2021化学通用一轮强化训练：第二部分 强化训练六 无机化工流程题含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2021高考化学通用一轮强化训练：第二部分强化训练六无机化工流程题含解析强化训练六无机化工流程题1。工业上常用含少量SiO2、Al2O3的铬铁矿(FeO·Cr2O3)冶炼铬,简要流程如下：(1）完成下列化学方程式（在横线上填写物质的化学式及计量数)：2FeO·Cr2O3＋4Na2CO3＋7NaNO3eq\o（=,\s\up15（高温))4Na2CrO4＋Fe2O3＋4CO2↑＋_______。（2）操作①包括过滤与洗涤，在实验室中进行洗涤沉淀的操作是__________;操作②可选用的装置(部分夹持装置略去）是________（填序号）.（3)写出能够完成操作③的相关反应的化学方程式：________________。（4）化学需氧量（COD）可度量水遭受有机物污染的程度。在强酸并加热的条件下,用K2Cr2O7作强氧化剂处理水样，并测定消耗的K2Cr2O7的量，然后换算成相当于O2的含量称为化学需氧量(以mg·L－1计)。化学兴趣小组测定某水样的化学需氧量(COD)过程如下:Ⅰ。取amL水样置于锥形瓶中，加入10。00mL0.2500mol·L－1的K2Cr2O7溶液。Ⅱ.……Ⅲ。加指示剂,用cmol·L－1的硫酸亚铁铵［（NH4）2Fe（SO4)2]溶液滴定，终点时消耗bmL（此步骤的目的是用Fe2＋把多余的Cr2Oeq\o\al（2－，7）转化为Cr3＋).①Ⅰ中量取K2Cr2O7溶液的仪器是________.②计算该水样的化学需氧量时需用到下列关系：要除去1molCr2Oeq\o\al(2－,7)需消耗________molFe2＋，1molCr2Oeq\o\al(2－,7)相当于________molO2。答案(1)7NaNO2(2）用玻璃棒引流向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀,待液体流下，重复操作2～3次D（3）2Cr2O3eq\o(=，\s\up15(通电）)4Cr＋3O2↑（或2Al＋Cr2O3eq\o（=,\s\up15（高温))2Cr＋Al2O3)(其他答案合理也可）(4）①酸式滴定管（或移液管)②61.5解析（4)①K2Cr2O7具有强氧化性，故选用酸式滴定管或移液管。②Fe2＋与Cr2Oeq\o\al（2－，7）发生氧化还原反应生成Fe3＋和Cr3＋，根据得失电子守恒可知,1molCr2Oeq\o\al(2－，7)需消耗6molFe2＋；根据Cr2Oeq\o\al(2－，7)~2Cr3＋转移6e－,O2~2H2O转移4e－可知,1molCr2Oeq\o\al（2－,7）相当于1.5molO2。2．Ⅰ。利用含锰废水(主要含Mn2＋、SOeq\o\al(2－,4）、H＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋）可制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其中一种工艺流程如下:已知某些物质完全沉淀的pH如下表:沉淀物Fe(OH）3Al（OH）3Cu（OH)2Mn(OH）2CuSMnSMnCO3沉淀完全时的pH3.25。46.49。8≥0≥7≥7回答下列问题：(1）过程②中,所得滤渣W的主要成分是______________________________.（2)过程③中，发生反应的离子方程式是_____________________________。(3）过程④中，若生成的气体J可使澄清石灰水变浑浊,则生成MnCO3的反应的离子方程式是____________________________。(4)由MnCO3可制得重要的催化剂MnO2:2MnCO3＋O2=2MnO2＋2CO2.现在空气中加热460.0gMnCO3，得到332。0g产品,若产品中杂质只有MnO,则该产品中MnO2的质量分数是________（Mn的相对原子质量：55）。Ⅱ。常温下，浓度均为0.1mol·L－1的下列六种溶液的pH如下表：溶质CH3COONaNaHCO3Na2CO3NaClONaCNC6H5ONapH8。89。711。610.311。111.3(1）上述盐溶液中的阴离子，结合H＋能力最强的是____________.（2）根据表中数据判断,浓度均为0.01mol·L－1的下列物质的溶液中，酸性最强的是________（填序号)。A．