专题15 无机化工流程(高考押题)-2018年高考化学二轮复习精品资料(解析版) 下载本文

回答下列问题:

(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行,所产生焙砂的主要成分的化学式为___________ ;浸出液净化过程中加入的主要物质是锌粉,其作用是___________________。

(2)电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用情性电极,阳极的电极反应式是______________。 (3)在该流程中可循环使用的物质是Zn和_________。

(4)改逬的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质,“氧压酸浸”中发生主要反应的离子方程式为 _____________________________________________。

(5)硫化锌精矿(ZnS )遇到硫酸铜溶液可慢慢的转化为铜蓝(CuS)。请解释该反应发生的原理:______________________________________________________。 【答案】

(1)ZnO(1分)除去 Fe3+(2分)

(2)2H2O-4e-=O2↑+4H+或4OH-4e== O2↑+2H2O(2分)

(3)H2SO4(1分)

(4)2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O(2分)

(5)在一定条件下,溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物(2分)

6.金属钛性能优越,被称为继铁、铝之后的“第三金属”,工业上用钛矿石(主要成分:FeO、TiO2,SiO2等)为原料制取钛,工艺流程如下,回答下列问题:

已知:TiO2(s)+H2SO4(aq)=TiOSO4(aq)+H2O

(1)钛矿石在加入浓硫酸酸溶前要先粉碎,其目的是________________________。

(2)操作1名称为_______,固体2的主要成分是____________________,写出金属钠与TiCl4共热的化学反应方程式:_______________________________。

(3)一定温度下,在一个固定容积的容器中发生反应:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)

TiCl4(g)+2CO(g),反应中

氧化剂是________,下列说法能够说明该反应已达化学平衡状态的是_________________。 A.反应每断裂2个Cl一Cl键,同时生成2 个CO键 B. 容器内压强不再发生变化 C. Cl2和TiCl4的浓度不再变化 D.v(TiCl4)正=2v(C)逆

(4)将50吨钛矿石经上述变化后,最终可得金属钛12吨,假设各步反应均完全且无Ti元素损失,则原矿石中TiO2的百分含量为_____________。Mr(Ti)=48

【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应速率加快(1分) (2)过滤(1分)FeSO4(FeSO4·7H2O等合理都行)(1分) 4Na+TiCl4(3)氯气(1分)BC(2分)(4) 40%(2分)

7.元素铬及其化合物工业用途广泛,但含+ 6价铬的污水会损害环境,必须进行处理。下图为某工厂处理含铬废水工艺流程:

Ti+4NaCl (2分)

回答下列问题:

(1)请写出N2H4的电子式:________。

(2)下列溶液中可以代替上述流程中N2H4的是 ________ (填选项序号)。 A.FeSO4溶液 B.浓HNO3溶液 C.酸性KMnO4溶液 D.Na2SO3溶液

(3)已知加入N2H4的工序中,N2H4转化为无污染的物质,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______________________。

(4)Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高,否则会导致___________________________(用离子方程式表示)。

(5)实际工业生产中,有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量,其原理是Mn++nNaR=nNa++MRn,其中NaR为阳离子交换树脂,Mn+为要测定的离子。常温下,将沉淀后的溶液(此时溶液pH=5)经过阳离子交换树脂后,测得溶液中Na+比交换前增加了0.046 g·L-1,则该条件下Cr(OH)3

的Ksp的值为______________________。

(6)在含铬废水实际处理中,还可采用直接沉淀的方法,处理成本较低。已知在含铬废水中存在Cr2O72-和CrO42-相互转化平衡,请用离子方程式表示它们之间的转化反应:______________________________; 【答案】(1)

(1分)(2)AD(2分)(3)2∶3(1分)(4)Cr(OH)3+OH-=[Cr(OH)4]-或Cr(OH)3+OH-=CrO2-

2CrO42-+2H+(2分)

+2H2O(2分)(5)6.7×10-31(2分)(6)Cr2O72-+H2O

8.锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。以辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示:

已知:①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外,还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等; ②常温下:Ksp(CuS)=1.27×10-36,Ksp(PbS)=9.04×10-29;

