1、届高考化学一轮必刷题集化学工艺流程 解析化学工艺流程1.以黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含少量杂质SiO2等)为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾(FeSO47H2O)。其主要工艺流程如下：已知：部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表。沉淀物Cu(OH)2Fe(OH)3Fe(OH)2开始沉淀pH4.72.77.6完全沉淀pH6.73.79.6(1)反应的化学反应方程式为_。该反应中被_(填“氧化”或“还原”)，其目的是_。(2)试剂a是_，具体操作为_，目的是_。(3)反应的离子方程式为_。试剂c参与反应的离子方程式分别为_、_。【答案】(1)4CuFeS22H2S
2、O417O2=4CuSO42Fe2(SO4)32H2O氧化Fe2和Cu2通过水解难于分离，将氧化成Fe3易于利用水解分离两离子(2)CuO或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等加入试剂调节pH至3.74.7之间使Fe3形成Fe(OH)3沉淀，防止生成Cu(OH)2沉淀(3)Cu2Fe=CuFe2Fe2H=Fe2H2Fe(OH)33H=Fe33H2O【解析】(1)结合过滤操作分离出SiO2知，CuFeS2中的Cu、Fe元素被引入溶液，结合后一问的变化情况知其被氧化至Fe3，即可写出反应的方程式；结合阳离子以氢氧化物形式沉淀的pH关系知，将元素氧化是为了利用离子的分离。(2)过量的
3、稀硫酸使溶液酸性很强，为使Fe3形成Fe(OH)3沉淀而不让Cu2沉淀，需调节pH至3.74.7，消耗溶液中的H，同时还不能引入新的杂质离子，故使用Cu元素对应的氧化物、碱、碳酸盐等均可。(3)反应主要是Cu2与过量的Fe(即b试剂)反应；为将Cu2全部转化，加入的铁粉过量，因此在反应时应该将过量的铁粉除去，利用铁、铜的性质差别，加入适量稀硫酸(即试剂c)即可。22019新课标硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含Mg2B2O5H2O、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
4、“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+离子，可选用的化学试剂是_。（3）根据H3BO3的解离反应：H3BO3+H2O=H+B(OH)4，Ka=5.811010，可判断H3BO3是_酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_。（4）在“沉镁”中生成Mg(OH)2MgCO3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、Al2O3 KSCN（3）一元弱 转化为H
5、3BO3，促进析出（4）2Mg2+3 CO32-+2H2O=Mg(OH)2MgCO3+2 HCO3-（或2Mg2+2 CO32-+H2O=Mg(OH)2MgCO3+CO2） 溶浸 高温焙烧【解析】（1）根据流程图知硼镁矿粉中加入硫酸铵溶液产生的气体为氨气，用碳酸氢铵溶液吸收，反应方程式为：NH3+NH4HCO3= (NH4)2CO3。（2）滤渣I为不与硫酸铵溶液反应的Fe2O3、Al2O3、SiO2；检验Fe3+,可选用的化学试剂为KSCN，（3）由硼酸的离解方程式知，硼酸在水溶液中是通过与水分子的配位作用产生氢离子，而三价硼原子最多只能再形成一个配位键，且硼酸不能完全解离，所以硼酸为一元弱酸
6、；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是将B(OH)4转化为H3BO3，并促进H3BO3析出，（4）沉镁过程中用碳酸铵溶液与Mg2+反应生成Mg(OH)2MgCO3，沉镁过程的离子反应为：2Mg2+2H2O+3CO32-=Mg(OH)2MgCO3+2HCO3-；母液加热分解后生成硫酸铵溶液，可以返回“溶浸”工序循环使用；碱式碳酸镁不稳定，高温下可以分解，故由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是高温焙烧。32019新课标立德粉ZnSBaSO4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。回答下列问题：（1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色
7、为_（填标号）。A黄色 B红色 C紫色 D绿色（2）以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为_。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为_。在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的_（填化学式）。沉淀器中反应的离子方程式为_。（3）成品中S2的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.1000 molL1的I2KI溶液于其中，并加入乙酸溶液
8、，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.1000 molL1Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2+2=2I+。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为_，样品中S2的含量为_（写出表达式）。【答案】（1）D（2）BaSO4+4C=BaS+4CO CO+H2O=CO2+H2BaCO3S2+Ba2+Zn2+= BaSO4ZnS（3）浅蓝色至无色 【解析】（1）焰色反应不是化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色：A钠的焰色为黄色，故A错误；B钙的焰色为红色，故B错误；C钾的焰色为紫色，故C错误；D钡的焰色为绿色，故D正确；故选D。（2）
9、注意焦炭过量生成CO，反应物为硫酸钡与焦炭，产物为BaS与CO，写出方程式BaSO4+4C=BaS+4CO；CO与水蒸气反应生成CO2与H2，写出方程式：CO+H2O=CO2+H2。根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体，由强酸制弱酸原理，还原料硫化钡与空气中水，二氧化碳反应生成了碳酸钡与硫化氢气体。硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质，写成离子形式，产物硫酸钡与硫化锌为沉淀，不可电离，写出离子方程式：S2+Ba2+Zn2+ SO42-=BaSO4ZnS。（3）碘单质与硫离子的反应：S2-+I2=S+2I-；碘单质与淀粉混合为蓝色，用硫代硫酸钠滴定过量的I2，故终点颜色变化为浅蓝色至无色；根据氧化还原反
