2020高考化学课标二轮天津专用热点专攻15化学工艺流程综合题含解析

2020高考化学课标二轮（天津专用）热点专攻15化学工艺流程综合题Word版含解析2020高考化学课标二轮（天津专用）热点专攻15化学工艺流程综合题Word版含解析2020高考化学课标二轮（天津专用）热点专攻15化学工艺流程综合题Word版含解析2020高考化学课标二轮（天津专用）热点专攻15化学工艺流程综合题Word版含解析2020高考化学课标二轮（天津专用）热点专攻15化学工艺流程综合题Word版含解析(可编辑)姓名，年级：时间：热点专攻15化学工艺流程综合题题型专项训练第44页

1。（2019全国Ⅰ）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+，可选用的化学试剂是。

(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3+H2OH++B(OH)4-,Ka=5。81×10-10，可判断H3BO3是酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.（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是。

答案:（1）NH4HCO3+NH3(NH4）2CO3(2）SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN（3）一元弱转化为H3BO3,促进析出（4)2Mg2++3CO32-+2H2OMg（OH)2·MgCO3↓[或2Mg2++2CO32-+H2OMg（OH)2·MgCO3↓+CO2↑解析：(1)由硼镁矿粉所含的元素及加入的硫酸铵溶液可知,该气体只能为氨气，碳酸氢铵与氨气反应的化学方程式为NH3+NH4HCO3（NH4)2CO3.（2）由流程图可知，B元素最终以H3BO3的形式存在,Mg元素经沉镁后以Mg(OH）2·MgCO3的形式存在,可分析出Fe、Al在沉镁后不会存在于母液中,因此“滤渣1”的主要成分为矿石中含有的SiO2、Fe2O3、Al2O3。可用KSCN溶液检验Fe3+的存在.（3)H3BO3在水中的解离为可逆过程，且1个H3BO3分子解离出1个H+，由此可知,H3BO3为一元弱酸;调节pH，增大H+浓度，使H3BO3+H2OH++B（OH)4-的平衡向左移动，有利于H3BO3(4）“沉镁”过程中的反应物有碳酸铵,生成物有Mg（OH）2·MgCO3,根据原子个数守恒和电荷守恒可写出该反应的离子方程式为2Mg2++3CO32-+2H2OMg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3-［或2Mg2++2CO2—3+H2OMg（OH)2·MgCO3↓+CO2↑]。根据元素守恒,NH4+、SO42-存在于母液中,即母液中主要成分为硫酸铵,可返回“溶浸"工序循环使用。高温焙烧可使2.（2019全国Ⅲ)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+）=0.1mol·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;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~6.0。

(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=13时，z= 答案：（1）SiO2(或不溶性硅酸盐)MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+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++2F—平衡向右移动（6)Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2（7)1解析:本题为工艺流程图题,综合考查了陌生化学方程式和离子方程式的书写、pH调节、除杂、沉淀溶解平衡及化合价的简单计算等知识，综合性较强，难度中等。（1）加硫酸“溶浸”过程中MnO2将MnS中的S2-氧化为单质硫:MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O。天然锰矿中含有的二氧化硅（或硅酸盐）不溶于稀硫酸，所以“滤渣1”为S和二氧化硅(或不溶性硅酸盐）.(2）“溶浸"时杂质Fe、Al、Mg、Zn、Ni等元素也都转化为相应的硫酸盐,其中铁元素部分以Fe2+存在，结合金属离子沉淀时的pH范围，加MnO2是将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，以方便后面将其转化为沉淀除去.(3）~（5）结合题给表格中金属离子沉淀时的pH范围可知，加氨水“调pH”主要是沉淀Fe3+和Al3+［滤渣2的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH）3],此时需控制的pH范围为4.7～6。0.而后面加Na2S完成的“除杂1”是沉淀Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分为ZnS和NiS.加MnF2完成的“除杂2”是沉淀Mg2+，“滤渣4”的主要成分为MgF2.若沉淀Mg2+时溶液酸性较强,H+会与F-生成弱电解质HF，使平衡MgF2（s）Mg2+(aq)+2F-(aq)右移,则导致Mg2+沉淀不完全。(6)流程图中加NH4HCO3是为了沉淀Mn2+,产物为MnCO3，同时生成CO2和(NH4）2SO4、H2O.(7)根据化合物中元素化合价的代数和为0可列式计算:（+1）+(+2)×13+(+3)×13+(+4)×z+(—2)×2=0，解得z=3。（2019四川成都二模）NaH2PO2(次磷酸钠)易溶于水，水溶液近中性，具有强还原性,可用于化学镀银、镍、铬等。一种利用泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等)为原料制备NaH2PO2·H2O的工艺流程如下:已知P4与两种碱的反应主要有:Ⅰ。2Ca（OH）2+P4+4H2O2Ca（H2PO2）2+2H2↑，Ⅱ。4NaOH+P4+8H2O4NaH2PO2·H2O+2H2↑,Ⅲ。4NaOH+P4+2H2O2Na2HPO3+2PH3↑,Ⅳ。NaH2PO2+NaOHNa2HPO3+H2↑。(1)已知H3PO2是一元中强酸，NaH2PO2是（填“正盐”或“酸式盐”）。

