高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)主觀題綜合訓(xùn)練二工藝流程(卷2)

1、 主觀題綜合訓(xùn)練二 工藝流程（卷2）1(2015·開封二模)硼、鎂及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。已知：硼鎂礦主要成分為Mg2B2O5·H2O，硼砂的化學(xué)式為Na2B4O7·10H2O。利用硼鎂礦制取金屬鎂及粗硼的工藝流程如下?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問(wèn)題：(1) 硼砂中B的化合價(jià)為，溶于熱水后，常用H2SO4調(diào)pH至23制取H3BO3，反應(yīng)的離子方程式為，X為H3BO3晶體加熱脫水的產(chǎn)物，其與Mg反應(yīng)制取粗硼的化學(xué)方程式為，該反應(yīng)中的氧化劑是(填化學(xué)式)。(2) 硼酸是一種一元弱酸，它與水作用時(shí)結(jié)合水電離的OH-而釋放出水電離的H+，這一變化的離子方程式為。皮膚上不小心碰

2、到氫氧化鈉溶液，一般先用大量水沖洗，然后再涂上硼酸溶液，則硼酸與氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式為。(3) MgCl2·7H2O需要在HCl氛圍中加熱制MgCl2，其目的是 。(4) 制得的粗硼在一定條件下生成BI3，BI3加熱分解可以得到純凈的單質(zhì)硼。現(xiàn)將0.020 g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30 mol·L-1 Na2S2O3(H2S2O3為弱酸)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。盛裝Na2S2O3溶液的儀器應(yīng)為(填“酸式”或“堿式”)滴定管，該粗硼樣品的純度為(提示：I2+2S22I-+S4)。圖22(2016·惠州一調(diào))研究

3、人員研制利用低品位軟錳礦漿(主要成分是MnO2)吸收硫酸廠的尾氣SO2，制備硫酸錳的生產(chǎn)流程如圖1。圖1已知：浸出液的pH<2，其中的金屬離子主要是Mn2+，還含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+等其他金屬離子。PbO2的氧化性大于MnO2。有關(guān)金屬離子的半徑、形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH見下表，陽(yáng)離子吸附劑吸附金屬離子的效果見圖2。離子離子半徑/pm開始沉淀時(shí)的pH完全沉淀時(shí)的pHFe2+747.69.7Fe3+642.73.7Al3+503.84.7Mn2+808.39.8Pb2+1218.08.8Ca2+99-(1) 浸出過(guò)程中生成Mn2+反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2) Fe2

4、+被氧化的過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式為 。(3) 在氧化后的液體中加入石灰漿，用于調(diào)節(jié)pH，pH應(yīng)調(diào)節(jié)至范圍。(4) 陽(yáng)離子吸附劑可用于除去雜質(zhì)金屬離子，請(qǐng)依據(jù)圖、表信息回答，決定陽(yáng)離子吸附劑吸附效果的因素有 等。(任寫兩點(diǎn)) (5) 吸附步驟除去的主要離子為 。(6) 電解MnSO4、ZnSO4和H4SO4的混合溶液可制備MnO2和Zn，寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：。3.(2015·山西校級(jí)聯(lián)考)氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級(jí)氧化鋅含有Fe()、Mn()、Ni()等雜質(zhì)的流程如下圖所示。工業(yè)ZnO浸出液濾液濾液濾餅ZnO提示：在本實(shí)驗(yàn)條件下，Ni()

5、不能被氧化；高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1) 反應(yīng)中除掉的雜質(zhì)離子是 ，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 為、；在加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，對(duì)除雜的影響是 。(2) 反應(yīng)的反應(yīng)類型為 ，過(guò)濾得到的濾渣中，除了過(guò)量的鋅外還有 。(3) 反應(yīng)形成的沉淀要用水洗，檢查沉淀是否洗滌干凈的方法 是 。(4) 反應(yīng)中產(chǎn)物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2，取干燥后的濾餅11.2 g，煅燒后可得到產(chǎn)品8.1 g，則x等于 。4(2015·太原模擬)用輝銅礦(主要成分為 Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制備難溶于水的堿式碳酸銅的流程如下：(1) 下列措施是為了加

