安徽省宿州市教研室2021屆高三化學(xué)二輪、三輪總復(fù)習(xí) 特色專題 工藝流程

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1、工藝流程1.（16分）工業(yè)上需要利用一批回收的含銅廢料制造膽礬（CuSO45H2O）。該廢料中各種成份含量如下：Cu和CuO約占87%，其它為Mg、Al、Fe、Si及其氧化物，還有少量的難溶物質(zhì)。工藝流程為：將含銅廢料研成粉末加過量熱堿溶液，過濾濾渣用水洗至pH=7加稍過量稀硫酸，加熱條件下通空氣攪拌至固體基本溶解 分離得到膽礬晶體再將濾液用硫酸調(diào)節(jié)pH=23調(diào)節(jié)pH=5.2沉降1小時(shí)之后過濾再加H2O2于80保溫半小時(shí)部分金屬陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH如下表：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Cu(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)2pH5.23.16.79.49.7回答：（1

2、）步驟中為什么要將含銅廢料研磨成粉狀？ 。（2）步驟中的離子方程式（寫出2個(gè)即可）： 、 。步驟中H2O2參加反應(yīng)的離子方程式： 。（3）步驟中調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)適宜的物質(zhì)是 （填序號(hào)）；ANaOH B氨水 CCu2(OH)2CO3 DCu(OH)2 EMgCO3步驟中濾渣成份的化學(xué)式 。（4）步驟中用硫酸調(diào)節(jié)pH23的原因是 。步驟的分離方法是 2鉻鐵礦的主要成分可表示為FeOCr2O3，還含有SiO2、Al2O3等雜質(zhì)，以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀（K2Cr2O7）的過程如下圖所示。已知： NaFeO2遇水強(qiáng)烈水解。 2CrO42 + 2H+ Cr2O72+ H2O 請(qǐng)回答： （1）K2Cr2O

3、7中Cr元素的化合價(jià)是 。（2）煅燒鉻鐵礦生成Na2CrO4和NaFeO2反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。（3）濾渣1為紅褐色的固體，濾渣1的成分是（填名稱）_ ，濾液1的成分除Na2CrO4、NaOH外，還含有（填化學(xué)式） 。（4）利用濾渣2，可制得兩種氧化物，其中一種氧化物經(jīng)電解冶煉可獲得金屬，該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。（5）寫出由濾液2轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7溶液應(yīng)采取的措施是 。（6）向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固體，獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是：加熱濃縮、 、過濾、洗滌、干燥。3菱錳礦的主要成分是碳酸錳，還含有Fe2O3、FeO、CaO、MgO等成分。某化工廠用廢鹽酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為

4、20%）與菱錳礦制備MnCl2.4H2O(106時(shí)失去一分子結(jié)晶水，198時(shí)失去全部結(jié)晶水)，部分工藝流程如下：氫氧化鐵脈石棄渣（1）鹽酸與菱錳礦中碳酸錳反應(yīng)的化學(xué)方程式為 （2）酸浸取時(shí)，浸出時(shí)間對(duì)浸出率的影響如右圖所示，工業(yè) 采用的浸取時(shí)間是60min，其可能的原因 是 。（3）圖中“凈化劑X” 可能是 。（4）加入MnSO4后控制實(shí)驗(yàn)條件析出某種雜質(zhì)離子的鹽Y, 鹽Y的主要成分是 。（5）濃縮結(jié)晶時(shí)，必須一出現(xiàn)晶膜就立刻停止加熱，其原因是 。4氟碳鈰礦主要化學(xué)成分為CeFCO3，它是提取鈰族稀土元素的重要礦物原料。氟碳鈰礦的冶煉處理工藝已經(jīng)發(fā)展到十?dāng)?shù)種，其中一種提取鈰的工藝流程如下：已知

5、：焙燒后燒渣中含+4價(jià)的鈰及+3價(jià)的其它稀土氟氧化物；酸浸I的浸出液中含少量的+3價(jià)的鈰請(qǐng)回答下列問題（1）焙燒前將礦石粉碎成細(xì)顆粒的目的是_.（2）酸浸II后，四價(jià)鈰轉(zhuǎn)化為三價(jià)，為了避免三價(jià)鈰以四氟硼酸鹽形式損失，用可溶性鉀鹽將四氟硼酸根沉淀除去，該反應(yīng)的離子方程式為:_（3）在生產(chǎn)過程中,酸浸I 中會(huì)產(chǎn)生大量黃綠色氣體,污染環(huán)境、腐蝕設(shè)備,寫出產(chǎn)生黃綠色氣體的離子方程式:_,提出一種解決的方案:_ _.（4）實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行操作I所用玻璃儀器名稱:_;在操作I后的溶液中加入NaOH溶液是為了調(diào)節(jié)溶液pH值獲得Ce(OH)3，測(cè)定該溶液pH值的操作是_.（5）寫出氧化步驟的化學(xué)方程式:_,其中還

