高考化学之考前抓大题01 化学工艺流程题一.docx

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高考化学之考前抓大题01化学工艺流程题一

24

4

2

4

sp

3

sp

4

424

大题01

化学工艺流程题

（一）

1．钼酸钠晶体（NaMoO·2HO）是一种金属腐蚀抑制剂。

工业上利用钼精矿（主要成分是不溶于水的MoS）

2422

制备钼酸钠的两种途径如图所示：

（1）途径I

碱浸时发生反应的化学反应方程式为________________________________________。

（2）途径II

氧化时还有NaSO生成，则反应的离子方程式为_____________________________。

（3）已知途径I

的钼酸钠溶液中c（MoO

2-）=0.40mol/L，c（CO32-）=0.10mol/L。

由钼酸钠溶液制备钼酸

钠晶体时，需加入Ba（OH）固体以除去CO32-。

当BaMoO开始沉淀时，CO32-的去除率是____________[已

知K（BaCO）=1×10-9

、K（BaMoO）=4.0×10-8

，忽略溶液的体积变化]。

I

（4）分析纯的钼酸钠常用钼酸铵[（NH）MoO]和氢氧化钠反应来制取，若将该反应产生的气体与途径所产生的气体一起通入水中，得到正盐的化学式是__________________________。

（5）钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。

常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐

蚀速率实验结果如下图：

①当硫酸的浓度大于90%时，碳素钢腐蚀速率几乎为零，原因是________________________。

②若缓释剂钼酸钠-月桂酸肌氨酸总浓度为300mg·L-1

，则缓蚀效果最好时钼酸钠（M=206g/mol）的物质

的量浓度为__________________（计算结果保留3位有效数字）。

323242

2

4

42

423

423

2

2

3

2

3

3

24

323242

2

24

2

4

2

4

424

423

423

2

（6）二硫化钼用作电池的正极材料时接受Li+的嵌入，锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为：

xLi+nMoS

2

Li（MoS）n。

则电池放电时正极的电极反应是：

_____________________。

x2

【答案】

（1）MoO+NaCO=NaMoO+CO↑

（2）MoS+9ClO-+6OH-=MoO2-+9Cl-+2SO2-+3HO（3）90%

（4）（NH）CO和（NH）SO

（5）①常温下浓硫酸会使铁钝化②7.28×10-4mol/L

（6）nMoS+xLi+

+xe-=Lix（MoS）n

2

【解析】利用钼精矿（主要成分是MoS）制备钼酸钠有两种途径：

途径Ⅰ是先在空气中灼烧生成MnO，

同时得到对环境有污染的气体SO，然后再用纯碱溶液溶解MnO，即可得到钼酸钠溶液，最后结晶得到钼

酸钠晶体；途径Ⅰ是直接用NaClO溶液在碱性条件下氧化钼精矿得到钼酸钠溶液，结晶后得到钼酸钠晶体。

（1）根据题给流程图分析途径I

碱浸时，MoO与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳和NaMoO，发生反

应的化学方程式为：

MoO+NaCO=NaMoO+CO↑；

（2）途径Ⅰ氧化时MoS与次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成NaMoO和硫酸钠，利用化合价升降法

结合原子守恒和电荷守恒配平，发生反应的离子方程式为MoS+9ClO-+6OH-====MoO2-+9Cl-+3HO；

（3）BaMoO开始沉淀时，溶液中钡离子的浓度为：

c（Ba2+

）=

4.010

0.4

8

=1×10-7mol/L，溶液中碳酸

根离子的浓度为：

c（SO

4

11091102

1-）==1×10-2mol/L，所以碳酸根离子的去除率为：

1=1-10%=90%；11070.1

故CO32-的去除率是90%；

（4）钼酸铵[（NH）MoO]和氢氧化钠反应生成钼酸钠和氨气，将氨气与途径I一起通入水中，得到正盐的化学式是（NH）CO、（NH）SO；

所产生的尾气CO、SO

22

（5）①浓硫酸具有强氧化性，常温下能使铁钝化。

故当硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几乎为零；②根据图示可知，当钼酸钠、月桂酸肌氨酸浓度相等时，腐蚀速率最小，缓蚀效果最好，

