考點08-10-2020屆高三化學(xué)一戰(zhàn)到底之地市三模試題猜題（解析版）

2020屆高三《一戰(zhàn)到底?化學(xué)三?！?/p>

考點8T0

考點8工藝流程題

考點9化學(xué)實驗綜合題

考點10化學(xué)反應(yīng)原理綜合

考點8工藝流程題

1.（2020?安徽師范大學(xué)附屬中學(xué)6月九模）草酸鉆是一種重要的化工材料，廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成。一種以

銅鉆礦（主要成分為C02C11S4,一定量CuFeS2）為原料，生產(chǎn)草酸鉆晶體（CoC2Or2H2O）的工藝流程:

細(xì)菌浸取液萃取劑還原劑卜［2（）2

1

鑰針??1

（*一畫卜［WK回原1一回丁冠闌-------CoC2O4?2H2()

萃出液FeOOH

己知：①"浸出”液含有的離子主要有H+、Fe3+、QP+、Co3\SO；；

②pH增大，F(xiàn)e2+被氧化的速率加快，同時生成的Fe3+水解形成更多的膠體；

15

③草酸鉆晶體難溶于水：25℃時，KspLCo（OH）2j=1.6x10,

回答下列問題：

（1）生產(chǎn)時為提高銅鉆礦粉浸出率，常采取的措施有（填字母）。

a.適當(dāng)延長浸出時間b.高溫浸出c.分批加入細(xì)菌浸取液并攪拌

（2）“萃取”步驟中萃取除去的主要金屬陽離子是。

（3）“氧化”過程中，控制70℃、pH=4條件下進(jìn)行，pH對除鐵率和鉆回收率的影響如圖所示。

0O1OO

9O9O

8O

%8O%

7O

林7O

、

松

蕓6O6O

急

一5O5O

健

三4OO

志4

3O3O

2O2O

1O1O

①用電子式表示H2O2的形成過程。

②“氧化”過程的離子方程式為。

③pH為4?5時，鉆的回收率降低的原因是

(4)“過濾”后的濾液中加入(NH4)2C2O4溶液反應(yīng)得到草酸鉆晶體，過濾得到的草酸鉆晶體需要用蒸儲水洗

滌，檢驗晶體是否洗滌干凈的方法是o

(5)300℃時，在空氣中煨燒CoC2O4-2H2O可制得CO3O4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

【答案】(l)ac(2)Cu2+(3)①H?+?+?+----->H：O：O：H②2Fe2++H2()2

???■????

+2H?070℃2FeOOH+4H③pH過高，F(xiàn)e3+生成氫氧化鐵膠體吸附大量Co?，導(dǎo)致鉆回收率降低

(4)取最后一次的洗滌液少許于試管中，先加鹽酸酸化，再加氯化鋼溶液，若無沉淀生成，則證明洗滌干凈

(5)3coe2。?2H2O+20?”0℃604+6CO2+6H2O

【分析】

由題給流程可知，銅鉆礦粉加入細(xì)菌浸取液浸取后，得到的溶液中含有的離子有H+、Fe3+、CM+、C02+、SO42'；

向溶液中加入萃取劑，用萃取劑除去溶液中的CM+；向萃取后的溶液中加入還原劑，將Fe3+還原為Fe2+,

然后加入H2O2,將Fe2+氧化為FeOOH沉淀，除去溶液中的鐵元素；過濾后，向濾液中加入(NHQ2C2O4溶

液反應(yīng)得到草酸鉆晶體。

【詳解】

(I)a.適當(dāng)延長浸出時間可以使反應(yīng)更充分，提高浸出率，故正確；

b.高溫條件下可以加快反應(yīng)速率，但是細(xì)菌在高溫條件下會死亡，故不能用高溫，故錯誤；

c.分批加入細(xì)菌浸取液并攪拌能使反應(yīng)物混合更均勻，更充分，提高浸出率，故正確；

ac正確，故答案為：ac；

(2)由流程分析可知，后續(xù)的操作不能除去Cu2+,故只能在萃取步驟中除去CiP*,故答案為：Cu2+；

(3)①H2O2為共價化合物，分子中含有極性共價鍵和非極性共價鍵，用電子式表示過氧化氫的形成過程為

H1+,0,+0-+,H—>H:O:O:H,故答案為：H?十,0?+■0?+?H--->H:O:O:H；

②由題意可知，氧化過程為7(TC、pH=4條件下，過氧化氫與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成FeOOH,反

應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H，O，+2H，O70℃2FeOOH+4H+,故答案為：2Fe2++H，O，+2H，O70℃2FeOOH

+4H'；

③由題給信息可知，溶液pH增大，F(xiàn)/+被氧化的速率加快，同時生成的Fe3+水解形成較多的膠體，氫氧化

鐵膠體具有很大的吸附能力，吸附大量C02+,導(dǎo)致鉆回收率降低，故答案為：pH過高，F(xiàn)e-「生成氫氧化鐵

膠體吸附大量C02+,導(dǎo)致鉆回收率降低；

(4)由流程可知，草酸鉆晶體表面附有可溶的硫酸筱，檢驗晶體是否洗滌干凈實際上就是檢驗洗滌液中是否

存在硫酸根，則檢驗方法為取最后一次的洗滌液少許于試管中，先加鹽酸酸化，再加氯化鋼溶液，若無沉

淀生成，則證明洗滌干凈，故答案為：取最后一次的洗滌液少許于試管中，先加鹽酸酸化，再加氯化鋼溶

2

液，若無沉淀生成，則證明洗滌干凈;