6、快浸取速率，其中無(wú)法達(dá)到目的的是(填字母)。A. 延長(zhǎng)浸取時(shí)間B. 將輝銅礦粉碎C. 充分?jǐn)嚢?D. 適當(dāng)增加硫酸濃度(2) 濾渣的主要成分是MnO2、S、SiO2，請(qǐng)寫出“浸取”反應(yīng)中生成S的離子方程式： 。(3) 研究發(fā)現(xiàn)，若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，可能的原因是 。(4) “除鐵”的方法是通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3。則加入的試劑A可以是 (填化學(xué)式)；“趕氨”時(shí)，最適宜的操作方法是 。(5) “沉錳”(除Mn2+)過(guò)程中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為 。(6) 濾液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到的鹽主要是(填化學(xué)式)。5(2015·安徽模擬)NiSO4·6H2O是

7、一種綠色易溶于水的晶體，可由電鍍廢渣(除鎳外，還含有銅、鋅、鐵等元素)為原料獲得。操作步驟如下：(1) 向?yàn)V液中加入FeS是為了生成難溶于酸的硫化物沉淀而除去Cu2+、Zn2+等雜質(zhì)，則除去Cu2+的離子方程式為 。(2) 根據(jù)對(duì)濾液的操作作答：往濾液中加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。調(diào)濾液pH的目的是。檢驗(yàn)Fe3+是否除盡的操作和現(xiàn)象是 。(3) 濾液溶質(zhì)的主要成分是NiSO4，加Na2CO3過(guò)濾后得到NiCO3固體，再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO4，這兩步操作的目的是 。(4) 得到的NiSO4溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾等一系列操作可得到NiSO4·6H2O晶體。在進(jìn)行

8、蒸發(fā)濃縮操作時(shí)，加熱到 (描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)時(shí)，則停止加熱。為了提高產(chǎn)率，過(guò)濾后得到的母液要循環(huán)使用，則應(yīng)該回流到流程中的(填“a”、“b”、“c”或“d”)位置。如果得到產(chǎn)品的純度不夠，則應(yīng)該進(jìn)行(填操作名稱)操作。6(2015·廈門模擬)某工廠回收電鍍污泥主要成分為Cu(OH)2、Ni(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3和砂土中的銅和鎳，工藝流程如下：(1) 下列措施可提高步驟浸出速率的是 (填字母)。a. 加熱 b. 增大壓強(qiáng) c. 延長(zhǎng)浸出時(shí)間d. 適當(dāng)提高硫酸的濃度 e. 及時(shí)分離出產(chǎn)物(2) 步驟電解過(guò)程中銅粉在(填“陰”或“陽(yáng)”)極產(chǎn)生，若始終沒有觀察到氣體生成，則該

9、電解過(guò)程的離子方程式為 。(3) 已知FePO4、AlPO4、Ni3(PO4)2的Ksp分別為1.0×10-22、1.0×10-19、4.0×10-31，步驟所得溶液中c(Ni2+)為0.1 mo1·L-1。步驟反應(yīng)后溶液中c(P)理論上應(yīng)控制的范圍是。(4) 步驟的萃取原理為注：(HA)2為有機(jī)萃取劑NiSO4(水層)+2(HA)2(有機(jī)層)Ni(HA2)2(有機(jī)層)+H2SO4(水層)，為促使上述平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可采取的具體措施是 (寫一條即可)。(5) 步驟中作為反萃取劑的最佳試劑為 (填名稱)。(6) 該工藝流程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有。主

10、觀題綜合訓(xùn)練二 工藝流程（卷2）答案1(1) +3 B4+2H+5H2O4H3BO3 3Mg+B2O32B+3MgO B2O3 (2) H3BO3+H2OB(OH)4-+H+ H3BO3+OH-B(OH)4- (3) 防止MgCl2水解生成Mg(OH)2 (4) 堿式99%【解析】 (1) 硼砂的化學(xué)式為Na2B4O7·10H2O，鈉元素化合價(jià)為+1價(jià)，氧元素化合價(jià)-2價(jià)，依據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算得到硼元素化合價(jià)為+3價(jià)；用H2SO4調(diào)pH至23，硼砂中的Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3 ，反應(yīng)的離子方程式為B4+2H+5H2O4H3BO3；X為H3BO3晶體加熱脫水的產(chǎn)物B2

11、O3，鎂和B2O3反應(yīng)生成氧化鎂和硼，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Mg+B2O32B+3MgO，反應(yīng)中元素化合價(jià)降低的作氧化劑，硼元素化合價(jià)由+3價(jià)變化為0價(jià)，則B2O3作氧化劑。(2) 硼酸是一種一元弱酸，它與水作用時(shí)結(jié)合水電離的OH-而釋放出水電離的H+，據(jù)此書寫離子方程式為H3BO3+H2OB(OH)4-+H+；硼酸是一元弱酸，與氫氧化鈉反應(yīng)生成四羥基硼酸根，反應(yīng)的離子方程式為H3BO3+OH-B(OH)4-。(3) MgCl2·7H2O需要在HCl氛圍中加熱，是為了防止氯化鎂水解生成氫氧化鎂。(4) H2S2O3為弱酸，Na2S2O3溶液顯堿性，據(jù)此選擇滴定管應(yīng)為堿式滴定管；硫代硫酸

