2019年高考化学化工流程全突破专题06化工流程题中有关溶度积计算对点专练.docx

专题06 化工流程题中有关溶度积计算1镧系金属元素鈰（Ce）常见有+3、+4两种价态，鈰的合金耐高温，可以用来制造喷气推进器零件。请回答下列问题：（1）雾霾中含有的污染物NO可以被含Ce4+的溶液吸收，生成物质的量之比为11，试写出该反应的离子方程式_。（2）用电解的方法可将上述吸收液中的转化为稳定的无毒气体，同时再生Ce4+，其原理如图所示。无毒气体从电解槽的_（填字母序号）口逸出。每生成标准状况下22.4 L无毒气体，同时可再生Ce4+_mol。（3）鈰元素在自然界中主要以氟碳鈰矿形式存在，其主要化学成分为CeFCO3。工业上利用氟碳鈰矿提取CeCl3的一种工艺流程如下：焙烧过程中发生的主要反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。假设参与酸浸反应的CeO2和CeF4的物质的量之比为31，试写出相应的化学方程式_。向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是_。常温下，当溶液中的某离子浓度时，可认为该离子沉淀完全。据此，在生成Ce(OH)3的反应中，加入NaOH溶液至pH至少达到_时，即可视为Ce3 +已完全沉淀。 加热CeCl36H2O和NH4Cl的固体混合物可得固体无水CeCl3，其中NH4Cl的作用是_。【答案】4Ce4+ + 2NO + 3H2O = 4Ce3+ + NO2+ NO+ 6H+c6149CeO2 + 3CeF4 + 45HCl + 3H3BO3 = Ce(Br4)3+ 11CeCl3 + 6Cl2+ 27H2O避免Ce3+以Ce(BF4)3形式沉淀而损失（或将Ce3+全部转化为CeCl3，提高产率）9NH4Cl固体分解产生的HCl可抑制CeCl3的水解 2镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)2、碳粉和氧化铁等涂在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行回收研究，设计实验流程如下：已知：a.NiCl2易溶于水，Fe3不能氧化Ni2。b某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示：M(OH)nKsppH开始沉淀沉淀完全Al(OH)31.910333.434.19Fe(OH)33.910382.532.94Ni(OH)21.610147.609.75回答下列问题：（1）根据表中数据判断步骤依次析出的沉淀_和沉淀_(填化学式)，则pH1_pH2(填“”、“”或“”)，控制两种沉淀析出可利用_(填序号)。ApH试纸 B石蕊指示剂 CpH计（2）已知溶解度：NiC2O4NiC2O4H2ONiC2O42H2O，则步骤的化学方程式是_。步骤后，过滤沉淀所需的玻璃仪器有_。（3）试写出步骤的离子方程式_。【答案】Fe(OH)3Al(OH)3CNiCl2Na2C2O42H2O=NiC2O42H2O2NaCl漏斗、玻璃棒和烧杯2Ni(OH)22OHCl2=2Ni(OH)32Cl（2）由溶解度：NiC2O4NiC2O4H2ONiC2O42H2O和流程中的变化可知沉淀为溶解度小的NiC2O42H2O，则步骤的化学方程式是NiCl2Na2C2O42H2ONiC2O42H2O2NaCl。步骤后，过滤沉淀所需的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯。（3）根据镍元素化合价变化由+2升高到+3，结合氧化还原反应的规律可知步骤的离子方程式为2Ni(OH)22OHCl22Ni(OH)32Cl。3钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如下：回答下列问题：（1）洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合的实验操作是_。（2）先加入氨水调节pH3，过滤，滤渣主要成分是_；再向滤液加入氨水调节pH6，滤液中Sc3+的浓度为_。（已知：KspMn(OH)21.91013、KspFe(OH)32.61039，KspSc(OH)39.01031）（3）用草酸“沉钪”。25 时pH2的草酸溶液中_(保留两位有效数字)。写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式_。已知Ka1(H2C2O4)5.9102，Ka2(H2C2O4)6.4105（4）草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为_。（5）废酸中含钪量为15 mgL1，V L废酸最多可提取Sc2O3的质量为_。【答案】 将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，冷却后再慢慢注入 H2O2中，并不断搅拌 Fe(OH)3 9.0107molLl 3.8102 2Sc3+ 3H2C2O4=Sc2(C2O4)3 6H+ 2Sc2(C2O4)33O22Sc2O312CO2 0.023V g【解析】 (1)不同的液体在混合时，一般先加密度较小，易挥发的，后加密度大的、难挥发的，若混合时放热，则最后加受热易分解的，因此，混合的实验操作是将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，冷却后再慢慢注入 H2O2中，并不断搅拌；（2）废酸中含钪、钛、铁、锰等离子，洗涤“油相”已除去大量的钛离子，根据KspMn(OH)21.91013、KspFe(OH)32.61039，KspSc(OH)39.01031，可以求出余下三种离子沉淀完全（离子浓度小于105mol/L）的pH，发现锰离子沉淀完全时pH约为10，钪离 4一种以含镍废料（含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2）为原料制取醋酸镍的工艺流程图如下： 相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表：金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pH物质20时溶解性（H2O）Fe3+1.13.2CaSO4微溶Fe2+5.88.8NiF可溶A13+3.05.0CaF2难溶Ni2+6.79.5NiCO3Ksp=9.6010-6（1）调节pH步骤中，溶液pH的调节范围是_。