高三高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)微專題練習(xí)+基于流程分析的物質(zhì)確定與轉(zhuǎn)化原理

高三高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)微專題練習(xí)基于流程分析的物質(zhì)確定與轉(zhuǎn)化原理1.[2023·湖北師大附中二模]金屬錸(Re)廣泛應(yīng)用于國(guó)防、石油化工以及電子制造等領(lǐng)域,錸可通過還原高錸酸銨(NH4ReO4)制備。以鉬精礦(主要成分為鉬的硫化物和少量錸的硫化物)制取高錸酸銨的流程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)為了提高“焙燒”過程的效率,可以采取的措施為

(回答任意兩點(diǎn))。

(2)“焙燒”過程加入生石灰,有效解決了SO2的危害,則ReS2轉(zhuǎn)化為Ca(ReO4)2的化學(xué)方程式為。

(3)“浸渣”的主要成分為。

(4)“萃取”機(jī)理為R3N+H++ReO4-R3N·HReO4,則“反萃取”所用試劑X為。(5)NH4ReO4經(jīng)過高溫氫氣還原即可獲得錸粉,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

2.[2023·湖北部分重點(diǎn)中學(xué)模擬]利用廢舊錫鉻合金(含Sn、Cr、SnO、Cr2O3和少量Pb)回收錫并制備重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的工藝流程如下:已知:①“熔融氧化”中,氧化產(chǎn)物為Na2CrO4,還原產(chǎn)物為NaNO2;②2CrO42-+2H+Cr2O72回答下列問題:(1)“熱溶”時(shí)發(fā)生的非氧化還原反應(yīng)的離子方程式為;加快“熱溶”速率的措施有(任寫2條)。

(2)“溶渣”的主要成分為(填化學(xué)式)。

(3)“調(diào)pH2”的作用是

。

(4)“熔融氧化”反應(yīng)的化學(xué)方程式為,實(shí)驗(yàn)室中該操作可在(填字母)中進(jìn)行。

A.蒸發(fā)皿 B.鐵坩堝 C.石英坩堝 D.燒杯3.[2023·皖豫名校大聯(lián)考]SbCl3可用于紅外光譜分析用溶劑、顯像管生產(chǎn)等。以某礦渣(主要成分為Sb2O3,含有少量CuO、As2O3等雜質(zhì))為原料制備SbCl3的工藝流程如圖所示:已知:①Sb屬于第ⅤA族元素,主要化合價(jià)為+3、+5價(jià)。②常溫下,Ksp(CuS)=6.3×10-36。③As2O3微溶于水、Sb2O3難溶于水,它們均為兩性氧化物;SbOCl難溶于水。④次磷酸(H3PO2)為一元中強(qiáng)酸,具有強(qiáng)還原性?；卮鹣铝袉栴}:(1)濾渣1的主要成分是SbOCl,為了提高銻的利用率,將濾渣1用氨水浸取使其轉(zhuǎn)化為Sb2O3,寫出該反應(yīng)的離子方程式:。

(2)除砷時(shí),NaH2PO2的氧化產(chǎn)物為H3PO4。①NaH2PO2的化學(xué)名稱為。H3PO4中磷原子的雜化類型為。

②除砷過程中生成As的化學(xué)方程式是

。

(3)電解SbCl3溶液時(shí),被氧化的Sb元素與被還原的Sb元素的質(zhì)量之比為3∶2,則電解方程式為。

4.鈦及其合金廣泛用于航空航天,有“空中金屬”之稱,可溶于較濃鹽酸。學(xué)習(xí)小組以高鈦渣(含CaTiO3、FeTiO3和少量MgO、Fe2O3和SiO2)為原料制備單質(zhì)鈦的工藝流程如下:回答下列問題:(1)“篩分”的目的為

;

浸渣的主要成分為(填化學(xué)式)。

(2)“轉(zhuǎn)化”工序加入鐵粉的目的為

;“結(jié)晶”操作不能控制溫度過高的原因?yàn)?/p>

。

(3)“水解”時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為

。

(4)“熱還原”時(shí),需要在氬氣氛圍下進(jìn)行的原因?yàn)椤?/p>

(5)試劑X適合選用(填標(biāo)號(hào))。

A.濃鹽酸 B.稀鹽酸 C.NaCl溶液 D.NaOH溶液5.[2023·江西九江模擬]二氧化鈰(CeO2)常用于玻璃添加劑,還可用在化妝品中起到抗紫外線的作用。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì)),某課題組以此粉末為原料回收鈰,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下:(1)步驟①過濾過程中使用的玻璃儀器主要有,濾渣A的主要成分為。

