1、 高考资源网（） 您身边的高考专家2020届高考二轮复习强化卷八：工艺流程综合实验（B卷）1、金属钒主要用于冶炼特种钢和在化学工业、炼油工业中作催化剂，被誉为“合金的维生素”。回收利用废钒催化剂(主要成分为V2O5、VOSO4和二氧化硅)的工艺流程如图所示：1.粉碎的作用是_，滤渣可用于_(填一种即可)。2.25时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率与溶液pH之间的关系如下表所示：pH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1钒沉淀率/%88.191.896.59899.899.896.493.089.3根据上表数据判断，加入氨水调节溶液的最佳pH为_;上述过滤操作过程中所需用到的玻璃
2、仪器有_。3.为了提高钒的浸出率，采用“酸浸”使废钒催化剂中的V2O5转化成可溶于水的VOSO4，“酸浸”过程中还原产物与氧化产物的物质的量之比为_。4.完成并配平“氧化”过程中的离子方程式：_+_VO2+_=_VO3+_Cl-+_5.废钒催化剂中V2O5的质量分数为6%(原料中的所有钒已换算成V2O5)。取100g此废钒催化剂按上述流程进行实验，当加入105 mL 0.1 molL-1的KClO3溶液时，溶液中的钒恰好被完全处理，假设以后各步骤中钒均没有损失，则该工业生产中钒的回收率是_。2、二氧化锆(ZrO2)是最重要的氧离子固体电解质,用于制造燃料电池、氧气含量测定仪等,可由锆英砂(主要
3、成分为ZrSiO4,也叫表示为ZrO2SiO2,含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2杂质)通过如图所示工艺流程制得。已知:ZrO2具有两性,高温与纯碱共熔生成可溶于水的Na2ZrO3,与酸反应生成ZrO2+。部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:金属离子Fe3+Al3+ZrO2+开始沉淀时pH1.93.36.2完全沉淀时pH3.25.28.0请回答下列问题:1.已知Zr元素的原子序数是40,请写出它在元素周期表中的位置:_。2.烧结时ZrSiO4发生反应的化学方程式为_;滤渣1的化学式为_。3.调节pH=a时,a的范围应该是_;用氨水调节pH=b时,所发生反应的离子方程式
4、为_。4.本题的流程中,一共有三步过滤操作,其中最后一步过滤所得的Zr(OH)4沉淀需要洗涤,证明该沉淀已经洗涤干净的最佳操作方法为_5.工业上可用铝热法冶炼锆,写出以ZrO2通过铝热法制取锆的化学方程式:_6.一种新型燃料电池用掺杂Y2O3的ZrO2晶体作电解质,在熔融状态下传导O2-,一极通入空气,另一极通入乙烷,写出负极的电极反应式:_。3、利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr()的处理工艺流程如下:已知:硫酸浸取液中的金属离子主要是,其次是和。常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:是难溶物。阳离子沉淀完全时的pH3.
5、711.15.4(8溶解)9(9)溶解(1)实验室用18.4的浓硫酸配制480mL 2的硫酸,需要量取浓硫酸_mL;配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外,还需_。(2)的作用是将滤液中的转化为,写出此反应的离子方程式:_。(3)加入NaOH溶液使溶液呈碱性,既可以除去某些杂质离子,同时又可以将转化为_(填微粒的化学式)。(4)钠离子交换树脂的反应原理为,则利用钠离子交换树脂可除去滤液中的金属阳离子有_。(5)写出上述流程中用进行还原时发生反应的离子方程式:_。(6)沉淀滴定法是测定粒子浓度的方法之一,为了测定某废水中的浓度,可用标准溶液滴定待测液,已知:银盐性质AgClAgIAgCNAgS
6、CN颜色白黄白砖红白滴定时可选为滴定指示剂的是_(填编号),滴定终点的现象是_。A.NaClB.C.KID.NaCN4、高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如图所示。回答下列问题：相关金属离子c(Mn+)0.1molL1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9（1）“滤渣1”含有S和 ；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学
