2020届(人教版)高考化学：无机(化工)工艺流程二轮练习题附答案

无机(化工)工艺流程练习J*无机(化工)工艺流程*1、医用氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等，以工业碳酸钙(含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质)生产医用二水合氯化钙工艺流程为：盐酸氢弱化钙 盐酸滤液 CaCg•2H?。已知：查阅资料得知氢氧化物沉淀时的pH如下表。氢氧化物Fe(OH)3A1(OH)3开始沉淀时的pH2.34.0开始溶解：7.8完全沉淀时的pH3.75.2完全溶解：10.8(l)CaCO3与盐酸反应的离子方程式：。(2)除杂操作是加入氢氧化钙，调节溶液的pH为,目的是除去溶液中少量的AP+、Fe3\检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是(3)过滤时需用的玻璃仪器有o滤渣主要成分的化学式：o(4)酸化时加盐酸的目的为①,②防止Ca2-在蒸发时发生水解。(5)为什么蒸发结晶要保持在160o(6)若所测样品CaCb2H2O的质量分数偏高(忽略其他实验误差)，可能的原因之一为 解析根据流程可知，加入氢氧化钙的目的是通过调节溶液的pH使AU，Fe3+转化为Fe(OH)3、A1(OH)3,使其沉淀完全，根据表中的数据可知，选择的pH应使得两种离子都生成沉淀，特别要保证Al，-全部沉淀后不能再溶解，故选择pH为5.2〜7.8。检验Fe(OH)3是否沉淀完全即检验溶液中是否还存在Fe3+,可用KSCN溶液检验。(4)加入氢氧化钙除去杂质离子后，往往会有剩余的氢氧化钙，故加入盐酸的目的就是除去过量的氢氧化钙。答案(l)CaCO3+2H'=Ca2++CO2T+H2O(2)5.2〜7.8取少量上层清液于小试管中，滴加KSCN溶液，若不显红色，则Fe(OH)3沉淀完全⑶烧杯、玻璃棒、普通漏斗Fe(OH)3、A1(OH)3(4)除去过量的氢氧化钙(5)温度太高CaCl2-2H2O会失水(6)Na-没除去，析出Na。，导致测定结果偏高2、(2019•银川模拟)三氧化二钻主要用作颜料、釉料及磁性材料，利用铜钻矿石制备CsO3的工艺流程如图1：()：：C：：CI•• ••图1已知：铜钻矿石主要含有CoO(OH)、CoCCh、Cs(OH)2cO3和SiCh,其中还含有一定量的F/Ch、MgO和CaO等。请回答下列问题：“浸泡”过程中可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是 (写出2种即可)。“浸泡”过程中，加入Na2so3溶液的主要作用是①“浸泡”铜钻矿石的适宜条件为②图3中pH增大时铜、钻浸出率下降的原因可能是(5)CoC2O4-2H2O在空气中高温煨烧得到CO2O3的化学方程式是高温解CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3的能力降低(5)4CoC2O4・2H2O+3Ch2叁2co2O3+8CO2+8H2O3、利用钛矿的酸性废液(含TiC>2+、Fe2\Fe3\SO1等)，可回收获得FeSz纳米材料、FezCh和TiCh・nH2O等产品，流程如下:(l)TiO”中钛元素的化合价为价。TiCP十只能存在于强酸性溶液中，因为TiO?十易水解生成TiO2nH2O,写出水解的离子方程式：(2)向富含TiO"的酸性溶液中加入Na2co3粉末能得到固体TiO2nH2Oo请用化学反应原理解释：(3)NH4HCO3溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式为

该反应需温度在308K以下，其目的是低温度下进行。4、钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeOTiCh),含有少量MgO、CaO.SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4TisOi2和磷酸亚铁锂LiFePCU)的工业流程如下图所示：矿滤渣A沉淀TiO2溶液