（2)尾气中的PH3被NaClO溶液吸收可生成NaH2PO2，从吸收液中获得NaH2PO2·H2O的操作为、、过滤、洗涤和干燥。

（3）用NiCl2、NaH2PO2溶液化学镀Ni，同时生成H3PO4和氯化物的化学方程式为

。（4）“反应”在温度和水量一定时，混合碱总物质的量与P4的物质的量之比[n(碱)n(磷)]与NaH2PO2产率的关系如图所示。当n(碱)n(磷)(5）“滤渣2”的主要成分为（填化学式)。

（6)“过滤2”的滤液须用Ag2SO4、Ba(OH)2及Na2S溶液除去其中Cl-及Fe2+等,其中加入的Ag2SO4溶液不宜过量太多，其主要原因是。

(7）在工业上,可以用惰性电极电解NaH2PO2溶液制取磷酸，请写出其阳极反应式：。答案:(1)正盐(2）蒸发浓缩冷却结晶(3)2NiCl2+NaH2PO2+2H2O2Ni↓+H3PO4+NaCl+3HCl（4)过量的碱将NaH2PO2转化为Na2HPO3(5)CaCO3和Al（OH）3(6）过量的Ag+会氧化H2PO（7)H2PO2-+2H2O—4e—H3PO4+3H解析：（1）由于H3PO2是一元中强酸，则NaH2PO2是正盐.（2)根据题中所给信息,PH3与NaClO反应生成NaH2PO2和NaCl，从吸收液中获得NaH2PO2·H2O的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。(3)根据题意,NiCl2中Ni转化成Ni单质,NaH2PO2为还原剂,P元素的化合价升高,NiCl2+NaH2PO2Ni↓+H3PO4+NaCl，依据化合价升降法进行配平,即2NiCl2+NaH2PO22Ni↓+H3PO4+NaCl,产物为H3PO4,说明该溶液为酸性，利用原子守恒配平可得化学方程式：2NiCl2+NaH2PO2+2H2O2Ni↓+H3PO4+NaCl+3HCl。（4)n(碱)n(磷)>2.6,说明碱过量，根据已知反应Ⅳ,H2PO2-与过量的NaOH反应转化成HPO32-，次磷酸钠的产率降低，因此NaH2PO2的产率随(5）“调pH”除去Ca2+和Al3+,CO2与碱反应生成CO32-，CO32-与Ca2+反应生成CaCO3,Al3+转化成Al（OH）3，因此“滤渣2”的成分是（6）NaH2PO2具有强还原性,Ag+具有强氧化性，因此加入Ag2SO4溶液不易过量的主要原因是过量Ag+会氧化H2PO2(7)因为次磷酸钠具有很强的还原性，所以阳极H2PO2-放电生成磷酸，则阳极反应为H2PO2-+2H2O—4e—H3PO44。(2019湖南衡阳二模）锂离子电池与传统电池相比，充电更快,功率密度更高,使用时间更长,在手机和笔记本电脑等便携式电子产品上广泛应用。工业上常以锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质）为原料来制取金属锂,其中一种工艺流程如下：已知:①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：氢氧化物开始沉淀pH完全沉淀pHFe(OH)32。73.7Al(OH）33。74。7Mg（OH)29.611。0②Li2CO3的溶解度随温度变化如图所示：试回答下列问题：(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取升高温度、粉碎矿石、搅拌、过滤后再次浸取等措施，还可通过来提高浸取率.