12、鈉的物質(zhì)的量為0.30 mol·L-1×0.018 L=0.005 4 mol，根據(jù)關(guān)系式：BBI3I23S2，n(B)=n(S2)=0.001 8 mol，硼的質(zhì)量為11 g·mol-1×0.001 8 mol=0.019 8 g，粗硼中硼的含量為×100%=99%。2(1) SO2+MnO2MnSO4(2) 2Fe2+MnO2+4H+2Fe3+Mn2+2H2O(3) 4.7pH<8.3(4) 吸附時(shí)間、金屬離子半徑、金屬離子所帶電荷(任寫兩點(diǎn))(5) Pb2+、Ca2+(6) Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+【解析】 (1)

13、 低品位軟錳礦漿的主要成分是MnO2，通入SO2浸出液的pH<2，其中的金屬離子主要是Mn2+，則MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+MnO2MnSO4。(2) 雜質(zhì)離子中只有Fe2+具有還原性，可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+MnO2+4H+2Fe3+Mn2+2H2O。(3) 雜質(zhì)中含有Fe3+、Al3+，從圖表可以看出，大于4.7可以將Fe3+和Al3+除去，小于8.3是防止Mn2+也沉淀，所以只要調(diào)節(jié)pH值在4.78.3之間即可。(4) 圖中離子從上至下，半徑有減小趨勢(shì)，對(duì)應(yīng)的吸附率減?。浑S著時(shí)間的遞增，所有離子的吸附率

14、均增大；另外Fe3+和Al3+所帶電荷數(shù)大，其吸附率低。(5) 從吸附率的圖可以看出，Ca2+、Pb2+的吸附率較高。(6) 電解MnSO4、ZnSO4和H2SO4的混合溶液可制備MnO2和Zn，陽(yáng)極上是發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價(jià)升高，為MnSO4失電子生成MnO2，陽(yáng)極反應(yīng)式為Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+。3(1) Fe2+和Mn2+Mn+3Fe2+7H2O3Fe(OH)3+MnO2+5H+2Mn+3Mn2+2H2O5MnO2+4H+鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無(wú)法除去鐵和錳雜質(zhì)(2) 置換反應(yīng)鎳(3) 取少量最后一次洗滌濾液于試管中，滴入12滴鹽酸，再滴入氯化鋇溶液，若無(wú)白

15、色沉淀生成，則說(shuō)明沉淀已經(jīng)洗滌干凈(4) 1【解析】 (1) 根據(jù)題意，Ni()不能被氧化，反應(yīng)中除掉的雜質(zhì)離子是Fe2+和Mn2+，反應(yīng)的離子方程式為Mn+3Fe2+7H2O3Fe(OH)3+MnO2+5H+、2Mn+3Mn2+2H2O5MnO2+4H+；加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無(wú)法除去鐵和錳雜質(zhì)。(2) 反應(yīng)為鋅與鎳離子反應(yīng)得到鋅離子和鎳，反應(yīng)類型為置換反應(yīng)；得到的濾渣中，除了過(guò)量的鋅外還有金屬鎳。(3) 由于溶液中硫酸根離子屬于雜質(zhì)離子，因此可以檢驗(yàn)洗滌濾液中是否存在硫酸根離子，操作為：取少量最后一次洗滌濾液于試管中，滴入12滴稀鹽酸，再滴入氯化鋇溶

16、液，若無(wú)白色沉淀生成，則說(shuō)明沉淀已經(jīng)洗滌干凈。(4) 根據(jù)關(guān)系式ZnCO3·xZn(OH)2 (x+1)ZnO125+99x81(x+1)11.2 g8.1 g解得：x=14(1) A(2) 2MnO2+Cu2S+8H+S+2Cu2+2Mn2+4H2O(3) Fe3+可加催化Cu2S被MnO2氧化(4) CuO或Cu(OH)2加熱(5) Mn2+HC+NH3MnCO3+N(6) (NH4)2SO4【解析】 輝銅礦的主要成分為Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)，加入稀硫酸和二氧化錳浸取，過(guò)濾得到濾渣為MnO2、SiO2、單質(zhì)S，濾液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+，調(diào)節(jié)溶液p

