化学解答题练习（五）原卷版-2021年高考化学解答题专练（元素化合物与工艺流程）

化学解答题练习(五)原卷版

1.新能源汽车的核心部件是锂离子电池，常用磷酸亚铁锂(LiFePO。作电极材料。对LiFePC»4

废I日电极(含杂质A1、石墨粉)回收并获得高纯Li2c。3的工业流程图：

资料：碳酸锂在水中溶解度:

温度/℃020406080100

溶解度/g1.541.331.171.010.850.72

(1)”过程『除研磨粉碎外，请再写出一种可以提高过程ii溶解速率的措施:

(2)“过程ii”加入足量NaOH溶液的离子反应方程式是。

(3)“过程iii”采用不同氧化剂分别进行实验，均采用Li含量为3.7%的原料，控制pH为

3.5,浸取1.5h后，实验结果如表所示:

序号酸氧化剂浸出液Li.浓度(g/L)滤渣中Li含量/%

实验1

HC1H2O29.020.10

实验2

HC1NaC1039.050.08

实验3

HC1O27.050.93

①实验2中，NaCICh与盐酸反应生成黄绿色气体，大大增加了酸和氧化剂的用量，该反应

的离子方程式为。

②“过程iii”得到的浸出液循环两次的目的是。

(4)浸出液中存在大量H2P。4.和HPO),已知：H2Po产HPO；+H+,HPO”PO*H+,

结合干衡核利原理，解释“过程iv”得到磷酸铁晶体的原因：―。

(5)“过程v”中，若“沉锂”中c(Li+)=1.0moLL“,加入等体积饱和Na2cCh溶液(浓度约为

1.78mol/L),此时实验所得沉锂率为—(已知Li2c。3的Ksp为9.0x10")。

(6)简述“过程vi”的操作：。

2.经检测某工厂的酸性废水中所含离子及其浓度如下表所示：

离子Fe3+Cu2+SO；Na+H+

浓度/(mol/L)2x1O-2IxlO-2IxlO-12x1O-2

(1)c(H+)=mol/Lo

(2)为了减少污染并变废为宝，工程师们设计了如下流程，回收铜和绿矶(FeSCU-7H2O)。

①工业废水中加入铁粉后，反应的离子方程式依次为：。

②试剂B的化学式是«

③通过检验溶液D中Fe来判断废水中Fe3*是否除尽，实验方法是。

④上述100L废水经处理，可获得FeSOr7H2O的物质的量是mol。

⑤由制得的绿研品体配制50mL1mol/L溶液时，需要用托盘天平称量绿矶晶体以下实验操

作，会导致所配溶液浓度偏高—。

a用托盘天平称量绿矶晶体时，用到游码，且将祛码放在左盘，药品放在右盘

b转移时，有液体溅出

c最后一次转移后，发现液体超过刻度线，倒出多余部分

d定容时，俯视刻度线

⑥在含有4molFeSCU的溶液中加入4molNa?。?现象是;已知反应物恰好完全反应且

反应转移6moi电子，发生反应的总的离子方程式为：。

3.工业上利用软镒矿(主要成分MnCh、还含Fe、Al、Mg、Zn、Ca、Si等元素)与纤维素制

备MmCh,工艺如下图所示。

收段灯雄素C«co,NII,：此0%丁

71717T21"JL

*1muT中利卜冷化—沉u———Ag

液

论

泣3

注

(1)利用纤维素"酸浸”相较于FeS?酸浸法，除了原料来源丰富、成本低廉、耗能低外还有

的优点是(填两点)。

(2)“酸浸”时，由纤维素水解得到的葡萄糖与软镒矿反应。完成葡萄糖与软镒矿反应的离

2+

子方程式：C6Hi2O6+12MnO2+=12Mn+6CO2t+D。

(3)“中和”时，相关离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子Fe,eAIJ,Mg14ZnJ,Mn"

开始沉淀的pH1.53.08.96.08.1

沉淀完全的pH2.84.710.98.010.1

“中和”的目的是使(填离子符号)完全沉淀。

(4)“净化”时，加入Na?S、NH4F是为了将Z/、Mg?+转化为ZnS和MgF?沉淀除去，还

能除去(填元素符号)。

⑸“沉铲时，主要生成Mn(0H)2和MngH)2so4沉淀，其中生成Mn(0H)2的离子方程式

为。

(6)“氧化”时，氧化时间对产品中的铳含量及溶液pH的影响如下图。最佳的氧化时间为

min；下列说法正确的是。

>

B

=-

-

3

R

A

£:

A.前15min,主要发生的反应是6Mn(OH)2+O2=2Mn3C>4+6H2O,pH下降较慢

B.15-150min,主要发生的反应是3Mn2(OH)2so4+。2=2乂11304+6《+3sopH下降较快

C.150min之后，pH趋于稳定，则Mm(OH)2so4已完全氧化

D.250min后，继续通O2,可能氧化生成M112O3及MnO?，使产品中的镒含量下降

4.如图所示，NaCl是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质。以下是钠法(液氨法)制

备NaN3的工艺流程：

电解

(1)工业可通过电解熔融NaCl制得金属钠，请写出电解时阳极的电极反应式：—。

(2)用电子式表示Nh分子的形成过程—。

(3)工业上在210-220℃合成NaW，请写出该合成反应的化学方程式。

(4)NaW是一种易溶于水、有爆炸性的白色固体，销毁NaN3可用NaClO溶液，该销毁反

应的离子方程式为一(Nj被氧化为N2)»

(5)生成过程中产生的Cb、出用途广泛，其中可用于生产高纯硅。

SiChC粗硅SiCU高纯硅

腐1温

①硅元素位于周期表第一周期一族O

②SiO2熔点1723℃,质地硬而脆；SiC14常温下为液体，易挥发。请根据性质推断Si02属于

一晶体，SiC14晶体微粒间的作用力为一。

5.用Zn(主要含有Fe、Al、Pb杂质)和硫酸来制取比，利用制氢废液制备硫酸锌晶体

(ZnSO4-7H2O),AI2O3和FezCh，流程如下：

调节

ZnSO-7HjO

ffl4

.液pH=5.2

-

废_

液-AljOj

滤

.渣

一

红色®(料

已知A产、Fe3\Zi?+的氢氧化物完全沉淀的pH分别为5.2、4.1和8.5,ZnSO#7H2。晶体

易溶于水，易风化。回答下列问题：

(1)下列操作或描述正确的是。

A.操作②，调节pH=5.2的目的是防止Zi?+水解

B.操作①的目的之一是将Fe?+氧化为Fe?+

C.为得到干燥的ZnSO#7H2。产品，可以用酒精洗干

D.加热浓缩ZnS04溶液出现极薄晶膜时，要停止加热

E.操作③，用玻璃棒在过滤器上搅拌以加速沉淀的洗涤

F.操作③，滤液中的溶质主要是A12（SC）4）3

（2）写出操作③的反应离子方程式：o

（3）选出在培养规则ZnSO:7H2。大晶体过程中合理的操作并排序。

①迅速降至室温

②用玻璃棒摩擦器壁

③配制90℃的ZnSO4-7H2O溶液

④自然冷却至室温

⑤选规则明矶小晶体并悬挂在溶液中央

⑥配制高于室温10~20℃的ZnSOr7H2。饱和溶液

（4）某同学用抽滤的方法得到ZnSO#7H2。。抽滤过程中洗涤沉淀的具体操作是

（5）为判断硫酸锌晶体是否有Fe3+残留，请设计实验方案。

6.工业上常采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3,FeO、A12O3和SiO2,不考

虑其他杂质）制取七水合硫酸亚铁（FeSO#7H2O）,设计工艺流程如图：

试剂X调'I；溶液pH

滤渣1灌灌2

（1）酸浸时溶解烧渣应选用的酸是（填酸的名称）。检验酸浸后的浸出液中含有Fe"

可用（填试剂的化学式）溶液。

（2）试剂X常选用S02,写出“还原”过程中发生反应的离子方程式o

（3）下表中列出了一些氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时所需溶液的pH,则流程中调节溶液

pH的范围为>pH>.

氢氧化物开始沉淀时的pH沉淀完全时的pH

A1(OH)34.15.4

Fe(OH)32.23.5

Fe(OH)27.59.5

（4）从分离出滤渣2后的滤液中得到产品FeSO4-7H2O,应进行的操作依次是、

、过滤、洗涤、干燥。

（5）七水合硫酸亚铁在医学上常用作补血剂。某课外小组通过以下实验方法测定某补血剂

中亚铁离子的含量。

步骤I：取10片补血剂样品除去糖衣、研磨、溶解、过滤，将滤液配成250mL溶液；

步骤H：取上述溶液25mL于锥形瓶中，加入少量稀硫酸酸化后，逐渐滴加0.0100mol/L的

KMnO4溶液，至恰好完全反应，记录消耗的KMnO4溶液的体积（假定药品中其他成分不与

KM11O4反应）;

