高三高考化学二轮复习微专题练习+基于流程分析的物质确定与转化原理

高三高考化学二轮复习微专题练习基于流程分析的物质确定与转化原理1.[2023·湖北师大附中二模]金属铼(Re)广泛应用于国防、石油化工以及电子制造等领域,铼可通过还原高铼酸铵(NH4ReO4)制备。以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)制取高铼酸铵的流程如图所示。回答下列问题:(1)为了提高“焙烧”过程的效率,可以采取的措施为

(回答任意两点)。

(2)“焙烧”过程加入生石灰,有效解决了SO2的危害,则ReS2转化为Ca(ReO4)2的化学方程式为。

(3)“浸渣”的主要成分为。

(4)“萃取”机理为R3N+H++ReO4-R3N·HReO4,则“反萃取”所用试剂X为。(5)NH4ReO4经过高温氢气还原即可获得铼粉,该反应的化学方程式为。

2.[2023·湖北部分重点中学模拟]利用废旧锡铬合金(含Sn、Cr、SnO、Cr2O3和少量Pb)回收锡并制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程如下:已知:①“熔融氧化”中,氧化产物为Na2CrO4,还原产物为NaNO2;②2CrO42-+2H+Cr2O72回答下列问题:(1)“热溶”时发生的非氧化还原反应的离子方程式为;加快“热溶”速率的措施有(任写2条)。

(2)“溶渣”的主要成分为(填化学式)。

(3)“调pH2”的作用是

。

(4)“熔融氧化”反应的化学方程式为,实验室中该操作可在(填字母)中进行。

A.蒸发皿 B.铁坩埚 C.石英坩埚 D.烧杯3.[2023·皖豫名校大联考]SbCl3可用于红外光谱分析用溶剂、显像管生产等。以某矿渣(主要成分为Sb2O3,含有少量CuO、As2O3等杂质)为原料制备SbCl3的工艺流程如图所示:已知:①Sb属于第ⅤA族元素,主要化合价为+3、+5价。②常温下,Ksp(CuS)=6.3×10-36。③As2O3微溶于水、Sb2O3难溶于水,它们均为两性氧化物;SbOCl难溶于水。④次磷酸(H3PO2)为一元中强酸,具有强还原性。回答下列问题:(1)滤渣1的主要成分是SbOCl,为了提高锑的利用率,将滤渣1用氨水浸取使其转化为Sb2O3,写出该反应的离子方程式:。

(2)除砷时,NaH2PO2的氧化产物为H3PO4。①NaH2PO2的化学名称为。H3PO4中磷原子的杂化类型为。

②除砷过程中生成As的化学方程式是

。

(3)电解SbCl3溶液时,被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为3∶2,则电解方程式为。

4.钛及其合金广泛用于航空航天,有“空中金属”之称,可溶于较浓盐酸。学习小组以高钛渣(含CaTiO3、FeTiO3和少量MgO、Fe2O3和SiO2)为原料制备单质钛的工艺流程如下:回答下列问题:(1)“筛分”的目的为

;

浸渣的主要成分为(填化学式)。

(2)“转化”工序加入铁粉的目的为

;“结晶”操作不能控制温度过高的原因为

。

(3)“水解”时发生主要反应的离子方程式为

。

(4)“热还原”时,需要在氩气氛围下进行的原因为。

(5)试剂X适合选用(填标号)。

A.浓盐酸 B.稀盐酸 C.NaCl溶液 D.NaOH溶液5.[2023·江西九江模拟]二氧化铈(CeO2)常用于玻璃添加剂,还可用在化妆品中起到抗紫外线的作用。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质),某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下:(1)步骤①过滤过程中使用的玻璃仪器主要有,滤渣A的主要成分为。

(2)第②步反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

(3)第④步反应的化学方程式为,该步骤中洗涤滤渣的方法是。

(4)工业上以CeCl3·7H2O为原料制备无水CeCl3,流程如下:CeCl3·7H2OCeCl3制备过程中,如直接加热CeCl3·7H2O会发生反应生成CeOCl,该反应的化学方程式为,加NH4Cl能够减少CeOCl的生成,其原因为

(用化学方程式表示)。6.[2023·湖北部分名校联考]MoO3是生产含钼催化剂的重要原料。以钼精矿(主要成分是MoS2,还含有FeS2、CuS、ZnS、CaCO3和SiO2等杂质)为原料制备MoO3的工艺流程如图所示。回答下列问题:已知:①“焙烧”的含钼产物有MoO3、Fe2(MoO4)3、CuMoO4和ZnMoO4;②“滤液1”中主要的阳离子有[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+和NH4③Ksp(CuS)=6.0×10-36;④[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3的平衡常数K=5.0×10-14。(1)MoS2发生“焙烧”时转化成MoO3的化学反应方程式为。

