《2019高考化学精编大题强化训练2 化学工艺流程的解答策略(带答案).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高考化学精编大题强化训练2 化学工艺流程的解答策略(带答案).pdf（10页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！大题强化训练(二)化学工艺流程的解答策略(教师用书独具)1(2017全国卷)Li4Ti5O12和 LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3，还含有少量 MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下：回答下列问题：(1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为 70%时，所采用的实验条件为_。(2)TiO2xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应 40 min 所得实验结果如下表所示：温度/30 35 40 45 50 TiO2xH2O 转化率/%
2、92 95 97 93 88 分析 40 时 TiO2xH2O 转化率最高的原因_ _。(3)Li2Ti5O15中 Ti 的化合价为4，其中过氧键的数目为_。(4)若“滤液”中c(Mg2)0.02 mol L1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加 1 倍)，使 Fe3恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3)1.0 105 mol L1，此时是否有 Mg3(PO4)2沉淀生成？_(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为 1.3 1022、1.0 1024。_。欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！(5)写出“高温煅烧”中由 FePO
3、4制备 LiFePO4的化学方程式 _ _。【解析】(1)根据图像分析，当铁的浸出率为 70%时，所采用的实验条件为 100、2 h 或 90、5 h。(2)当温度低于 40 时，H2O2、NH3 H2O 不易分解，但是温度低，反应速率慢，TiO2xH2O 转化率低；当温度高于 40 时，H2O2分解，NH3逸出，反应物浓度降低，反应速率下降，TiO2xH2O 的转化率低。(3)设 Li2Ti5O15中过氧键的数目为x，则非过氧键氧原子数目为 152x，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零可得：2x2(152x)1 24 5，解得：x4。(4)根据Ksp(FePO4)1.3 1022及Fe
4、3恰好完全沉淀时溶液中c(Fe3)1.0 105 mol L1，可得c(PO34)1.3 10221.0 105 mol L11.3 1017 mol L1。c(Mg2)0.022 mol L10.01 mol L1，则c3(Mg2)c2(PO34)0.013(1.3 1017)21.69 1040 1.7 1040KspMg3(PO4)21.0 1024，因此不会生成 Mg3(PO4)2沉淀。(5)煅烧过程中，Fe 元素化合价由3 降至2，被还原，则 H2C2O4应作还原剂，其氧化产物为 CO2，反应的化学方程式为 2FePO4Li2CO3H2C2O4=高温2LiFePO43CO2 H2O。
5、【答案】(1)100、2 h 或 90、5 h(2)低于 40，TiO2xH2O 转化反应速率随温度升高而增加；超过 40，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2xH2O 转化反应速率下降(3)4(4)Fe3恰好沉淀完全时，c(PO34)1.3 10221.0 105 mol L11.3 1017 mol L1，c3(Mg2)c2(PO34)值为0.013(1.3 1017)2 1.7 1040KspMg3(PO4)2，因此不会生成 Mg3(PO4)2沉淀(5)2FePO4Li2CO3H2C2O4=高温2LiFePO43CO2 H2O 2(2018成都一模)高锰酸钾常用作消毒杀菌剂、水质净化剂等。某
6、小组用软锰矿(主要含 MnO2，还含有少量 SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)模拟工业制高锰酸钾流程如下。试回答下列问题：欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！(1)配 平 焙烧 时 发生 的化 学 反 应方 程式：_MnO2 _ _ _O2=焙烧_K2MnO4_H2O；工业生产中采用对空气加压的方法提高 MnO2利用率，试用碰撞理论解释其原因：_ _。(2)滤 渣 的 成 分 有 _(化 学 式)；第 一 次 通CO2不 能 用 稀 盐 酸 代 替 的 原 因 是_ _。(3)第二次通入过量 CO2生成 MnO2的离子方程式为_。
