高考化學(xué)【二輪之三道題】經(jīng)典專練11化工流程為載體的綜合考查題三（學(xué)生版）

化工流程為載體的綜合考查題三經(jīng)典?；ち鞒虨檩d體的綜合考查題三經(jīng)典專練十一一、（一、（2017年高考新課標(biāo)全國卷Ⅲ）重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示：回答下列問題：（1）步驟①的主要反應(yīng)為：FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反應(yīng)配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為__________。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是________________________________________________。（2）濾渣1中含量最多的金屬元素是____________，濾渣2的主要成分是_______________及含硅雜質(zhì)。（3）步驟④調(diào)濾液2的pH使之變__________（填“大”或“小”），原因是____________________________（用離子方程式表示）。（4）有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到___________（填標(biāo)號）得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。步驟⑤的反應(yīng)類型是________________。a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃（5）某工廠用m1kg鉻鐵礦粉（含Cr2O340%）制備K2Cr2O7，最終得到產(chǎn)品m2kg，產(chǎn)率為___________。二、(二、(2017年南陽市第二次模擬)錳的用途非常廣泛，以碳酸錳礦（主要成分為MnCO3，還含有鐵、鎳、鈷等碳酸鹽雜質(zhì)）為原料生產(chǎn)金屬錳的工藝流程如下：已知25℃，部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如表：物質(zhì)Mn(OH)2Co(OH)2Ni(OH)2MnSCoSNiSKsp2.110﹣133.010﹣165.010﹣161.010﹣115.010﹣221.010﹣22（1）步驟Ⅰ中，為加快溶浸速率，可采取的措施是：__________________（至少答兩條）。（2）步驟Ⅱ中，須加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH為5.0～6.0，則濾渣1的主要成分為____________（填化學(xué)式）．已知MnO2的作用為氧化劑，則得到該成分所涉及的離子方程式為_____________________________。（3）步驟Ⅲ中，所加(NH4)2S的濃度不宜過大的原因是_____________________________________。（4）濾液2中，c(Co2+)：c(Ni2+)=________。（5）將質(zhì)量為akg的碳酸錳礦經(jīng)上述流程處理后得到單質(zhì)Mnbkg．若每一步都進(jìn)行完全，濾渣1為純凈物，質(zhì)量為ckg，則原碳酸錳礦中MnCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。（用含a、b、c的式子表達(dá)，無需化簡）三、(三、(2018衡水市第三次聯(lián)考)以煉鋅廠的煙道灰(主要成分為ZnO，另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)為原料可生產(chǎn)草酸鋅晶體(ZnC2O4·2H2O)。有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表：氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2開始沉淀的pH1.56.54.25.4沉淀完全的pH3.39.76.78.2請問答下列問題：（1）濾渣A的主要成分為________。（2）除錳過程中產(chǎn)生MnO(OH)2沉淀的離子方程式為_____________________________________。（3）①除鐵(部分Cu2＋可能被除去)時加入ZnO控制反應(yīng)液pH的范圍為________。②上述流程中除鐵與除銅的順序不能顛倒，否則除鐵率會減小，其原因是_____________________________________________________________________。（4）若沉淀過程采用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4生產(chǎn)草酸鋅晶體，合理的加料方式是__________________________________________________________________。（5）將草酸鋅晶體加熱分解可得到一種納米材料。加熱過程中固體殘留率隨溫度的變化如圖所示，300℃～460℃范圍內(nèi)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________。

答案與解析答案與解析答案與解析一、（一、（2017年高考新課標(biāo)全國卷Ⅲ）【答案】（1）2:7高溫下Na2CO3能與SiO2反應(yīng)生成硅酸鈉和CO2（2）鐵Al(OH)3（3）小增大溶液中H+，促進(jìn)平衡2CrO42+2H+Cr2O72+H2O正向移動（4）c復(fù)分解反應(yīng)（5）152m2【解析】（1）由上述分析可知步驟①的主要反應(yīng)為2FeO?Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3eq\o(=,\s\up7(高溫))4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2，則FeO?Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為2:7，該步驟不能使用陶瓷容器，原因是二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳，故答案為：2:7；二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳；（2）由上述分析可知，濾渣1含F(xiàn)e2O3，濾渣1中含量最多的金屬元素是Fe，濾渣2的主要成分是Al(OH)3及含硅雜質(zhì)，故答案為：Fe；Al(OH)3；（3）④中調(diào)節(jié)pH發(fā)生2CrO42+2H+Cr2O72+H2O，則步驟④調(diào)濾液2的pH使之變小，增大氫離子濃度，平衡正向移動，利于生成Cr2O72，故答案為：小；2CrO42+2H+Cr2O72+H2O；（4）向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到K2Cr2O7固體，由溶解度可知，冷卻到40℃K2Cr2O7固體的溶解度在四種物質(zhì)中較小、且溶解度較大，過濾分離產(chǎn)品最多，10℃時最合適；步驟⑤發(fā)生Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，反應(yīng)類型是復(fù)分解反應(yīng)，故答案為：d；復(fù)分解反應(yīng)；（5）用m1

