化學(xué)解答題練習(xí)（五）原卷版-2021年高考化學(xué)解答題專練（元素化合物與工藝流程）

化學(xué)解答題練習(xí)(五)原卷版

1.新能源汽車的核心部件是鋰離子電池，常用磷酸亞鐵鋰(LiFePO。作電極材料。對LiFePC?4

廢I日電極(含雜質(zhì)A1、石墨粉)回收并獲得高純Li2c。3的工業(yè)流程圖：

資料：碳酸鋰在水中溶解度:

溫度/℃020406080100

溶解度/g1.541.331.171.010.850.72

(1)”過程『除研磨粉碎外，請?jiān)賹懗鲆环N可以提高過程ii溶解速率的措施:

(2)“過程ii”加入足量NaOH溶液的離子反應(yīng)方程式是。

(3)“過程iii”采用不同氧化劑分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，均采用Li含量為3.7%的原料，控制pH為

3.5,浸取1.5h后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示:

序號酸氧化劑浸出液Li.濃度(g/L)濾渣中Li含量/%

實(shí)驗(yàn)1

HC1H2O29.020.10

實(shí)驗(yàn)2

HC1NaC1039.050.08

實(shí)驗(yàn)3

HC1O27.050.93

①實(shí)驗(yàn)2中，NaCICh與鹽酸反應(yīng)生成黃綠色氣體，大大增加了酸和氧化劑的用量，該反應(yīng)

的離子方程式為。

②“過程iii”得到的浸出液循環(huán)兩次的目的是。

(4)浸出液中存在大量H2P。4.和HPO),已知：H2Po產(chǎn)HPO；+H+,HPO”PO*H+,

結(jié)合干衡核利原理，解釋“過程iv”得到磷酸鐵晶體的原因：―。

(5)“過程v”中，若“沉鋰”中c(Li+)=1.0moLL“,加入等體積飽和Na2cCh溶液(濃度約為

1.78mol/L),此時(shí)實(shí)驗(yàn)所得沉鋰率為—(已知Li2c。3的Ksp為9.0x10")。

(6)簡述“過程vi”的操作：。

2.經(jīng)檢測某工廠的酸性廢水中所含離子及其濃度如下表所示：

離子Fe3+Cu2+SO；Na+H+

濃度/(mol/L)2x1O-2IxlO-2IxlO-12x1O-2

(1)c(H+)=mol/Lo

(2)為了減少污染并變廢為寶，工程師們設(shè)計(jì)了如下流程，回收銅和綠磯(FeSCU-7H2O)。

①工業(yè)廢水中加入鐵粉后，反應(yīng)的離子方程式依次為：。

②試劑B的化學(xué)式是?

③通過檢驗(yàn)溶液D中Fe來判斷廢水中Fe3*是否除盡，實(shí)驗(yàn)方法是。

④上述100L廢水經(jīng)處理，可獲得FeSOr7H2O的物質(zhì)的量是mol。

⑤由制得的綠研品體配制50mL1mol/L溶液時(shí)，需要用托盤天平稱量綠磯晶體以下實(shí)驗(yàn)操

作，會導(dǎo)致所配溶液濃度偏高—。

a用托盤天平稱量綠磯晶體時(shí)，用到游碼，且將祛碼放在左盤，藥品放在右盤

b轉(zhuǎn)移時(shí)，有液體濺出

c最后一次轉(zhuǎn)移后，發(fā)現(xiàn)液體超過刻度線，倒出多余部分

d定容時(shí)，俯視刻度線

⑥在含有4molFeSCU的溶液中加入4molNa?。?現(xiàn)象是;已知反應(yīng)物恰好完全反應(yīng)且

反應(yīng)轉(zhuǎn)移6moi電子，發(fā)生反應(yīng)的總的離子方程式為：。

3.工業(yè)上利用軟鎰礦(主要成分MnCh、還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ca、Si等元素)與纖維素制