(5)由題意可知，300℃時，在空氣中煨燒CoC2O#2H2O可制得CO3O4,反應(yīng)中Co元素化合價升高，依據(jù)氧

化還原反應(yīng)規(guī)律，空氣中的02參與反應(yīng)，做反應(yīng)的氧化劑，C。元素和C兀素被氧化，反應(yīng)的化學(xué)方程式

為3coeO4-2H，O+2O,300℃COQ4+6CO，+6H，O,故答案為：3co。0廠2*0+20,300℃(2。304+6(20，+611，0。

2.(2020?四川省成都市6月三模)銅帆(主要成分CuSO4-5H2O)是一種可用于食品添加的銅強(qiáng)化劑?，F(xiàn)以

某硫鐵礦渣(含有CuS04,CuSCh、C112O及少量難溶于酸的C112S、CuS)制備銅磯的工藝過程如下：

熱Fe，(SO"),溶液空無石灰石

廢渣1度渣2

(1)力％硫酸酸浸”時，固液質(zhì)量比為1:3并進(jìn)行4?6次浸取，其目的是；

⑵“濾餅”中含有Cu,其中Cu在“反應(yīng)1”中溶解的離子方程式為:“廢渣1”中只含有S單質(zhì)，則“反

應(yīng)1"中Cu2s與Fe2(SCU)3反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為。

⑶“反應(yīng)2”中通入空氣的目的是；結(jié)合離子方程式，說明“反應(yīng)3”加入石灰石的作用o

(4)為了提高硫鐵礦渣的利用率和產(chǎn)品的產(chǎn)率，在“濃縮”前進(jìn)行的必要操作是；分析下列溶解度信息，

【答案】(D提高對固體礦渣的浸取率(2)Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+1:2(3)將Fe?+氧化為Fe3+

Fe3++3H2O=Fe(OH)+3H+,加入CaCCh消耗H+,使上述反應(yīng)正向移動，有利于Fe(0H)3沉淀將濾液并

入(4)降溫結(jié)晶(5)4

【分析】

硫鐵礦渣加1%稀硫酸進(jìn)行酸浸，CuSCh、CmO分別與稀硫酸反應(yīng)，CuSO3+H2SO4=CuSO4+SO2t+H2O.

CU2O+H2SO4=CUSO4+CU+H2O,過濾后濾液中含有C11SO4,濾餅中有難溶于酸的C112S、CuS和酸浸時生成

的Cu,加入熱FeMSOR發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)后銅變?yōu)镃u2+、硫離子被氧化為硫單質(zhì)經(jīng)過濾除去，F(xiàn)e3+

被還原為Fe2+,通入空氣將Fe?+氧化為Fe3+,然后加入石灰石調(diào)節(jié)溶液的pH,將Fe?+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀

過濾除去，將濾液與第一次過濾后的濾液混合，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，得到銅磯，根據(jù)以上分析解答。

【詳解】

3

(1)T%硫酸酸浸”時，由于硫酸濃度較小，為了提高固體礦渣的浸取率，可增加硫酸的體積和浸取的次數(shù),

故采取固液質(zhì)量比為1:3并進(jìn)行4?6次浸取的工藝，答案為：為了提高固體礦渣的浸取率。

(2)濾餅中的Cu可以與熱FeXSOg發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e?+被還原為Fe?+,Cu被氧化為Cu2+,根據(jù)得失

電子守恒、電荷花守恒，該反應(yīng)的離子方程式為：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+；“廢渣1”中只含有S單質(zhì)，“反應(yīng)

T中Cu2s與Fe2(SC>4)3反應(yīng)時,Cu由+1價變?yōu)?2價,S由-2價變?yōu)?價,Fe由+3價變?yōu)?2價,lmolCu2S

共失去lx2+2=4mol電子，ImolFe2(SO4)3得到1x2=2mol電子,根據(jù)得失電子守恒可知,Cu失與Fe2(SC>4)3

反應(yīng)時的物質(zhì)的量之比為1：2,答案為：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+；1：2；

(3)在化工生產(chǎn)中，通常先把Fe?+氧化為Fe3+,然后再調(diào)節(jié)溶液的pH,將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去，

所以“反應(yīng)2”中通入空氣的H的是將Fe?+氧化為Fe3+,由于Fe3+發(fā)生水解反應(yīng)Fe3++3H2O=Fe(OH)+3H+,“反

應(yīng)3”加入CaCCh消耗H+,使上述反應(yīng)正向移動，有利于Fe(OH)3沉淀生成，答案為：將Fe?+氧化為Fe3+；

加入CaCCh消耗H+,使上述反應(yīng)正向移動，有利于Fe(OH)3沉淀；

(4)由分析可知酸浸后過濾得到的濾液中含有一定量的CuSO4,為「提高硫鐵礦渣的利用率和產(chǎn)品的產(chǎn)率,

在“濃縮”前將此濾液并入，由表中數(shù)據(jù)可知，銅磯的溶解度隨溫度的升高而增大，因此可對濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃

縮、降溫結(jié)晶，從而得到銅磯晶體，答案為：將濾液并入；降溫結(jié)晶；

(5)將銅磯、生石灰的質(zhì)量比1.0：0.56,其物質(zhì)的量之比=——：-4^=2：5,根據(jù)原子守恒可知CM，

25056

離子和Ca2+離子的物質(zhì)的量之比為2：5,將銅機(jī)、生石灰、水按質(zhì)量比依次為1.0:0.56:100混合配制無機(jī)銅

殺菌劑波爾多液，硫酸銅和氫氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化銅和硫酸鈣的方程式為：

CuSO4+Ca(OH)2=Cu(OH)2+CaSO4,波爾多液有效成分為CuSOtxCu(OH)2yCa(OH)2,當(dāng)x=l時，Ca(OH)2

與Cu(OH)2物質(zhì)的量之比為1：1,根據(jù)Ca原子守恒可知，剩余Ca(OH)2的量為5-1=4,即參加反應(yīng)的Ca(OH)2

與剩余Ca(OH”的物質(zhì)的量之比為1：4,答案為：4。

3.(2020?河南省名師聯(lián)盟5月聯(lián)考)高鎰酸鉀是鐳的重要化合物和常用的氧化劑。如圖是在實驗室中制備

KMnO4晶體的流程：

回答下列問題：

(1)在實驗流程中，操作①和②均需在用期中進(jìn)行，根據(jù)實驗實際應(yīng)選擇一(填序號)。

a.鐵生埸b.石英生埸c.瓷堪煙d.氧化鋁用煙

4

(2)“熔融物”中KCICh應(yīng)過量的原因除了提高M(jìn)nCh利用率外，還有。

(3)操作④是使KzMnCU轉(zhuǎn)化為KMnCU和MnO2,該轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為—。若溶液堿性過

強(qiáng)，則MnO,又會轉(zhuǎn)化為MnO：,同時產(chǎn)生無色氣體，該轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為—。

(4)還可采用電解K2MnO4溶液(綠色)的方法制備KMnOM裝置如圖所示)。

①電解過程中右側(cè)石墨電極的電極反應(yīng)式為。

②隨著電解的進(jìn)行，溶液逐漸由綠色變?yōu)樽仙?。但若電解時間過長，溶液顏色又會轉(zhuǎn)變成綠色，可能原因

是。

③為避免該現(xiàn)象，請?zhí)岢龈倪M(jìn)裝置的措施：。

【答案】(1)a(2)KCICh會分解(3)3MnO；'+2H2O=2MnO4+MnO2i+4OH-

4MnO4+4OH=4MnO^+O2t+2H2O(4)①MnOj-cMnO』②電解較長時間后，陽極產(chǎn)生的

MnC^在陰極被還原，溶液顏色由紫色轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色(或陰極上氫離子放電生成氫氣，同時產(chǎn)生大量的氫氧

根離子，溶液堿性增強(qiáng)，MnC),轉(zhuǎn)化為MnOf,溶液顏色由紫色轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色)③在兩電極之間增加陽

離子交換膜，陰極室用氫氧化鉀溶液，陽極室用鐳酸鉀溶液

【分析】

KOH與KCICh固體混合物在鐵用煙中加熱至熔化，然后向其中加入MnCh,發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生K2MnO4.

KC1,將所得固體冷卻后研磨，得到固體粉末，然后加入蒸儲水，并加入4%KOH溶液，調(diào)整溶液pH至10?

11,KzMnCh發(fā)生歧化反應(yīng)產(chǎn)生MnCh、KMnO4,然后過濾除去MnCh固體，得到的溶液中含KMnO」，然后

將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到KMnCh晶體。

【詳解】

(I)在實驗流程中，操作①和②均需在用煙中進(jìn)行，由于物質(zhì)中含有強(qiáng)堿KOH,KOH能夠與石英用煙、瓷

用期中的SiCh反應(yīng)，也能夠與氧化鋁土甘埸中的AhCh發(fā)生反應(yīng)，因此應(yīng)該選用鐵用煙，故合理選項是a；

(2)“熔融物”中KCIO3應(yīng)過量，原因除了可以提高M(jìn)nOz利用率外，還有就是KCICh不穩(wěn)定，受熱分解產(chǎn)生

KCI和02；

(3)K2MnCU在堿性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)，產(chǎn)生MnCh、KMnO4,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒，

該反應(yīng)的離子方程式為：3MnO^+2H2O=2MnO4+MnO2l+4OH；但若溶液液堿性過強(qiáng)，由于M11O4具有

5

強(qiáng)的氧化性，會將溶液中的OH-氧化產(chǎn)生02,M11O4被還原產(chǎn)生MnO＞該轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方