kg

鉻鐵礦粉（含Cr2O3

40%）制備K2Cr2O7，最終得到產(chǎn)品

m2

kg，產(chǎn)率為實(shí)際產(chǎn)量÷理論產(chǎn)量100%，由Cr原子守恒可知，則產(chǎn)率為m2÷(m140%÷152g/mol294g/mol)100%=152m2117.6m1100%，故答案為：m2÷(m二、(二、(2017年南陽市第二次模擬)【答案】（1）升高溫度、適當(dāng)增大硫酸濃度、減小礦粉顆粒直徑（2）Fe(OH)32Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+（3）若(NH4)2S的濃度過大，產(chǎn)生MnS沉淀，造成產(chǎn)品損失（4）5：1（5）100%【解析】（1）攪拌固體和液體的混合物，升高溫度、增大濃度等，可加快反應(yīng)速率，所以為了提高浸取率可采取的措施有加熱或攪拌或增大硫酸濃度等，故答案為：升高溫度、適當(dāng)增大硫酸濃度、減小礦粉顆粒直徑；（2）步驟Ⅱ中，MnO2在酸性條件下可將Fe2+離子氧化為Fe3+，反應(yīng)的離子方程式MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O，加入氨水調(diào)節(jié)pH為5.0～6.0，發(fā)生Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+，可得到沉淀Fe(OH)3，故答案為：Fe(OH)3；2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；Fe3++3NH3﹒H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+；（3）向濾液中滴入適量的(NH4)2S溶液，目的是除去Cu2+、Zn2+，若(NH4)2S的濃度過大，產(chǎn)生MnS沉淀，造成產(chǎn)品損失，故答案為：若(NH4)2S的濃度過大，產(chǎn)生MnS沉淀，造成產(chǎn)品損失；（4）CoS、NiS的Ksp分別為5.010﹣22、1.010﹣22，加入足量（NH4）2S溶液后，生成CoS、NiS沉淀，溶液中c(Co2+)：c(Ni2+)=5.010﹣22：1.010﹣22=5：1，故答案為：5：1；（5）濾渣1為為Fe(OH)3，質(zhì)量為ckg，則n(Fe3+)=n[Fe(OH)3]=mol，由2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O可知n(MnO2)=mol，將質(zhì)量為a㎏的碳酸錳礦經(jīng)上述流程處理后得到單質(zhì)Mnbkg，n(Mn)=mol，可知n(MnCO3)=mol﹣mol，m(MnCO3)=(mol﹣mol)115g/mol，則原碳酸錳礦中MnCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%，故答案為：100%。三、(三、(2018衡水市第三次聯(lián)考)【答案】（1）SiO2（2）Mn2＋＋H2O2＋H2O===MnO(OH)2↓＋2H＋（3）①3.3～5.4 ②先加入ZnS會將Fe3＋還原為Fe2＋，使鐵元素難以除去（4）在攪拌下，將Na2C2O4緩慢加入到ZnCl2溶液中（5）ZnC2O4eq\o(====,\s\up7(△))ZnO＋CO↑＋CO2↑【解析】(1)煙道灰被鹽酸溶解，其中ZnO溶解成Zn2＋、Fe2O3溶解成Fe3＋、CuO溶解成Cu2＋、MnO溶解成Mn2＋，而SiO2不溶于鹽酸，進(jìn)入濾渣A中。(2)除錳中用H2O2氧化Mn2＋，根據(jù)Mn和O得失電子守恒可配平反應(yīng)。(3)①除Fe3＋時的pH需要大于3.3，但不能超過5.4，以免Zn2＋沉淀，此時有部分Cu2＋溶解；②除銅時用ZnS，若在除鐵之前，則會有Fe3＋氧化S2－，生成Fe2＋后，需要調(diào)節(jié)pH在9.7時才能除去，故除鐵率減小。(4)因為Na2C2O4溶液的堿性比(NH4)2C2O4強(qiáng)，所以會促進(jìn)Zn2＋生成Zn(OH)2沉淀，故在加入Na2C2O