(2)“滤渣1”的主要成分是SiO2、、、Fe(OH)3、Fe2(MoO4)3。已知Fe2(MoO4)3能溶于氨水,但“滤渣1”中仍存在Fe2(MoO4)3的原因是

。

(3)“除杂”加入适量(NH4)2S的目的是

。

请计算[Cu(NH3)4]2++S2-CuS↓+4NH3的平衡常数K'=(计算结果保留一位小数点)。

写出四钼酸铵[(NH4)2Mo4O13·2H2O]“焙解”的化学方程式:

。

参考答案基于流程分析的物质确定与转化原理1.(1)适当升高温度,将钼精矿粉碎,增大空气通入量(任答两点)(2)4ReS2+10CaO+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4(3)CaSO4(4)氨水(5)2NH4ReO4+7H22Re+8H2O+2NH3[解析]钼精矿在空气中焙烧,硫元素转化成二氧化硫,二氧化硫与生石灰、氧气反应生成硫酸钙,铼元素转化成Ca(ReO4)2,钼元素转化成CaMoO4,加入硫酸、软锰矿,硫酸钙属于微溶物,过滤,得到浸渣CaSO4,加入氨水和生石灰,得到NH4ReO4,然后过滤,通过萃取和反萃取、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。(1)为了提高“焙烧”过程的效率,可以适当升高温度、将钼精矿粉碎、搅拌、适当增大空气的通入量等。(2)ReS2在反应中转化成Ca(ReO4)2和CaSO4,ReS2作还原剂,氧气作氧化剂,所得化学反应方程式为4ReS2+10CaO+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4。(4)“反萃取”获得NH4ReO4,为了不产生新杂质,且R3N+H++ReO4-R3N·HReO4的平衡向左移动,所加试剂为氨水。(5)铵盐热稳定性较差,一般分解为氨气、水和氧化物,氢气还原金属氧化物得到Re,总反应方程式为2NH4ReO4+7H22Re+8H2O+2NH3。2.(1)SnO+2H+Sn2++H2O、Cr2O3+6H+2Cr3++3H2O搅拌、适当升高温度、适当增大硫酸浓度等(任写2条)(2)PbSO4(3)使CrO42−转化为Cr(4)Cr2O3+4NaOH+3NaNO32Na2CrO4+3NaNO2+2H2OB[解析]废旧锡铬合金加硫酸热溶后,溶渣中为PbSO4,其他物质转化为硫酸盐;调节pH1得到物相1,经过处理得到粗锡;物相2经过处理得到Cr2O3;熔融氧化时发生反应Cr2O3+4NaOH+3NaNO32Na2CrO4+3NaNO2+2H2O,固体水溶后调节pH2,使铬酸钠转化为重铬酸钠,即使CrO42−转化为Cr2O72−,加入KCl经过转化、分离得到K2Cr2O7。(1)硫酸“热溶”时发生的非氧化还原反应为SnO+2H+Sn2++H2O、Cr2O3+6H+2Cr3++3H2O;加快“热溶”速率的措施有搅拌、适当升高温度、适当增大硫酸浓度等(任写2条)。(3)“调pH2”的作用是使CrO42−转化为Cr2O72−。(4)“熔融氧化”时发生的化学反应为Cr2O3+4NaOH+3NaNO32Na2CrO4+3NaNO2+2H2O;“熔融氧化”应该在坩埚中进行,因用到了NaOH,不能选石英坩埚,应选铁坩埚3.(1)2SbOCl+2NH3∙H2OSb2O3+2NH4++2Cl-+H2(2)①次磷酸钠sp3②4AsCl3+3NaH2PO2+6H2O4As↓+3H3PO4+9HCl+3NaCl(3)5SbCl33SbCl5+2Sb或5Sb3+3Sb5++2Sb[解析]以某矿渣(主要成分为Sb2O3,含有少量CuO、As2O3等杂质)为原料制备SbCl3,矿渣用盐酸浸出,Sb2O3、CuO、As2O3分别与盐酸反应生成SbCl3、CuCl2、AsCl3,少量Sb2O3转化为SbOCl,过滤出难溶性杂质和SbOCl,滤液中加入Na2S,沉淀Cu2+,过滤除去CuS,滤液中加入NaH2PO2除去AsCl3,电解滤液制得金属Sb,用氯气氧化Sb制得SbCl3。(1)滤渣1的主要成分是SbOCl,将滤渣1用氨水浸取使其转化为Sb2O3,即SbOCl和NH3∙H2O反应生成Sb2O3、NH4Cl和H2O,离子方程式为2SbOCl+2NH3∙H2OSb2O3+2NH4++2Cl-+H2O。(2)①次磷酸为一元中强酸,NaH2PO2的化学名称为次磷酸钠,H3PO4中磷原子的杂化类型与PO43−相同,其价层电子对数为4+12×(5+3-4×2)=4,磷原子的杂化类型为sp3;②除砷过程中AsCl3和NaH2PO2反应生成As和H3PO4,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为4AsCl3+3NaH2PO2+6H2O4As↓+3H3PO4+9HCl+3NaCl。