2019版高考化學大優(yōu)選習題考前強化練21化學工藝流程綜合題

1、1考前強化練 21 化學工藝流程綜合題1.(2018 河南許昌一模聯(lián)考)鋅錳干電池為使用一次后就被廢棄的電池，因含有汞、酸或堿等物質(zhì)廢棄后進入環(huán)境將造成嚴重危害。某化學興趣小組擬采用如下處理方法回收廢電池中的各種資源。(1) 用 60C溫水溶解填充物,目的是_。(2) 操作 B 的名稱為_ 。銅帽溶解的化學方程式為 _；銅帽溶解完全后,可采用 _方法除去溶液中過量的 HzQ。填充物中含有 MnOOH MnO 等化合物,向濾渣中加入一定量的稀草酸和10 mL 稀硫酸,得到 MnSO溶液并收集到 896 mL CO2(標準狀況下),所用稀硫酸的物質(zhì)的量濃度是 _。(5)向一定量水樣中加入適量MnS

2、O 溶液和堿性 KI 溶液，生成 MnO(OH)沉淀,密封靜置，加入適量稀 硫酸，待 MnO(OH)與 I-完全反應生成 MrT和丨2后，以淀粉作指示劑，用NQSQ標準溶液滴定至終點，運用此方法可以測定水中溶解氧的濃度。測定過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：Q W MnOQ H)【4l2務fSP 亍取一定量的池塘水樣 100.00 mL,按上述方法測定水樣的溶解氧，消耗 0.010 0 mol L-1Na2SQ 標準溶液 13.50 mL,則該水樣中的溶解氧的濃度為 _mgL-1。答案(1)加大溶解速率，同時防止溫度過高使氯化銨分解結(jié)晶(3)CU+H2Q+HSOCUSO+2H2O 加熱-1(4)3.0

3、 molL(5)10.80解析廢舊干電池含有銅、石墨、二氧化錳以及填充物等，填充物用 60C溫水充分溶解，過濾,濾液中含有氯化銨,蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶可得到氯化銨晶體；銅與稀硫酸在過氧化氫作用下發(fā)生氧化還原反應生成硫酸銅，加入鋅可置換出銅，過濾分離，硫酸鋅溶液最終可生成氫氧化鋅、氧化鋅，冶煉可 得到鋅。(1)加熱,適當升高溫度，可促進溶解，同時防止溫度過高使氯化銨分解；(2)濾液中含有氯化銨,蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶可得到氯化銨晶體，所以該操作名稱是結(jié)晶；(3)酸性條件下，雙氧水能將銅氧化,銅帽溶解反應生成銅離子，反應的化學方程式為 Cu+HQ+HSQCUSO+2HO;加熱條件下，雙 氧水易分解生成水和氧

4、氣，所以除去雙氧水的方法是加熱；(4)濾渣的主要成分為含錳混合物，向含錳混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不斷攪拌至無氣泡為止。其主要反應為2MnO(OH)+MnO2H2GO4+3H2SQ3MnSO+4COf+6H2O,根據(jù)反應方程式可知，硫酸的物質(zhì)的量為電芋n限董鼻曲團20.896 L - 22.4 L mol-1x=0.03 mol,c=3.0 molL-1;(5)根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系:O2fMnO(OH2TI2TNazSO;在 100.00 mL 水樣中,存在 12+2ST3+S :;n(l2)=n(Na2$Q)=0.010 00 molL-1x13.50 mLx10-3L mL1x_=6.

