《2020届高考化学复习之大题精做6电解工艺流程 （学生版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考化学复习之大题精做6电解工艺流程 （学生版）（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、例：某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂。通过如下简化流程既脱除燃媒尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2（反应条件已省略）。请回答下列问题：(1)下列各组试剂中，能准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量的是_（填编号）；ANaOH溶液、酚酞溶液 B稀H2SO4酸化的KMnO4溶液 C碘水、淀粉溶液 D氨水、酚酞溶液(2)写出软锰矿浆吸收SO2的化学方程式_；(3)用MnCO3，能除去溶液中的Al3+和Fe3+，用原理解释：_。(4)写出KMnO4与MnSO4溶液反应的离子方程式_；(5)工业上将K2MnO4溶液采用惰性电极隔膜法电解，可制得K
2、MnO4。装置如图：D是溶液_；结合电极反应式简述生成KMnO4的原理：_；(6)除杂后得到的MnSO4溶液可以通过_（填操作名称）、过滤制得硫酸锰晶体。【答案】（1）BC （2）MnO2+SO2=MnSO4 （3）消耗溶液中氢离子，促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀 （4）2MnO+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+ （5）浓KOH溶液 a极上发生MnO-e=MnO，部分钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区，阳极区生成KMnO4 （6）蒸发浓缩、冷却结晶 【解析】由流程可知，含二氧化硫的尾气通入稀硫酸酸化的软锰矿浆中，二氧化硫能被二氧化锰氧化为硫酸锰，MnCO3能除去溶液中Al3+和
3、Fe3+，MnS能将铜、镍离子还原为单质，高锰酸钾能与硫酸锰反应生成二氧化锰，通过过滤获得二氧化锰、硫酸钾。(1)二氧化硫可被高锰酸钾、碘水氧化，根据颜色变化，可准确判断滴定终点，从而准确测定其含量，而与碱反应时选酚酞作指示剂，吸收不彻底，不能准确测定二氧化硫的含量。答案为：BC；(2)锰矿浆吸收SO2，生成硫酸锰，反应的化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4。答案为：MnO2+SO2=MnSO4；(3)在水溶液中，Al3+和Fe3+都能水解生成H+，MnCO3能与H+反应从而促进Al3+和Fe3+完全转化为氢氧化物沉淀，从而除去溶液中的Al3+和Fe3+。用原理解释为消耗溶液中氢离子，促进
4、Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀。答案为：消耗溶液中氢离子，促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀；(4)KMnO4与MnSO4溶液发生归中反应，生成MnO2沉淀，反应的离子方程式为2MnO+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+。答案为：2MnO+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+；(5)由图可知，a电极上MnO失去电子，b电极上水发生电解得到氢气和OH-，左侧溶液中的K+通过阳离子交换膜进入右侧溶液，所以右侧KOH的浓度变大，D是浓KOH溶液。答案为：浓KOH溶液；a为阳极，阳极上K2MnO4失去电子发生氧化反应，电极反应式为MnO-e=MnO，部分钾离子通过阳离子交换膜进入
5、阴极区，阳极区生成KMnO4。答案为：a极上发生MnO-e=MnO，部分钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区，阳极区生成KMnO4；(6)由MnSO4溶液得到MnSO4H2O晶体，应蒸发浓缩、冷却结晶、过滤及干燥。答案为：蒸发浓缩、冷却结晶。1用含锂废渣(主要金属元素的含量：Li3.50%、Ni6.55%、Ca6.41%、Mg13.24%)制备Li2CO3，并用其制备Li+电池的正极材料LiFePO4。部分工艺流程如下：资料：i.滤液1、滤液2中部分离子的浓度(gL1)：ii.EDTA能和某些二价金属离子形成稳定的水溶性络合物。iii.某些物质的溶解度(S)如下表所示：I.制备Li2CO3粗品（1