HCNB．HClOC．C6H5OHD．CH3COOHE．H2CO3答案Ⅰ。(1)Fe（OH）3、Al（OH）3（2）MnS＋Cu2＋=Mn2＋＋CuS（3）Mn2＋＋2HCOeq\o\al（－，3)=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O（4）78.6%Ⅱ.(1)COeq\o\al(2－，3）(2)D解析Ⅰ.(1)根据各物质完全沉淀时的pH可知，当pH＝5.4时产生的沉淀有Fe(OH）3和Al(OH）3。(2）根据流程,过程③后Mn元素进入滤液，所以过程③主要是除去滤液A中的Cu2＋，离子反应方程式为MnS＋Cu2＋=Mn2＋＋CuS。（3)根据过程④中参与反应的物质可知J为CO2气体,结合前后物质分析可知发生反应的离子方程式为Mn2＋＋2HCOeq\o\al(－，3)=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O.(4）MnCO3在空气中加热分解为MnO，并被部分氧化为MnO2，460.0gMnCO3为4.0mol，完全分解可产生4。0molMnO，设其中有xmol被氧化为MnO2，则有87x＋71×（4。0－x)＝332。0,x＝3。产品中MnO2的质量分数为eq\f（87×3，332。0)×100%≈78.6%。Ⅱ.(1)酸越弱,对应酸根离子结合H＋能力越强，由表中数据可知结合H＋能力最强的为COeq\o\al（2－，3）。（2)同理，在阳离子相同的前提下，盐溶液的pH越低，对应酸的酸性越强，D项符合题意。3．黄铜灰渣(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3)生产硝酸铜溶液的流程如下:（1)写出酸浸时Fe2O3和稀硫酸反应的离子方程式：________________。（2)反应Ⅰ中所加Zn不能过量的原因是__________________________。（3）滤液Ⅱ中含有的金属阳离子主要有___________________________。（4）写出反应Ⅱ的离子方程式：____________________________________。反应Ⅱ应控制温度不能过高也不能过低的原因是_________________________。（5)已知Cu(NO3）2·6H2O和Cu（NO3)2·3H2O的溶解度随温度的变化如图所示。则由A点对应的溶液获取Cu（NO3)2·3H2O的方法是___________________。答案（1）Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O(2）加入过量的Zn会使最终所得的Cu(NO3)2溶液中含有杂质(3）Zn2＋、Fe2＋（4）3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al（－,3）=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O温度过高硝酸会挥发及分解,温度过低则反应速度较慢（5)向A点对应的溶液中加入适量硝酸，将溶液蒸发浓缩，冷却到30℃以上，过滤解析(1）Fe2O3溶于酸生成Fe3＋和H2O.（2）灰渣中Cu不溶于稀H2SO4，作为滤渣Ⅰ进入反应Ⅱ，Zn溶解成Zn2＋，CuO溶解成Cu2＋，ZnO溶解成Zn2＋,FeO溶解成Fe2＋，Fe2O3溶解成Fe3＋，因为滤渣中有Cu，所以Fe3＋与Cu反应生成Fe2＋和Cu2＋，加入Zn粉置换出Cu，若Zn过量,还会置换出Fe,所以Zn过量时，反应Ⅱ完成后溶液中除了有Cu(NO3）2外，还有Fe（NO3）3和Zn(NO3)2。(3)加入适量的Zn只能置换出Cu,所以滤液中含有Zn2＋和Fe2＋。（4)Cu被稀HNO3溶解生成Cu（NO3）2、NO和H2O。（5)Cu2＋会水解，故在蒸发Cu(NO3）2溶液时，要加HNO3抑制Cu2＋水解，再冷却至30℃以上时析出Cu（NO3)2·3H2O，温度再低，则会析出Cu(NO3）2·6H2O。4．磷酸铁锂电池是新型的绿色能源电池，其简化的生产工艺流程如下。（1)反应釜中反应的化学方程式为________________，该反应体现出非金属性关系：P________C（填“>”或“〈").（2）室温下，LiH2PO4溶液的pH随c(H2POeq\o\al(－，4)）的变化如图1所示，H3PO4溶液中H2POeq\o\al(－,4）的分布分数δ随pH的变化如图2所示eq\b\lc\［\rc\](\a\vs4\al\co1(δ＝\f（cH2PO\o\al（－，4)，c总含P元素的粒子))).