5、750 xi0-5mol,根據(jù)題中 MnO(OH與 I-完全反應生成 Mn+和 I2,可知發(fā)生了氧化還原反應，根據(jù)電子得失守_5RR55恒：nMn O(OH)2=n(l2)=6.750 x10-mol;n(O2)=nMnO( OH)2=x6.750 x10-mol=3.375x10-mol,水中溶解氧=3.375x10-molx32 g mol-x1 000 mgg- 0.1 L=10.80 mgL-o2.(2018 江西重點中學協(xié)作體高三聯(lián)考)硫酸鎳晶體(NiSO4 7fO)可用于電鍍工業(yè)，可用含鎳廢催化劑為原料來制備。已知某化工廠的含鎳廢催化劑主要含有Ni,還含有 Al、Fe 的單質(zhì)及其他

6、不溶雜質(zhì)(不溶于酸堿)。某小組通過查閱資料,設計了如下圖所示的制備流程：3815已知:KspFe(OH)3=4.0 x10-,KspNi(OH)滬 1.2x10(1)“堿浸”過程中發(fā)生反應的離子方程式是 _o(2)_操作 a 所用到的玻璃儀器有燒杯、;操作 c 的名稱為_ 、_ 、過濾、洗滌。固體是 _ ;加 H2Q 的目的是(用離子方程式表示)_o調(diào) pH 為 23 時所加的酸是 _o操作 b 為調(diào)節(jié)溶液的 pH,若經(jīng)過操作 b 后溶液中 c(Ni2+)=2 molL-1,當鐵離子恰好完全沉淀溶 液中c(Fe3+)=1.0 x10-5molL-1時，溶液中是否有 Ni(OH)2沉淀生成?_

7、(填“是”或“否”)o(6)NiSO4 7fO 可用于制備鎳氫電池(NiMH),鎳氫電池目前已經(jīng)成為混合動力汽車的一種主要電池 類型。NiMH 中的 M 表示儲氫金屬或合金,該電池在放電過程中總反應的化學方程式是NiOOH+MHNi(OH) 2+M 貝 U NiMH 電池充電過程中，陽極的電極反應式為_。答案(1)2Al+2OH-+2H2O2Al -+3H2T(2)漏斗玻璃棒蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶不溶雜質(zhì)2Fe2+Q+2l4 2Fe3+2H2。2I3硫酸(H2SQ) (5)否(6)Ni(OH)2+OIH-e-NiOOH+HO解析鎳廢樣品中只有金屬鋁與強堿溶液發(fā)生反應生成偏鋁酸鹽和氫氣，離子方程式為

8、2AI+2OH+2H2O2Al -+3F2T;(2)操作 a 為過濾，用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；從溶液中得到硫酸鎳晶體(NiSO4?7HO),就需要制成高溫時飽和溶液，然后再蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌；(3)鐵、鎳都溶于酸，只有雜質(zhì)不溶于酸和堿，所以固體是不溶雜質(zhì)；溶液中存在有亞鐵離子，加入 HQ 的目的就是氧化亞鐵離子生成鐵離子,離子方程式為 2Fe2+HO+2H+ 2Fe3+2HO;(4)最后要得到NiSO4 7H2O,為了不引入雜質(zhì)離子，最好加入硫酸調(diào)溶液的pH;(5)已知KspFe(OH)3=4.0X1038-153+3-53-38，KspNi(OH)2=1. 2X10

9、;根據(jù)KspFe(OH)3=c(Fe )Xc(OH )=1.0X10Xc(OH )=4.0X10,可得c(OH)=4.0X10 molL,c(OH)1.6X10 molL,Ni(OH)2的濃度商Q=c(Ni )Xc(OH1122215)=2X(1.6X10 ) =5.12X10 KspNi(OH)2=1.2X10 ,則溶液中沒有 Ni(OH)2沉淀生成;(6)放電 為原電池，充電為電解池，電解池陽極發(fā)生氧化反應，Ni(OH)2中鎳元素由+2 價升高為 NiOOH 中的+3 價，發(fā)生氧化反應，則陽極的電極反應式為 Ni(OH)2+ORe-|NiOOH+bO3.(2018 陜西寶雞高三教學質(zhì)量檢測