17、H除去鐵離子，加入碳酸氫銨溶液沉淀錳，過(guò)濾得到濾液趕出氨氣循環(huán)使用，得到堿式碳酸銅。(1) 酸浸時(shí)，通過(guò)粉碎礦石或者升高溫度或者進(jìn)行攪拌等都可以提高浸取速率，延長(zhǎng)浸取時(shí)間并不能提高速率。(2) “浸取”時(shí)：在酸性條件下MnO2氧化Cu2S得到硫單質(zhì)、CuSO4和MnSO4，其反應(yīng)的離子方程式是2MnO2+Cu2S+8H+S+2Cu2+2Mn2+4H2O。(3) 浸取時(shí)氧化鐵與稀硫酸生成硫酸鐵和水，若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，F(xiàn)e3+可催化Cu2S被MnO2氧化。(4) 加入的試劑A應(yīng)用于調(diào)節(jié)溶液pH，促進(jìn)鐵離子的水解，但不能引入雜質(zhì)，因最后要制備堿式碳酸銅，則可加入氧化銅、氫氧化銅等；因

18、氨氣易揮發(fā)，加熱可促進(jìn)揮發(fā)，則可用加熱的方法趕氨。(5) “沉錳”(除Mn2+)過(guò)程中，加入碳酸氫銨和氨氣，生成碳酸錳沉淀，反應(yīng)的離子方程式為Mn2+HC+NH3MnCO3+N。(6) 濾液主要是硫酸銨溶液通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌得到硫酸銨晶體。5(1) FeS+Cu2+CuS+Fe2+(2) 2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O除去Fe3+用試管取少量濾液，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不變紅色，則Fe3+已除凈(3) 增大NiSO4的濃度，利于蒸發(fā)結(jié)晶(或富集NiSO4)(4) 溶液表面形成晶體薄膜(或者有少量晶體析出)d重結(jié)晶【解析】 (1) FeS除去Cu2+的反應(yīng)是沉淀

19、的轉(zhuǎn)化，即FeS+Cu2+CuS+Fe2+。(2) 對(duì)濾液中加H2O2的目的是將Fe2+氧化Fe3+，加入H2O2的離子方程式為2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O。調(diào)濾液pH的目的是除去Fe3+。檢驗(yàn)Fe3+是否除盡的操作和現(xiàn)象：用試管取少量濾液，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不變紅色，則Fe3+已除凈。(3) NiSO4與Na2CO3反應(yīng)生成NiCO3沉淀，而后過(guò)濾，再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO4，這樣可提高NiSO4的濃度，有利于蒸發(fā)結(jié)晶。(4) 在進(jìn)行蒸發(fā)濃縮操作時(shí)，當(dāng)少量晶體析出時(shí)或溶液表面形成晶體薄膜時(shí)，停止加熱。為了提高產(chǎn)率，過(guò)濾后得到的母液要循環(huán)使用，應(yīng)該回流到流程d

20、中循環(huán)使用。產(chǎn)品的純度不夠需要重新溶解、濃縮、結(jié)晶析出得到較純凈的晶體，實(shí)驗(yàn)操作為重結(jié)晶。6(1) ad(2) 陰Cu2+2Fe2+Cu+2Fe3+(3) 1.0×10-142.0×10-14 mol·L-1(4) 加入有機(jī)萃取劑(5) 硫酸(6) 硫酸和有機(jī)萃取劑【解析】 電鍍污泥主要成分為Cu(OH)2、Ni(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3和砂土加硫酸溶解、過(guò)濾，濾液中含有Cu2+、Ni2+、Fe2+、Al3+，電解，銅離子在陰極得電子生成Cu，亞鐵離子在陽(yáng)極失電子生成Fe3+，過(guò)濾，濾液中含有Ni2+、Fe3+、Al3+，再加磷酸鈉，生成FePO4、AlPO4沉淀，過(guò)濾，濾液為含有Ni2+的溶液，加有機(jī)萃取劑萃取、分液，有機(jī)層中加硫酸，分液，水層中為NiSO4。(1) 若要提高浸出速率可以增大反應(yīng)物的濃度，即增大硫酸的濃度，或者升高溫度。(2) 銅離子得電子生成Cu，即電解過(guò)程中銅粉在陰極生成；陰極上銅離子得電子生成Cu，陽(yáng)極上Fe2+失電子生成Fe3+，則電解方程式為Cu2+2Fe2+