所以钼酸钠的浓度为：

150mg•L-1，1L溶液中含有的钼酸钠物质的量为：

150103g206g/mol

≈7.28×10-4mol，所以

钼酸钠溶液的物质的量浓度为：

7.28×l0-4mol•L-1

，故答案为7.28×l0-4mol•L-1；（6）根据锂和二硫化钼形成的

二次电池的总反应为：

xLi+nMoS

Li（MoS）n，可知锂是还原剂，在负极发生氧化反应，负极反应x2

24

2

4

24

23

23

23a2

242

2

2

2

2

式为：

xLi-xe-=xLi+

，是氧化剂在正极发生还原反应，据此书写电池放电时的正极反应式：

正极反应式为：

nMoS+xLi++xe-=Li（MoS）。

2x2n

2．硒是典型的半导体材料，在光照射下导电性可提高近千倍。

图1是从某工厂的硒化银半导体废料（含AgSe、Cu单质）中提取硒、银的工艺流程图：

2

（1）为提高反应①的浸出速率，可采取的措施为______________（答出两条）。

（2）已知反应③生成一种可参与大气循环的气体单质，写出该反应的离子方程式__________。

（3）反应②为AgSO（s）＋2Cl－（aq）

ƒ

2AgCl（s）＋SO（aq）；常温下，AgSO、AgCl的饱和溶液中阳

24

离子和阴离子浓度关系如图2所示。

则AgSO（s）＋2Cl－（aq）

ƒ

2AgCl（s）＋

SO

2

4

（aq）的化学平衡常数的数

量级为________。

（4）写出反应④的化学方程式________________________________________。

（5）室温下，HSeO水溶液中HSeO、

HSeO

3

、SeO

2

2

的物质的量分数随pH的变化如图3所示，

则室温下HSeO的K＝________。

【答案】

（1）加热、增大硫酸的浓度、粉碎固体废料、搅拌等

（2）4AgCl＋NH·HO＋4OH－=4Ag＋4Cl－＋N↑＋5HO（

或4AgCl＋NH＋4OH－=4Ag＋4Cl－

24

＋N↑

＋4HO）

23

2224

232324

2

242

242

2

242

2

2

2

2

sp

sp24

k

sp（AgSO）

2

223

23

23

2

2

23a2

23232

（3）1014

（4）HSeO＋2SO＋HO=2HSO＋Se↓（或HSeO＋2HSO=2HSO＋Se↓＋HO）

（5）10－7.3

【解析】

（1）根据外界条件对反应速率的影响，为了提高浸出速率，可以采取的措施有加热、增大硫酸的浓度、粉碎固体废料、搅拌等；

（2）反应③中AgCl转化为Ag，Ag的化合价降低，则NH·HO中N的化合价升高，结合题意知NH·HO

转化为N，反应的离子方程式为：

4AgCl＋NH·HO＋4OH－=4Ag＋4Cl－＋N↑＋5HO（4OH－=4Ag＋4Cl－＋N↑＋4HO）；

或4AgCl＋NH＋

24

（3）根据题图2，可以计算出K（AgCl）＝c（Ag＋）·c（Cl－）＝10－5×10－4.75

＝10－9.75，K（AgSO）＝c2

（Ag

＋

）·c（SO）＝（10－2）2×10－1＝10－5。

该反应的平衡常数K＝

c（SO2）

4＝＝24＝c（Cl）2k

sp（AgCl）

105（109.75）2

＝

1014.5

＝10

0.5×1014，1<100.5<10，故该反应的化学平衡常数的数量级为1014

；

（4）反应④为SO和HSeO的反应，HSeO转化为Se，HSeO被还原，则SO被氧化，SO转化为HSO，根据得失电子守恒和原子守恒，配平化学方程式为：

HSeO＋2SO＋HO=2HSO＋Se↓；

24232224

（5）根据题图3，可知pH＝7.30时，HSeO、SeO的物质的量分数相等，即c（HSeO）＝c（SeO），

则HSeO的K＝

c（H）c（SeO2）

3

c（HSeO）

3

＝c（H＋）＝10－7.3。

3．重铬酸钠是一种用途极广的氧化剂，工业上可以用铬铁矿[主要成分Fe（CrO）（或写成FeO·CrO），

2223

还含有AlO、FeO、SiO等杂质]制备，同时还可回收Cr。