(2)反应Ⅰ中应调节pH范围为,沉淀A的成分除H2SiO3、CaCO3、Al(OH)3外，还有。

(3)反应Ⅱ的离子方程式为

.

(4)“操作Ⅰ”的名称为 ;洗涤Li2CO3沉淀要使用 （填“热水"或“冷水”）,理由是

。

答案:（1)延长浸取时间、增大浓度（2）4。7～9。6Fe（OH）3、CaSO4(3)Mg2++2OH—Mg(OH）2↓、Ca2++CO32-CaCO3（4）过滤热水Li2CO3在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗解析：以锂辉矿（主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂，加入过量硫酸溶解锂辉矿,加入碳酸钙除去过量的硫酸调节溶液pH,使铁离子和铝离子沉淀完全,过滤后加入氢氧化钙和碳酸钠沉淀镁离子和钙离子，过滤得到的溶液中主要含锂离子，蒸发浓缩，加入碳酸钠沉淀锂离子生成碳酸锂,过滤后加入盐酸溶解得到纯净的氯化锂溶液，加热蒸干得到氯化锂,电解熔融氯化锂得到金属锂。(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取升高温度、粉碎矿石、搅拌、过滤后再次浸取等，还可延长浸取时间、增大浓度,提高浸取效率。(2）反应Ⅰ中通过调节pH,可除去铁离子、铝离子,沉淀A中除含有H2SiO3、CaCO3、Al（OH)3外,还有Fe（OH）3、CaSO4,由表中数据可知调节pH应为4.7～9.6。(3)反应Ⅱ加入氢氧化钙和碳酸钠,用于除去镁离子、钙离子,离子方程式为Mg2++2OH-Mg（OH）2↓、Ca2++CO32-CaCO3↓（4)操作Ⅰ用于分离固体和液体，为过滤操作，由图像可知洗涤Li2CO3沉淀要使用热水，可减少Li2CO3的损耗。5。(2019济南一模)工业上，从精制黑钨矿（FeWO4、MnWO4)中提取金属钨的一种流程如下图所示，该流程同时获取副产物Fe2O3和MnCl2。已知:Ⅰ。过程①～④中，钨的化合价均不变;Ⅱ。常温下钨酸难溶于水；Ⅲ.25℃时,Ksp［Fe（OH）3]=1。0×10-38,Ksp［Mn（OH）2］=4。0×10-14.回答下列问题:(1）上述流程中的“滤渣1”除MnO2外还有，“气体”除水蒸气、HCl外还有(均填化学式)。

（2）过程①中MnWO4参与反应的化学方程式为;FeWO4参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

（3）已知WO3（s)+3H2（g)W（s）+3H2O(g)ΔH=akJ·mol—1，WO3（s）WO3（g）ΔH=bkJ·mol—1。写出WO3(g)与H2(g)反应生成W(s）的热化学方程式：。

(4)过程⑦在25℃时调pH，至少应调至（当离子浓度等于1。0×10—5mol·L—1时,可认为其已沉淀完全）。

(5)过程⑧要获得MnCl2固体，在加热时必须同时采取的一项措施是 .

（6)钠钨青铜是一类特殊的非化学计量比化合物,其通式为NaxWO3，其中0〈x<1，这类化合物具有特殊的物理化学性质,是一种低温超导体。应用惰性电极电解