7、(4)将滤液进行一系列操作得 KMnO4。由图像可知，从滤液得到 KMnO4需经过_、_、洗涤等操作。(5)工业上按上述流程连续生产。用含a%MnO2的软锰矿 1 吨，理论上最多可制 KMnO4_吨。(保留2 位有效数字)(6)利用电解法可得到更纯的 KMnO4。用惰性电极电解滤液。电解槽阳极反应式为_。阳极还可能有气体产生，该气体是_。【解析】由流程图可知，软锰矿在空气和碱性环境中焙烧冷却后，得到 K2MnO4、硅酸盐、偏铝酸盐和Fe2O3，过滤后，滤液中是 K2MnO4、硅酸盐、偏铝酸盐，通入 CO2生成 H2SiO3和 Al(OH)3沉淀，滤液中第二次通入过量 CO2生成 KMnO4。(
8、2)滤渣是 H2SiO3和 Al(OH)3沉淀；盐酸是强酸，易将 Al(OH)3沉淀溶解，不宜掌握用量。(3)第二次通入的 CO2和溶液中的 K2MnO4反应的离子方程式为 3MnO244CO22H2O=MnO2 2MnO44HCO3。(4)由曲线可知，KMnO4溶解度随温度变化较小，故使用蒸发结晶法，欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！趁热过滤。(5)依据工艺流程，含 Mn 物质间的定量转化应为：MnO2K2MnO423KMnO413MnO2 但是 MnO2循环利用，多次转化，可视为原料中的 Mn 全部转化为 KMnO4所以：m(KM
9、nO4)1 ta%871580.018a t。(6)电解滤液，阳极被氧化 MnO24e=MnO4。阳极还可能发生 4OHe=O2 2H2O，产生 O2。【答案】(1)2 4 KOH 1 2 2 加压增大了氧气浓度，使单位体积内的活化分子数增加，有效碰撞次数增多，反应速率加快，使 MnO2反应更充分(2)Al(OH)3、H2SiO3 稀盐酸可溶解 Al(OH)3，不易控制稀盐酸的用量(3)3MnO244CO22H2O=MnO2 2MnO44HCO3(4)蒸发结晶 趁热过滤(5)0.018a(6)MnO24e=MnO4 O2 3(2018蓉城名校一模)3PbO PbSO4 H2O 化学名：三盐基硫
10、酸铅，简称三盐，M990 g mol1。不溶于水，微黄色粉末，可用作聚氯乙烯稳定剂。以铅泥(含 PbO、Pb 及 PbSO4等)为原料制备三盐基硫酸铅的工艺流程如图所示。已知：PbSO4的Ksp1.82 108，PbCO3的Ksp1.462 1013。请回答下列问题：(1)铅蓄电池其工作原理是 PbPbO22H2SO4放电充电2PbSO42H2O。充电时，阳极的电极反应式为_ _。(2)步骤转化的目的是_，将滤液 1、滤液 3 合并，经蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作，可得到一种结晶水合物(M322 g mol1)，欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提
11、供优质的文档！其化学式为_；滤液 2 中可循环利用的溶质为_(填化学式)。(3)沉铅后的滤液中c(Pb2)9.10 105mol L1，则此时c(SO24)_mol L1。(4)步骤合成三盐的化学方程式为_ _；步骤洗涤沉淀时的操作是_ _；若以 100.0 t 铅泥为原料制得纯净干燥的三盐 49.5 t，假设铅泥中的铅元素有 90%转化为三盐，则铅泥中铅元素的质量分数为_。【解析】(1)铅蓄电池充电时，阳极发生氧化反应，其电极反应式为 PbSO42H2O2e=PbO2SO244H。(2)步骤加入 Na2CO3溶液能将 PbSO4转化为 PbCO3，可以提高铅元素的利用率。结合上述分析可知滤液
12、 1、滤液 3 中均含有 Na2SO4，再结合所得晶体的摩尔质量可知析出的晶体为 Na2SO4 10H2O。滤液 2 中的 HNO3可循环使用。(3)沉铅后滤液中c(Pb2)9.10105mol L1，则滤液中c(SO24)KspPbSO4cPb21.82 1089.10 105 mol L12.0 104 mol L1。(4)步骤中加入 NaOH 溶液，使 PbSO4转化成三盐，化学方程式为 4PbSO46NaOH=5060 3PbO PbSO4 H2O3Na2SO42H2O。沉淀表面有 Na2SO4等杂质，洗涤沉淀时，向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，并重复上述操作 23 次即
13、可。设铅泥中铅元素的质量分数为x，根据关系式：4Pb 3PbO PbSO4 H2O 4 mol 207 g mol1 990 g 1000 tx 90%49.5 t 则4 mol 207 g mol1100.0 tx 90%990 g49.5 t，解得x46.0%。【答案】(1)PbSO42H2O2e=PbO2SO244H(2)将 PbSO4转化为 PbCO3，提高铅的利用率 Na2SO4 10H2O HNO3(3)2.0 104(4)4PbSO46NaOH=5060 3PbO PbSO4 H2O3Na2SO42H2O 向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，并重复上述操作 23 次 4