(3)电解SbCl3溶液时,被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为3∶2,生成SbCl5和Sb的物质的量之比为3∶2,则电解方程式为5SbCl33SbCl5+2Sb或5Sb3+3Sb5++2Sb4.(1)控制高钛渣颗粒大小均匀,便于控制酸浸速率和进行程度SiO2、CaSO4(2)将Fe3+还原为Fe2+防止TiO2+提前水解使绿矾不纯或防止降低钛的回收率(产品产率)(3)TiO2++2H2OH2TiO3↓+2H+(4)防止Mg、Ti被氧化变质(5)B[解析]高钛渣(含CaTiO3、FeTiO3和少量MgO、Fe2O3和SiO2)经“研磨筛分”后用硫酸酸浸,得到含有H2SO4、TiOSO4、MgSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液,CaSO4微溶、SiO2没有溶解,过滤得到的浸渣为SiO2、CaSO4,加入铁粉转化时体系中的Fe3+被还原,过滤,所得滤液经结晶得到绿矾,在90℃时,所得滤液中的TiOSO4水解得到H2TiO3沉淀和H2SO4,过滤,煅烧H2TiO3发生反应:H2TiO3TiO2+H2O,制得烧渣为TiO2;经过氯化冷凝时,TiO2转化为液态TiCl4,TiCl4在氩气中被镁还原得到Ti,Ti和多余的镁的混合物通过加稀盐酸、过滤,得到纯Ti。(1)“筛分”可控制高钛渣颗粒大小均匀,有利于控制酸浸速率和进行程度;由转化关系知,浸渣的主要成分为原料中难溶于酸的SiO2和生成的CaSO4。(2)由流程信息,“酸浸”后生成Fe3+,而“结晶”得到绿矾,故“转化”工序加入铁粉的目的为将Fe3+还原为Fe2+;TiO2+在90℃时充分水解成H2TiO3,若“结晶”控制温度过高,会导致TiO2+提前水解使制得的绿矾不纯,又会降低钛的回收率(或产品产率)。(5)钛溶于浓盐酸,故可用稀盐酸分离生成的Ti和多余的Mg单质。5.(1)烧杯、漏斗、玻璃棒SiO2、CeO2(2)2∶1(3)4Ce(OH)3+O2+2H2O4Ce(OH)4继续向过滤器中加水浸没沉淀,待水自然流干,重复2~3次(4)CeCl3·7H2OCeOCl+2HCl↑+6H2OCeOCl+2NH4ClCeCl3+2NH3↑+H2O或NH4ClNH3↑+HCl↑、CeOCl+2HCl(g)CeCl3+H2O[解析]废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)中加入稀盐酸后,Fe2O3转化为Fe3+和其他少量可溶于稀酸的物质留在滤液A中,滤渣A为SiO2和CeO2,加入稀硫酸和过氧化氢后,CeO2转化为Ce3+进入滤液B中,滤渣B为不溶解的SiO2,向滤液B中加入碱后得到Ce(OH)3,通入氧气氧化后得到Ce(OH)4,再在一定条件下生成CeO2。(1)过滤过程中需要使用铁架台(带铁圈)、漏斗、滤纸、烧杯和玻璃棒,玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。滤渣A为不溶于酸的SiO2和CeO2。(2)第②步反应为2CeO2+H2O2+6H+2Ce3++O2↑+4H2O,氧化剂为CeO2,还原剂为H2O2,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。(3)第④步中反应物为4Ce(OH)3、O2、H2O,生成物为Ce(OH)4,根据得失电子守恒和原子守恒可得到化学方程式为4Ce(OH)3+O2+2H2O4Ce(OH)4;洗涤沉淀的方法为继续向过滤器中加水浸没沉淀,待水自然流干,重复2~3次。(4)CeCl3·7H2O受热熔化生成水分子,水解成CeOCl和HCl,化合价没有发生变化,所以该过程根据原子守恒可得到化学方程式为CeCl3·7H2OCeOCl+2HCl↑+6H2O;加入NH4Cl后,NH4ClNH3↑+HCl↑,在HCl的气流中,抑制了CeCl3的水解,反应为CeOCl+2NH4ClCeCl3+2NH3↑+H2O或NH4ClNH3↑+HCl↑、CeOCl+2HCl(g)CeCl3+H2O。6.(1)2MoS2+7O22MoO3+4SO2(2)MoO3Ca(OH)2Fe2(MoO4)3溶解度小,溶液过饱和析出部分Fe2(MoO4)3晶体(3)将杂质离子Zn2+和Cu2+