6、原產(chǎn)物是_.5煉鋅廠產(chǎn)生的工業(yè)廢渣鋅渣（除了含Zn外，還含有Fe、Al、Cd和SiO2等雜質(zhì)），利用鋅渣制取并回收ZnSO47H2O和金屬鎘是一個(gè)有益的嘗試，其流程如下：已知：Fe3+、Al3+、Zn2+、Cd2+、Fe2+以氫氧化物完全沉淀時(shí)的pH分別為：3.2，4.7，6.5，9.4，9.7；鋅的金屬活動(dòng)性比鎘強(qiáng)。試回答下列問題：（1）“浸出”時(shí)用到的“試劑X”為 (填名稱)。（2）寫出“氧化”過程的離子方程式 。（3）“調(diào)pH”過程可以選用 。（從以下選項(xiàng)選擇， 填序號(hào)） AH2SO4 BZnO CNaOH “濾渣2”的主要成分是 (填化學(xué)式，下同)。（4）“試劑Y”是_；“濾渣3”的成

7、分為_。（5）“操作1”的方法是_ _；在“操作1”時(shí)，必須采取的實(shí)驗(yàn)措施是 。6(14分）隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并被譽(yù)為“合金的維生素”。為回收利用含釩催化劑（含有V2O5、VOSO4及不溶性殘?jiān)?，科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，回收率較高。部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如下表所示：物質(zhì)VOSO4V2O5NH4VO3(VO2)2SO4溶解性可溶難溶難溶易溶該工藝的主要流程如下。請(qǐng)回答下列問題：(1)工業(yè)由V2O5冶煉金屬釩常用鋁熱劑法，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)濾液中含釩的主要成分為_ _(填化學(xué)式)。(3)該工藝中反應(yīng)的沉淀率(又稱沉

8、釩率)是回收釩的關(guān)鍵之一，該步反應(yīng)的離子方程式_；沉釩率的高低除受溶液pH影響外，還需要控制氯化銨系數(shù)(NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O5的質(zhì)量比)和溫度。根據(jù)下圖判斷最佳控制氯化銨系數(shù)和溫度為_、_。(4)用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以測(cè)定反應(yīng)后溶液中含釩量，反應(yīng)方程式為2VOH2C2O42H=2VOn2CO2mH2O，其中n、m分別為_、_。(5)已知反應(yīng)消耗Na2SO3的物質(zhì)的量與反應(yīng)消耗KClO3的物質(zhì)的量之比為2:3，則原混合物中V2O5和VOSO4的物質(zhì)的量之比為： 7. CoCl26H2O在飼料、醫(yī)藥工業(yè)上有廣泛的用途。下列是以含鈷廢料（含少量Fe、A

9、l等雜質(zhì)）為原料制取CoCl26H2O的一種新工藝流程：已知：鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Co2HCl=CoCl2H2CoCl26H2O熔點(diǎn)86，易溶于水；常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110120時(shí)，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷。部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3開始沉淀2.77.57.63.8完全沉淀3.29.79.25.2請(qǐng)回答下列問題：(1)加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a，a的范圍是 。(2)操作包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作，它們是 、 和過濾。(3)制得的CoCl26H2O需減壓烘干的原因是： 。(4)為測(cè)定產(chǎn)品中CoCl26H2

10、O含量，某同學(xué)將一定量的樣品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，過濾，并將沉淀烘干后稱量其質(zhì)量。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中CoCl26H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100，其原因可能是： 。(5)在實(shí)驗(yàn)室中，為了從上述產(chǎn)品中獲得更純凈的CoCl26H2O，方法是： 。(6)在上述新工藝中，用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料，其主要優(yōu)點(diǎn)為： 。原工藝較新工藝也有優(yōu)點(diǎn)，其主要優(yōu)點(diǎn)是 。6. CoCl26H2O在飼料、醫(yī)藥工業(yè)上有廣泛的用途。下列是以含鈷廢料（含少量Fe、Al等雜質(zhì)）為原料制取CoCl26H2O的一種新工藝流程：已知：鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Co2HCl=CoCl2H

