2020届化工流程题-考查导向和pH和金属离子分离答案不全

1、化工流程-考查导向与pH与金属离子分离一、高考化工流程题能力考查导向2019年普通高等学校招生全国统一考试大纲（化学）明确指出“了解常见金属和 非金属元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。”2019年高考中，工艺流程题均选择了 “硫的重要化合物”作为考查对象（I卷 -硫酸铁 俊、n卷-立德粉、出卷硫酸镒），考查形式以氧化还原反应、化学反应速率、化学平衡、 离子反应、盐类水解等化学基本理论为主线，结合化学实验和定量计算等知识，综合考察学生应用所学知识解决生产实际问题的能力，试题综合性较高。对彳f 2020年高考，提出以下建议：加强对教材知识素材的理解；重视对符号表征 的能力；

2、提升化学语言能力。【例1】（2019年全国卷27 15分）硫酸铁俊NH 4Fe （SO4）2?xH2O是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁俊，具体流程如图：回答下列问题:（1）步骤的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是 。（2）步骤需要加热的目的是 ,温度保持 80- 95 C,采用的合适加热方式是。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为（填标号）。BCD(3)步骤中选用足量的H2O2,理由是。分批加入H2O2,同时为了溶液要保持pH小于0.5。(4)步骤的具体实验操作有 ,经干燥得到硫酸铁俊晶体样品。150 C时失掉(5)采用热

3、重分析法测定硫酸铁俊晶体样品所含结晶水数，将样品加热到1.5个结晶水，失重5.6% .硫酸铁俊晶体的化学式为【例2】(2019 全国卷 26 15分)立德粉ZnS- BaSO(也称锌银白)，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，领的焰色为 (填标号)。A.黄色B.红色C.紫色D.绿色(2)以重晶石(BaSQ)为原料，可按如下工艺生产立德粉：重基石混科然炭粉研剂同转炉一 还原料一i2(xrc硫唳伴,IlI研细混料立德福 研细成品在回转窑中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化银，该过程的化学方程式为。回转窑尾气

4、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 CQ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 mol -1的I2 KI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。以淀粉溶液为指示剂，过量的I2用0.1000 mol -1N32S2O3溶液滴定，反应式为I2+2S2O3 = 2I-+&O2-。测

5、定时消耗 Na2*O3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)。【例3】(2019 全国卷出26 14分)高纯硫酸镒作为合成馍钻镒三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化镒粉与硫化镒矿(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+)= 0.1mol/L形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:Fc*仆Mb, “滤渣I”含有S和;写出“溶浸”中二氧化镒与硫化镒反应的化学方程式：。 (2)“氧化”过程中添加适量的 MnO2的作用是 “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

6、Zn2+和Ni2+,“滤渣III”的主要成分是 “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“沉镒”的离子方程式 .(7)层状馍钻镒三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNi xCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为 +2、+3、+4.当x = y= 1/3时，z=。5，"-N*开始沉浸府pH ；8.11.96.26.9 1沉淀完全的pHKM8.32K4.7R.28.9pH与金属离子分离【例4】(2017 山东青岛一中月考)pH,达到分离金属离子金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制

7、溶液的的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol L-1)如图所示(1)pH =3时溶液中铜元素的主要存在形式是。 若要除去Cua溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液的pH oA. <1B. 4 左右C. >6(3)在Ni(NO溶液中含有少量的Co2+杂质，(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的 方法来除去，理由是 O(4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水生成Cu(NH3)+,写出反应的离子方程式：°(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：5 fKeSMnSCuSLpa. 3X10-182.SXIQ-13L3X10-M物质PbSHSZn

8、S%3.4X10-280.4X10-331.6X 0-24为除去某工业废水中含有的 CuT、PbT、Hg+杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的 A. NaOHB. FeSC. NaS【例5】(2015 浙江卷 13 6分)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为F&O3、SiQ、Al2O3,不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSQ 72O),设计了如下流程:固体1NaOH溶液下列说法不正确的是（）A.溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉B.固体1中一定含有SiQ,控制pH是为了使A产转化为Al（OH）3,进入固体2C.从溶液2得到FeSQ 70产品的过程中，须控制条件防止其氧化