程式為：4MnO4+4OH=4MnO：+。2廿2H2O；

(4)①用石墨電極電解KzMnCU溶液，右側(cè)電解連接電源正極，為陽極，在陽極上溶液中的MnOf失去電子

發(fā)生氧化反應(yīng)變?yōu)镸nO「使溶液逐漸變?yōu)樽仙?，電極反應(yīng)式為：MnO；-e=MnO4；

②隨著電解的進(jìn)行，溶液逐漸由綠色變?yōu)樽仙?。但若電解時間過長，溶液顏色又會轉(zhuǎn)變成綠色，可能原因

是在陰極上溶液中的H+不斷放電產(chǎn)生H2逸出，使溶液堿性增強(qiáng)，MnO；轉(zhuǎn)化為MnOf,溶液顏色又由紫

色逐漸轉(zhuǎn)化為綠色；

③為避免該現(xiàn)象發(fā)生，改進(jìn)裝置的措施是：在兩電極之間增加陽離子交換膜，陰極室用氫氧化鉀溶液，陽

極室用鐳酸鉀溶液，這樣就可以避免堿性環(huán)境中MnO4轉(zhuǎn)化為MnO：。

4.(2020?安徽“皖江名校聯(lián)盟”最后一卷)銳及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，可作為制硫酸的

催化劑,從含鈕廢料(含有V2O5、V2O4、SiCh、FezCh等)中回收V2O5的流程如下:

2溶浸f含凝?.pH為4]T加熱1

廢料「溶液」1一丁丁

at?i/hi氣體2

巳知:NH4VCh微溶于冷水，易溶于熱水，不溶于乙醇。

回答下列問題：

(1)為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有(寫出一條)，濾渣1的成分是

，酸浸時V2O4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(2)“氧化反應(yīng)”反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為。

(3)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有(填化學(xué)式)。

(4)已知VO/2H+VO；+H2O,沉鈕”過程中，主要反應(yīng)的離子方程式為。沉釵后為了得到盡可能

多的NH4VCh,需要進(jìn)行的主要操作有：冷卻過濾、。

(5)銳電池是目前發(fā)展勢頭強(qiáng)勁的優(yōu)秀綠色環(huán)保電池，全鈿液流儲能電池就是其中一種，它的正負(fù)極活性物

質(zhì)形成的電解質(zhì)溶液相互分開，該電池采用石墨電極，其工作原理示意如圖。放電時正極反應(yīng)式為,

充電時質(zhì)子的移動方向為(填“從左向右''或"從右向左’工

6

【答案】(I)將含機(jī)廢料粉碎、適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、加快攪拌速度等SiO2或二氧化硅

+2+

V2O4+4H-2VO+2H2O(2)2：1(3)CO2>NH3(4)NH；+2HCC)3+VO；=NH4Vo3I+2CO2T+H2O

+2+

乙醇洗滌、烘干(5)VO；+e+2H=VO+H2O從左向右

【分析】

2

V2O5、V2O4,SiO2>FezCh與硫酸反應(yīng)得到含有VO；、VO\Fe3+的溶液，加入NaClO把VCP+氧化為+5

價V0；,調(diào)節(jié)pH=4使FU+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，加入碳酸氫錢生成NH4VO3沉淀。

【詳解】

(1)根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素，為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有將含機(jī)廢料粉

碎、適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、加快攪拌速度等，含鈿廢料中SiO2和硫酸不反應(yīng)，所以濾渣1的成分是SiO2,酸

+2+

浸時V2O4和硫酸反應(yīng)生成VOSO4和水，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為V2O4+4H=2VO+2H2O；

(2)“氧化反應(yīng)”中NaClO把VO2+氧化為+5價V0；,氯元素化合價由+1降低為-I,V元素由+4升高為+5,

還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比是2:1；

(3)沉銳過程發(fā)生反應(yīng)NH：+2HCO；+VO；=NH4VO3i+2CO2f+H2O,NH4VO3加熱分解為氨氣、V2O5,二

氧化碳、氨氣溶于水生成碳酸氫鍍，該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有CO?、NH.;；

(4)“沉鈕”過程中錢根離子、碳酸氫根離子、V0；反應(yīng)生成NH4VCh和二氧化碳?xì)怏w，主要反應(yīng)的離子方程

式為NH：+2HCO,+VO；=NH4VO31+2cO2T+H2O。根據(jù)NH4VCh不溶于乙醇，沉機(jī)后為J’得到盡可能多

的NH」VC)3,需要進(jìn)行的主要操作有：冷卻過濾、乙醇洗滌、烘干；

(5)原電池放電時，氫離子移向正極，VO；、VO2+的轉(zhuǎn)化需要氫離子，所以放電時左側(cè)是正極、右側(cè)是負(fù)極，

放電時正極反應(yīng)式為VO；+e-+2H+=VO2++H2O,充電時，左側(cè)為陽極、右側(cè)為陰極，質(zhì)子的移動方向為從

左向右。

5.(2020?廣東省珠海市三模)工業(yè)上用鈦精礦(主要成分TiCh,礦粉中含有Fe,Al,Si,V等氧化物)制備

海綿鈦的基本思路是：氯化法生產(chǎn)TiCL、還原、真空蒸儲法制備海綿鈦(Ti)。

控溫—_錢

T3I殘留物II

|精饋塔3匚

|US熱還原

|VO02|

|真空蒸儲

海綿鈦

已知：①氯化過程中，其他元素均轉(zhuǎn)化為最高價氯化物;

②熱還原過程中，可能會有副產(chǎn)物TiCb;

