2020高考化學(xué)工藝流程題特殊考點匯編

2020年高考工藝流程題特殊考點匯編1.Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)）來制備，工藝流程如下：（1）“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知，當(dāng)鐵的凈出率為70%時，所采用的實驗條件___________________。（2）“酸浸”后，鈦主要以TiOCl42-形式存在，寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式__________________。（3）TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得實驗結(jié)果如下表所示：分析40℃時TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因（4）Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4，其中過氧鍵的數(shù)目為__________________。（5）若“濾液②”中c(Mg2+)=0.02mol/L，加入雙氧水和磷酸（設(shè)溶液體積增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5mol/L，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？__________（列式計算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.3×10-22、1.0×10-24。（6）寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式。2.鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下:注:SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。（1）“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_____________________。（2）向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________(填“增大”、“不變”或“減小”)。（3）“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是___________。（4）“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為_____________________，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為____________。（5）鋁粉在1000℃時可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是_____________________3．砷(As)是一些工廠和礦山廢水中的污染元素,使用吸附劑是去除水中砷的有效措施之一。(1)將硫酸錳、硝酸釔與氫氧化鈉溶液按一定比例混合,攪拌使其充分反應(yīng),可獲得一種砷的高效吸附劑X,吸附劑X中含有CO32-,其原因是___________________________________。（2）H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物種的分布分?jǐn)?shù)(平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與pH的關(guān)系分別如題20圖-1和題20圖-2所示。①以酚酞為指示劑(變色范圍pH8.0~10.0),將NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,當(dāng)溶液由無色變?yōu)闇\紅色時停止滴加。該過程中主要反應(yīng)的離子方程式為_____________________。②H3AsO4第一步電離方程式H3AsO4H2AsO4-+H+的電離常數(shù)為Ka1,則pKa1=_________(pKa1=-lgKa1)。（3）溶液的pH對吸附劑X表面所帶電荷有影響。pH=7.1時,吸附劑X表面不帶電荷;pH>7.1時帶負(fù)電荷,pH越高,表面所帶負(fù)電荷越多;pH<7.1時帶正電荷,pH越低,表面所帶正電荷越多。pH不同時吸附劑X對三價砷和五價砷的平衡吸附量(吸附達(dá)平衡時單位質(zhì)量吸附劑X吸附砷的質(zhì)量)如題20圖-3所示。①在pH7~9之間,吸附劑X對五價砷的平衡吸附量隨pH升高而迅速下降,其原因是____________________。②在pH4~7之間,吸附劑X對水中三價砷的去除能力遠(yuǎn)比五價砷的弱,這是因為___________。提高吸附劑X對三價砷去除效果可采取的措施是____________________________________。4.已知工業(yè)上合成氨的反應(yīng)為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0。在一體積為2L的密閉容積中，加入0.20mol的N2和0.60mol的H2，反應(yīng)中NH3的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖所示，請回答下列問題：（1）寫出該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式K=______________________（2）反應(yīng)進(jìn)行到4分鐘到達(dá)平衡。請計算從反應(yīng)開始到剛剛平衡，平均反應(yīng)速率v(NH3)為；（3）5分鐘時，保持其它條件不變，把容器的體積縮小一半，平衡移動（填“向逆反應(yīng)方向”、“向正反應(yīng)方向”或“不”）原因是：?；瘜W(xué)平衡常數(shù)將（填“增大”、“減少”或“不變”）。（4）在第5分鐘時將容器的體積瞬間縮小一半后，若在第8分鐘時達(dá)到新的平衡（此時NH3的濃度約為0.25mol·L—1），請在圖中畫出第5分鐘后NH3濃度的變化曲線。（5）N2和H2的反應(yīng)還有其它應(yīng)用。如：有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，分別以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HCl—NH4Cl溶液為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池，試寫出該電池的正極電極反應(yīng)式。5.鎳電池電極材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化鐵等涂覆在鋁箔上制成。由于電池使用后電極材料對環(huán)境有危害，某興趣小組對該電池電極材料進(jìn)行資源回收研究，設(shè)計實驗流程如下：已知：①NiCl2易溶于水，F(xiàn)e3＋不能氧化Ni2＋。②已知實驗溫度時的溶解度：NiC2O4＞NiC2O4·H2O＞NiC2O4·2H2O③某溫度下一些金屬氫氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示：M(OH)nKsp開始沉淀時pH沉淀完全時的pHAl(OH)31.9×10－233.44.2Fe(OH)33.8×10－382.52.9Ni(OH)21.6×10－147.69.8回答下列問題：(1)用NiO調(diào)節(jié)溶液的pH，依次析出沉淀Ⅰ和沉淀Ⅱ(填化學(xué)式)。(2)寫出加入Na2C2O4溶液的反應(yīng)的化學(xué)方程式：(3)寫出電解濾液的陰極電極反應(yīng)式：。檢驗電解濾液時陽極產(chǎn)生的氣體的方法是：