①由图1知,低浓度时LiH2PO4溶液的pH小于7，且随着c初始(H2POeq\o\al(－，4）)的增大而减小，其合理的解释为______________________________________。②综合上图分析，若用浓度大于1mol/L的H3PO4溶液溶解Li2CO3，要使反应釜中的H3PO4几乎全部转化成LiH2PO4,反应釜中需要控制溶液的pH＝________.（3）磷酸铁锂电池总反应为：LiFePO4＋6Ceq\o(,\s\up15（充电）,\s\do15(放电））Li1－xFePO4＋LixC6,电池中的固体电解质可传导Li＋。充电时，Li＋移向________（填“阳极"或“阴极”）；放电时,正极反应式为________________________________。（4)磷酸铁锂电池中铁的含量可通过如下方法测定:称取1。60g试样用盐酸溶解，在溶液中加入稍过量的SnCl2溶液，再加入HgCl2饱和溶液，用二苯胺磺酸钠作指示剂，用0。030mol/L重铬酸钾溶液滴定至溶液由浅绿色变为蓝紫色，消耗重铬酸钾溶液50。00mL.已知：2Fe3＋＋Sn2＋＋6Cl－=SnCleq\o\al(2－，6)＋2Fe2＋4Cl－＋Sn2＋＋2HgCl2=SnCleq\o\al(2－，6）＋Hg2Cl26Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al（2－,7)＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O①实验中加入HgCl2饱和溶液的目的是_______________________。②铁的百分含量Fe（％）＝________。答案(1)2H3PO4＋Li2CO3=2LiH2PO4＋H2O＋CO2↑〉(2）①H2POeq\o\al(－，4）电离程度大于水解程度，所以溶液显酸性，故pH〈7;若在开始时溶液c（H2POeq\o\al（－,4)）越大，H2POeq\o\al(－，4）电离产生的c(H＋)就越大,溶液的pH就越小②4.66(3)阴极Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－=LiFePO4（4）①将溶液中过量的Sn2＋转化为稳定的络离子SnCleq\o\al(2－，6）,防止干扰Fe2＋的测定②31.5％解析（1）在反应釜中发生复分解反应：2H3PO4＋Li2CO3=2LiH2PO4＋H2O＋CO2↑，说明酸性H3PO4〉H2CO3;元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强,由于酸性：H3PO4〉H2CO3，所以元素的非金属性P〉C.(2)①LiH2PO4在溶液中存在电离平衡H2POeq\o\al(－,4)H＋＋HPOeq\o\al(2－,4），也存在水解平衡H2POeq\o\al（－,4）＋H2OOH－＋H3PO4，电离使溶液显酸性，水解使溶液显碱性，由于H2POeq\o\al（－，4）电离程度大于水解程度,所以溶液显酸性，pH〈7;开始时c（H2POeq\o\al(－，4））越大，单位体积内电离的H2POeq\o\al(－，4）的数目越多,则电离产生的H＋的浓度越大，所以溶液的pH越小。②浓度大于1mol/L的H3PO4溶液溶解Li2CO3,当pH达到4。66时，根据图2知δ＝eq\f（cH2PO\o\al（－，4），c总)＝0。994,根据图1知c初始（H2POeq\o\al(－,4））接近1mol/L时,溶液pH可达到4.66，故要使H3PO4几乎全部转化成LiH2PO4，溶液的pH控制在pH＝4.66.(3)充电时，阳离子Li＋移向阴极；放电时，正极发生还原反应，正极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－=LiFePO4。(4)①实验中加入HgCl2饱和溶液，可以发生反应:4Cl－＋Sn2＋＋2HgCl2=SnCleq\o\al（2－,6）＋Hg2Cl2，这样就可以使溶液中过量的Sn2＋转化为稳定的络离子SnCleq\o\al(2－,6)，从而防止用重铬酸钾溶液滴定溶液中Fe2＋时干扰实验结果的测定，造成实验误差。②根据6Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al(2－，7)＋