg(OH) 2开始沉淀(5)向滤液中加入Na2CO3溶液生成MgCO3沉淀并用蒸馏水洗涤，确认沉淀洗净的操作及现象是8.5。(5)沉淀表面含有硫酸根离子，可以通过检验硫酸

7、根离子判断沉淀是否洗涤干净。答案(1)升高温度、搅拌、适当提高硫酸浓度等(合理即可)MgCO32H =Mg2H2OCO2、MgSiO32H =Mg 2H2SiO3(2)将 Fe2 氧化为Fe3 ，便于除铁(3) K 3Fe(CN)6溶液 KSCN 溶液(4)MgO、 Mg(OH) 2、 MgCO3或 Mg2(OH)2· CO3(写出一个即可) 5.0< pH< 8.5(5)取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤干净3 (2018·全国卷)KIO 3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问

8、题：(1)KIO 3的化学名称是。(2)利用“KClO3氧化法”制备 KIO 3工艺流程如下图所示：酸 化 反 应 ” 所 得 产 物 有 KH(IO 3)2、 Cl2 和 KCl 。 “ 逐Cl2” 采 用 的 方 法 是。 “滤液”中的溶质主要是 。 “调 pH ”中发生反应的化学方程式为(3)KIO 3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为，其迁移方向是。与“电解法”相比， “ KClO 3氧化法”的主要不足之处有(写出一点)。解析 (1)KIO 3的名称为碘酸钾。(2)Cl2是一种易挥发且溶解度不大的气体，可通过加热法去除

9、溶液中溶解的Cl2。加入 KOH 溶液“调pH”使KH(IO3)2转化为KIO 3：KH(IO3)2KOH=2KIO3H2O。(3)电解法制备KIO 3时， H2O 在阴极得到电子，发生还原反应：2H2O 2e =2OH H2或2H 2e =H 2。电解池中阳离子向阴极移动，即由电极a向电极 b迁移，阳离子交换膜只允许阳离子通过，故主要是K 通过阳离子交换膜。根据工艺流程分析，KClO 3氧化法生成的Cl2有毒，且在调pH 时加入 KOH 的量不易控制，另外，生成的 KIO 3中杂质较多。答案(1)碘酸钾(2)加热KCl KH(IO3)2KOH=2KIO3H2O(或HIO 3KOH=KIO3H

10、2O)(3)2H2O2e=2OH H2(或2H2e=H 2 ) K 由 a到b 产生Cl2易污染环境等4 (2019·全国卷)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，工艺如下图所示。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Mn2Fe2Fe3Al 3Mg2Zn 2Ni2开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9(1)“滤渣1”含有S和

11、；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MnO 2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LiNi xCoyMnzO2，1其中Ni、Co、 Mn 的化合价分别为2、3、4。当xy3时，z 。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

12、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 在 4.76 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

13、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 HCO3 反应生成MnCO3并放出CO2， 由此可写出离子方程式。(7) 化合物 LiNi xCoyMnzO2中，当x y 1时，根据化合价代数和为0得1 2× 1 33311× 4z 2× 2 0，解得z。33答案(1)SiO2(不溶性硅酸盐) MnO2 MnS 2H2SO4=2MnSO 4 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， MgF2Mg2 2

14、F 平衡(6)Mn2 2HCO3 =MnCO 3CO2H2O5 (2018·全国卷)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下图所示：金属离子3 Fe2 Fe2 ZnCd2开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4c0(Mn ) 0.1 mol· L 1形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下：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)

15、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； 沉积锌工序继续使用。解析(1)闪锌矿的主要成分是ZnS， 所以高温焙烧过程中主要反应的化学方程式为焙烧2ZnS 3O2= 2ZnO 2SO2。(2)闪锌矿焙烧后的主要成分变为ZnO，还存在少量SiO2、 Fe2O3、 CdO、 PbO，加H2SO4 后 ， 发 生 一 系 列 化 学 反 应 ： ZnO H2SO4=ZnSO 4 H2O 、 Fe2O33H 2SO4=Fe 2(SO4)3 3H2O 、 CdO H 2SO4=Cd