其主要工业流程如图所示：

已知部分物质的溶解度曲线如图1所示。

24

2324

2

23

3

24

227

24

4

4

4

2222323242

23

2

2

4

3

23

2

2

3

图1

图2

请回答下列问题：

（1）煅烧生成NaCrO的化学方程式为______________________________。

（2）煅烧后的浸出液中除了含有NaOH、NaCO、NaCrO外，还含有_________（填化学式）。

（3）调节溶液的pH所选的试剂为__________________（填名称）。

（4）操作a的实验步骤为_________________________。

（5）加入NaS溶液反应后，硫元素全部以SO2－的形式存在，写出生成Cr（OH）的离子方程式__________________________________。

（6）采用石墨电极电解NaCrO溶液制备NaCrO，其原理如图2所示。

1写出电极b的电极反应方程式：

___________________________________。

2测定阳极液中Na元素和Cr元素的含量，若Na元素与Cr元素的物质的量之比为n，则此时NaCrO的转化率为____________。

（7）根据有关国家标准，含CrO

2－

的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10－7

mol·L－1

以下才能排

放。

可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO沉淀[Ksp（BaCrO）=1.2×10－10

]，再加入硫酸处理多余的Ba2+

的方法

处理废水，加入可溶性钡盐后，废水中Ba2+的浓度应不小于___________mol·L－1，废水处理后方能达到国家排放标准。

【答案】

（1）4Fe（CrO）+7O+8NaCO=2FeO+8NaCrO+8CO

（2）NaSiO、NaAlO

（3）稀硫酸

（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤

（5）23HO+6S2-+8CrO2-=8Cr（OH）

+3SO2－+22OH-。

（6）①2HO-4e-=O+4H+

②（2-n）

100

%

；

（7）2.4×10－4

【解析】根据铬铁矿的主要成分判断煅烧后的产物，根据杂质的成分及除杂产生的滤渣Al（OH）和

22

23232

323

2324

23

2

23

2

24

2

23

3

23

2

4

3

23

2

2

2

2

227

2

2

227

22

24

24

227

24

227

4

HSiO进行逆推，可知浸出液除了含有NaOH、NaCO、NaCrO外，还含有NaSiO，NaAlO。

根据电232324232

子守恒完成煅烧反应方程式；根据电池的正负极确定电解池的阴、阳极，根据氧化还原反应写电极反应方程式。

（1）铬铁矿主要成分Fe（CrO），还含有AlO、FeO、SiO等杂质，加入纯碱和空气高温煅烧生成

NaCrO的化学方程式为：

4Fe（CrO）+7O+8NaCO=2FeO+8NaCrO+8CO；答案：

4Fe（CrO）+7O+8242222323242222

NaCO=2FeO+8NaCrO+8CO2323242

。

（2）根据调节pH后产生滤渣Al（OH）和HSiO.可知加入纯碱和空气高温煅烧后，再加水过滤，浸

出液中除了含有NaOH、NaCO、NaCrO外应该还会有NaSiO、NaAlO。

答案：

NaSiO、NaAlO。

（3）根据酸化产物有NaSO可知调节溶液的pH所选的试剂为稀硫酸。

答案：

稀硫酸。

（4）由溶液通过操作a后混合物分离为液体a和固体a两部分，从液体a可以提取重铬酸钠晶体，则

固体a为硫酸钠晶体，根据溶解度曲线可知，硫酸钠的溶解度在较高温度下较小，在较低温度下也较小，

故可以蒸发浓缩得到硫酸钠的饱和溶液，再降温结晶析出硫酸钠晶体，所以操作a为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；答案：

蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。

（5）加入NaS溶液反应后，硫元素全部以SO2－的形式存在，CrO

2

4

生成Cr（OH），的离子方程式：

23HO+6S2-+8CrO2-=8Cr（OH）243

+22OH-。

+3SO2－+22OH-。

答案：

23HO+6S2-+8CrO2-=8Cr（OH）

+3SO2－

（6）①根据电池的正负极确定电解池b为阳极，电极反应方式为：

2HO-4e-=O+4H+；答案：

；

2HO-4e-=O+4H+

②电解制备NaCrO过程的总反应方程式为NaCrO+HO=NaCrO+4NaOH+2H+O

设加入反应

容器内的NaCrO为1mol，反应过程中有xmolNaCrO转化为NaCrO，则阳极区剩余NaCrO为（1-x）mol，

对应的n（Na）=2（1-x），（1-x）mol，生成的NaCrO为x/2mol，对应的n（Na）=xmol，n（Cr）=xmol，根据：

Na与Cr的物质的量之比为n，计算得出x=2-d，转化率为（2-n）/1100%=（2-n）100%；答案：

（2-n）100%；

（7）国家标准含CrO2－的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10－7mol·L－1

，以下才能排放。

Ksp（BaCrO）=，所以c（Ba2+）=Ksp（BaCrO）/c（CrO2－）=1.2×10－10

444

/5.0×10－7=2.4×10－4

；答案：

2.4×10－4。

4．一种利用化肥中废催化剂（含CoO、Co、AlO及少量FeO）制取明矾和CoSO粗产品的工艺流程如

234

下：

22

23

4

2

3

26

2

2

3

26

已知：

（i）相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示：

（Ⅰ）Al（OH）在碱性条件下开始溶解时的pH为7.8，完全溶解时的pH为11。

3

回答下列问题：

（1）写出HO的电子式：

___________。

（2）下列措施一定能提高步骤I

中A1

3+

和Co

2+的浸取率的是___________（填标号）

a．将废催化剂粉磨为细颗粒

b．步骤I

中的硫酸采用98%的浓硫酸

c．适当提高浸取时的温度

（3）步骤Ⅰ中，写出“氧化”过程中Fe2+造成的后果是___________。

被氧化的离子方程式：

___________，若“氧化”后再“调节pH=3”，

（4）步骤Ⅰ中加KCO应控制pH的范围为___________。

（5）测定CoSO粗产品中钴的质量分数的步骤如下：

准确称取ag产品，先经预处理，然后加入过量

的冰乙酸，在加热煮沸下，缓慢滴加KNO溶液直至过量，生成不溶于乙酸的K[Co（NO）]，再经过滤、洗涤及干燥，称量沉淀的质量为bg。

①KNO溶液氧化并沉淀Co2+

的离子方程式为___________（已知KNO被还原为NO）。

②粗产品中钴元素的质量分数为___________（Mr{K[Co（NO）]}=452，列出计算式）。

【答案】

（1）

（2）ac

（3）2Fe2+

+HO+4HO=2Fe（OH）↓+4H+2223

Fe3+

对双氧水的分解有催化作用，造成原料利用率低

23

4

22

3

23

2

2

2

4

22

3

3

2

3

26

2

3

26

34

（4）pH11

（5）①Co2+

+3K+

+7NO-+2CHCOOHK[Co（NO）]↓+NO↑+HO+2CHCOO-

2332623

②

59b

452a

100%

【解析】废催化剂（含CoO、Co、AlO及少量FeO）加入硫酸酸浸反应后得到浸取液，主要含有Co2+、

Al3+、Fe2+、H+和SO2-等离子，调节溶液的pH=3，再加入HO，Fe2+被氧化为Fe3+并产生Fe（OH）沉淀。

过滤后，滤液中加入KCO调节pH，生成Co（OH）沉淀和KAlO溶液，经过滤分离。

Co（OH）沉淀加硫酸

溶解经后续处理得到粗产品CoSO，滤液加硫酸酸化得到硫酸铝钾溶液，经结晶得到明矾，以此分析解答。