備MmCh,工藝如下圖所示。

收段燈雄素C?co,NII,：此0%丁

71717T21"JL

*1muT中利卜冷化—沉u———Ag

液

論

泣3

注

(1)利用纖維素"酸浸”相較于FeS?酸浸法，除了原料來源豐富、成本低廉、耗能低外還有

的優(yōu)點(diǎn)是(填兩點(diǎn))。

(2)“酸浸”時(shí)，由纖維素水解得到的葡萄糖與軟鎰礦反應(yīng)。完成葡萄糖與軟鎰礦反應(yīng)的離

2+

子方程式：C6Hi2O6+12MnO2+=12Mn+6CO2t+D。

(3)“中和”時(shí)，相關(guān)離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：

金屬離子Fe,eAIJ,Mg14ZnJ,Mn"

開始沉淀的pH1.53.08.96.08.1

沉淀完全的pH2.84.710.98.010.1

“中和”的目的是使(填離子符號)完全沉淀。

(4)“凈化”時(shí)，加入Na?S、NH4F是為了將Z/、Mg?+轉(zhuǎn)化為ZnS和MgF?沉淀除去，還

能除去(填元素符號)。

⑸“沉鏟時(shí)，主要生成Mn(0H)2和MngH)2so4沉淀，其中生成Mn(0H)2的離子方程式

為。

(6)“氧化”時(shí)，氧化時(shí)間對產(chǎn)品中的銃含量及溶液pH的影響如下圖。最佳的氧化時(shí)間為

min；下列說法正確的是。

>

B

=-

-

3

R

A

￡:

A.前15min,主要發(fā)生的反應(yīng)是6Mn(OH)2+O2=2Mn3C>4+6H2O,pH下降較慢

B.15-150min,主要發(fā)生的反應(yīng)是3Mn2(OH)2so4+。2=2乂11304+6《+3sopH下降較快

C.150min之后，pH趨于穩(wěn)定，則Mm(OH)2so4已完全氧化

D.250min后，繼續(xù)通O2,可能氧化生成M112O3及MnO?，使產(chǎn)品中的鎰含量下降

4.如圖所示，NaCl是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)。以下是鈉法(液氨法)制

備NaN3的工藝流程：

電解

(1)工業(yè)可通過電解熔融NaCl制得金屬鈉，請寫出電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式：—。

(2)用電子式表示Nh分子的形成過程—。

(3)工業(yè)上在210-220℃合成NaW，請寫出該合成反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(4)NaW是一種易溶于水、有爆炸性的白色固體，銷毀NaN3可用NaClO溶液，該銷毀反

應(yīng)的離子方程式為一(Nj被氧化為N2)?

(5)生成過程中產(chǎn)生的Cb、出用途廣泛，其中可用于生產(chǎn)高純硅。

SiChC粗硅SiCU高純硅

腐1溫

①硅元素位于周期表第一周期一族O

②SiO2熔點(diǎn)1723℃,質(zhì)地硬而脆；SiC14常溫下為液體，易揮發(fā)。請根據(jù)性質(zhì)推斷Si02屬于

一晶體，SiC14晶體微粒間的作用力為一。

5.用Zn(主要含有Fe、Al、Pb雜質(zhì))和硫酸來制取比，利用制氫廢液制備硫酸鋅晶體

(ZnSO4-7H2O),AI2O3和FezCh，流程如下：

調(diào)節(jié)

