专题12 最佳条件选择专练(教师版)备战2020高考化学二轮主观题必刷题集 附答案解析

1、专题12最佳条件选择专练I.CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：(1)CO2与ch4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应，温度对CO和H2产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900C的原因是。80COsoor.so巧o反吒夙-r(.【答案】900C时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低【解析】根据图3得到，900C时反应产率已经比较高，温度再升高，反应产率的增大并不明显，而生产中的能耗和成本明显增大，经济效益会下降，所以选择900C为反应最佳温

2、度。2.一种利用水钻矿主要成分为Co2O3、Co(OH)3，还含少量Fe2O3、A12O3、MnO等制取CoC126H2O的工艺流程如下：n过滤趙酸一I一j枇*训詞甲一區空(CaFMgTn)華取液已知：浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、A13+、Mn2+、Ca2+、Mg2+等部分阳离子开始沉淀和完全沉淀的pH见下表CoC126H2O熔点86C，易溶于水、乙醚等；常温下稳定，加热至110120C时失去结晶水变成无水氯化钴。加萃取剂的目的是;金属离子在萃取剂中的萃取率与pH的关系如图，据此分析pH的最佳范图为（填字母序号）。A.2.02.5B.3.03.5C.4.04.5D.5.0

3、5.5答案】除去溶液中的Mn2+B解析】（1）根据流程图可知，存在Mn2+、C02+金属离子的溶液中，加入萃取剂的目的是除去溶液中的Mn2+；由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液PH在3.03.5之间，故选B。3镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。采用废旧锂离子电池回收工艺制备镍钴锰酸锂三元正极材料（LiNi亠y）CoxMnyO2）的工艺流程如下:废旧輕离子电地PQ作萃现拆的回答下列问题：（1）溶液温度和浸渍时间对钻的浸出率影响如图所示则浸出过程的最佳条件是【答案】75C、30min【解析】(1)由图可知，在75C、30min条件下钻的浸出率最高。4.工业上以软锰矿(主要成分是

4、MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下：(1)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如右图所示，为减少MnS2O6的生向过滤II所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度控制在30-35C，温度不宜太高的原因是.【答案】90C防止NH4HCO3受热分解，提高原料的利用率解析】(1)分析图象可知温度在90C以后MnS2O6的生成率较低，锰的浸出率较高，且温度较低节约能源，故浸锰的适宜温度为90C；（2）铵盐受热分解，向过滤所得的滤液中加入碳酸氢铵溶液，温度控制在30-35C的原因是防止NH4HC

5、O3受热分解，提高原料的利用率。5磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，作为信息产业和机电工业的重要基础功能材料，磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上以软锰矿（主要成分为MnO2）和黄铁矿（主要成分为FeS2）为主要原料制备碳酸锰的主要工艺流程如下:已知：几种金属离子沉淀的pH如下表。Fe2+Fe3+Cu2+Mn2+开始沉淀的pH7.53.25.28.8完全沉淀的pH9.23.77.810.4回答下列问题:（1）下图为黄铁矿的质量分数对锰浸出率的影响，仅据图中信息，黄铁矿的质量分数应保持在左右。答案】40解析】（1）由图可读出，黄铁矿

6、的质量分数应保持在40左右.相关金属离子c(Mn+)=0.1mol/L形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子A13HFe*十F誉十Mn21开始沉淀的pH3.8L56.310.68.8汛6沉淀完全的pH5,22.83.312.610.811.6常温下，CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46x10-10、7.42x10-11。6氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下已知：菱锰矿的主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。回答下列问题：(1)分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是：焙烧温度为、氯化铵与锰矿粉的质量之比为、焙烧时间为。-专O0oD4091韋

7、7J进抵尹磁肄0.500.65Q.Sfl(1.951。1.251.4()450500550焙烧姑I苛;.熔烧温度对鱷税哉率的影响图2氯化糕用賦对莊衽出率的影哨501111130+58时，NH4VO3的产量明显降低，原因是。【答案】酸度大于3.2%时，钒的溶解量增大不明显，而铝的溶解量增大程度更大pH8时，钒的主要存在形式不是VO3-【解析】根据图像变化可知：酸度大于3.2%时，钒的溶解量增大不明显，而铝的溶解量增大程度更大，因此酸浸时不选择更高酸度；正确答案：酸度大于3.2%时，钒的溶解量增大不明显，而铝的溶解量增大程度更大。根据信息可知：pH8时，钒的主要存在形式为V2O74-或VO43等，