(NHJTiQsLiOH

溶液沉淀

Ii2矿滤渣A沉淀TiO2溶液

(NHJTiQsLiOH

溶液沉淀

Ii2Ti5O15LkCOji 1—LiJi5O12敏感I J过滤液双氧水、磷酸沉淀D 1号叫Li2cO3、H2c2。4

烦烧LiFcPO4已知:FeTiCh与盐酸反应的离子方程式为:FeTiCh+4H'+4C「=Fe?十+TiOC142-+2H2Oo(1)化合物FeTiOs中铁元素的化合价是 o(2)滤渣A的成分是 。(3)滤液B中TiOCL?一转化生成TiO2的离子方程式是(4)反应②中固体TiO?转化成(NHGTisOis溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是(5)反应③的化学方程式是⑹由滤液D制备LiFePCU的过程中，所需17%双氧水与H2c2O4的质量比是理为:充电Li4TisOP+3LiFePO4 Li7TisOi2+3FePO4一■ 放电该电池充电时阳极反应式是 O解析(l)FeTiO3可表示为FeOTiCh,由此可知铁元素的化合价是+2。(2)FeTiO3>MgO、CaO均可以溶于盐酸，故滤渣中只有SiO?。⑹滤液D中含有Fe2+,由滤液D制备LiFePO4的过程中，Fe?+先被H2O2氧化,后乂被H2c2O4还原成Fe2+.H2C)2作氧化剂时1mol比。2得到21noi电子;H2c2O4作还原剂时，1molH2c2O4转化为CO2失去2mol电子，由于两个过程转移的电子数相同，所以H2O2与H2c2。4的物质的量之比为1:1,则所需17%双氧水34与H2c2。4的质量比是命：90=20:9o1I/O⑺阳极发生氧化反应，应是LiFePO」转化为FePCh。答案(1)+2(2)SiO2(3)TiOC142-+H2O=^=TiO2l+2H"+4Cr(4)温度过高时，反应物氨水(或双氧水)会受热分解(5)(NH4)2Ti5Oi5+2LiOH=Li2Ti5Oi51+2NH.vH2O(sE2NH3+2H2O)(6)20:9(7)LiFePO4一e=FePO4+Li+5、过氧化钙(CaO。难溶于水，在常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧气，因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面。下图是以大理石(主要杂质是氧化铁)等为原料制取过氧化钙(CaOj的流程。请回答下列问题：(1)操作①应包括下列操作中的°(填序号)A溶解B过滤C蒸储D分液E蒸发结晶（2）用氨水调节pH至8〜9的目的是⑶若测得滤液C中c（C0D=107mo：L/L,则C尸（填“是”或“不”）沉淀完全。[已知c（Ca"）Wl（）Tmol/L时即可视为沉淀完全;K”淀完全=4.96X10-9]（4）若在滤液C中，加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NHN03,则酸化后溶液中c（NH：）c（NO；）（填“2”、“W"、“<”、“〉”或“=”）。（5）操作②是：在低温下，往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应，一段时间后，再加入氢氧化钠溶液，当调节溶液pH至9〜11,才出现大量沉淀。写出该反应的化学方程式 ;用简要的文字解释用氢氧化钠调节pH至9〜11的原因（6）已知大理石含CaC03的质量分数为a，mg大理石可以制得ngCaO-请计算：CaCOs转化为CaO二过程中，Ca原子的利用率。