ZnSO-7HjO

ffl4

.液pH=5.2

-

廢_

液-AljOj

濾

.渣

一

紅色?(料

已知A產(chǎn)、Fe3\Zi?+的氫氧化物完全沉淀的pH分別為5.2、4.1和8.5,ZnSO#7H2。晶體

易溶于水，易風(fēng)化?；卮鹣铝袉栴}：

(1)下列操作或描述正確的是。

A.操作②，調(diào)節(jié)pH=5.2的目的是防止Zi?+水解

B.操作①的目的之一是將Fe?+氧化為Fe?+

C.為得到干燥的ZnSO#7H2。產(chǎn)品，可以用酒精洗干

D.加熱濃縮ZnS04溶液出現(xiàn)極薄晶膜時(shí)，要停止加熱

E.操作③，用玻璃棒在過濾器上攪拌以加速沉淀的洗滌

F.操作③，濾液中的溶質(zhì)主要是A12（SC）4）3

（2）寫出操作③的反應(yīng)離子方程式：o

（3）選出在培養(yǎng)規(guī)則ZnSO:7H2。大晶體過程中合理的操作并排序。

①迅速降至室溫

②用玻璃棒摩擦器壁

③配制90℃的ZnSO4-7H2O溶液

④自然冷卻至室溫

⑤選規(guī)則明磯小晶體并懸掛在溶液中央

⑥配制高于室溫10~20℃的ZnSOr7H2。飽和溶液

（4）某同學(xué)用抽濾的方法得到ZnSO#7H2。。抽濾過程中洗滌沉淀的具體操作是

（5）為判斷硫酸鋅晶體是否有Fe3+殘留，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

6.工業(yè)上常采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣（主要成分為Fe2O3,FeO、A12O3和SiO2,不考

慮其他雜質(zhì)）制取七水合硫酸亞鐵（FeSO#7H2O）,設(shè)計(jì)工藝流程如圖：

試劑X調(diào)'I；溶液pH

濾渣1灌灌2

（1）酸浸時(shí)溶解燒渣應(yīng)選用的酸是（填酸的名稱）。檢驗(yàn)酸浸后的浸出液中含有Fe"

可用（填試劑的化學(xué)式）溶液。

（2）試劑X常選用S02,寫出“還原”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式o

（3）下表中列出了一些氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時(shí)所需溶液的pH,則流程中調(diào)節(jié)溶液

pH的范圍為>pH>.

氫氧化物開始沉淀時(shí)的pH沉淀完全時(shí)的pH

A1(OH)34.15.4

Fe(OH)32.23.5

Fe(OH)27.59.5

（4）從分離出濾渣2后的濾液中得到產(chǎn)品FeSO4-7H2O,應(yīng)進(jìn)行的操作依次是、

、過濾、洗滌、干燥。

（5）七水合硫酸亞鐵在醫(yī)學(xué)上常用作補(bǔ)血劑。某課外小組通過以下實(shí)驗(yàn)方法測定某補(bǔ)血劑

中亞鐵離子的含量。

步驟I：取10片補(bǔ)血劑樣品除去糖衣、研磨、溶解、過濾，將濾液配成250mL溶液；

步驟H：取上述溶液25mL于錐形瓶中，加入少量稀硫酸酸化后，逐漸滴加0.0100mol/L的

KMnO4溶液，至恰好完全反應(yīng)，記錄消耗的KMnO4溶液的體積（假定藥品中其他成分不與

KM11O4反應(yīng)）;

步驟III：重復(fù)“步驟11”2?3次，平均消耗KMnO4溶液20.00mL。

①步驟I中配制溶液時(shí)需要的玻璃儀器除燒杯、量筒、膠頭滴管外，還需要、

②該補(bǔ)血劑中亞鐵離子的含量為mg/片。

7.某化學(xué)小組用部分氧化的FeSO』為原料，以萃取劑X（甲基異丁基甲酮）萃取法制取高

純氧化鐵（Fe?03），并進(jìn)行鐵含量的測定。主要操作步驟如下：

已知：①在較高的鹽酸濃度下，F(xiàn)e3+能溶解于甲基異丁基甲酮，當(dāng)鹽酸濃度降低時(shí)，該化合

物解離。

②3DDTC-NH4+Fe"=（DDTC）3-Fe1+3NH：。

請回答下列問題：

（1）寫出加入試劑a發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。

（2）溶液中加入萃取劑X,轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，塞上玻璃塞振搖，振搖幾次后需打開分液

漏斗的—放氣；為提高萃取率和產(chǎn)品產(chǎn)量，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作是。

(3)可作反萃取的萃取劑Y的最佳試劑是(填試劑名稱)―o

(4)操作A為、、。產(chǎn)品處理時(shí)，溫度對產(chǎn)品的純度有很大影響。已知

溫度對產(chǎn)物純度的影響如圖所示，則溫度最好控制在______

(5)現(xiàn)準(zhǔn)確稱取4.000g樣品，經(jīng)酸溶、還原為Fe2\在容量瓶中配成100mL溶液，用

(填儀器名稱)移取25.00mL溶液于錐形瓶中，用0.1000mol/L的KzCnCh溶液進(jìn)行滴定，

消耗KzCnCh溶液20.60mL。產(chǎn)品中鐵的含量為(假設(shè)雜質(zhì)不與KzCnO?反應(yīng))。

8.鋁是人體必須的微量元素之一，在電子行業(yè)有可能取代石墨烯，其化合物鋁酸鈉晶體

(Na2MoO4-2H2O)可制造阻燃劑和無公害型冷水系統(tǒng)的金屬抑制劑。由鋁精礦(主要成分

MOS2,含少量PbS等)制備鋁及鋁酸鈉晶體的部分流程如下：

空氣Na：C03溶液沉淀劑

f晶T洱<Xg)

