化学解答题练习（四）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(四)原卷版

1.澳酸镉［Cd(BrO3)2］常用做分析试剂、生产荧光粉等.以镉铁矿(成分为CdCh、Fe2Ch、FeO

及少量的ALCh和SiCh)为原料制备［Cd(BrO3)2］的工艺流程如图：

稀成酸CHjOHH2a溶液K2c6溶HBrOj

速治2戒液

已知Cd(SO4)2溶于水，回答下列问题：

(1)为提高镉的浸取率，酸浸时可采取的措施有_(任写两种即可)。

(2)还原镉时，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，发生的离子反应方程式为一。

(3)加入H2O2溶液的目的是_。

(4)滤渣2的主要成分为一(填化学式)

(5)已知镉铁矿中CdCh的含量为72%,整个流程中镉元素的损耗率为10%,则2t该镉铁

矿可制得Cd(BrO3)2(摩尔质量为368g/mol)质量为_kg。

2.某油脂厂废弃的油脂加氢银催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不

溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的银制备硫酸镁晶体(NiSOh7H2O)：

NaOH溶液稀H?SO,H?。?溶液NaOH溶液

滤液①滤渣②滤渣③

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：

金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+

开始沉淀时(c=0.01moLLT)的pH7.23.72.27.5

沉淀完全时(c=1.0xl(f5mol.LT)的pH8.74.73.29.0

回答下列问题：

(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”

调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式o

(2)“滤液②”中含有的金属离子是o

(3)“转化”中可替代H2O2的物质是o若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，

即“滤液③”中可能含有的杂质离子为

NaOU溶液H,0：溶液

滤渣③

3.实验室模拟工业上用铝污泥(含有CnCh、Fe2O3,SiC)2等)制备KzCnO的工艺流程如下:

浓盐酸KOH溶液HzOz溶液

铝污泥一酸浸一►溶液一KCrOz溶液-KzCrO,溶液——4KzCrQ,晶体

灌液1浓淡2

已知：①Cr(OH)3不溶于水，与Al(0H)3类似，具有两性;

②酸性条件下，H2O2可将+6价的Cr还原为+3价的Cr：

③+6价的Cr在溶液pH<5时，主要以Cr2。歹的形式存在：在pH>7时，主要以CrOf的形

式存在;

④部分物质溶解度曲线如图所示:

(

O

X

M

0

0

-

)

速

翼

坡

(1)用KOH调节pH至11-12的目的是。

(2)写出加入30%比。2过程中发生的离子反应方程式：—。

(3)流程中KKrC)4溶液含有少量过氧化氢，经过多步处理制得K2Cr2O7晶体。请补充完整

由K2CrCh溶液为原料制备LCnCh晶体的实验方案：取一定量流程中的KzCrOa溶液于烧杯

中，一,一,一,过滤、冰水洗涤及干燥。(实验中必须使用的试剂：稀盐酸)

(4)铁明矶［ALFe(SO4)4-24H2。］在空气中能被氧气氧化，久置后生成盐A,盐A的化学式

为ALFe(OH)x(SO4)4-24H2O。为确定盐A的化学式，学习小组进行如下实验：

①取一定质量的盐A样品溶于足量的稀硫酸中，将溶液分为两等份。

②其中一份与酸性KzCnCh溶液充分反应(反应后C^O于被还原成CB),消耗浓度为

0.3000mol-L-'的KzCrzO溶液25.00mL；

③往另一份溶液中加入足量稀氨水，在空气中微热并搅拌使之充分反应，待沉淀不再变化后

过滤，将沉淀洗涤并充分灼烧后称量，得9.10g干燥固体粉末。

通过计算确定x的值—（写出计算过程）。

4.二草酸合铜（II）酸钾晶体{K2[CU（C2O4）2J-2H2O},微溶于冷水，可溶于热水，微

溶于酒精，干燥时较为稳定，加热时易分解。

（I）用氧化铜和草酸为原料制备二草酸合铜（II）酸钾晶体的流程如下:

轼化铜一

混介50TC过渡

淀液一产品

去离子水一Kg加热

0酸KHC。溶液一।

微热

力口热

=

已知：H2C2O4^=COt+CO2t+H2Oo回答下列问题:

（1）将H2c2。4晶体加入去离子水中，微热，溶解过程中温度不能太高，原因是。

（2）将CuO与KHC2O4的混合液在50℃下充分反应，该反应的化学方程式为。

（3）50℃时，加热至反应充分后的操作是（填字母）。

A放于冰水中冷却后过滤B自然冷却后过滤C趁热过滤D蒸发浓缩、冷却后过滤

（II）以CUSO#5H2。晶体和K2c2。4固体为原料制备二草酸合铜（II）酸钾晶体。

实验步骤：将CuSO4-5H2O晶体和K2c2。4固体分别用去离子水溶解后，将K2c2。4溶液逐

滴加入硫酸铜溶液中，有晶体析出后放在冰水中冷却，过滤，用酒精洗涤，在水浴锅上炒干。

炒时不断搅拌，得到产品。

（4）用酒精而不用冷水洗涤的目的是

（III）产品纯度的测定：准确称取制得的晶体试样ag溶于NH3H2O中，并加水定容至

250mL,取试样溶液25.00mL,再加入10mL的稀硫酸，用bmol-L」的KMnCU标准液滴

定，消耗KMnCU标准液VmL。

（5）滴定时，下列滴定方式中，最合理的是（填字母）。（夹持部分略去）

（6）若在接近滴定终点时，用少量蒸播水将锥形瓶内壁冲洗一下，再继续滴定至终点，实

验结果会（填“偏大’偏小”或“无影响”）。

5.锂离子电池是目前具有最高比能量的二次电池。LiFePCU可极大地改善电池体系的安全

性能，且具有资源丰富、循环寿命长、环境友好等特点，是锂离子电池正极材料的理想选择。

生产LiFePCh的一种工艺流程如图：

氨水调pH=2.0〜3.0

磷酸和

硝酸铁溶液

ivm

15

已知：①K、p[Fe(OH)3]=4.0xlO印，KsP(FePO4xH2O)=1.0x10»

②葡萄糖分子式为C6Hl2。6

回答下列问题：

(1)在合成磷酸铁时，步骤I中pH的控制是关键。如果pH<1.9,Fe3+沉淀不完全，影响

产量；如果pH>3.0,则可能存在的问题是。

(2)步骤H中，洗涤是为了除去FePO#xH2O表面附着的等离子。

(3)取三组FePO’xbhO样品，经过高温充分煨烧测其结晶水含量，实验数据如下表：

实验序号123

固体失重质量分数/%19.920.120.0

样品起始质量-乘I］余固体质量

固体失重质量分数=样品起始质量P"

则*=(精确至0.1)。

(4)步骤HI中研磨的作用是o

(5)在步骤W中生成了LiFePO4、CO2和H2O,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为

(6)H3P是三元酸，如图是溶液中含磷微粒的物质的量分数(3)随pH变化示意图。则PO

『第一步水解的水解常数K,的数值最接近(填字母)。

A.10-12.4B.10-L6C.10-72D.10-4.2

6.以黄铁矿制硫酸产生的硫酸渣（含Fe2O3、Fe3CU、SiO2>AI2O3等）为原料制备纳米铁粉的

部分工艺流程如下：

滤渣滤液

（1）“酸溶”过程中H2s04过量的目的是。

（2）“沉淀”过程中空气参与反应的离子方程式为。

（3）为了确保纳米铁粉的纯度，“沉淀”过程需要调节溶液的pH的范围是3.2~3.5,其原因可

能是。

（4）“还原”过程中加入NaBHq时,要同时通入氮气并不断搅拌，通入氮气的作用为—。

（5）利用纳米铁粉可去除水体中的重金属Pb?+,中性条件下去除率最高，而酸性或碱性条件

下去除率均有明显下降，如下图。

①酸性条件下，去除率下降的原因是。

②碱性条件下去除率下降的原因可能是一（填字母）。

a.纳米铁粉在碱性条件溶解

b.Pb?+在碱性条件生成沉淀

Pb2+在碱性条件生成的沉淀又被碱溶解

7.二氧化饰(CeO?)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废

玻璃粉末(含Si。？、Feq-CeO2,FeO等物质)。某课题组以此粉末为原料，设计如下流

程对资源进行回收，得到纯净的和硫酸铁钱晶体。

硫酸筱

-

废

玻

粉

末

滤液3

已知：CeC)2不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液。

回答下列问题：

(1)废玻璃粉末与稀硫酸充分反应后，过滤要用到的玻璃仪器有玻璃棒、；“操作X”