11、2CoCl26H2O熔點(diǎn)86，易溶于水；常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110120時(shí)，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷。部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3開始沉淀2.77.57.63.8完全沉淀3.29.79.25.2請(qǐng)回答下列問題：(1)加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a，a的范圍是 。(2)操作包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作，它們是 、 和過濾。(3)制得的CoCl26H2O需減壓烘干的原因是： 。(4)為測(cè)定產(chǎn)品中CoCl26H2O含量，某同學(xué)將一定量的樣品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，過濾，并將沉淀烘干后稱量其質(zhì)量。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)產(chǎn)

12、品中CoCl26H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100，其原因可能是： 。(5)在實(shí)驗(yàn)室中，為了從上述產(chǎn)品中獲得更純凈的CoCl26H2O，方法是： 。(6)在上述新工藝中，用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料，其主要優(yōu)點(diǎn)為： 。原工藝較新工藝也有優(yōu)點(diǎn)，其主要優(yōu)點(diǎn)是 。8.某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組通過查閱資料，設(shè)計(jì)了如下圖所示的方法以含鎳廢催化劑為原料來制備NiSO47H2O。已知某化工廠的含鎳催化劑主要含有Ni，還含有Al（31%）、Fe（1.3%）的單質(zhì)及氧化物，其他不溶雜質(zhì)(3.3%)。固體含鎳廢催化劑堿液酸液堿浸操作b保溫一段時(shí)間操作a酸浸操作aH2O2調(diào)pH為2-3操作c溶液固

13、體操作aNiSO47H2O晶體部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)的pH如下：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2pH5.23.29.79.2回答下列問題：(1)操作a、c中需使用的儀器除鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、酒精燈、燒杯、玻璃棒外還需要的主要儀器為 。(2)“堿浸”過程中發(fā)生的離子方程式是 。(3)“酸浸”時(shí)所加入的酸是 （填化學(xué)式）。酸浸后，經(jīng)操作a分離出固體后，溶液中可能含有的金屬離子是 。(4)操作b為調(diào)節(jié)溶液的pH，你認(rèn)為pH的最佳調(diào)控范圍是： 。(5)“調(diào)pH為23”的目的是 。(6)產(chǎn)品晶體中有時(shí)會(huì)混有少量綠礬（FeSO47H2O），其原因可能是 _。9（16

14、分）鈦合金是航天航空工業(yè)的重要材料。由鈦鐵礦（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制備TiO2等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下：已知：TiO2易水解，只能存在于強(qiáng)酸性溶液中TiCl4的熔點(diǎn)25.0，沸點(diǎn)136.4；SiCl4的熔點(diǎn)68.8，沸點(diǎn)57.6回答下列問題：（1）寫出鈦鐵礦酸浸時(shí)，主要成分TiO2反應(yīng)的離子方程式 加入鐵屑的作用是 。（2）操作包含的具體操作方法有 。（3）向“富含TiO2溶液”中加入Na2CO3粉末得到固體TiO2n H2O，請(qǐng)用恰當(dāng)?shù)脑砗突瘜W(xué)用語解釋其原因 ，廢液中溶質(zhì)的主要成分是 （填化學(xué)式）。焦炭 氯氣沸騰氯化爐900COTiO2四氯化鈦(液)海綿鈦Na550，Ar

15、（4）用金紅石（主要含TiO2）為原料，采用亨特(Hunter)法生產(chǎn)鈦的流程如下：寫出沸騰氯化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 ，制得的TiCl4液體中常含有少量SiCl4雜質(zhì) ，可采用 方法除去。（5）TiO2直接電解法生產(chǎn)金屬鈦是一種較先進(jìn)的方法，電解質(zhì)為某種可以傳導(dǎo)O2-離子的熔融鹽，原理如右圖所示，則其陰極電極反應(yīng)為： ，電解過程中陽極電極上會(huì)有氣體生成，該氣體可能含有 。參考答案：1 （16分）（1）增大固體反應(yīng)物的表面積，增大化學(xué)反應(yīng)的速率。（2分）（2） 2Al2OH2H2O2AlO23H2； Si2NaOHH2ONa2SiO32H2；Al2O32OH2AlO2H2O； SiO22Na