10、应得失电子数相等，利用关系式法解题；根据化合价升降相等列关系式，设硫离子物质的量为n mol：S2- I2 2S2O32- I21 mol 1 mol 2 mol 1 moln mol n mol 0.1V10-3mol 0.1V10-3moln+0.1V10-3mol=250.1V10-3mol，得n=（25-V）0.110-3mol则样品中硫离子含量为：100%= 100%。42019新课标 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+)=0.1 m
11、olL1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之间。（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
12、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=时，z=_。【答案】（1）SiO2（不溶性硅酸盐） MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+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+2 HCO3-=MnCO3+CO2+H2O（7）【解析】（1）Si元素以SiO2或不溶性硅盐存在，SiO2与硫酸不反应，所以滤渣I中除了S还有SiO2；在硫酸的溶浸过程中，二氧化锰和硫化
13、锰发生了氧化还原反应，二氧化锰作氧化剂，硫化锰作还原剂，方程式为：MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O。（2）二氧化锰作为氧化剂，使得MnS反应完全，且将溶液中Fe2+氧化为Fe3+。（3）由表中数据知pH在4.7时，Fe3+和Al3+沉淀完全，所以应该控制pH在4.76之间。（4）根据题干信息，加入Na2S除杂为了除去锌离子和镍离子，所以滤渣3是生成的沉淀ZnS和NiS。（5）由HFH+F-知，酸度过大，F-浓度减低，使得MgF2Mg2+2F-平衡向沉淀溶解方向移动，Mg2+沉淀不完全。（6）根据题干信息沉锰的过程是生成了MnCO3沉淀，所以反应离子方程式为：Mn2+2
14、HCO3-=MnCO3+CO2+H2O。（7）根据化合物中各元素化合价代数和为0的规律得：1+2x+3y+4z=6，已知，x=y=1/3，带入计算得：z=1/3。52019江苏实验室以工业废渣（主要含CaSO42H2O，还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3）为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如下：（1）室温下，反应CaSO4(s)+ CO32- (aq)CaCO3(s)+ SO42- (aq)达到平衡，则溶液中= Ksp(CaSO4)=4.8105，Ksp(CaCO3)=3109。（2）将氨水和NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其离子方程式为
15、；浸取废渣时，向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是 。（3）废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在6070 ，搅拌，反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降，其原因是 ；保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO4转化率的操作有 。（4）滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料，制取CaCl2溶液的实验方案： 已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂：盐酸和Ca(OH)2。【答案】（1）1.6104（2）HCO3-+NH3H2
16、O= NH4+ CO32-+H2O(或HCO3-+NH3H2O NH4+ CO32-+H2O)增加溶液中CO32-的浓度，促进CaSO4的转化（3）温度过高，(NH4)2CO3分解 加快搅拌速率（4）在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤液中分批加入少量Ca(OH)2，用pH试纸测量溶液pH，当pH介于58.5时，过滤【解析】【分析】（1）反应CaSO4（s）+CO32-（aq）CaCO3（s）+SO42-（aq）达到平衡时，溶液中=1.6104。（2）NH4HCO3属于酸式盐，与氨水反应生成（NH4）2CO3，反应的化学方程式为NH4HCO3+NH3H2O=（N
17、H4）2CO3+H2O或NH4HCO3+NH3H2O（NH4）2CO3+H2O，离子方程式为HCO3-+NH3H2O=NH4+CO32-+H2O（或HCO3-+NH3H2ONH4+CO32-+H2O）；浸取废渣时，加入的（NH4）2CO3属于弱酸弱碱盐，溶液中存在水解平衡：CO32-+NH4+H2OHCO3-+NH3H2O，加入适量浓氨水，水解平衡逆向移动，溶液中CO32-的浓度增大，反应CaSO4（s）+CO32-（aq）CaCO3（s）+SO42-（aq）正向移动，促进CaSO4的转化。（3）由于铵盐具有不稳定性，受热易分解，所以温度过高，（NH4）2CO3分解，从而使CaSO4转化率下降
18、；由于浸取过程中的反应属于固体与溶液的反应（或发生沉淀的转化），保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，提高CaSO4转化率即提高反应速率，结合外界条件对化学反应速率的影响，实验过程中提高CaSO4转化率的操作为加快搅拌速率（即增大接触面积，加快反应速率，提高浸取率）。（4）工业废渣主要含CaSO42H2O，还含有少量SiO2、Al2O3和Fe2O3，加入（NH4）2CO3溶液浸取，其中CaSO4与（NH4）2CO3反应生成CaCO3和（NH4）2SO4，SiO2、Al2O3和Fe2O3都不反应，过滤后所得滤渣中含CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3；若以水洗后的滤渣为原料制取CaC
19、l2溶液，根据题给试剂，首先要加入足量盐酸将CaCO3完全转化为CaCl2，发生的反应为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2，与此同时发生反应Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，SiO2不反应，经过滤除去SiO2；得到的滤液中含CaCl2、AlCl3、FeCl3，根据“pH=5时Fe（OH）3和Al（OH）3沉淀完全，pH=8.5时Al（OH）3开始溶解”，为了将滤液中Al3+、Fe3+完全除去，应加入Ca（OH）2调节溶液的pH介于58.5加入Ca（OH）2的过程中要边加边测定溶液的pH，然后过滤即可制得CaCl2溶液。62