9、和分解D.若改变方案，在溶液 1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经 结晶分离也可得到 FeSQ - 720【练习】1、（2019东北三省三校（辽宁实验中学、东北师大附中、哈师大附中）高考联考模拟）黄 钾铁矶渣经如下流程可将其转化为镒锌铁氧体：已知：黄钾铁矶渣中铁主要以 勺。3形式存在，锌主要以硫酸锌 臼遇以）、氧化锌（ZnO）、 硅酸锌（力信心3）形式存在，黄钾铁矶渣的某些元素成分如下表所示：TOftFeZnCuCdCaMgSi质量分数28.98.770.370.180.370.844.63NH/溶液用于沉淀Mg"和Cd*Fe和Cd的金属活动性相近（1）酸浸”后，

10、滤渣1的主要成分为 （写化学式）；为了提高浸出率，可采取的措施有 （写出一种即可）。（2）还原除杂”工序中，加入铁粉是为了除去溶液中 、等金属杂质离 子。（3）加入52s沉淀1c/+时应避免过量，原因是;若此过程中溶液搅拌时间过长，则会导致。去除率偏低，原因是 。（已知：CdS的溶度积Ksp=8X1-22、（ 2019宁夏银川一中高考模拟）某工厂用软镒矿（主要成分是MnO2,含少量Al2O3和SiO2）和闪锌矿（主要成分是ZnS,含少量FeS、CuS等杂质）为原料制备 MnO2和Zn （干电池原料），其简化流程如下：rtinOs X,FeS的溶度积 Ksp=8X109, ZnS 的溶度积 Ks

11、p=8X 1-24）（4）写出共沉淀"工序中生成Fe。E的离子反应方程式为： O（5）镒锌铁氧体是种重要的磁性材料。测定铁氧体中ZnO的实验步骤如下： TjnIjOOOtf11钛体I T'K”陇产近或25呼1解注彼基/ 定醒写出除镒 阳产+ ）步骤中的离子方程式： 。准确量取25.00mL溶?夜A,掩蔽铁后，用二甲酚橙作指示剂，用0.0100nMT的EDTA（W%/y）标准溶液滴定其中的RM，（反应原理为Zn2+H2Y2-=ZnY2-+2H+）;至消定终点*反脚皿反刷TV时消耗EDTA标准溶液20.00mL o通过计算确定该铁氧体中ZnO的质量分数为FHOHh可停H*已知：反

12、应I中所有金属元素均以离子形式存在。回答下列问题:(1)滤渣1中除了 SiO2以外，还有一种淡黄色物质，该物质是由 MnO2、CuS与硫酸共热时产生的，请写出该反应还原产物的化学式。(2)反应n中加入适量金属锌的目的是为了回收某种金属，请写出该反应的离子方程式。(3)反应出中X可以是。(填字母代号)它的作用是 。a MgOb Zn(OH) 2c Cu2(OH) 2CO3d MnCO 3(4)反应IV中电极均是惰性电极，写出阴极电极反应式 。(5)已知：H2s 的电离常数 Ki=1.0 X 17), K2=7.0 X 16。0.1 mol/L NaHS 的 pH_7(填 " 或之”)，

13、理由是。(6)在废水处理领域中常用 H2s将Mn2+转化为MnS除去，向含有0.020 mol Mn2+废水 中通入一定量的 H2s气体，调节溶液的 pH=a,当HS-浓度为1.0X10 mol -1时，Mn2+开始 沉淀，则 a=。已知：Ksp(MnS)=1.4 x T0(5)/+ + 2%。=普。、+ 钠 16.20%答案:【例 4】(1)Cu2+ (2)B (3)不能 Co2 +和 Ni2+沉淀的 pH 范围相差太小 (4)Cu(OH) 2+ 4NH 3 H?O=Cu(NH 3)，2 + 2OH +4H 2。(5)B由图可知，在pH=3时溶液中不会出现Cu(OH”沉淀。(2)要除去Fe