③常見物質(zhì)熔沸點

化合物

TiCl4SiCl4FeChAlChVOC13VOC12MgChTiMg

沸升華)134168141232601090

熔點-69-25304190-78.9—7121668648.9

回答下列問題：

(1)將鈦精礦粉粹的目的是：

(2)氯化過程中，TiCh發(fā)生的化學(xué)方程式①是：

(3)物質(zhì)1是,步驟②中金屬銅的作用是將VOCb還原成VOCh,其目的是；

(4)工業(yè)上常用Mg或H2作還原劑，在Ar氣氛下采用熱還原法制海綿鈦。

①鎂不足時，TiCL會因有副產(chǎn)物產(chǎn)生而導(dǎo)致產(chǎn)率會下降，副反應(yīng)的化學(xué)方程式為；此處采用

真空蒸館法除去海綿鈦中的Mg和MgCh,不采用常壓蒸儲的原因是。

②根據(jù)圖象，計算1173K時，反應(yīng)2H2+TiC14=Ti+4HCl的AG=。

8

(G為自由能，圖中AG是指在一定溫度下，由單質(zhì)生成對應(yīng)物質(zhì)的量化合物時的自由能變化。設(shè)此溫度下,

單質(zhì)的生成自由能變化為0)

【答案】(I)增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率(2)TiO2+2C+2Cl2TiC14+2CO

(3)SiCI4使VOCb還原為較高沸點的VOCL,便于分離提純TiCh(4)①3TiC14+Ti4TiCh降

低蒸餡溫度，避免鈦與空氣中的氧氣，氮氣等物質(zhì)反應(yīng)②+140kJ/mol

【分析】

鈦精礦(主要成分TiCh,礦粉中含有Fe,Al,Si,V等氧化物)粉碎后與焦炭、CL在高溫下發(fā)生反應(yīng)：

TiO2+2C+2Cl2TiC14+2CO,雜質(zhì)Fe生成FeCb,Al生成AlCb,V變?yōu)閂OCb,Si變?yōu)镾iCQ然后冷卻至室

溫，得到的尾氣X主要含有CO,將粗TiCh加入精儲塔1中加熱至60℃,根據(jù)表格中物質(zhì)的沸點可知只有

SiCL沸點低于60℃,所以得到物質(zhì)1為SiCL；將其它液體物質(zhì)加入精微塔2中，再加入金屬Cu,并控制

在一定溫度，發(fā)生反應(yīng)：Cu+2Voeh叁堡2Voe12+CuC12,使VOCb還原為較高沸點的VOCh,便于分離

提純TiCL；將分離出VOCL后的物質(zhì)進(jìn)入精謠塔3中，控制溫度在T3,收集136℃的微分，就得到純凈的

TiCl4,然后用Mg還原，經(jīng)真空蒸播得到海綿鈦。

【詳解】

(1)將鈦精礦粉粹的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，從而提高原料利用率；

(2)在氯化過程中，TiCh與C、CL在高溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生TiCh、CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式①是：

TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO：

9

（3）經(jīng)上述分析可知物質(zhì)1是沸點較低的SiCL；步驟②中金屬銅的作用是與VOCb發(fā)生氧化還原反應(yīng)：

Cu+2VOCh2VOCb+CuCh,從而可使VOO3還原為較高沸點的VOCL,便于分離提純TiCL：

（4）①鎂不足時，TiCL,會與反應(yīng)產(chǎn)生的Ti發(fā)生副反應(yīng)：3TiC14+Ti4TiCh,因有副產(chǎn)物產(chǎn)生而導(dǎo)致產(chǎn)率會下降；

此處采用真空蒸儲法除去海綿鈦中的Mg和MgCh,而不采用常壓蒸儲是根據(jù)壓強(qiáng)對物質(zhì)沸點的影響，真空

蒸儲能夠降低蒸儲溫度，避免鈦與空氣中的氧氣，氮氣等物質(zhì)反應(yīng)；

②由于設(shè)此溫度下，單質(zhì)的生成自由能變化為0,根據(jù)圖象可知，可知TiCk的生成自由能為2X（-300）

kJ/mol=600kJ/mol,4moiHCI的生成自由能為2x（-230）kJ/mol=-460kJ/mol,所以在1173K時，反應(yīng)2H2+TiCL

=Ti+4HCl的△G=600kJ/mol-460kJ/mol=+140kJ/moL

6.（2020?福建省漳州市三模）馬日夫鹽［Mn（H2PoJz2HzO］用于鋼鐵制品，特別是大型機(jī)械設(shè)備的磷

化處理，可起到防銹效果。以軟虢礦（主要成分為Mn。2及少量的FeO、&2。3和SiO?）為原料制備馬日

夫鹽的主要工藝流程如圖:

稀破酸、S02有機(jī)萃取劑Na2c溶液磷酸

粉狀秋鏈礦f里百一＞|萃￥同一沉銃|一＞便日一■?馬日夫鹽

濾渣1含F(xiàn)e"有機(jī)相濾渣2

（1）“浸鎰”過程中，F(xiàn)eO參與氧化還原反應(yīng)的離子方程式為。

（2）Fe，+的萃取率與溶液的pH的關(guān)系如圖所示，當(dāng)pH＞1.7時，F(xiàn)e3+的萃取率急劇下降的原因可能為

（用化學(xué)用語表示）。

0.51.0!,51.7pH

（3）“調(diào)pH”的最大范圍為

金屬離子開始沉淀的pH完全沉淀的pH

Fe3+1.83.2

A產(chǎn)3.05.0

10

Fe2+5.88.8

Mn2+7.89.8

(4)如圖為硫酸毓水合物的溶解度曲線，若要用“調(diào)pH”所得濾液制備MnSOrH2。，需要控制溫度在80℃

~90℃之間的原因是,采用水浴加熱，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、(填操作名稱)、用80℃~90℃的蒸儲水洗滌