【参考答案】（1）ABE（2分）（2）除去Fe"（2分）（3）是（2分）（4）<（2分）（5）CaCk+HQ^^CaOz+ZHCl或（CaCL+Ha+2NaOH=CaO"+2N&C1+2H2）（2分）；加入NaOH溶液使上述平衡向正反应方向移动，有利于CaO：：沉淀的生成（3分）25n（6）痂（2分）6、苯甲酸可用作食品的抑菌剂。工业上通过间接电合成法制备苯甲酸，工艺流程如下：CMSO工溶液、硫酸.I.气体.|电鲫池|浓缩.用短屐谓触度 . 他淋（1）电解池用于制备CnChZ。①阴极产生的气体是②电解时阳极附近发生的反应如下图所示。SCh?所起的作用是oII中反应的离子方程式是^（2）氧化池用于制备苯甲酸。①氧化池中起氧化作用的微粒是°②研究氧化池中的反应速率，实验结果如下：其它条件相同时反应时间加加产率/%1•不加乳化剂12075ii・加乳化剂（十二烷就磷政衲）6084实验结果不同的原因是二③氧化池中反应结束后，降温结晶，制得含甲苯的苯甲酸粗品。已知：甲不笨甲酸炮点-95.3X?122.4V涕点110.6C249.1r升华酒度loor水中溶解度25t：0.067g25rfO.34g结合表中信息，简述提纯苯甲酸的操作：苯甲酸粗品用NaOH溶液溶解后，—，洗涤干燥得到苯甲酸。⑶该合成技术的优点是实现了—（填化学式）重复利用，绿色环保。27.（13分）⑴①H?②i.催化剂ii・3s2O/+2C/t+7HzO=6S()「T-Crz()厂+E】「⑵①DT②乳化剂能使甲维在电解液中分散成细小的液滴，增大了接触if"积,反应速率加快③热镯除去甲米后，向水溶液中加入盐酸,过滤(3)Cr7(S()8).(3)向“沉铜”后的滤液中加入NaCICh溶液，写出滤液中的金属离子与NaCICh反应的离子方程式 O⑷温度、pH对铜、钻浸出率的影响如图2、图3所示：•** AQ0：：C：:［解析］往铜钻矿石中加入过量稀硫酸和Na2so3溶液，“浸泡”后溶液中含有Co2\Cu2\Fe2\Mg2\Ca2+,加入Na2sO3溶液主要是将C03+、F/+还原为Co2\Fe2+,“沉铜”后先加入NaCKh将Fe?+氧化为Fe3+,再加入Na2cO3溶液调节pH,可以使Fe3.沉淀，过滤后所得滤液A主要含有C02+、Mg2\Ca2\再用NaF溶液除去钙离子、镁离子，过滤后，向滤液B中加入浓Na2co3溶液使Co?-转化为CoCO3固体，向CoCO3固体中先加盐酸，再加草酸镀溶液得到二水合草酸钻，煨烧后制得CO2O3。(1)“浸泡”过程中可以加快反应速率和提高原料利用率的方法有升温、粉碎矿石、适当增加稀硫酸的浓度等。(2)Na2SO3具有较强的还原性，加过量的Na2so3溶液可将CoO(OH)、FezCh分别与硫酸反应得到的C03+和Fe3+还原为Co?-及Fe2\(3)由图1可知，“沉铜”后加入NaCKh溶液时，C02+并未被氧化，被氧化的是Fr+,反应的离子方程式为CIO,+6Fe2++6Hf=Cr+6Fe3++3H2O<>(4)①根据图2、图3可知，“浸泡”铜钻矿石的适宜条件是温度为65C〜75℃及pH为0.5〜1.5。②图3反映的是pH变化对铜、钻浸出率的影响，“浸泡”过程是利用H+和CoO(OH)、CoCO3>CuKOH)2co3发生反应以浸出金属离子，当pH逐渐增大时，H'的浓度减小，铜、钻浸出率降低。(5)CoC2O’2H2O在空气中高温般烧得到CO2O3的化学方程高温式为4CoC2O4-2H2O+3O2=^2Co2O3+8CO2+8H2Oo［答案］(1)升温、粉碎矿石、适当增加稀硫酸的浓度等(写出2种即可)(2)将C03+、Fe3+还原为Co?*、Fe2+(3)ClO?+6Fe2++6H+=Cr+6Fe3++3H2O(4)①温度为65c〜75℃、pH为0.5〜L5②pH升高后溶液中c(H十)下降，溶答案(1)+4TiO2+(n+1)H2O??TiO2-11H2O+2H(2)Na2co3消耗H'，c(H+)