10、)下面是某科研小組利用廢鐵屑還原浸出軟錳礦(主要成分為MnO)制備硫酸錳及電解其溶液制錳的工藝流程圖：aJ加AM眄L H網(wǎng)-.lIlAMnS1f陵鐵網(wǎng)*軟留礦 faes*淫出豪T 旅蔽】卜+irMtL裡肚眩濟1城謹7已知:浸出液中主要含有Fe3+、Fe2+、CcT、皿2+等雜質(zhì)金屬離子生成氫氧化物的 pH 見下表：物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3Ni(OH)2Co(OH)2Mn(OH)z開始沉淀的pH7.52.77.77.68.3宀兀全沉淀的pH9.73.78.48.29.8請回答下列問題：4(1) “酸浸”前將原料粉碎的目的是 _。流程圖中“加入 MnO”的作用是將浸出液中的 Fe2化為 F

11、e3+,同時自身被還原為 MrT。該反應的離子方程式是 _ ,其中的 MnO 可以用試劑 _(填化學式)代替。(3)_ 流程圖中“調(diào)節(jié) pH可以除去某種金屬離子，應將溶液 pH 調(diào)節(jié)控制的范圍是 _ 。下列可用于流程中調(diào)節(jié) pH 的試劑是 _ (填試劑對應的字母編號)。a.MnCOb.NazCOc.NaOH d.氨水向濾液I中加入 MnS 的作用是除去 Co2+、皿2+等離子，發(fā)生反應為 MnS+N一NiS+Mn2。當該反應完全后,濾液 2 中的皿6+與 Ni2+的物質(zhì)的量濃度之比是 _ 已知Ksp(MnS)=2.8x10-10 21,Ksp(NiS)=2.0 x10-。(5) 上述流程中，能

12、循環(huán)使用的一種物質(zhì)是 _ (填化學式)。2+(6) 上述流程中在電解前需對電解液中Mn 的含量進行測定。方法是：取出一定體積的電解液，加入一定質(zhì)量的 NaBiCh(不溶于水),使二者發(fā)生反應，反應的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物分別是Mn 、Bi3+。該反應的離子方程式是 _ 。在適當條件下，在 MnSO H2SQ 和 H20 為體系的電解液中電解也可獲得MnO 其陽極電極反應式為_。答案|(1)增大反應物的接觸面積，加快反應速率(2) MnO2+2Fe2+4H M6+2Fe3+2HO HzQ11(3) 3.77.6a (4)1.4x10(5)H2SQ(6)2Mn2+5NaBiO3+14H+2Mn -+5

13、Bi3+5NaT+7HO2+-+(7)Mn +2HbO-2e Mn O+4H解析將軟錳礦和廢鐵屑加入過量硫酸浸出，過濾，浸出液中主要含有 Fe3+、Fe2+、CcT、皿2+等金屬離子，加入 MnO 的作用是將浸出液中的 Fe2化為 Fe3+，同時自身被還原為 MrT，加入 MnC 調(diào)節(jié)溶液的pH 以除去鐵離子，過濾后的濾液中加入MnS 凈化除去 Co2+、皿2+等離子，過濾得到濾液再進行電解可得到金屬錳和陽極液，陽極液可循環(huán)使用，濾渣 2 為 MnS CoS NiS。(1) “酸浸”前將原料粉碎的目的是增大反應物的接觸面積，加快反應速率；(2)流程圖中“加入 MnO的作用是將浸出液中的Fe2+氧化為 Fe3+，同時自身被還原為 MrT。該反應的離子方程式是MnO+2Fe2+4H+M+2Fe3+2HbO,其中的 MnO 作氧化劑，可以用試劑 H2Q代替。(3)流程圖中“調(diào) 節(jié) pH可以除去鐵離子，應將溶液 pH 調(diào)節(jié)控制的范圍是 3.77.6,促進鐵離子水解。MnCO 能與 HI反 應，不引入雜質(zhì)，故可用 MnCO 調(diào)節(jié) pH。(4)根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化的方程式：MnS+Ni2+NiS+MrT,M門2+與 Ni2+的物質(zhì)的量濃度之比為c(Mn ) ：c(Ni )=KSP(MnS) ：Ksp(NiS)=(2.8x10-) : (2.0 x10-21)=1