16、OHNa2SiO3H2O 。（每寫出其中1個(gè)給2分，共4分，沒氣體符號(hào)扣1分，未配平0分）2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O （2分）（3）C、D （2分） Fe(OH)3 （1分）（4）加熱蒸發(fā)濃縮時(shí)會(huì)導(dǎo)致Cu2發(fā)生水解生成Cu(OH)2，用硫酸調(diào)節(jié)pH23是為了抑制Cu2的水解，也不會(huì)引入雜質(zhì)。 （2分） 蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾。 （3分）2.（16分）（1）+6 （2分）（2）4FeOCr2O3 + 7O2 + 20NaOH 8Na2CrO4 + 4NaFeO2+ 10H2O （共3分，物質(zhì)正確1分，反應(yīng)條件“高溫或煅燒”1分，配平1分）（3）氫氧化鐵（2分）；NaAlO2、

17、Na2SiO3（共2分，每種物質(zhì)各1分）（3）2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2（3分，物質(zhì)正確1分，反應(yīng)條件1分，配平1分）（4）加稀硫酸酸化（2分）（5）冷卻結(jié)晶（2分）3. （1）MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2+H2O（2分）(2)圖中反映浸取時(shí)間為60分鐘時(shí)浸取率出現(xiàn)第一個(gè)峰值，此后時(shí)間延長(zhǎng)對(duì)浸出率沒有明顯影響，從提高生產(chǎn)效率角度選擇浸出時(shí)間為60分鐘較為合理。（2分）（3）碳酸錳 （其它碳酸鹽也可）（2分）（4）MgSO4（或答硫酸鎂晶體）（2分）（5）若水分太少可能導(dǎo)致得到的晶體是失去部分結(jié)晶水的產(chǎn)物。（2分）4（1）增大固體與空氣的接觸面積，增大反應(yīng)速率；提高原料

18、的利用率（2）K+ + BF4- = KBF4（3）2Ce4+ +2Cl- = 2Ce3+ + Cl2 用H2SO4酸浸（4）漏斗 燒杯 玻璃棒；撕下一小片pH試紙放在干燥潔凈的表面皿上，用玻璃棒蘸取該溶液點(diǎn)在pH試紙的中央，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比。（5）2Ce(OH)3 + NaClO + H2O = 2Ce(OH)4 + NaCl NaCl5（16分，每空2分）（1）硫酸溶液 （2）2H+H2O2+2Fe2+ =2Fe3+2H2O（3）B；Fe(OH)3 Al(OH)3 （4）Zn ；Cd和Zn （5）加熱濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶、過濾（洗滌）；保持溶液一定的酸度6（1）四 、VB 3V2O5+10A

19、l 6V+5Al2O3 （2）將V2O5 轉(zhuǎn)化為可溶性的VOSO4 （3）NH4+VO3 NH4VO3 （4）2 VO2+ + H2C2O4 + 2H+ = 2 VO2+ + 2 CO2 +2 H2O； （5） B 7. 5.27.6 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解生成有毒的無水氯化鈷。樣品中含有NaCl雜質(zhì)；烘干時(shí)失去了部分結(jié)晶水 重結(jié)晶減少有毒氣體的排放，防止大氣污染；防止產(chǎn)品中混有硝酸鹽硝酸替代新工藝中的鹽酸和過氧化氫，比新工藝流程少，節(jié)約成本8. 漏斗、蒸發(fā)皿 2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2、Al2O3+2OH=2AlO2+3H2O H2SO4 Ni2+ 、

20、Fe2+ 3.29.2 防止在濃縮結(jié)晶過程中Ni2+水解 H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保溫時(shí)間不足導(dǎo)致Fe2未被完全氧化造成的9（16分）（1）TiO22H+ = TiO2H2O（2分），使Fe3+還原為Fe2+（1分）。（2）蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾（洗滌）（2分）；（3）溶液中存在水解平衡TiO2（n+1）H2OTiO2n H2O2H+，加入的Na2CO3粉末與H+反應(yīng)，降低了溶液中c(H+)，促進(jìn)水解平衡向生成TiO2n H2O的方向移動(dòng)；（3分）Na2SO4（1分）（4）TiO22C2Cl2 TiCl42CO（2分）；蒸餾（或分餾）（1分）（5）TiO2 +4e = Ti +2O2（2分）；O2，CO，CO2（2分）9