③溶液中离子浓度≤1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。 (1)滤渣1中除了S之外,还有___________(填化学式)。 (2)“还原”时,被Sb还原的物质为_____________(填化学式)。

(3)常温下,“除铜、铅”时,Cu2+和Pb2+均沉淀完全,此时溶液中的c(S2-)不低于____________________;所加Na2S也不宜过多,其原因为___________________________。

(4)“除砷”时有H3PO3生成,该反应的化学方程式为______________________________。 (5)“电解”时,被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为______________。 (6)一种突破传统电池设计理念的镁-锑液态金属储能电池工作原理如图所示:

该电池由于密度的不同,在重力作用下分为三层,工作时中间层熔融盐的组成不变。充电时,C1-向_____(填“上”或“下”)移动;放电时,正极的电极反应式为______________________。 【答案】(1)SiO2(1分)(2) SbCl5(1分)

(3)9.04×10-24 mol·L1(2分)生成Sb2S3或产生H2S等污染性气体(1分)

(4)2AsCl3+3Na3PO2+3HCl+3H2O=2As+3H3PO3+9NaCl (2分) (5)3︰2 (1分)(6)下(1分) Mg2+2e=Mg(1分)

【解析】(1)辉锑矿的主要成分为Sb2S3,还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等),在加入盐酸和SbCl5后,根据浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外,还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等,Sb2S3、PbS、As2S3、CuO都被溶解,只有SiO2不溶,滤渣1中除了S之外,还有二氧化硅;(2)根据流程图和,浸出中含有少量SbCl5,经过“还原”等操作后得到SbCl3,因此SbCl5被Sb还原;(3)根据常温下:Ksp(CuS)=1.27×10-36,Ksp(PbS)=

Ksp?CuS?Ksp?PbS??5?59.04×10-29;将Cu2+和Pb2+均沉淀完全时,c(S2-)分别不低于1.0?10=1.27×10-31 mol/L、1.0?10=9.04×10-24

mol/L,因此c(S2-)不低于9.04×10-24 mol/L,过量的硫化钠能够溶液中的酸反应放出污染空气的硫化氢,过量的硫化钠还能与SbCl3生成沉淀,因此所加Na2S也不宜过多;(4)“除砷”时除了生成As外,还有H3PO3生成,反应的化学方程式为2AsCl3+3Na3PO2+3HCl+3H2O=2As+3H3PO3+9NaCl;(5)根据流程图,“电解”时,SbCl3反应生成SbCl5和Sb,根据化合价升降守恒,被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的物质的量之比为3:2,质量之比为3:2;(6)中间层熔融盐为电解质溶液,根据电流方向,镁液为电池的负极,充电时,镁极为阴极,阴离子向阳极移动,即向下移动,放电时,镁液为电池的负极,电极反应为Mg -2e=Mg2

,正极发生还原反应,电极反应式为Mg2+2e=Mg。

9.钒钛磁铁矿炼钢后剩余的尾渣中含有V2O3、MgO、Al2O3、Fe2O3、SiO2等,现从该钒渣中回收V2O3的工艺流程如下:

(1)滤液I的成分是NaVO3、NaAlO3和_________(写化学式)。

(2)检验滤渣I中是否含有Fe2O3的方法是_______________________________。

(3)用离子方程式表示NaAlO2溶液具有碱性的原因:_______________________________。

(4)加入硫酸铵溶液后溶液的pH会有所降低,已知常温时氨水的电离平衡常数Ka=2×10-5;则0.1 mol·L-1的 (NH4)2SO4溶液的PH约为__________。

(5)在沉钒操作中,选择使用(NH4)2SO4比使用(NH4)2CO3的沉钒效率高,其原因为______________________。 (6)NH4VO3和Na2SO4的混合液需要经过蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶和过滤等操作得到NH4VO3晶体,结合下图,分析为了得到较纯净的NH4VO3晶体和较高的晶体析出率,应选择最适宜的结晶温度,为a、b、c、d四点中______点对应的温度。