（2）滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是_、_。（3）酸浸过程中，1 molNiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式_。（4）沉镍过程中，若c(Ni2+)=2.0molL-1，欲使100mL该滤液中的Ni2+沉淀完全c(Ni2+)10-5 molL-1，则需要加入Na2CO3固体的质量最少为_g。（保留小数点后1位有效数字）。（5）保持其他条件不变，在不同温度下对含镍废料进行酸浸，镍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度与时间为_。 【答案】 5.0pH _molL-1。（3）为测定某样品四氧化三铅含量，称取样品0.1200g，加入足量的6 molL1HNO3充分溶解，过滤，得到含Pb2+的滤液和PbO2固体。将固体PbO2连同滤纸一并置于另一只锥形瓶中，加入足量的醋酸和醋酸钠混合溶液，再加入过量KI，使PbO2充分氧化I，以淀粉溶液作指示剂，用0.01000molL1 Na2S2O3溶液滴定，终点时用去30.00 mL。已知：I2 + 2Na2S2O3 Na2S4O6 + 2NaI。所加KI必须过量，原因是_。计算试样中Pb3O4的质量分数_。（写出计算过程）【答案】 PbO2+NaHSO3+H2SO4=PbSO4+NaHSO4+H2O 1.510-8 确保PbO2充分反应；过量KI会与I2发生反应：I-+I2I3-，过量KI可固定I2 85.6%【解析】（1）铅膏的主要成分是PbSO4和PbO2，根据流程，铅膏中加入NaHSO3、H2SO4后生成PbSO4，PbO2被还原成PbSO4，NaHSO3被氧化成NaHSO4，根据得失电子守恒和原子守恒，“还原”时的化学方程式为PbO2+NaHSO3+H2SO4=PbSO4+NaHSO4+H2O。 6传统硅酸盐材料因其耐高温、抗腐蚀、强度高等优异性能，被广泛应用于各种工业、科学研究及日常生活中。某硅酸盐材料的主要成分为氧化钙、二氧化硅，并含有一定量铁、铝及镁的氧化物，某研究小组设计以下流程测定该硅酸盐材料中钙的含量（如下图所示）。部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度以0.1molL-1计)沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Ca(OH)2Al(OH)3Mg(OH)2开始沉淀pH2.77.612.34.08.0完全沉淀pH3.79.614.35.212.4回答下列问题:（1）酸浸后，加入双氧水所发生反应的离子方程式为_。为提高钙的浸出率，可以采取的措施是_。（任写一种）（2）沉淀B的成份为_。调节滤液的pH为45，加入的物质可以是_。A CaCO3 B Ca(OH)2 C 氨水 D MgO（3）向滤液中加足量草酸铵溶液，在水浴上保温陈化2小时，冷却到室温，过滤、洗涤沉淀。将得到的CaC2O4沉淀溶解在硫酸中，并稀释配成250mL溶液。用移液管量取25.00 mL溶液于锥形瓶中，用KMnO4标准溶液滴定。滴定时发生反应的离子方程式为_。若实验中所取样品质量为4.00 g ，KMnO4标准溶液浓度为0.0500 mol/L，平行滴定3次用去KMnO4标准溶液体积平均值为36.00 mL，则该硅酸盐样品中钙的质量分数为_。（4）在保温沉钙环节，若样品中镁的含量过高，会导致最终测定结果产生较大误差。试从理论上计算，加草酸铵溶液沉钙时，溶液中镁离子的浓度最高不能超过_mol/L。（已知：Ksp(CaC2O4) = 4.0010-9，Ksp(MgC2O4) = 4.8310-6）【答案】 H2O2+2H+2Fe2+=2Fe3+2H2O 适当升高温度（或答增大盐酸浓度、延长酸浸时间等） Fe(OH)3Al(OH)3 C 5H2C2O4 + 2MnO4- + 6H+= 10CO2+ 2Mn2+ + 8H2O 45.0% 1.210-2 7电解精炼铜的阳极泥中主要含Ag、Au等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图：（1）氯金酸(HAuCl4)中的Au的化合价为_。（2）“焙烧渣”在“酸浸”时发生反应的离子方程式为_。（3）铜阳极泥氧化时，采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是_。（4）已知N2H4被银氨溶液氧化的产物是氮气，则每生成1molAg，需要消耗_g N2H4。（5）氯金酸(HAuCl4)在pH为23的条件下被草酸还原为Au，同时放出二氧化碳气体,则该反应的化学方程式为_。（6）阳极泥中的铜可以用FeC13溶液浸出，所得溶液主要含有的阳离子为Cu2+、Fe3+和Fe2+；结合右图分析（其中的纵坐标代表金属阳离子浓度的对数）：要从浸出液中提纯铜，最好先加入酸化的双氧水，目的是_，然后加入适量的CuO调节pH=3.7，除去_离子；从图中数据计算可得Cu(OH)2的Ksp约为_。【答案】 +3 Ag2O + 2H+ +2Cl- 2AgCl+H2O 高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2（或2Ag2O4Ag+O2） 8 2HAuCl4 + 3H2C2O4 2Au + 8HCl + 6CO2 将Fe2+氧化为Fe3+ Fe3+ 1.010-20【解析】分析：本题考查化学工艺流程，各步生产流程中通过过滤分离固体和溶液。通过得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式，依据化学方程式进行计算；依据溶度积公式计算溶度积。详解：(1)氯金酸(HAuCl4)中的H元素为+1，Cl元素为-1，由化合价代数和为0得到Au元素的化合价为+3； 8碱式碳酸镁MgCO3Mg(OH)23H2O是重要的化工原料。用橄榄石制取碱式碳酸镁的一种工艺流程如图所示。已知:阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和恰好完全沉淀(阳离子浓度等于10-5mol/L)时的pH如下表所示。阴离子开始沉淀时的pH怡好完全沉淀时的p