高考化学工艺流程与元素化合物解答题专练八原卷版.docx
- 文档编号:15944958
- 上传时间:2023-07-09
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:577.22KB
高考化学工艺流程与元素化合物解答题专练八原卷版.docx
《高考化学工艺流程与元素化合物解答题专练八原卷版.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考化学工艺流程与元素化合物解答题专练八原卷版.docx(13页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
高考化学工艺流程与元素化合物解答题专练八原卷版
2021年高考化学工艺流程与元素化合物解答题专练(八)原卷版
1.铍作为一种新兴材料日益被重视,是原子能、火箭、导弹、航空以及冶金工业中不可缺少的宝贵材料。
铍及其化合物大多具有毒性。
如图是以一种已经预处理后的含铍矿绿柱石(主要含有
,
,
,
和
等)为原料制取单质铍的工艺流程:
已知:
i.铍和铝的化学性质相似;
ii.氯化铍在融熔态时较难电离;
iii.Be(OH)2在
时会溶解;
iV.
。
(1)滤渣1的主要成分是________。
(2)在“除铝”过程中铝会以铝铵矾
的形式析出,则此过程中生成铝铵矾的化学方程式为________。
(3)“除铁”过程要求不引入新的杂质,其操作应为________。
(4)在“沉铍”过程中,若改为加入过量的
溶液,则铍的存在形式是________(填离子符号)。
(5)在“分解”过程中产生的
烟气会发生反应:
,可用
代替
用于雕刻玻璃,反应过程中有
生成,请写出此反应的化学方程式:
________。
(6)工艺中采用氟化铍镁热还原法制取铍需要真空环境的原因是________。
氯化铍熔盐电解法也可以制取铍,但是在电解过程中需要加入等量的
,加入
的作用是________。
(7)铍铜因具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性、耐热冲击性以及无磁性、无火花等特性而成为最为广泛使用的一种铍合金。
若绿柱石中
的含量为a%,上述工艺流程中
的产率为b%,则1t绿柱石理论上可以生产含2%Be的铍铜合金________t。
(8)工艺流程中产生的含有
的废水可以用石灰中和——生物净化法进行净化。
不同的pH值和温度下,石灰中和——生物净化法净化后溶液中的铍的浓度如图所示,则为了减少污染,最应选用的pH范围和温度分别是________(填序号)。
A.9~11,30℃ B.7~10,30℃ C.8~11,35℃
2.亚铁氰化钾晶体化学式为:
KxFey(CN)z•nH2O,俗称黄血盐,常用作食品抗结剂。
一种用NaCN(N显-3价)废液制取黄血盐的主要工艺流程:
(1)实验室用绿矾固体配制FeSO4溶液时,应先________,再用蒸馏水稀释。
(2)“转化罐”中生成黄血盐晶体的反应类型为________。
(3)采用密封气流干燥取代在通风橱内干燥的原因是________。
(4)黄血盐的化学式可通过下列实验测定:
①准确称取4.220g样品加入水中充分溶解,将所得溶液转移至容量瓶配制成100.00mL溶液A。
②量取25.00mL溶液A,用2.000mol•L-1KMnO4溶液滴定,达到滴定终点时,共消耗KMnO4溶液15.25mL。
反应如下(未配平):
③向②所得溶液加入Mn2+离子交换树脂,将Mn2+完全吸附后再滴加足量NaOH溶液,过滤、洗涤、灼烧,最终得固体0.2g。
通过计算确定样品的化学式(写出计算过程)。
______________
3.资源回收利用意义重大,镀锌废铁屑(表面附有锌皮、少量铁锈及油污)有很多用途,某工厂综合利用镀锌废铁屑的工艺如下图。
请回答:
(1)用氢氧化钠溶液浸泡废铁屑的目的是_________。
(2)下列物质中最适合充当氧化剂A的是_______(填标号)。
A.KMnO4B.Cl2C.H2O2D.HNO3
(3)聚合硫酸铁
是水处理中重要的絮凝剂,聚合釜中主要发生“水解”和“聚合”两个过程,“水解”时反应的化学方程式为__。
聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内,pH偏小Fe3+水解程度弱,pH偏大则__;相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是__。
(4)纳米Fe3O4,可用于改善石墨烯材料的性能。
制得溶液B时加入的氧化剂A需适量,原因是_____。
(5)废铁屑也能用来生产纳米铁粉,纳米铁粉能够去除地下水中的NO3-,反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O,研究发现,若pH偏低将会导致NO3-的去除率下降,其原因是__。
相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中NO3-的速率有较大差异(见下图),产生该差异的可能原因是___。
4.实验室以废铜屑(含少量Fe、不溶性杂质)为原料制取CuSO4·5H2O晶体和[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体,其实验流程如下:
(1)氧化时先加入一定量3mol/LH2SO4,再调节浓硝酸的用量至
为2.0左右时,铜粉和浓硝酸完全反应,主要反应的化学方程式为_______。
硝酸过量对产品的影响为________________________________。
(2)废铜屑的氧化在如图1所示的装置中进行。
从长导管中通入氧气的作用是___________。
保持试剂的用量不变,实验中提高Cu转化率的操作有____________(写一种)。
(3)调节溶液pH应在3.5~4.5范围的原因是______________________。
(4)已知:
[Cu(NH3)4]2+
Cu2++4NH3;CuSO4、(NH4)2SO4难溶于乙醇。
结合图2,[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇水混合液中的溶解度随乙醇浓度变化曲线,补充完整由加足量氨水后所得的[Cu(NH3)4]SO4溶液制备[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体的实验方案:
______________(实验中必须使用的试剂和仪器:
无水乙醇、乙醇-水混合液、BaCl2溶液、真空干燥箱)。
5.金属铋在自然界中的量极少,用途非常广泛,通常以辉铋矿为原料提取金属铋,工艺流程如图所示:
已知:
①辉铋矿主要成分是Bi2S3,还含少量Bi2O3、SiO2、铁的氧化物和硫化物等。
②Bi2O3能溶于酸,NaBiO3不溶于水。
③常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38,Ksp[Bi(OH)3]=4×10-30;Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16;
回答下列问题:
(1)写出酸浸氧化时Bi2S3被氧化成硫单质的化学方程式_______________。
(2)滤渣1的成分为_______________。
(3)除杂剂的作用a.调节溶液pH,b_______________,写出一种能提高产物产量的除杂剂_______________。
(4)滤液2还可用来制备NaBiO3,可向滤液2中加入NaOH和NaClO溶液制取NaBiO3,写出该反应的离子方程式_______________。
(5)滤液2采用电解法制取金属铋单质,阳极产物处理后可继续循环使用,电解装置如图所示。
①交换膜类型为_______________(填“Cl-”或“OH-”)交换膜。
②阳极电极反应式为_______________。
6.以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na2Cr2O7·2H2O),其主要工艺流程如图:
查阅资料得知:
ⅰ.常温下,NaBiO3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将Cr3+转化为CrO42-。
ⅱ.
金属离子
Fe3+
Al3+
Cr3+
Fe2+
Bi3+
开始沉淀的pH
2.7
3.4
5.0
7.5
0.7
沉淀完全的pH
3.7
4.9
5.9
9.7
4.5
回答下列问题:
(1)反应之前先将矿石粉碎的目的是___。
(2)步骤③加的试剂为___,目的是将溶液pH要调到5使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去。
(3)写出反应④的离子反应方程式___。
(4)⑤中酸化是使CrO42-转化为Cr2O72-,写出该反应的离子方程___。
(5)将溶液H经过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥即得红矾钠粗晶体,精制红矾钠则对粗晶体需要采用的操作是___(填操作名称)。
7.铱(Ir)和锇(Os)属于铂族金属,与金、银合称贵重金属,可以用于电气、精密仪表、催化剂等领域。
铱锇矿的主要成分有Ir、Os、Ir2O3、OsO2,还含有CuO和SiO2等杂质,从铱锇矿中提取铱(Ir)和锇(Os)的流程如下:
已知:
①高温融合发生反应的原理类似于铝热反应。
②四氧化锇(OsO4)的熔点为41℃,易挥发、有恶臭和剧毒。
③四氨合二氧氯化锇([OsO2(NH3)4]Cl2)呈浅黄色,难溶于有机物,微溶于水,能水解。
回答下列问题:
(1)“酸溶I”的目的是_____________________________________;酸溶I后溶渣的主要成分除Ir、Os外,还有_______(填化学式)。
(2)“氧化挥发”是将溶渣置于300~800℃的管式炉内,通入空气氧化。
用NaOH溶液吸收OsO4生成Na2OsO4,该反应的离子方程式为__________________;当吸收液质量增加59.5g时,反应转移电子的数目为______。
(3)“沉锇”时,NH4Cl与Na2OsO4发生反应Na2OsO4+4NH4Cl=[OsO2(NH3)4]Cl2↓+2NaCl+2H2O,该过程中NH4Cl需过量,目的是_____________________________;生成的锇盐要立即过滤,滤饼要经无水乙醇多次洗涤,用无水乙醇洗涤的原因是____。
(4)“残渣I”的主要成分为Ir、CuO和SiO2。