強(qiáng)嗎同譬>'也噌*屬鋁

(1)焙燒時(shí)，下列措施有利于使銅精礦充分反應(yīng)的是(填序號)。

a增大空氣的進(jìn)入量b將礦石粉碎c采用逆流原理

(2)焙燒過程中，每生成ImolMoOs，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為。

(3)寫出“堿浸”過程中反應(yīng)的離子方程式。

(4)經(jīng)“結(jié)晶”過程可得到鋁酸鈉晶體的粗品，要得到純凈的鋁酸鈉晶體，題中方框內(nèi)需要

進(jìn)行的操作是。

(5)焙燒銅精礦所用的裝置是多層焙燒爐,如圖為各爐層固體物料的物質(zhì)的量的百分組成。

①圖像中縱坐標(biāo)*=

②焙燒爐中也會發(fā)生M0S2與MoC）3反應(yīng)生成MOO2和S02的反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2LSO2,消耗氧化劑的物質(zhì)的量為.

9.某實(shí)驗(yàn)室廢液含NH：,Na+,Fe3*,Cr3+,SO：等離子，現(xiàn)通過如下流程變廢為寶制備

K2Cr2O70

g一

KOlH液

實(shí)驗(yàn)1

r

廢液=

濾

M

已知：（a）2CrOj（黃色）+2H+Qpa橙色）+旦0

Cr3++6NH3=[Cr（NH3）6『（黃色）

（b）金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍如表。

pH

金屬離子

沉淀沉淀

Fe3+2.73.7

a"4.96.8

BC

請回答：

（1）如在試管中加入少量（NH4）2CnO7固體，滴加足量濃KOH溶液，振蕩、微熱，觀察到

的主要現(xiàn)象是：。

(2)某同學(xué)采用紙層析法判斷步驟①加入KOH的量是否合適。在加入一定量KOH溶液后,

用毛細(xì)管取樣、點(diǎn)樣、薄層色譜展開、氨熏后的點(diǎn)如圖所示。加入KOH最適合的實(shí)驗(yàn)編號

是(上圖ABC中選擇，實(shí)驗(yàn)順序已亂),C的斑點(diǎn)顏色為

(3)步驟②含Cr物質(zhì)發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為=

(4)在下列裝置中，步驟②應(yīng)選用實(shí)驗(yàn)裝置是。(填標(biāo)號)

(5)部分物質(zhì)的溶解度曲線如圖2,步驟⑤可能用到下列部分操作:a.蒸發(fā)至出現(xiàn)大量晶體，

停止加熱;b.冷卻至室溫;c.蒸發(fā)至溶液出現(xiàn)晶膜，停止加熱;d.洗滌;e.趁熱過濾;f.抽濾。請選擇

合適操作的正確順序o

(6)步驟⑤中合適的洗滌劑是(“無水乙醇”、“乙醇-水混合液”、“熱水”、

“冰水”)，粗產(chǎn)品進(jìn)一步提純的方法是。

(7)取mg粗產(chǎn)品配成250mL溶液，取25.00mL于錐形瓶中，用cmol.L」的

(NH_,)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(雜質(zhì)不反應(yīng))，消耗標(biāo)準(zhǔn)(NH4)2Fe(SC)4)2溶液VmL,則

該粗產(chǎn)品中K2Cr2O7的純度為。(K2Cr2O7的式量:294)

10.純堿是玻璃、制皂、造紙、紡織和漂染等工業(yè)的基本原料。

I.世界最早工業(yè)生成純堿的方法是路布蘭(N.Leblanc)法，其流程如圖：

r———?濃H、SOd小木炭、石灰石---------

N