2~3次，放在真空干燥箱中低溫干燥獲得。

溶A

MnSCVSHjO

解

度

〃

--------1------------------------1------------>

23.9100T/1C

(5)寫出檢驗“沉鎰”是否已完成的實驗操作。

(6)常溫下，馬日夫鹽溶液顯________性(填“酸”或“堿”)，理由是：.(寫出計算過程并結(jié)

813

合必要的文字說明。已知：H3PC\的電離常數(shù)Ka|=7.52xl(y3,Ka2=6.23xl0-,Ka3=2.2xl0-)

3++

【答案】(1)2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O(2)Fe+3H2OFe(OH)3+3H(3)

5.0WpH<7.8(或5.()~7.8)(4)溫度較高時，有利于析出較多的MnSO「H2。趁熱過濾(5)

取少許上層清液于試管中，滴加Na2cO3溶液，若無沉淀生成，則說明沉鎰已經(jīng)完成(6)酸性Mn2+

水解顯酸性：根據(jù)H2PO：+H2。H3PO4+OH-,的水解常數(shù)為

K_c(H3PO)c(OH]_c(HFOjc(OH)c")_Kw_10.c"

h3+3

c(H2PO；)c(H2PO4)-c(H)Kal7.52xl0-'

因為HfO；的電離常數(shù)Ka2為6.23x10-8大于Kh3,所以H?PO：在溶液中以電離為主，即溶液顯酸性。

【分析】

軟鎰礦(主要成分為MnCh,還含有少量的FeO、AI2O3和SiCh)用稀硫酸浸取，F(xiàn)eO、AI2O3和MnCh被溶

解，同時二氧化鐳氧化Fe2+,多余的二氧化鐳被二氧化硫還原為鐳離子，反應(yīng)為

+3+2+22+

2FeO+MnO2+8H=2Fe+Mn+4H2O,SO2+MnO2=SO4+Mn,SiCh不溶，過濾，濾渣1為SiCh,濾液含有:

Mn2\Fe3+,AP+,加入有機(jī)萃取劑,除去Fe3+,調(diào)節(jié)水層的pH除去AP,濾渣2為A1(OH)3,濾液主要含

有MP,加入碳酸鈉溶液沉鎰，得到碳酸鋪，再用磷酸反應(yīng)，凈化得到Mn(H2Po4)2?2H?O,以此來解答。

11

【詳解】

(1)軟錦礦的主要成份為MnCh,結(jié)合FeO中鐵元素的化合價，可判斷FeO被氧化為Fe?+，MnO2被還原為

Mn2+>反應(yīng)的離子方程式為：2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O,故答案為：

+3+2+

2FeO+MnO2+8H=2Fe+Mn+4H2O；

(2)因Fe3+發(fā)生水解，溶液中c(Fe3+)卜降，造成萃取率下降，離子方程式為：

3+3+

Fe+3H2OFe(OH)3+3H\故答案為：Fe+3H2OFe(OH)3+3H'；

(3)從流程來看，前面已經(jīng)分離出Fe3+，調(diào)pH的主要目的是為了除去Af+,同時要防止Mn?+轉(zhuǎn)化為沉淀,

所以“調(diào)pH”的最大范圍為5.0WpH<7.8,故答案為：5.0<pH<7.8(或5.0~7.8)；

(4)當(dāng)溫度高于23.9℃時，硫酸錦水合物主要以MnSO.H2。形式存在，溫度升高其溶解度呈下降趨勢，溫

度在80℃~90℃MnSO4H2O的溶解度較小，有利于析出?！俺脽徇^濾”可防止因溫度過低而析出

MnSO4-5H2O,而且趁熱時MnSO^1?。溶解度較低，有利于獲得更多MnSO&-凡0,故答案為：溫

度較高時，有利于析出較多的MnSOrH?。；趁熱過濾；

(5)“沉鎰”完成時，溶液中很小，再加入Na2c。3溶液，難以形成M11CO3沉淀，故答案為：取少

許上層清液于試管中，滴加Na2co-溶液，若無沉淀生成，則說明沉鐳已經(jīng)完成；

(6)Mi?+水解顯酸性是造成馬日夫鹽的水溶液顯酸性的原因之一，H2P。；的電離程度與水解程度的大小關(guān)

系也是影響其酸堿性的另一原因.根據(jù)水解方程式H2PO：+H2OH3PO4+OH-,可知H?PO；的水

c(HFOjc(OH)=C(HFO)C(OH)C(H+)=豆=1x10%

4=1.33x10*因

解常數(shù)為Kh3+

c(H2PO4)—c(H2PO4)-c(H)—-7.52x10-3

為H2PO；的電離常數(shù)為6.23x10-8大于其水解常數(shù)，所以H2PO；在溶液中以電離為主，即溶液顯酸性,

故答案為：酸性；Mn"水解顯酸性：根據(jù)HzPO,+H2。H3Po4+OH，H?PO；的水解常數(shù)為

K_c(H3PO)c(OH]_c(HFOjc(OH)c")_Kw_10我.c”

h3+3

c(H2PO；)c(H2PO4)-c(H)Kal7.52xlO-'

