高考化学复习大题增分专练(一)化学工艺流程

大题增分专练(一)化学工艺流程磷酸铁锂(LiFePO4)被认为是最有前途的锂离子电池正极材料。某企业利用富铁浸出液生成磷酸铁锂，开辟了处理硫酸亚铁废液的一条新途径。其主要流程如下：H2TiO3TiO2钛铁矿-zKNaClOH3PO4NHH2TiO3TiO2钛铁矿-zKNaClOH3PO4NH3-H2OL12CO3草酸褲II滤液FePCy.HO彳LiFePS已知：H2TiO3是一难溶于水的物质。钛铁矿用浓硫酸处理之前，需要粉碎，其目的是TiO2+水解生成H2TiO3的离子方程式是。加入NaClO发生反应的离子方程式是在实验中，从溶液中过滤出H2TiO3后，所得滤液浑浊，应如何操作。为测定钛铁矿中铁的含量，某同学取经浓硫酸等处理的溶液(此时钛铁矿中的铁已全部转化为二价铁离子)，采取KMnO4标准溶液滴定Fe2+的方法(不考虑KMnO4与其他物质反应)。在滴定过程中，若未用标准溶液润洗滴定管，则使测定结果(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)，滴定终点的现象滴定分析时，称取ag钛铁矿，处理后，用cmol/LKMnO4标准液滴定，消耗VmL，则铁元素的质量分数的表达式为。2•以含有Al2O3、Fe2O3等杂质的铬铁矿［主要成分为Fe(CrO2)2］为主要原料生产重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7・2H2O)的主要工艺流程如下：Na2Na2SO4已知：铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成Na2CrO4和一种红棕色固体，同时释放出CO2气体，且Al2O3+Na2CO3==^=QNaAlO2+CO2f。请回答：在铬铁矿Fe(CrO2)2中，Cr的化合价为。滤渣1的成分为，滤渣2的成分为

将滤渣1放入稀硫酸溶解后得溶液W,检验该溶液中金属离子的方法是。铬铁矿中的A12O3杂质在工业上可用来冶炼铝，该化学方程式为。根据有关国家标准，含CrO2-的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0X10-7mol/L以下才能排放。含CrO2-的废水处理通常有以下两种方法。沉淀法：加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀［K(BaCrO4)=1.2x10-10］，再加入可溶性TOC\o"1-5"\h\z4sp4硫酸盐处理多余的Ba2+。加入可溶性钡盐后的废水中Ba2+的浓度应不小于mol/L，后续废水处理方能达到国家排放标准。还原法：CrO2-――矾^Cr3+——水水Cr(OH)3。写出酸性条件下Cr。2-与绿矶在溶液中反应4h+34的离子方程式：。某高效净水剂是由K2FeO4得到的，工业上以溶液W、次氯酸钾和氢氧化钾为原料制备K2FeO4，该反应的化学方程式是。(2014.烟台模拟)某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染，设计如下工艺流程：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2开始沉淀的pH2.37.64.4完全沉淀的pH3.29.76.4比()2「调pH过滤TFe(()H)3一铁红Zk'uSOi溶液一CuCl酸浸后加入h2o2的目的是。调pH步骤中加入的试剂最好是(填化学式)。实验室进行过滤操作所用到的玻璃仪器有。煮沸CuSO4溶液的原因是。向CuSO4溶液中加入一定量的NaCl、Na2SO3，可以生成白色的CuCl沉淀，写出该反应的化学方程式：⑶CuCl产品中CuCl的质量分数大于96.50%为国家合格标准。称取所制备的CuCl样品0.250Og置于一定量的0.5mol・L-1FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol・L-1的Ce(SO4)2溶液滴定，到达终点时消耗Ce(SO4)2溶液24.60mL。有关的化学反应为Fe3++CuCl===F®++Cu2++C卜，Ce4++Fe2+===F^++Ce3+。通过计算说明该CuCl样品傾“符合”或“不符合”)国家标准。(4)25°C时，Ksp[Fe(OH)3]=4.0X10-38。Fe3+发生水解反应Fe3++3也0Fe(OH)3+3H+,该反应的平衡常数为。(2014.清远模拟)美日科学家因研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/活性炭催化剂长期使用，催化剂会被杂质(如铁、有机物等)污染而失去活性，成为废催化剂，故需对其回收再利用。一种由废催化剂制取氯化钯(PdClJ的工艺流程如下：废催化剂甲酸王水浓氨水盐酸甲酸在反应中的作用是(填“氧化剂”或“还原剂”)。加浓氨水时，钯元素转变为可溶性[Pd(NH3)4]2+,此时铁元素的存在形式是(写化学式)。王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比1：3混合而成的，钯在王水中溶解的过程中有化合物A和一种无色、有毒气体B生成。气体B的化学式为；经测定，化合物A由三种元素组成，有关元素的质量分数为Pd：42.4%,H：0.8%。则A的化学式为(4)700C“焙烧1”的目的是，550C“焙烧2”的目的是NiSO4・6H2O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等。可以电镀废渣(除含镍外，还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)为原料获得。工艺流程如下图：步骤一步骤二步骤三步骤四H2SO4NaaSI@n2hINaiCOiMl—SS—NiSO4-6H2O