14、(N/)/过量卜/+、/+会转化为Fe$ ZnS沉淀，造成*J +、,/+损失 当搅拌时间过长时，部分 Fe2+被氧化变成Fe3+,虚+会与S"发生反应，使炉/浓度下降，从而 导致去除率降低；(也可是02将S ,氧化，造成 短-浓度下降) Fe2+2HCO3-=FeCO3j +COT +HO+的同时必须保证Cu2 +不能沉淀，因此pH应保持在4左右。(3)从图示关系可看出，Co2 +和Ni2+沉淀的pH范围相差太小，不能通过调控 pH而达到分离的目的。(4)Cu(OH) 2(s)= Cu2+(aq)+2OH-(aq),加入氨水后生成难电离的Cu(NH 3)，2 + ,促进 Cu(OH

15、> 的溶解。(5)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS,使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。【例5】【答案】D【解析】试题分析流程设计意图是用硫酸把人二0,闻山工，转化为硫酸盐，除去SiQ>然后用铁粉困更FW懵到 硫酸亚铁:,A正确;固彼1为SiO；,分离F/d和AHS3：采用的是调控pH的方法，使如智代为A19HX 沉淀而与Fh&04分离，三不正踊；F小俗易被氧化，所以在得到F己8041氏。产品的过程中，要防止其被氨 化和分解，C正勰在溶液1中直接加过量的、息。H得到的是ng耳;沉浣，但臼。电不稳定，很容易被 氧化为F蜕0HM这

16、样的话，引牌的产品不纯，混有较多的柒质Fe小04，D不正确.考点：离子反应，物质分离、元素及化合物【练习】1、【答案】(1)日产适当提高硫酸浓度、提高温度、搅拌、粉碎原料(合理即可)【解析】(1)黄钾铁矶渣加入硫酸酸浸，硅酸锌与硫酸反应生成硅酸，则滤渣 1为H2SIO3, 为了提高浸出率，可采取的措施有适当提高硫酸浓度、提高温度、搅拌、粉碎原料；Fe3+>Cu2+> Fe2+;还原除杂”工序(2)根据金属活动顺序及离子氧化性强弱，离子氧化性中，加入铁粉是为了除去溶液中Fe3+、Cu2+等金属杂质离子，反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2+Cu ；(

17、3)加入iN%城沉淀Cd”时应避免过量，原因是过量，加“+、/川+会转化为FeS、ZnS沉淀，造成卜储+、Z/+损失；若此过程中溶液搅拌时间过长，则会导致c<f2+去除率偏低，原因是当搅拌时间过长时，部分Fe2+被氧化变成Fe3+,F，*会与户-发生反应，使q"浓度下降，从而导致去除率降低；(也可是。，将炉 氧化，造成中 浓度下降);(4)共沉淀"工序中硫酸亚铁与碳酸氢钱反应生成 用C/、硫酸钱、二氧化碳和水，反应的离子反应方程式为：Fe2+2HCO3-=FeCO3 J +COT +HO;(5)除镒(M/S步骤中(NH4)2S2O8将镒离子氧化生成二氧化镒而除去，反应

18、的离子方程式：41?日 + Mi/+ + 2H2O = 250% + MHf小 + 4根据反应 Zn2+H2Y2-=ZnY 2-+2H+可知，n(ZnO)=n(Zn 2+)=n(EDTA尸 0.0100 mot L 1 x 20.00mL 1H *L/mL=2.0 MO ,mol;该铁氧体中 ZnO的质量分数为Rlfl/mn/ X 2.0 x 10 4/no/ x250mL25.00mL x 100% = 160%2、【答案】(1) MnSO4(2) Cu2 + + Zn=Cu+ Zn2+(3) bd 增大溶液的pH,使Fe3+和Al3+生成沉淀(4) Zn2+2e-=Zn(5) >HS-的水解常数=10 14/10 7=10-7, 10-7>7.0X105,水解程度大于电离程度，溶液显碱性，pH >7(6) 5【解析】(1) MnO2、CuS与硫酸共热发生氧化还原反应生成MnSO4、C