因為H2PO；的電離常數(shù)Ka2為6.23XKT8大于Kh3,所以H?PO；在溶液中以電離為主，即溶液顯酸性。

7.(2020?河南省洛陽市三模)氮化硼(BN)廣泛應(yīng)用于制造合金、耐高溫材料和半導(dǎo)體?？蒲行〗M以富硼

12

廢料(主要成分為NaB02和Fe.3°4,還含有少量Fe°、A12°rSi°2等)為原料，制備氮化硼的一種工

藝流程如下：

嗯氧水NILCI

盆械2)調(diào)pH=5f

H注液2T系列操作卜11幽9*燒淡一麻溫,融卜BN

富珊廢料一干酸溶-4EF

浪渣2氣體

濾渣1

已知：硼酸溶于水和乙醇，在水中的溶解度如下

溫度CC)020406080100

溶解度(g/l()()g水)2.774.788.9014.8923.5439.60

回答下列問題：

(1)“酸溶”時需控制適當(dāng)溫度，溫度不能過高的原因為；除控制適當(dāng)溫度

外，可加快“酸溶”速率的措施還有(答出一點即可)。

(2)“凈化”時第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為；第二步調(diào)pH=5的目的為

；濾液2中c(AF+)=(已知K/A1(OH)3]=1.3xl()-33)

(3)“系列操作”中，洗滌結(jié)晶出來的硼酸的操作為。

(4)“高溫熔融”過程中生成的氣體為兩種氫化物，則主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為

；生成的氣體用水吸收后可返回_工序循環(huán)利用。

【答案】(1)鹽酸揮發(fā)使產(chǎn)率降低攪拌、適當(dāng)增大鹽酸濃度等(2)2FeC12+H2O2+2HCl=2FeCb+2H2。

將Fe3+和AP+完全轉(zhuǎn)化為A1(OH)3、Fe(OH)3過濾除掉，而H3BO3保留在濾液中1.3xw^mol/L(3)

向過濾器中用玻璃棒引流加入0℃水至沒過硼酸晶體，水自然流下，重復(fù)2~3次(4)B2O3+2NH4C1

高溫2BN+2HC1T+3H2。酸溶

【分析】

富硼廢料(主要成分為NaBC)2和Fes。,，還含有少量FeO、A12O3.SiO2等)為原料，加入鹽酸酸溶后

得到濾渣1為Si。？,濾液1加入雙氧水調(diào)節(jié)pH=5凈化得到濾渣2為A1(OH)3、Fe(OH)3,過濾后得到濾液

2通過?系列操作得到硼酸，硼酸焙燒后得到的燒渣主要為B2O3,與氯化錢高溫熔融后制備氮化硼，同時

生成氯化氫氣體和水，據(jù)此分析。

【詳解】

13

(1)鹽酸易揮發(fā)，故用鹽酸進(jìn)行“酸溶”時，溫度過高，會導(dǎo)致鹽酸揮發(fā)使產(chǎn)率降低。除控制適當(dāng)溫度外，可

加快“酸溶，，速率的措施可攪拌、適當(dāng)增大鹽酸濃度等；

(2)“凈化”時第一步反應(yīng)的目的是將FeCb氧化為FeCl3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2FeC12+H2O2+2HCl=2FeCb+2H20;第二步調(diào)pH=5可將Fe?+和AF+完全轉(zhuǎn)化為AI(0H)3、Fe(0H)3過濾除掉，

而H3BO3保留在濾液中;pH=5時,溶液中的c(OH)=lx]0，moi/L,

KlAl(OH\]1.3x1O-33

C(A，3+)=—7西廠=而""3xlOW/L；

(3注自信息知，硼酸冷水中溶解度低，為減少溶解損失，方法為向過濾器中用玻璃棒引流加入水至沒過硼

酸晶體，水自然流下，重復(fù)2~3次；

(4)硼酸焙燒后得到的燒渣主要為B2O3,“高溫熔融”過程中B2O3與氯化鏤反應(yīng)生成的氣體為HC1和水蒸氣,

則主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為B2O3+2NH4cl高溫2BN+2HC1T+3H20：生成的氣體用水回收后得鹽酸，可返

回至IJ“酸溶”工序循環(huán)利用.

8.(2020?東北三省三校哈師大附中三模)草酸鉆是制備高品質(zhì)鉆氧化物和單質(zhì)鉆粉的重要中間產(chǎn)品。用含

鉆廢料(主要成分為Co,含有一定量的Ni、AI2O3、Fe、SiCh等)可以制備草酸鉆晶體(CoC2。#2H20)。

一種制備方法是選擇草酸做沉淀劑，工業(yè)流程如圖。

己知：①相關(guān)金屬離子以氫氧化物形式沉淀完全的pH如下:

金屬離子Fe3+Al3+Co2+Fe2+Ni2+

沉淀完全的pH3.75.29.29.69.5

4

②COC2O4+2C2O：-[C0（C204）3]O

回答下列問題:

(1)COC2O4中Co的化合價是一。

(2)浸出液中含有的陽離子除了H+、Co?+外，還有一。

(3)濾渣n的主要成分有一(填化學(xué)式)。

(4)加入RH的目的是一，操作a的名稱是一。

(5)用一定濃度的草酸沉淀Co?+時，lg[Co]T,隨溶液pH變化如圖所示([CO]T表示C。以非沉淀形式存在

14

的各種形態(tài)濃度之和)。

0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5

①沉淀C02+時，應(yīng)控制pH在一。

②lg[Co]T隨pH的增大先減小后增大的原因為一?