(2)第②步反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。

(3)第④步反應(yīng)的化學(xué)方程式為,該步驟中洗滌濾渣的方法是。

(4)工業(yè)上以CeCl3·7H2O為原料制備無水CeCl3,流程如下:CeCl3·7H2OCeCl3制備過程中,如直接加熱CeCl3·7H2O會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成CeOCl,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為,加NH4Cl能夠減少CeOCl的生成,其原因?yàn)?/p>

(用化學(xué)方程式表示)。6.[2023·湖北部分名校聯(lián)考]MoO3是生產(chǎn)含鉬催化劑的重要原料。以鉬精礦(主要成分是MoS2,還含有FeS2、CuS、ZnS、CaCO3和SiO2等雜質(zhì))為原料制備MoO3的工藝流程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:已知:①“焙燒”的含鉬產(chǎn)物有MoO3、Fe2(MoO4)3、CuMoO4和ZnMoO4;②“濾液1”中主要的陽(yáng)離子有[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+和NH4③Ksp(CuS)=6.0×10-36;④[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3的平衡常數(shù)K=5.0×10-14。(1)MoS2發(fā)生“焙燒”時(shí)轉(zhuǎn)化成MoO3的化學(xué)反應(yīng)方程式為。

(2)“濾渣1”的主要成分是SiO2、、、Fe(OH)3、Fe2(MoO4)3。已知Fe2(MoO4)3能溶于氨水,但“濾渣1”中仍存在Fe2(MoO4)3的原因是

。

(3)“除雜”加入適量(NH4)2S的目的是

。

請(qǐng)計(jì)算[Cu(NH3)4]2++S2-CuS↓+4NH3的平衡常數(shù)K'=(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)點(diǎn))。

寫出四鉬酸銨[(NH4)2Mo4O13·2H2O]“焙解”的化學(xué)方程式:

。

參考答案基于流程分析的物質(zhì)確定與轉(zhuǎn)化原理1.(1)適當(dāng)升高溫度,將鉬精礦粉碎,增大空氣通入量(任答兩點(diǎn))(2)4ReS2+10CaO+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4(3)CaSO4(4)氨水(5)2NH4ReO4+7H22Re+8H2O+2NH3[解析]鉬精礦在空氣中焙燒,硫元素轉(zhuǎn)化成二氧化硫,二氧化硫與生石灰、氧氣反應(yīng)生成硫酸鈣,錸元素轉(zhuǎn)化成Ca(ReO4)2,鉬元素轉(zhuǎn)化成CaMoO4,加入硫酸、軟錳礦,硫酸鈣屬于微溶物,過濾,得到浸渣CaSO4,加入氨水和生石灰,得到NH4ReO4,然后過濾,通過萃取和反萃取、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。(1)為了提高“焙燒”過程的效率,可以適當(dāng)升高溫度、將鉬精礦粉碎、攪拌、適當(dāng)增大空氣的通入量等。(2)ReS2在反應(yīng)中轉(zhuǎn)化成Ca(ReO4)2和CaSO4,ReS2作還原劑,氧氣作氧化劑,所得化學(xué)反應(yīng)方程式為4ReS2+10CaO+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4。(4)“反萃取”獲得NH4ReO4,為了不產(chǎn)生新雜質(zhì),且R3N+H++ReO4-R3N·HReO4的平衡向左移動(dòng),所加試劑為氨水。(5)銨鹽熱穩(wěn)定性較差,一般分解為氨氣、水和氧化物,氫氣還原金屬氧化物得到Re,總反應(yīng)方程式為2NH4ReO4+7H22Re+8H2O+2NH3。2.(1)SnO+2H+Sn2++H2O、Cr2O3+6H+2Cr3++3H2O攪拌、適當(dāng)升高溫度、適當(dāng)增大硫酸濃度等(任寫2條)(2)PbSO4(3)使CrO42?轉(zhuǎn)化為Cr(4)Cr2O3+4NaOH+3NaNO32Na2CrO4+3NaNO2+2H2OB[解析]廢舊錫鉻合金加硫酸熱溶后,溶渣中為PbSO4,其他物質(zhì)轉(zhuǎn)化為硫酸鹽;調(diào)節(jié)pH1得到物相1,經(jīng)過處理得到粗錫;物相2經(jīng)過處理得到Cr2O3;熔融氧化時(shí)發(fā)生反應(yīng)Cr2O3+4NaOH+3NaNO32Na2CrO4+3NaNO2+2H2O,固體水溶后調(diào)節(jié)pH2,使鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉,即使CrO42?轉(zhuǎn)化為Cr2O72?,加入KCl經(jīng)過轉(zhuǎn)化、分離得到K2Cr2O7。(1)硫酸“熱溶”時(shí)發(fā)生的非氧化還原反應(yīng)為SnO+2H+Sn2++H2O、Cr2O3+6H+2Cr3++3H2O;加快“熱溶”速率的措施有攪拌、適當(dāng)升高溫度、適當(dāng)增大硫酸濃度等(任寫2條)。(3)“調(diào)pH2”的作用是使CrO42?轉(zhuǎn)化為Cr2O72?。(4)“熔融氧化”時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為Cr2O3+4NaOH+3NaNO32Na2CrO4+3NaNO2+2H2O;“熔融氧化”應(yīng)該在坩堝中進(jìn)行,因用到了NaOH,不能選石英坩堝,應(yīng)選鐵坩堝3.(1)2SbOCl+2NH3?H2OSb2O3+2NH4++2Cl-+H2(2)①次磷酸鈉sp3②4AsCl3+3NaH2PO2+6H2O4As↓+3H3PO4+9HCl+3NaCl(3)5SbCl33SbCl5+2Sb或5Sb3+3Sb5++2Sb[解析]以某礦渣(主要成分為Sb2O3,含有少量CuO、As2O3等雜質(zhì))為原料制備SbCl3,礦渣用鹽酸浸出,Sb2O3、CuO、As2O3分別與鹽酸反應(yīng)生成SbCl3、CuCl2、AsCl3,少量Sb2O3轉(zhuǎn)化為SbOCl,過濾出難溶性雜質(zhì)和SbOCl,濾液中加入Na2S,沉淀Cu2+,過濾除去CuS,濾液中加入NaH2PO2除去AsCl3,電解濾液制得金屬Sb,用氯氣氧化Sb制得SbCl3。(1)濾渣1的主要成分是SbOCl,將濾渣1用氨水浸取使其轉(zhuǎn)化為Sb2O3,即SbOCl和NH3?H2O反應(yīng)生成Sb2O3、NH4Cl和H2O,離子方程式為2SbOCl+2NH3?H2OSb2O3+2NH4++2Cl-+H2O。(2)①次磷酸為一元中強(qiáng)酸,NaH2PO2的化學(xué)名稱為次磷酸鈉,H3PO4中磷原子的雜化類型與PO43?相同,其價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+12×(5+3-4×2)=4,磷原子的雜化類型為sp3;②除砷過程中AsCl3和NaH2PO2反應(yīng)生成As和H3PO4,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平化學(xué)方程式為4AsCl3+3NaH2PO2+6H2O4As↓+3H3PO4+9HCl+3NaCl。