14、6.0%欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！4(2018桂林模拟)金属钛被称为“21 世纪金属”。(1)工业上用钛矿石(主要成分为 FeTiO3，主要含 FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过以下流程制得 TiO2：其中，步骤发生的主要反应为 2H2SO4FeTiO3=TiOSO4FeSO42H2O。步骤发生反应的离子方程式是_、_。为提高钛矿石的碱浸出速率，步骤可采取的办法除提高碱的浓度外，还可以采取的办法有_、_(写出两种方法)。步骤中加入 Fe 的目的是_；分离出 FeSO4晶体的操作是_。步 骤 形 成 的TiO2nH2O为
15、胶 体，步 骤 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为_。(2)可利用 TiO2通过下述两种方法制备金属钛。方法一：将 TiO2作阴极，石墨作阳极，熔融 CaO 为电解液，碳块作电解池槽，电解 TiO2制得钛，阳极上一定生成的气体是_，可能生成的气体是_。方法二：通过以下反应制备金属钛。TiO2(s)2Cl2(g)高温TiCl4(g)O2(g)H151 kJ mol1 TiCl42Mg高温2MgCl2Ti 实际生产中，需在反应过程中加入碳，可以顺利制得 TiCl4。碳的作用除燃烧放热外，还具有的作用是_ _。【解析】(1)步骤中 Al2O3、SiO2均能与浓 NaOH 溶液反应，其离子方程
16、式分别为 Al2O32OH=2AlO2H2O、SiO22OH=SiO23H2O。为提高钛矿石的碱浸出速率，可采取适当增加碱的浓度、升高反应温度、粉碎钛矿石或搅拌等措施。步骤所得溶液中的 Fe2易被氧化成 Fe3，加入适量铁粉，可欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！将溶液中的 Fe3还原为 Fe2。从溶液中分离出 FeSO4晶体时，可采取的操作为过滤。TiOSO4在溶液中加热水解生成 TiO2nH2O(胶体)的化学方程式为 TiOSO4(n1)H2O=TiO2nH2O(胶体)H2SO4。(2)熔融CaO 中的 O2向阳极移动，阳极上 O2
17、失电子被氧化为 O2；由于碳块作电解池槽，则阳极还可能生成 CO、CO2或二者的混合气体。反应的过程中加入适量碳，碳燃烧放出热量提供反应所需的高温，此外碳还可以和生成物 O2反应，促使反应的平衡正向移动。【答案】(1)Al2O32OH=2AlO2H2O SiO22OH=SiO23H2O 升高温度(或加热)粉碎钛矿石或搅拌(其他合理答案均可)还原 Fe3 过滤 TiOSO4(n1)H2O=TiO2nH2O(胶体)H2SO4(2)O2(或氧气)CO2(或CO或CO2、CO)消耗 O2，促进反应的平衡向正反应方向移动 5(2018东北三省联考)铅及其化合物有着优异的性能和广泛的应用。工业上利用铅浮渣
18、(主要成分是 PbO、Pb 还含有少量的 Ag、CaO)可制备硫酸铅。制备流程图如下：已知：Ksp(PbSO4)1.6 108 Ksp(CaSO4)4.9 105(1)步骤有 NO 产生，浸出液中含量最多的金属阳离子为 Pb2，写出 Pb 参加反应的化学方程式：_ _，为防止 Ag 被溶解进入浸出液，步骤操作时应注意_。(2)粗 PbSO4产品含有的杂质是_；要得到纯净的 PbSO4，需要用试剂进行多次洗涤，再用蒸馏水洗涤。最好选用的试剂是_。A稀硫酸 B稀盐酸 C硝酸铅溶液 D酒精(3)母液中可循环利用的物质是 HNO3，若母液中残留的 SO24过多，则循环利用时可能出现的问题是_ 欢迎您阅
19、读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！_。(4)若将步骤中的 Pb2完全沉淀c(Pb2)1.0 105mol L1，则溶液中的c(SO24)至少为_mol L1。(5)(CH3COO)2Pb 是皮毛行业的染色助剂，可用 PbSO4与 CH3COONH4反应制备，写出反应的离子方程式_ _。【解析】(1)Pb 能与稀 HNO3发生氧化还原反应，其化学方程式为 3Pb8HNO3=3Pb(NO3)22NO 4H2O。由于金属活泼性：PbAg，故步骤中为了防止 Ag 溶解进入浸出液，需控制硝酸的用量并使铅浮渣(或 Pb)稍有剩余。(2)根据题图可知所得粗
20、 PbSO4产品中含有 CaSO4杂质，根据 PbSO4、CaSO4的溶度积常数可知相同条件下 PbSO4更难溶，为了得到纯净的 PbSO4，可用硝酸铅溶液多次洗涤粗产品，使 CaSO4转化为 PbSO4，再用蒸馏水洗涤。(3)若母液中残留的 SO24过多，则其会与浸出时生成的 Pb2反应生成 PbSO4，PbSO4会随浸出渣排出，从而降低 PbSO4的产率。(4)步骤中 Pb2完全沉淀时溶液中c(Pb2)1.0 105 mol L1，则溶液中c(SO24)至少为1.6 1081.0 105 mol L11.6 103mol L1。(5)根据题中信息可知 PbSO4与CH3COONH4发生复分