7、方程式 。（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是 。（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为 6之间。（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是 。（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是 。（6）写出“沉锰”的离子方程式 。（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4当xy时，z 。5、黄铜矿的主要成分是CuFeS2（硫元素-2价，铁元素+2价）。实验室用黄铜矿为原料制取单质铜和铁红（Fe2O3）的流程如下
8、：已知：CuFeS2+O2 Cu+FeS+SO2FeS+2HClFeCl2+H2S1.实验室制氯气的化学方程式为 。2.SO2和H2S有毒，会造成大气污染。已知SO2和H2S混合可以得到单质硫。为使SO2和H2S恰好完全转化为硫，二者体积（标准状况）比应为 。为检验某尾气中是否含有SO2、CO2、CO三种气体，实验小组同学用如下装置设计实验。选择上述装置（可以重复），按照气流方向其连接顺序为A （填序号）。3.PbO2具有强氧化性，可与浓盐酸反应制取氯气。上述反应化学方程式为 ；由PbO与次氯酸钠溶液反应可制得PbO2，反应的离子方程式为 。Cl2是纺织工业中常用的漂白剂，Na2S2O3可作漂
9、白布匹后的“脱氯剂”。Na2S2O3在溶液中被Cl2氧化成，则该反应的化学方程式为 。本实验存在的一个缺陷是 。4.按上述流程用150g黄铜矿粉末可制得48g Fe2O3（铁红），则该黄铜矿中含CuFeS2的质量分数是_ _（假设各步反应均完全进行且过程中无额外物质损耗）。6、镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等,以下是从该矿渣中回收NiSO4的工艺路线:已知:(NH4)2SO4在350以上会分解生成NH3和H2SO4。NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3。锡(Sn)位于第五周期第A族。1.焙烧过程中NiF
10、e2O4发生反应的化学方程式为_。2.“浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为_,“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有_(填化学式)。3.为保证产品纯度,要检测“浸出液”的总铁量:取一定体积的浸出液,用盐酸酸化后,加入SnCl2将Fe3+还原为Fe2+,所需SnCl2的物质的量不少于Fe3+物质的量的_(填百分数);除去过量的SnCl2后,再用酸性KMnO4标准溶液滴定溶液中的Fe2+,滴定时反应的离子方程式为_,滴定终点的现象为_。4.“浸出液”中c(Ca2+)=1.010-3molL-1,当除钙率达到99.9%时,溶液中c(F-)=_molL-1。已知
11、Ksp(CaF2)=4.010-105.本工艺中,萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率的影响如图所示,V0/VA的最佳取值是_。7、某种电镀污泥中主要含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量的金(Au),可以用于制取Na2Cr2O7溶液、金属铜、粗碲等,以实现有害废料的资源化利用,工艺流程如下:已知:煅烧时Cu2Te发生的反应为Cu2Te+2O22CuO+TeO2。1.煅烧时Cr2O3发生反应的化学方程式为_2.为提高酸浸速率,可采用的措施是_(答出两条)3.浸出液中除了含有TeOSO4(在电解过程中不反应)外,还可能含有_(填化学式)。电解
12、沉积过程中析出单质铜的电极为_极4.工业上用铬酸钠(Na2Cr2O7)母液生产各酸钾(K2Cr2O7)工艺流程如下图所示:通过冷却结晶能析出大量K2Cr2O7的原因是_5.测定产品中K2Cr2O7含量的方法如下:称取产品试样2.50g配成250mL溶液,用移液管取出25.00mL于锥形瓶中,加入足量稀硫酸酸化后,再加入几滴指示剂,用0.1000molL-1硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2标准液进行滴定,重复进行二次实验。(已知被还原为Cr3+)氧化还原滴定过程中的离子方程式为_若三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的平均体积为25.00mL,则所得产品中K2Cr2O7的纯度为_
13、%(已知M(K2Cr2O7)=294,计算结果保留三位有效数字)。6.上述流程中K2Cr2O7发生氧化还原反应后所得溶液中除含有Cr3+外还含有一定浓度的Fe3+杂质,可通过加碱调PH的方法使两者转化为沉淀。已知c(Cr3+)为310-5molL-1,则当溶液中开始析出Cr(OH)3沉淀时Fe3+是否沉淀完全_(填“是”或“否”)。已知:KspFe(OH)3=4.010-38,KspCr(OH)3=6.010-31 答案以及解析1答案及解析：答案：1.增大接触面积，提高VOSO4 (可溶性钒化合物)的浸出率;制作光导纤维、建筑材料等;2.1.71.8(或1.7,或1.8)漏斗、烧杯、玻璃棒;3