(3)電解SbCl3溶液時(shí),被氧化的Sb元素與被還原的Sb元素的質(zhì)量之比為3∶2,生成SbCl5和Sb的物質(zhì)的量之比為3∶2,則電解方程式為5SbCl33SbCl5+2Sb或5Sb3+3Sb5++2Sb4.(1)控制高鈦渣顆粒大小均勻,便于控制酸浸速率和進(jìn)行程度SiO2、CaSO4(2)將Fe3+還原為Fe2+防止TiO2+提前水解使綠礬不純或防止降低鈦的回收率(產(chǎn)品產(chǎn)率)(3)TiO2++2H2OH2TiO3↓+2H+(4)防止Mg、Ti被氧化變質(zhì)(5)B[解析]高鈦渣(含CaTiO3、FeTiO3和少量MgO、Fe2O3和SiO2)經(jīng)“研磨篩分”后用硫酸酸浸,得到含有H2SO4、TiOSO4、MgSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液,CaSO4微溶、SiO2沒有溶解,過濾得到的浸渣為SiO2、CaSO4,加入鐵粉轉(zhuǎn)化時(shí)體系中的Fe3+被還原,過濾,所得濾液經(jīng)結(jié)晶得到綠礬,在90℃時(shí),所得濾液中的TiOSO4水解得到H2TiO3沉淀和H2SO4,過濾,煅燒H2TiO3發(fā)生反應(yīng):H2TiO3TiO2+H2O,制得燒渣為TiO2;經(jīng)過氯化冷凝時(shí),TiO2轉(zhuǎn)化為液態(tài)TiCl4,TiCl4在氬氣中被鎂還原得到Ti,Ti和多余的鎂的混合物通過加稀鹽酸、過濾,得到純Ti。(1)“篩分”可控制高鈦渣顆粒大小均勻,有利于控制酸浸速率和進(jìn)行程度;由轉(zhuǎn)化關(guān)系知,浸渣的主要成分為原料中難溶于酸的SiO2和生成的CaSO4。(2)由流程信息,“酸浸”后生成Fe3+,而“結(jié)晶”得到綠礬,故“轉(zhuǎn)化”工序加入鐵粉的目的為將Fe3+還原為Fe2+;TiO2+在90℃時(shí)充分水解成H2TiO3,若“結(jié)晶”控制溫度過高,會(huì)導(dǎo)致TiO2+提前水解使制得的綠礬不純,又會(huì)降低鈦的回收率(或產(chǎn)品產(chǎn)率)。(5)鈦溶于濃鹽酸,故可用稀鹽酸分離生成的Ti和多余的Mg單質(zhì)。5.(1)燒杯、漏斗、玻璃棒SiO2、CeO2(2)2∶1(3)4Ce(OH)3+O2+2H2O4Ce(OH)4繼續(xù)向過濾器中加水浸沒沉淀,待水自然流干,重復(fù)2~3次(4)CeCl3·7H2OCeOCl+2HCl↑+6H2OCeOCl+2NH4ClCeCl3+2NH3↑+H2O或NH4ClNH3↑+HCl↑、CeOCl+2HCl(g)CeCl3+H2O[解析]廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì))中加入稀鹽酸后,Fe2O3轉(zhuǎn)化為Fe3+和其他少量可溶于稀酸的物質(zhì)留在濾液A中,濾渣A為SiO2和CeO2,加入稀硫酸和過氧化氫后,CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+進(jìn)入濾液B中,濾渣B為不溶解的SiO2,向?yàn)V液B中加入堿后得到Ce(OH)3,通入氧氣氧化后得到Ce(OH)4,再在一定條件下生成CeO2。(1)過濾過程中需要使用鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、漏斗、濾紙、燒杯和玻璃棒,玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒。濾渣A為不溶于酸的SiO2和CeO2。(2)第②步反應(yīng)為2CeO2+H2O2+6H+2Ce3++O2↑+4H2O,氧化劑為CeO2,還原劑為H2O2,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1。(3)第④步中反應(yīng)物為4Ce(OH)3、O2、H2O,生成物為Ce(OH)4,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可得到化學(xué)方程式為4Ce(OH)3+O2+2H2O4Ce(OH)4;洗滌沉淀的方法為繼續(xù)向過濾器中加水浸沒沉淀,待水自然流干,重復(fù)2~3次。(4)CeCl3·7H2O受熱熔化生成水分子,水解成CeOCl和HCl,化合價(jià)沒有發(fā)生變化,所以該過程根據(jù)原子守恒可得到化學(xué)方程式為CeCl3·7H2OCeOCl+2HCl↑+6H2O;加入NH4Cl后,NH4ClNH3↑+HCl↑,在HCl的氣流中,抑制了CeCl3的水解,反應(yīng)為CeOCl+2NH4ClCeCl3+2NH3↑+H2O或NH4ClNH3↑+HCl↑、CeOCl+2HCl(g)CeCl3+H2O。6.(1)2MoS2+7O22MoO3+4SO2(2)MoO3Ca(OH)2Fe2(MoO4)3溶解度小,溶液過飽和析出部分Fe2(MoO4)3晶體(3)將雜質(zhì)離子Zn2+和Cu2+