步骤III：重复“步骤11”2〜3次，平均消耗KMnO4溶液20.00mL。

①步骤I中配制溶液时需要的玻璃仪器除烧杯、量筒、胶头滴管外，还需要、

②该补血剂中亚铁离子的含量为mg/片。

7.某化学小组用部分氧化的FeSO』为原料，以萃取剂X（甲基异丁基甲酮）萃取法制取高

纯氧化铁（Fe?03），并进行铁含量的测定。主要操作步骤如下：

已知：①在较高的盐酸浓度下，Fe3+能溶解于甲基异丁基甲酮，当盐酸浓度降低时，该化合

物解离。

②3DDTC-NH4+Fe"=（DDTC）3-Fe1+3NH：。

请回答下列问题：

（1）写出加入试剂a发生反应的离子方程式。

（2）溶液中加入萃取剂X,转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞振摇，振摇几次后需打开分液

漏斗的—放气；为提高萃取率和产品产量，实验时应进行的操作是。

(3)可作反萃取的萃取剂Y的最佳试剂是(填试剂名称)―o

(4)操作A为、、。产品处理时，温度对产品的纯度有很大影响。已知

温度对产物纯度的影响如图所示，则温度最好控制在______

(5)现准确称取4.000g样品，经酸溶、还原为Fe2\在容量瓶中配成100mL溶液，用

(填仪器名称)移取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.1000mol/L的KzCnCh溶液进行滴定，

消耗KzCnCh溶液20.60mL。产品中铁的含量为(假设杂质不与KzCnO?反应)。

8.铝是人体必须的微量元素之一，在电子行业有可能取代石墨烯，其化合物铝酸钠晶体

(Na2MoO4-2H2O)可制造阻燃剂和无公害型冷水系统的金属抑制剂。由铝精矿(主要成分

MOS2,含少量PbS等)制备铝及铝酸钠晶体的部分流程如下：

空气Na：C03溶液沉淀剂

f晶T洱<Xg)

强吗同譬>'也噌*属铝

(1)焙烧时，下列措施有利于使铜精矿充分反应的是(填序号)。

a增大空气的进入量b将矿石粉碎c采用逆流原理

(2)焙烧过程中，每生成ImolMoOs，转移电子数目为。

(3)写出“碱浸”过程中反应的离子方程式。

(4)经“结晶”过程可得到铝酸钠晶体的粗品，要得到纯净的铝酸钠晶体，题中方框内需要

进行的操作是。

(5)焙烧铜精矿所用的装置是多层焙烧炉,如图为各炉层固体物料的物质的量的百分组成。

①图像中纵坐标*=

②焙烧炉中也会发生M0S2与MoC）3反应生成MOO2和S02的反应，该反应的化学方程式为

。每生成标准状况下11.2LSO2,消耗氧化剂的物质的量为.

9.某实验室废液含NH：,Na+,Fe3*,Cr3+,SO：等离子，现通过如下流程变废为宝制备

K2Cr2O70

g一

KOlH液

实验1

r

废液=

滤

M

已知：（a）2CrOj（黄色）+2H+Qpa橙色）+旦0

Cr3++6NH3=[Cr（NH3）6『（黄色）

（b）金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表。

pH

金属离子

沉淀沉淀

Fe3+2.73.7

a"4.96.8

BC

请回答：

（1）如在试管中加入少量（NH4）2CnO7固体，滴加足量浓KOH溶液，振荡、微热，观察到

的主要现象是：。

(2)某同学采用纸层析法判断步骤①加入KOH的量是否合适。在加入一定量KOH溶液后,

用毛细管取样、点样、薄层色谱展开、氨熏后的点如图所示。加入KOH最适合的实验编号

是(上图ABC中选择，实验顺序已乱),C的斑点颜色为

(3)步骤②含Cr物质发生的主要反应的离子方程式为=

(4)在下列装置中，步骤②应选用实验装置是。(填标号)

(5)部分物质的溶解度曲线如图2,步骤⑤可能用到下列部分操作:a.蒸发至出现大量晶体，

停止加热;b.冷却至室温;c.蒸发至溶液出现晶膜，停止加热;d.洗涤;e.趁热过滤;f.抽滤。请选择

合适操作的正确顺序o

(6)步骤⑤中合适的洗涤剂是(“无水乙醇”、“乙醇-水混合液”、“热水”、

“冰水”)，粗产品进一步提纯的方法是。

(7)取mg粗产品配成250mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，用cmol.L」的

(NH_,)2Fe(SO4)2标准溶液滴定(杂质不反应)，消耗标准(NH4)2Fe(SC)4)2溶液VmL,则

该粗产品中K2Cr2O7的纯度为。(K2Cr2O7的式量:294)

10.纯碱是玻璃、制皂、造纸、纺织和漂染等工业的基本原料。

I.世界最早工业生成纯碱的方法是路布兰(N.Leblanc)法，其流程如图：

r———।浓H、SOd小木炭、石灰石---------

N