(6)母液經(jīng)氯氣氧化后溶液中的鹽酸可以循環(huán)使用，寫出母液與氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式—。

223+2

【答案】(1)+2(2)Fe\Ni\Al(3)Fe(OH)3、A1(OH)3(4)萃取Ni\與Co2十分離分

液⑸①2.0②隨pH增大，c(C2Oj)增大，Co?+更多以COC2O4形式存在，lg[C02+]T減小，隨著

pH的繼續(xù)增大，c?。：)增大，促進(jìn)CoCzOj+ZCzO:uJCoGOQE-正向進(jìn)行，皿口^+卜增大(6)

Ch+H2c2O4=2CO2+2HC1

【分析】

含鉆廢料(主要成分為Co,含有一定量的Ni、AI2O3、Fe、SiCh等)加入鹽酸后，Co、Ni、AI2O3,Fe與

鹽酸反應(yīng)生成C02+、Ni2+、Fe"、AF+,SiCh不與鹽酸反應(yīng)故濾渣I為SiCh；向浸出液中加入過氧化氫和氧

化鉆，氧化亞鐵離子并調(diào)節(jié)pH,使Fe(OH)3、A1(OH)3以沉淀形式析出；再加入RH,生成溶于有機(jī)物的NiR2,

分液后再加入草酸經(jīng)操作生成草酸鉆晶體。

【詳解】

(1)草酸根離子為-2價，故COC2O4中Co的化合價為+2價；

(2)綜上分析，浸出液中含有的陽離子除了H+、Co?+外，還有反應(yīng)生成的、Ni2\Fe2\Al3+；

(3)因亞鐵離子完全沉淀的pH大于鉆離子，為防止鉆離子的損失，加入過氧化氫氧化亞鐵離子，使亞鐵離子

轉(zhuǎn)化為鐵離子，再加入氧化鉆，調(diào)節(jié)pH,使Fe"、AF+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、A1(OH)3沉淀而除去；

(4)濾液中含有Co2\Ni2+,為了除去銀離子得到純凈的鉆離子，故加入RH生成溶于有機(jī)物的NiR?而使Ni2+

與Co?十分離；操作a將有機(jī)相和水相分離，操作名稱為分液；

(5)①根據(jù)圖像可知，為了盡可能生成草酸鉆沉淀，則。以非沉淀形式存在的各種形態(tài)濃度之和應(yīng)盡可能得

小，故pH應(yīng)控制在2。

②用一定濃度的草酸沉淀C02+,隨pH增大，C(C2Oj)增大，C02+更多以COC2O4形式存在，lg[Co2+]T減小，

15

隨著pH的繼續(xù)增大，C(C2。；)增大，促進(jìn)CoC2O；+2c2O；=[Co(C4O4)3]4-正向進(jìn)行，lg[Co2+]T增大；

(6)母液中主要成分為草酸，草酸與氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化碳和氯化氫，反應(yīng)方程式為

CL+H2c2O4=2CC)2+2HC1。

9.(2020?安徽合肥市三模)鋁酸鈉晶體(Na2Moe)4?2+0)是一種金屬腐蝕抑制劑。如圖是利用鋁精礦住要

成分是MOS2,含少量PbS等)為原料生產(chǎn)鋁酸鈉晶體的工藝流程圖。

S(>2(g)氣體A廢液母液

(l)Na2Moe)4?2H2O中鋁元素的化合價是；在焙燒爐中，空氣從爐底進(jìn)入，礦石經(jīng)粉碎后從爐頂進(jìn)入，

這樣處理的目的是

(2)“焙燒”時M0S2轉(zhuǎn)化為MOO3,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：,反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是(填化學(xué)式)。

(3)“浸取”時含鋁化合物發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為；“結(jié)晶”前需向濾液中加入Ba(OH)2固體以除

去83%若濾液中c(MoO43)=0.40mol?LLc(C032)=0.10moH/,當(dāng)BaMoCU開始沉淀時,CO3"的去除

8

率是%[已知：Ksp(BaCCh)=1x10-9,Ksp(BaMoO4)=4.0xl0-]?

(4)“分析純”的鋁酸鈉常用鋁酸鏤L(NH4)2MOO4]和氫氧化鈉反應(yīng)來制取，若將該反應(yīng)產(chǎn)生的氣體與流程中

所產(chǎn)生的氣體一起通入水中，得到正鹽的化學(xué)式為。

(5)銅酸鈉和月桂酰肌氨酸的混合液常作為碳素鋼的緩蝕劑。常溫下，碳素鋼在三種不同介質(zhì)中的腐蝕速率

實驗結(jié)果如圖所示：

級t4劑的濃度/mg.L-

3002001000用酸的

701(X)2(X>300月桂肌氮酸

(MJHU