8、不是VO3-,NH4VO3的产量明显降低；正确答案：pH8时，钒的主要存在形式不是VO3-。15高氯酸铜易溶于水，在130r时会发生分解反应是一种燃烧催化剂，以食盐等为原料制备高氯酸铜Cu(C1C4)26H2O)的一种工艺凯程如下：o点1口一晅為的口臥h-刖nI十川切匕jiCIiinii回答下列问题：(1)改化反应是同一种物质中同种元素自身的氧化还原反应，已知上述工艺流程中“歧化反应”的产物之一为NaClO3。“歧化反应”阶段所采用的不同温度对产率影响的结果如图所示。则该反应最适宜的温度是【答案】60C【解析】（2）根据图中信息可知，“歧化反应”阶段在60C时，产率达最高80%。16.种由富锰

9、渣（含2MnOSiO2、3MnOAl2O33SiO2、FeO及重金属盐等）制备高纯MnCl2的工艺流程如下:回答下列问题:（1）“浸取”时的温度与四种元素的浸取率如图所示。工艺上控制75C的主要原因。铁和铝的浸出率从72C明显下降的可能原因是。【答案】使滤液中几乎不含硅的化合物部分Fe2+及A13+水解形成沉淀【解析】（1）75C时Si的浸取率接近于零，而其它元素的浸取率很高，可以使滤液中几乎不含硅的化合物。Fe2+和A13+都能水解，且水解是吸热的，温度高于72C时有利于Fe2+和A13+水解生成沉淀，导致铁和铝的浸出率明显下降。答案为：使滤液中几乎不含硅的化合物、部分Fe2+及A13+水解

10、形成沉淀。17.电解法生产锰时会产生大量的阳极泥，其主要成分为MnO2和Pb,还含有少量其他金属化合物。下图是回收电解锰阳极泥生产MnCO3的工艺流程。pEI=7Mui八已知：A1(OH)3、Mn(0H)2、MnCO3的Ksp分别为1.0 x10-33、1.9x10-13、2.2x10-iio(1)“还原酸浸”实验中，锰的浸出率结果如图所示。由图可知，所采用的最佳实验条件为【答案】90min,80C【解析】(1)“还原酸浸”实验中，用的时间越短，温度越高，锰的浸出率越高，效果越好；根据图示可知所采用的最佳实验条件为90min,80C；正确答案：90min,80Co通过下列工艺流程可以实现元素T

11、i、Al、Si的回收利用，并得到纳米二氧化钛和分子筛。*簣;：Tii.H.-TiO.：i濒昱渕；ftfr轴术TiO18.用钒钛磁铁矿为原料冶炼铁，产生一种固体废料，主要成分如下表。Ilfh闻1Sin3t质站分含量胶乩0013.535,919冷4请回答下列问题：(1)熔融温度和钛的提取率关系如下图，适宜温度为【答案】500C解析】(1)从图像可以看出400C钛的提取率太低，600C钛的提取率提高不多，从节约能源，降低生产成本角度考虑，500C最适宜。19.硒(34Se)与氧同主族，硒元素及其化合物与人体健康、工业生产密切相关。某科研小组以阳极泥主要成分是Se,含有CuSe、Ag2Se等杂质)为原

12、料，提炼硒的流程如下:空丸coCt.AgJSS整炭5麹凰空吒闭枚诂心亂拧霞H!tB请回答下列问题:(7)粗硒可采用真空蒸馏的方法进行提纯,获得纯硒。真空蒸馏的挥发物中硒含量与温度的关系如图所示:蒸馏操作中控制的最佳温度是(填标号)。A.455CB.462CC.475CD.515C【答案】C【解析】(1).据图可知，在475C时真空蒸馏的挥发物中硒含量最大，所以最好选择475C，故答案为：C。点睛:本题通过提炼硒的工艺流程，考查有关元素化合物的性质、氧化还原反应方程式的书写、物质的分离提纯等知识，试题难度中等。本题的易错点是第(6)小题，根据题目中提供的H2SeO3和CH3COOH的电离常数，可

13、以判断酸性：H2SeO3CH3COOHHSeO3r向Na2SeO3溶液中滴加稍过量的乙酸，因酸性H2SeO3CH3COOH,所以虽然乙酸过量，产物只能生成HSeO3而不能生成H2SeO3。20.钛铁矿主要成分为FeTiO3(含有少量MgO、SiO2等杂质)，Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿来制备，工艺流程如下：迪邊LOi、UgLsCOi、1-uTijOi：汇淀后建逆、战摆IiO2IiPcWJj(1)过程中，铁的浸出率结果如图1所示。由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件是(2)过程中固体TiO2与双氧水、氨水反应转化成(NH4)2Ti5O15