是将溶液1、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁镀晶体。

(2)向滤液1中加入稀硫酸、H2。？溶液的目的是。滤渣1中加稀硫酸和溶液发生

反应的离子方程式为。

(3)要证明滤液1中含有Fe?+,可选用的试剂为o

(4)由滤液2生成Ce(OH)4的离子方程式为.

(5)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.531g，加硫酸溶解后，用浓度为0.1000mol-L?

的FeSO4标准溶液滴定至终点时作市元素被还原为Ce，+)，消耗25.00mLFeS04标准溶

液.该产品中Ce(OH%的质量分数为(结果保留两位有效数字)。

8.二氧化铀(CeCh)是一种重要的稀土化合物。以氟碳铀矿(主要含CeCChF)为原料制备CeO2

的一种工艺流程如图：

CeO2

(I)CeCO3F中Ce元素的化合价为。

(2)酸浸过程中的盐酸可用稀硫酸和H2O2替换。写出替换后的反应的离子方程式

替换的优点有(写一点即可)。

(3)生成Ce(0H)4的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

-1

(4)取上述流程中得到的CeCh产品0.4500g,加硫酸溶解后，用0.1000mol-LFeSO4

标准溶液滴定至终点时(Ce4+被还原为Ce3+,其它杂质均不反应)，消耗22.50mL标准溶液。

则该产品中CeCh的质量分数为。

(5)CeCh是汽车尾气净化催化剂中最重要的助剂，工作原理如图所示。写出该过程的总反

应的化学方程式。

9.碘酸钙［Ca(IO3)2］是重要的食品添加剂。实验室制取Ca(IO3»H2O的实验流程如图:

HQ<1：

1_1__

“的CCL溶清一""样化—»分离--水层——C.I62HQ

CCL

已知：碘酸是易溶于水的强酸，不溶于有机溶剂。

(1)转化步骤是为了制得碘酸，该过程在图1所示的装置中进行。

图I

①当观察到现象时，停止通入氯气

②转化时发生反应的离子方程式为

(2)除去HI03水溶液中少量12单质的实验操作为直至用淀粉溶液检验不出碘单

质的存在。

已知：①Ca(IO3)2-6H2O是一种难溶于水的白色固体，在碱性条件下不稳定。

②Ca(IO3)2-6H2。加热升温过程中固体的质量变化如图2所示

二

&

5

±

亘

与

菱

图2

(3)Ca(IO)3・6H2。在100〜160℃条件下加热得到的物质成分是

(4)下列说法正确的是

A.转化过程中CC14的作用只是增大12的溶解量，提高12的利用率

B.为增大转化过程的反应速率，可适当加快通C12的速度

C.以除碘后的水层为原料，加入过量的Ca(OH)2溶液，过滤，洗涤可得到Ca(IO3)2-6H2O

D.对已除碘后的水层为原料得到的沉淀Ca(IO3)2・6H2O进行洗涤，洗涤沉淀至洗涤后滤液

滴加AgNCh溶液不再有沉淀产生

10.研究人员从处理废旧线路板后的固体残渣(含SnO2、PbCh等)中进一步回收金属锡(Sn),

一种回收流程如下。

焦炭

已知：i.5°Sn、82Pb为IVA族元素；

ii.SnO?、PbCh与强碱反应生成盐和水。

（DSn在空气中不反应,Pb在空气中表面生成一层氧化膜,结合原子结构解释原因

（2）SnCh与NaOH反应的化学方程式为。

（3）滤液1中加入Na2s的目的是除铅，将相关方程式补充完整：

Na2Pb