16、SO 4 H 2O 、 PbO H 2SO4=PbSO 4H2O。其中SiO2和 PbSO4不溶于水，以沉淀的形式沉降下来，所以滤渣1 的主要成分是SiO2和 PbSO4。氧化除杂工序中ZnO 的作用是调节溶液的pH 在 2.8 6.2，使Fe3 完全Fe(OH) 3沉淀；通入O 2的目的是使溶液中的Fe2 转化为Fe3 ，有利于除杂，若O 2，无法除去溶液中的杂质Fe2 。(3)溶液中的Cd2 与加入的Zn 粉反应而被除去，反应的离子方程式为Zn Cd2=Zn 2 Cd。(4)电解ZnSO4溶液制备单质Zn 时，阴极放电的是Zn2 和 H 。因为溶液中的Zn2浓度较大，所以阴极电极反应式应该

17、是Zn2 2e =Zn ，阳极放电的是OH ，电极4OH 4e =2H 2O O2。沉积锌后的溶液应该是ZnSO4和稀H 2SO4，可答案(1)2ZnS 3O2=焙烧 = 2ZnO 2SO2(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6 (2018·全国卷)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO 3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化。(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O 5的工艺为： pH 4.1 时，中为溶液(写化学式)。工艺中加

18、入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是(3)制备Na2S2O 5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有 NaHSO3和 Na2SO3。阳极的电极反应式为。室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。解析(1)根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3=Na 2S2O5 H2O。(2)酸性条件下，SO2与 Na2CO3溶液反应生成NaHSO3。工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。答案(1)2NaHSO3=Na 2S2O5 H2O(2) NaH

19、SO3 得到 NaHSO3过饱和溶液(3)2H2O 4e =4H O2a7工业上以钒炉渣(主要含V2O3，还有少量SiO2、 P2O5等杂质)为原料可以制备氧钒碱式碳酸铵晶体(NH4)5(VO) 6(CO3)4(OH) 9· 10H2O，其生产工艺流程如下。(1) 焙 烧 过 程 中V2O3 转 化 为 可 溶 性 NaVO 3， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为(2)滤渣的主要成分是(写化学式)。(3)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH 4VO3)，若滤液中c(VO3 ) 0.1 mol· L 1，为使钒元素98%，至少应调节c(NH 4 )为 mol· L 1。

20、 已知Ksp(NH4VO3) 1.610 3(4)“还原”V2O5过程中，生成VOCl2和一种无色无污染的气体，该反应的化学方程式为 。用 浓 盐 酸 与V2O5 反 应 也 可 以 制 得 VOCl2 ， 该 方 法 的 缺 点 是(5)称量a g产品于锥形瓶中，用 20 mL蒸馏水与30 mL稀硫酸溶解后，加入 0.02 mol· L 1 KMnO 4溶液至稍过量，充分反应后继续滴加1%的 NaNO 2溶液至稍过量，再用尿素除去过量NaNO 2，最后用c mol· L 1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为b mL。(已知滴定反应为VO2

21、 Fe2 2H =VO2Fe3H2O) KMnO 4溶液的作用是。粗产品中钒的质量分数表达式为(以 VO 2计 )。若(NH 4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质，会使测定结果(填 “偏高” 、 “偏低”或“无影响”)。解析(1)将钒炉渣和碳酸钠在空气流中焙烧将V2O3转化为可溶性NaVO 3，同时得到二氧化碳，发生反应的化学方程式为V2O3 Na2CO3 O2=高温 = 2NaVO3 CO2。(2)焙烧时SiO2、 P2O5分别与碳酸钠生成可溶于水的Na2SiO3和 Na3PO4，除硅、磷时加入硫酸镁溶液生成Mg3(PO4)2、 MgSiO3 沉淀，则过滤时得到的滤渣的主要成分为Mg3(P

22、O4)2、 MgSiO3。(3)已知Ksp(NH4VO3)c(NH 4)·c(VO3)1.6×103，若滤液中c(VO3 )0.1 mol· L 1，为使钒元素的沉降率达到98%，则溶液中剩余c(VO3 ) 0.1 mol · L 1× 2% 0.0023 11.6× 10 3 1 1mol· L ，此时c(NH 4 )0.002 mol· L 0.8 mol· L ，(4)用盐酸酸化的N2H4· 2HCl 还原V2O5生成VOCl2和一种无色无污染的气体，此气体应为N2，则发生反应的化学方程式为N2H4· 2HCl 2V2O3 6HCl=4VOCl 2 N2 6H2O；若改用浓盐酸与V2O5反应也可以制得VOCl2，但同时得到的氧化产物为Cl2，此气体有毒，会污染环境。(5)根据分析，KMnO 4溶液的作用是将4 价的钒氧化为VO2 ；根据