21、解反应得到(CH3COO)2Pb，其离子方程式为 PbSO42CH3COO=(CH3COO)2PbSO24。【答案】(1)3Pb8HNO3=3Pb(NO3)22NO 4H2O 控制硝酸的用量并使铅浮渣(或 Pb)稍有剩余(其他合理答案均可)(2)CaSO4 C(3)浸出时部分 Pb2生成 PbSO4随浸出渣排出，降低 PbSO4的产率(4)1.6 103(5)PbSO42CH3COO=(CH3COO)2PbSO24 6(2018合肥模拟)二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含 CeCO3F)为原料制备CeO2的一种工艺流程如下：已知：i.Ce4能与 F结合成CeFx(4
22、x)，也能与 SO24结合成CeSO42；ii.在硫酸体系中 Ce4能被萃取剂(HA)2萃取，而 Ce3不能；iii.常温下，Ce2(CO3)3饱和溶液浓度为 1.0 106mol L1。欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！回答下列问题：(1)“氧化焙烧”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)。(2)写 出“氧 化 焙 烧”产 物CeO2与 稀H2SO4反 应 的 离 子 方 程 式：_。(3)“萃取”时存在反应：Ce4n(HA)2Ce(H2n4A2n)4H。D表示 Ce4分别在有机层中与水层中存在形式的浓度
23、之比的比值(DcCeH2n4A2ncCeSO42)。保持其他条件不变，在起始料液中加入不同量的 Na2SO4以改变水层中的c(SO24)，D随起始料液中c(SO24)增大而减小的原因是_ _。(4)浸渣经处理可得 Ce(BF4)3，加入 KCl 溶液发生反应：Ce(BF4)3(s)3K(aq)3KBF4(s)Ce3(aq)。若一定温度时，Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b，则该反应的平衡常数K_(用a、b表示)。(5)“反萃取”中加 H2O2发生主要反应的离子方程式为_。常温下，在“反萃取”后所得水层中加入 1.0 mol L1的 NH4HCO3溶液，产生 Ce2(CO3)3沉淀，
24、当 Ce3恰好沉淀完全时c(Ce3)1 105mol L1，溶液中c(CO23)约为_。(6)CeO2是汽车尾气净化催化剂的关键成分，它能在还原气氛中供氧，在氧化气氛中耗氧。在尾气消除过程中发生着 CeO2CeO2(1x)xO2(0 x 0.25)的循环。写出 CeO2消除 CO 尾气的化学方程式：_ _。【解析】(1)“氧化焙烧”过程中，将矿石粉碎成细颗粒、通入大量空气等均可以加快反应速率和提高原料利用率。(2)根据 Ce4能与 SO24结合成CeSO42知，CeO2与稀 H2SO4反应生成CeSO42和 H2O，离子方程式为 CeO24HSO24=CeSO422H2O。(3)水层中的 Ce
25、4会与 SO24结合成CeSO42，随着c(SO24)增大，c(CeSO42)增大，c(Ce4)减小，导致萃取平衡 Ce4n(HA)2Ce(H2n4A2n)4H向逆反应方向移动，cCe(H2n4A2n)减小，故DcCeH2n4A2ncCeSO42减小。(4)该反应的平衡常数KcCe3c3KcCe3c3BF4c3Kc3BF4KspCeBF43K3spKBF4ab3。(5)在硫酸体系中 Ce4能被萃取剂(HA)2萃取，而 Ce3不能，“反萃取”中加 H2O2，是为了将 Ce4还原为 Ce3，则 H2O2转化为 O2，配平离子方程式为 2Ce4欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联
26、系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！H2O2=2Ce3O2 2H。常温下，Ce2(CO3)3饱和溶液的浓度为 1.0 106mol L1，根据 Ce2(CO3)3(s)2Ce3(aq)3CO23(aq)，该溶液中c(Ce3)2.0 106mol L1、c(CO23)3.0 106mol L1，则KspCe2(CO3)3(2.0 106)2(3.0 106)31.08 1028。当 Ce3恰好沉淀完全时c(Ce3)1 105mol L1，溶液中c3(CO23)c2(Ce3)KspCe2(CO3)3，c(CO23)3KspCe2CO33c2Ce3 1 106mol L1。(6)CeO2消除 CO 尾气，可以看作是 CeO2的循环产生的氧气将 CO 转化为 CO2，故化学方程式为 2xCOCeO2=CeO2(1x)2xCO2。【答案】(1)将矿石粉碎成细颗粒、通入大量空气(其他合理答案均可)(2)CeO24HSO24=CeSO422H2O(3)随着c(SO24)增大，水层中的 Ce4与 SO24结合成CeSO42，导致萃取平衡逆向移动，D减小(4)ab3(5)2Ce4H2O2=2Ce3O2 2H 1 106 mol L1(6)2xCOCeO2=CeO2(1x)2xCO2