14、溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图2所示，反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是。【答案】100C3小时温度过高，双氧水分解与氨气逸出导致Ti元素浸出率下降【解析】(1)过程中，铁的浸出率结果如图1所示。由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件是100C3小时；(2)反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是温度过高，双氧水分解与氨气逸出导致Ti元素浸出率下降。21.醋酸镍(CH3COO)2Ni是一种重要的化工原料。一种以含镍废料(含NiS、A12O3、FeO、CaO、SiO2)为原料，制取醋酸镍的工艺流程图如下：KHtFNa：COiCHzCtXJH蘇兰些b市卜前亠魏躊

15、，療護画1亠誇廉Wl相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表:金属离子开始沉淀时的pH沉淀完全时的pH物质20C时溶解性（H2O）Fe3+1.13.2CaSO4微溶Fe2+5.88.8NiF可溶A13+3.05.0Caq难溶Ni2+6.79.5NiCO3K=1.0X10-5spTOC o 1-5 h z（1）将含镍废料粉碎的目的是。（2）“酸浸”实验中，镍的浸出率结果如图所示，从能量损耗和成本角度考虑，若要使镍的浸出效果最佳选择的最好温度和时间分别为C、min。?n-tasnlooI2ft】*igo时fflnin【答案】增大固液接触面积，提高镍的浸出率70120解析】（1）将含镍废料

16、粉碎的目的是增大固液接触面积，提高镍的浸出率；（2）由图象可知，为70C、120min时，酸浸出率最高。在我国的资源储备中，铬是重要的战略金属资源。以下是以某铬渣（主要成分为Cr2O3,杂质主要是FeO、SiO2等）为原料生产Cr2O3的工艺流程:已知：KspMg(OH)2=1.2x10-11,KspCr(OH)3=6.4x10-31（1）“除杂”时加入MgSO4-（NH4）2SO4混合物与溶液中少量的PO43-、AsO43-、SiO32-反应，分别转化为NH4MgPO4、NH4MgAsO4、MgSiO3沉淀除去。1507K10IL2J3p4l应应讯内睦僭皋光嫌反应过程控制溶液pH为9,若pH

17、9除杂率降低的原因是。反应的温度控制在80C左右，温度不宜太高的主要原因是。【答案】pH过高时，Mg2+、NH4+易转化为Mg(OH)2、NH3，影响沉淀形成。铵盐受热分解【解析】(1).“除杂”时加入MgSO4-(NH4)2SO4混合物的目的是与溶液中少量的PO43-、AsO43-、SiO32-反应，分别转化为NH4MgPO4、NH4MgAsO4、MgSiO3沉淀除去，反应过程中需控制溶液pH为9,若pH9,则Mg2+、NH4+易转化为Mg(OH)2、NH3,影响沉淀形成，使除杂率降低，故答案为：Mg2+、NH4+易转化为Mg(OH)2、nh3,影响沉淀形成；.反应的温度控制在80C左右，若

18、温度太高，会使铵盐受热分解，降低除杂率，故答案为：铵盐受热分解。钒触媒(V2O5)是催化氧化所常用的催化剂，为综合利用，科研人员最新研制了一种离子交换法回收废钒的新工艺，回收率达90%以上。已知废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣。查阅资料可知：VOSO4可溶于水，v2o5难溶于水，nh4vo3难溶于水。该工艺的流程如下图。1)水浸时，为了提高废钒的浸出率，除了粉碎，还可以采取的措施：，(写出2条)(2)该工艺中反应的沉矶率是回收钒的关键，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数(NH4C1加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据下图建议最合适的氯化铵系数和温度：氯化铵系数为，温度为；【答案】搅拌适当升高温度，延长浸泡时间480C【解析】(1)水浸时，为了提高废钒的浸出率，除了粉碎，还可以采取的措施搅拌、适当升高温度、延长浸泡时间等措施；(2)根据图象分析可得，要使沉钒率最高，可控制氯化铵系数为4，温度在80C。24磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：H心仏匚就小仏IbSOJA砖精矿璘酹矿粉粗磷酸-PKra-f稱制瞬酸醸浸瞬石主要成井为CaS(U-心已知：磷精矿主要成分