“碱熔”时,Ir与Na2O2反应生成IrO2·nNa2O和O2,该反应的化学方程式为_______________________。
(5)“沉铜”过程中,当通入H2S达到饱和时测得溶液的pH=1,此时溶液中c(Cu2+)为____。
[已知:
25℃下,H2S溶于水形成饱和溶液时,c(H2S)=0.1mol/L;H2S的电离常数
,
;
]
8.锆石(ZrSiO4)酷似钻石且价格低廉,是钻石很好的代用品。
天然锆石的主要成分是ZrSiO4,另外还常含有Fe、Al、Cu的氧化物杂质。
工业上以天然锆石为原料制备ZrO2的工艺流程如下:
已知:
i.氯化过程中除C、O外,其他元素均转化为其最高价氯化物;
ⅱ.Zr在化合物中通常显+4价;ZrC14易溶于水,400 ℃时升华;
ⅲ.“配合”生成的Fe(SCN)3难溶于MIBK,Zr(SCN)4在水中的溶解度小于在MIBK中的溶解度。
(1)将锆石“粉碎”的目的是_______________________________。
(2)“氯化”过程中,ZrSiO4发生反应的化学方程式为_______________,由下图可知,“氯化”过程选择的最佳反应条件是_________;若“氯化”温度过高会导致ZrC14产率降低,原因是________。
(3)常用的铜抑制剂为NaCN,它可与重金属离子生成沉淀,如Cu(CN)2,其Ksp=4.0×10-10。
已知盐酸溶解后的溶液中Cu2+的浓度为1mol·L-1,若溶液中Cu2+的浓度小于等于1.0×10-6mol·L-1时可视为沉淀完全,则Cu2+沉淀完全时溶液中CN-的浓度为________mol•L-1。
(4)由于NaCN有剧毒,所以需要对“废液”中的NaCN进行处理,通常选用漂白液(有效成分是NaClO)在碱性条件下将其氧化,其产物之一是空气中的主要成分,则上述反应的离子方程式为___________。
(5)流程中“萃取”与“反萃取”可以分离铁、富集锆,简述“萃取”的原理:
________________。
9.氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。
以工业碳酸钙(含有少量Al3+、Fe3+等杂质)生产医药级二水合氯化钙(CaCl2·2H2O)的主要流程如下:
完成下列填空:
(1)除杂操作是加入物质A来调节溶液的pH,以除去溶液中的Al3+、Fe3+,根据下表所给信息,此时控制溶液的pH范围是_____________,加入的物质A是___________(写化学式)。
开始沉淀时的pH
沉淀完全时的pH
沉淀开始溶解时的pH
Al(OH)3
3.3
5.2
7.8
Fe(OH)3
1.5
4.1
-
(2)检验Fe3+是否沉淀完全的实验操作是____________________________________________。
(3)酸化操作是加入盐酸,调节溶液的pH,其目的是_________________________________。
(4)测定制得的样品的纯度,可采用如下方案:
a.称取0.750g样品,溶解,在250mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用0.050mol/LAgNO3溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39mL。
①上述测定过程中,需要用到的玻璃仪器除了容量瓶、锥形瓶,还有__________________。
②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为__________________(保留三位有效数字)。
③若配制和滴定操作均无误,但最终测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高,写出可能导致该结果的一种情况___________________________________________。
10.一种固定烟气中CO2的工艺流程如下:
(1)“反应Ⅰ”中,CO2与过量氨水反应的离子方程式为________。
(2)“反应Ⅰ”中,提高烟气中CO2去除率的可行措施有________(填字母)。
a.采用高温 b.加快烟气流速 c.增大氨水浓度
(3)若测得滤液中c(CO32-)=10-2mol·L-1,则Ca2+是否沉淀完全?
________(填“是”或“否”)。
[c(Ca2+)<10-5mol·L-1时视为沉淀完全;Ksp(CaCO3)=4.96×10-9]
(4)“反应Ⅱ”中,溶液的pH和导电能力变化如图1所示,导电能力初始时快速降低,后来逐渐上升的原因是____________________________________________。
(5)CaCO3可用于调节废水的pH,以除去其中的Fe3+。
溶液pH对除铁效率影响如图2所示。
①除铁时应控制溶液的pH为________(填字母)。
a.0.5~1.5 b.1.5~2.5 c.2.5~3.5
②除铁时pH稍大会生成Fe(OH)3胶体,显著降低除铁效率,其原因是________。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 化学 工艺流程 元素 化合物 解答 题专练八原卷版