14、.21;4.1;6;6H+;6;1;3H2O;5.95.55%解析：1.废钒催化剂中钒元素主要以难溶的V2O5和易溶的形式存在,粉碎的目的是增大接触面积，提高的浸出率；“水浸”后过滤，得到含VOSO4的滤液A和沉淀V2O5、SiO2；V2O5经“酸浸”溶解，形成含的溶液，SiO2不与硫酸反应.最后得到的滤渣为SiO2,SiO2可用于制作光导纤维、建筑材料等。2.由表中数据可知，钒沉淀率达到最大值时溶液的pH为1.71.8;实验室进行过滤操作时需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯。3.“酸浸”是将废钒催化剂中的V2O5转化成可溶于水的VOSO4，其化学方程式为,该反应中，V2O5为氧化剂，Na
15、2SO3为还原剂，还原产物与氧化产物的物质的量之比为21。4.该反应中，将氧化为VO3+，而本身被还原为Cl-，离子方程式为。5.根据钒元素守恒及反应的化学方程式得关系式：KClO36VO3+3V2O5，则回收到的，故钒的回收率是。 2答案及解析：答案：1.第五周期第B族;2.ZrSiO4+2Na2CO3Na2ZrO3+Na2SiO3+2CO2;H2SiO3(或H4SiO4)3.5.2a6.2; 4.取适量最后一次洗涤液于试管中,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,没有白色沉淀生成,证明沉淀已经洗涤干净5.3ZrO2+4Al3Zr+2Al2O36.2C2H6-28e-+14O2-4CO2+6H2O
16、解析：1.Zr元素的原子序数是40,由核外电子排布规律可知,Zr元素的原子核外各层电子数由里向外依次为2、8、8、18、4,故其在元素周期表中的位置为第五周期第B族。2.ZrSiO4与Na2CO3在高温下发生反应生成Na2ZrO3、Na2SiO3和CO2气体,化学方程式为ZrSiO4+2Na2CO3Na2ZrO3+Na2SiO3+2CO2。硅酸钠溶液与过量硫酸反应生成硅酸(或原硅酸)沉淀,所以滤渣1为H2SiO3(或H4SiO4)3.用氨水调节溶液的pH=a,目的是使Fe3+、Al3+沉淀完全,以达到除去两种离子的目的,但同时不能使ZrO2+沉淀,根据图表信息可知适宜的pH范围为5.2pH6.
17、2;根据流程图可知,用氨水调节pH=b时,溶液中的ZrO2+与氨水反应生成Zr(OH)4沉淀,离子方程式: 4.ZrOSO4溶液与NH3H2O反应生成Zr(OH)4沉淀和硫酸铵溶液,所以Zr(OH)4沉淀上可能附备硫酸铵,因此检验硫酸根离子是否存在即可,故实验操作:取适量最后一次洗涤液于试管中,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,若没有白色沉淀生成,则证明沉淀已经洗涤干净。5.高温下,金属铝与氧化锆发生置换反应生成锆和氧化铝,化学方程式为3ZrO2+4AI3Zr+2Al2O36.乙烷燃料电池中,乙烷在负极发生失电子的氧化反应,乙烷被氧化为CO2,O2-向负极移动,结合电荷守恒和原子守恒可得负极的电
18、极反应式:2C2H6-28e-+14O2-4CO2+6H2O。 3答案及解析：答案：(1)54.3; 500mL容量瓶、胶头滴管(2)(3)(4)(5)(6)B; 当滴入最后一滴标准液时，出现砖红色沉淀，且半分钟内沉淀颜色不改变解析： 4答案及解析：答案：（1）SiO2（或不溶性硅酸盐）；MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O；（2）将Fe2+氧化为Fe3+；（3）4.7；（4）NiS和ZnS；（5）F与H+结合形成弱电解质HF，MgF2Mg2+2F平衡向右移动；（6）Mn2+2MnCO3+CO2+H2O；（7）解析： 5答案及解析：答案：1. MnO2+4HCl（浓）=Mn
19、Cl2+Cl2+2H2O2.12BACDCDE（D）3.PbO2+4HClPbCl2+Cl2+2H2O；PbO+NaClOPbO2+NaCl+4Cl2+5H2O8Cl-+2 +10H+缺少尾气处理装置4.73.6%解析： 6答案及解析：答案：1.NiFe2O4+4(NH4)2SO4NiSO4+Fe2(SO4)3+8NH3+4H2O;2.Fe3+2H2OFeO(OH)+3H+;SiO2、CaSO4;3.50%; ;当加入最后一滴液体时,锥形瓶内溶液颜色恰好变为红色,且半分钟内不消失;4.2.010-2;5.0.25解析： 7答案及解析：答案：1.2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO22.适当增大稀硫酸的浓度、升高温度、搅拌等; 3.CuSO4(也可答“CuSO4和H2SO4”), 阴4.在低温条件下K2Cr2O7的溶解度在整个体系a中最小,且K2Cr2O7的溶解度随温度的降低而显著减小。5.49.06.是解析： 高考资源网版权所有，侵权必究！