请回答下列问题：用稀硫酸溶解废渣时，为了提高浸取率可采取的措施有任写一点)。向滤液中滴入适量的Na2S溶液，目的是除去Cu2+、Zn2+,写出除去Cu2+的离子方程式：⑶在40°C左右，用6%的H2O2氧化Fe2+,再在95°C时加入NaOH调节pH,除去铁和铬。此外，还常用NaClO3作氧化剂，在较小的pH条件下水解，最终生成一种浅黄色的黄铁矶钠［Na2Fe6(SO4)4(OH)12］沉淀除去。如图是温度-pH与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矶稳定存在的区域［已知25C时，Fe(OH)3的气=2.64x10-39］。下列说法正确的是(选填序号)。^200d1601208040°2468101214pH

温度-pH与生成沉淀的关系图FeOOH中铁为+2价若在25C时，用H2O2氧化Fe2+,再在pH=4时除去铁，此时溶液中c(Fe3+)=2.64X10-29mol/L用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+的离子方程式为6Fe2++C1O-+6H+===6F(3++Q-+3HO2工业生产中常保持在85〜95C生成黄铁矶钠，此时水体的pH为1.2〜1.8上述流程中滤液III的主要成分是。确定步骤四中Na2CO3溶液足量，碳酸镍已完全沉淀的简单实验方法是(6)操作I的实验步骤依次为(实验中可选用的试剂：6moLL-1的H2SO4溶液、蒸馏水、pH试纸)：①②蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得NiSO4・6H2O晶体；用少量乙醇洗涤NiSO4・6H2O晶体并晾干。答案1.解析：(1)粉碎矿石的目的是增大固体的表面积，加快化学反应速率。(2)TiO2+水解生成H2TiO3的离子方程式为TiO2++2H2O===H，TiO3；+2H+。(3)加入NaClO的目的是氧化Fe2+,反应的离子方程式为CIO-+2Fe2++2H+===2F少+C1-+也0。⑷若所得滤液浑浊，说明没有达到过滤的目的，应换上新的过滤器，将浑浊滤液重新过滤。(5)若未用标准溶液润洗滴定管，标准溶液浓度偏小，用量偏多，导致测定结果偏高。滴加最后一滴KMnO4标准溶液时，溶液变成紫红色，且在半分钟内不褪色，即说明滴定达到终点。滴定反应的离子方程式为MnO4+5Fe2++8H+===Mi?++5Fe3++4H2O，则铁的物质的量为5cVX10-3mol，28cV质量为0.28cVg，所以矿石中Fe元素的质量分数为％。a答案：(1)增大固体的表面积，加快化学反应速率TiO2++2H2O===HJiOj+2H+C1O-+2Fe2++2H+===2F^++Cl-+H2O换上新的过滤器，将浑浊滤液重新过滤偏高滴加最后一滴KMnO4标准溶液，溶液变成紫红色，且在半分钟内不褪色28心%a解析：本题所用原料为含有杂质A12O3、Fe2O3的铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2]，在制取过程中要除掉Al2O3和Fe2O3，观察题给工艺流程及已知信息知，煅烧后产物为CO2、Na2CrO4、NaAlO2和Fe2O3，所以滤渣1为Fe2O3，滤渣2为A1(OH)3。(1)根据正、负化合价代数和为零知，在Fe(CrO2)2中,Cr的化合价为+3。⑵滤渣1为Fe2O3,滤渣2为A1(OH)3。⑶将滤渣1放入稀硫酸中生成硫酸铁，检验Fe3+可用硫氰化钾溶液。(4)工业上电解熔融氧化铝得到单质铝，即2Al2O3====^4Al+3O2(5)①Ksp(BaCrO4)=c(Ba2+).c(CrO4-)=1.2x10-10,又c(CrO2-)=5.0x10-7mol/L,故c(Ba2+)=2.4x10-4mol/L,即加入可溶性钡盐后的废水中Ba2+的浓度应不小于2.4X10-4mol/L。②在酸性条件下，CrO2-和Fe2+发生氧化还原反应：CrO]-+3Fe2++8H+===CP++3Fe3++4H2O。(6)反应物为Fe2(SO4)3、KClO、KOH,生成物为K2FeO4、KCl、K2SO4和H2O,故Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH===2兀FeO4+3K2SO4+3KCl+5H2O。答案:(1)+3⑵Fe2O3Al(OH)3(3)取少量溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红，证明有Fe3+(其他合理答案也可)(4)2Al2O3====mAl+3O2f(5)①2.4X10-4②CrO]-+3Fe2++8H+===CP++3Fe3++4H2O(6)Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH===2鸟FeO4+3K2SO4+3KCl+5H2O解析：(1)为了不引入新杂质，调节pH的试剂最好是能与硫酸反应的含有Cu的化合物，如CuO、CuCO3或Cu(OH)2等。⑵利用加入试剂的性质可知Cu2+被还原为Cu+,SO2-被氧化为SO]-，由此可写出反应的方程式。(3)利用题中已知反应可得关系式：CuCl〜Ce(SO4)2，故CuCl样品中CuCl的质量分数为(0.1000mol・L-1X0.02460LX99.5g・mol-1片0.2500gX100%=97.91%>96.50%,故产品符合国家标准。(4)常温下，该水解反应的平