（1）HO为共价化合物，两个氧原子共用一对电子，电子式为：

，

因此，本题正确答案是：

；

（2）a．将废催化剂粉磨为细颗粒，增大反应物的接触面积，能提高浸取率，故a正确；

b．该反应为H+

参加的离子反应，98%的浓硫酸中的氢离子浓度极小，不利于酸浸，故b错误；

c．升高温度化学反应速率加快，所以适当提高浸取时的温度，能提高浸取率，故c正确。

因此，本题正确答案是：

ac；

（3）Fe2+

被氧化为Fe3+

，pH=3时产生Fe（OH）沉淀，离子方程式为：

2Fe2+

+HO+4HO=2Fe（OH）↓+4H+；2223

Fe3+

对双氧水的分解有催化作用，若“氧化”后再“调节pH=3”，会造成原料利用率低。

（4）由已知（i）可知，Co2+沉淀完全的pH为9.2，由已知（Ⅰ）可知，Al（OH）完全溶解时的pH为11，

所以要分离出Al

3+

，应控制pH的范围为pH

11，

（5）①KNO将Co2+氧化为Co

3+

，并生成K[Co（NO）]

沉淀，NO-被还原为NO，根据得失电子守恒、

电荷守恒及原子守恒写出离子方程式为Co

2++3K+

+7NO-+2CHCOOH

23

K[Co（NO）]↓+NO↑+326

HO+2CHCOO-。

23

因此，本题正确答案是：

Co2++3K+

+7NO-+2CHCOOH

23

K[Co（NO）]↓+NO↑+HO+2CHCOO-；32623

②bgK[Co（NO）]中含Co元素的质量为bg×

59

452

，

则粗产品中钴元素的质量分数为

59b

452a

×100%，

5．FePO是一种难溶于水的白色固体，可作金属防腐剂，也可用于制备电动汽车电池的正极材料

4

LiFePO。

实验室利用FeSO·7HO和HPO（弱酸）制备FePO、LiFePO流程如下图：

4423444

回答下列问题：

（1）“溶解”时HPO不宜过量太多的原因是_________________________________。

4

4

4

224

4

4

2

2

4

46

1-x4x6

3

1x4

34

4

3

4

4

3

224

4

4

2

2

4

2

4

（2）①洗涤FePO沉淀的操作是__________________________________________________。

②若经多次洗涤后所得“FePO”仍呈棕色，则“FePO”最可能混有的杂质是___________。

（3）“反应1”时总反应的离子方程式是：

_________________________________。

（4）“反应2”时总反应的化学方程式是：

2LiOH+6HCO+2FePO=2LiFePO+7CO+5X+7HO，其中X的化学式为___________；每生成1molLiFePO，该反应转移___________mole－。

4

（5）LiFePO电池稳定性高、安全、对环境友好，该电池的总反应式是：

LiFePO+C其放电时工作原理如图所示。

则：

LiFePO+LiC，

充电时，a极的电极名称为___________；放电时，b极的电极反应式为：

_______________________。

【答案】

（1）防止后续反应中消耗NaOH，浪费原料

（2）①向漏斗中加入蒸馏水刚好浸没沉淀，待水流尽，重复操作2﹣3次②Fe（OH）

（3）2Fe2+

+ClO－+2HPO+4OH－=2FePO↓+Cl－+5HO

3442

（4）CO3.5

（5）阴极

LiFePO+xLi+－

+xe－=LiFePO

4

【解析】

（1）为了防止后续反应中消耗过多的NaOH，浪费原料，故“溶解”时HPO不宜过量太多；

（2）①洗涤FePO沉淀的操作是向漏斗中加入蒸馏水刚好浸没沉淀，待水流尽，重复操作2﹣3次；

②Fe（OH）是一种红褐色的固体，若经多次洗涤后所得“FePO”仍呈棕色，则“FePO”最可能混有的杂质是Fe（OH）；

（3）“反应1”时亚铁离子被次氯酸钠氧化，碱性条件下铁离子与磷酸根离子反应产生磷酸铁沉淀，总

反应的离子方程式是2Fe2+

+ClO﹣+2HPO+4OH﹣=2FePO↓+Cl﹣+5HO；

3442

（4）根据质量守恒可知，反应2L