20、019新课标立德粉ZnSBaSO4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。回答下列问题：（1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为_（填标号）。A黄色 B红色 C紫色 D绿色（2）以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为_。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为_。在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的_（填化学式）。
21、沉淀器中反应的离子方程式为_。（3）成品中S2的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.1000 molL1的I2KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.1000 molL1Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2+2=2I+。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为_，样品中S2的含量为_（写出表达式）。【答案】（1）D（2）BaSO4+4C=BaS+4CO CO+H2O=CO2+H2BaCO3S2+Ba2+Zn2+= BaSO4ZnS（3）浅蓝色至无色 【解析】（1）焰色
22、反应不是化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色：A钠的焰色为黄色，故A错误；B钙的焰色为红色，故B错误；C钾的焰色为紫色，故C错误；D钡的焰色为绿色，故D正确；故选D。（2）注意焦炭过量生成CO，反应物为硫酸钡与焦炭，产物为BaS与CO，写出方程式BaSO4+4C=BaS+4CO；CO与水蒸气反应生成CO2与H2，写出方程式：CO+H2O=CO2+H2。根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体，由强酸制弱酸原理，还原料硫化钡与空气中水，二氧化碳反应生成了碳酸钡与硫化氢气体。硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质，写成离子形式，产物硫酸钡与硫化锌为沉淀，不可电离，写出离子方程式：S2+Ba2+Zn
23、2+ SO42-=BaSO4ZnS。（3）碘单质与硫离子的反应：S2-+I2=S+2I-；碘单质与淀粉混合为蓝色，用硫代硫酸钠滴定过量的I2，故终点颜色变化为浅蓝色至无色；根据氧化还原反应得失电子数相等，利用关系式法解题；根据化合价升降相等列关系式，设硫离子物质的量为n mol：S2- I2 2S2O32- I21 mol 1 mol 2 mol 1 moln mol n mol 0.1V10-3mol 0.1V10-3moln+0.1V10-3mol=250.1V10-3mol，得n=（25-V）0.110-3mol则样品中硫离子含量为：100%= 100%。7.我国是世界上最早制得和使用金
24、属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列问题：（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_。（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有_；氧化除杂工序中ZnO的作用是_，若不通入氧气，其后果是_。（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_。（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为_；沉积锌后
25、的电解液可返回_工序继续使用。【答案】 (1). ZnS+O2ZnO+SO2 (2). PbSO4 (3). 调节溶液的pH (4). 无法除去杂质Fe2+ (5). Zn+Cd2+=Zn2+Cd (6). Zn2+2e=Zn (7). 溶浸【解析】焙烧时硫元素转化为SO2，然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉，二氧化硅与稀硫酸不反应转化为滤渣，由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1中还含有硫酸铅。由于沉淀亚铁离子的pH较大，需要将其氧化为铁离子，通过控制pH得到氢氧化铁沉淀；滤液中加入锌粉置换出Cd，最后将滤液电解得到金属锌，据此将解答。（1）由于闪锌矿的主要成分是ZnS，因此焙烧过程中主
26、要反应的化学方程式为2ZnS+3O22ZnO+2SO2。（2）由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1的主要成分除SiO2外还有PbSO4；要测定铁离子，需要调节溶液的pH，又因为不能引入新杂质，所以需要利用氧化锌调节pH，即氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH。根据表中数据可知沉淀亚铁离子的pH较大，所以若不通入氧气，其后果是无法除去杂质Fe2+。（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，反应的离子方程式为Zn+Cd2+Zn2+Cd。（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的还原反应，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电极反应式为Zn2+2eZn；阳极是氢氧根放电，破坏水的电离平衡，产生氢离子，
27、所以电解后还有硫酸产生，因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。8.某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。已知：NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO=2NaCl+NaClO3AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3H2O Ag(NH3) 2+ Cl +2H2O常温时N2H4H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)2+：4Ag(NH3) 2+N2H4H2O=4Ag+N2+4NH4+4NH3+H2O（1）“氧化”阶段需在80条件下进行，适宜的加热方式为_。（2）NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为_。 HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是_。（3）为提高