衡常数K=c3(H+)/c(Fe3+)=c3(H+)•c3(0H-)/c(Fe3+)•c3(0H-)=KW/Ksp[Fe(OH)3]=10-42/(4.0X10-38)=2.5X10-5。答案：(1)将Fe2+氧化成Fe3+,便于调整pH与Cu2+分离CuO[或Cu(OH)2、CuCO3等]漏斗、烧杯、玻璃棒除净溶液中的H2O2，避免影响下一步CuCl的生成2CuSO+2NaCl+NaSO+HO===2CuCl；+2NaSO+HSO,42322424符合(4)2.5X10-5解析：⑴根据框图上的信息可知，加入甲酸后PdO转化成了Pd,则甲酸的作用是还原剂。⑵铁元素被王水氧化后的价态一定是+3价，在加浓氨水后转化为Fe(OH)3。0.8:424：5681：106：35.5(3)王水中的硝酸被还原后生成的无色、有毒气体应该是NO,0.8:424：5681：106：35.5=0.8：0.4：1.6=2：1：4,故化合物A的化学式为H2PdCl4。⑷根据信息可知，废催化剂中除了含有钯元素之外，还含有活性炭、铁、有机物等杂质，活性炭和有机物可以通过焙烧除去，故700°C“焙烧1”的目的是除去活性炭和有机物；550C“焙烧2”的对象是Pd(NH3)2Cl2，产物是PdCl2，故550C“焙烧2”的目的是脱氨或将Pd(NH3)2Cl2转变为PdCl2。答案：(1)还原剂(2)Fe(OH)3①NO②H2PdCl4除去活性炭及有机物脱氨[或将Pd(NH3)2Cl2转变为PdCl2]解析：⑴提高浸取率可采取将废渣粉碎、加热、搅拌以及增大硫酸浓度等措施。K[Fe(OH)](3)FeOOH中铁是+3价，a错误。pH=4，c(OH-)=1X10-10moLL-1,c(Fe3+)=sC3^qh)3=2.64X10-9mol・L-1,b错误。c项符合电荷守恒、得失电子守恒等守恒关系，也符合反应的酸碱性，正确。观察