6、）上述流程中为加快化学反应速率而采取的措施是_。（2）滤渣2的主要成分有_。（3）向滤液2中先加入EDTA，再加入饱和Na2CO3溶液，90C下充分反应后，分离出固体Li2CO3粗品的操作是_。（4）处理1kg含锂3.50%的废渣，锂的浸出率为a，Li+转化为Li2CO3的转化率为b，则粗品中含Li2CO3的质量是_g。II.纯化Li2CO3粗品（5）将Li2CO3转化为LiHCO3后，用隔膜法电解LiHCO3溶液制备高纯度的LiOH，再转化得电池级Li2CO3。电解原理如图所示，阳极的电极反应式是_，该池使用了_(填“阳”或“阴”)离子交换膜。III.制备LiFePO4（6）将电池级Li2C
7、O3和C、FePO4高温下反应，生成LiFePO4和一种可燃性气体，该反应的化学方程式是_。2铁、镍及其化合物在工业上有广泛的应用。从某矿渣成分为NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等中回收NiSO4的工艺流程如下：已知(NH4)2SO4在350分解生成NH3和H2SO4，回答下列问题：(1)“浸渣”的成分有Fe2O3、FeO(OH)、CaSO4外，还含有_(写化学式)。(2)矿渣中部分FeO焙烧时与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3的化学方程式为_。(3)向“浸取液”中加入NaF以除去溶液中Ca2+(浓度为1.0103molL1)，当溶液中c(F)=2.0103mol
8、L1时，除钙率为_Ksp(CaF2)=4.01011。(4)溶剂萃取可用于对溶液中的金属离子进行富集与分离：。萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图所示，V0/VA的最佳取值为_。在_(填“强碱性”“强酸性”或“中性”)介质中“反萃取”能使有机相再生而循环利用。(5)以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图所示。通电后，在铁电极附近生成紫红色的FeO，若pH过高，铁电极区会产生红褐色物质。电解时阳极的电极反应式为_，离子交换膜(b)为_(填“阴”或“阳”)离子交换膜。向铁电极区出现的红褐色物质中加入少量的NaClO溶液，沉淀溶解。该反应的离子方程式为
9、_。3欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr2O转化为Cr(OH)3沉淀除去。已知该条件下：（1）某含铬废水处理的主要流程如图所示：初沉池中加入的混凝剂是K2SO4Al2(SO4)324H2O，其作用为(用离子方程式表示)_ _。反应池中发生主要反应的离子方程式是Cr2O+3HSO+5H+=2Cr3+3SO+4H2O。根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此过程中发生主要反应的离子方程式是_、_。证明Cr3+沉淀完全的方法是_。（2）工业可用电解法来处理含Cr2O废水。实验室利用如图装置模拟处理含Cr2O的废水，阳极反应式是Fe2e=Fe2+，阴极反应式是2H+2e=
10、H2。Fe2+与酸性溶液中的Cr2O反应的离子方程式是_，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全。用电解法处理该溶液中0.01mol Cr2O时，至少得到沉淀的质量是_g。4铅精矿的主要成分为PbS，现用下列两种方法从铅精矿中冶炼金属铅。I火法炼铅将铅精矿在空气中焙烧，生成PbO和SO2。(1)用铅精矿火法炼铅的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(2)火法炼铅的废气中含低浓度SO2，可将废气通入过量氨水中进行处理，反应的离子方程式为：_。II.湿法炼铅在制备金属铅的同时，还可制得硫磺，相对于火法炼铅更为环保。湿法炼铅的工艺流程如下：已知：PbCl2在水中溶解度小，在Cl浓度较大的溶液中，存在
11、平衡：PbCl2(s)+2Cl(aq)PbCl(aq) H0(3)浸取铅精矿时发生反应的离子方程式是_。(4)由滤液1中析出PbCl2的操作a是_。(5)将溶液3和滤液2分别置于如图所示电解装置的两个极室中，可制取金属铅并使浸取液中的FeCl3再生。溶液3应置于_(填“阴极室”或“阳极室”)中。简述滤液2电解后再生为FeCl3的可能原理：_。若铅精矿的质量为a g，铅浸出率为b，当电解池中通过c mol电子时，金属铅全部析出，铅精矿中PbS的质量分数的计算式为_。5硫酸镍是一种重要的化工中间体，是镍行业研究的热点。一种以石油化工中废镍催化剂(主要成分为NiCO3和SiO2，含少量Fe2O3、C
12、r2O3)为原料制备硫酸镍的工业流程如图：已知：NiS、Ni(OH)2、Cr(OH)3均难溶于水，Cr(OH)3是两性氢氧化物。Fe(OH)3不溶于NH4Cl-氨水的混合液，Ni(OH)2溶于NH4Cl-氨水的混合液生成Ni(NH3)62+。请回答下列问题：(1)“酸溶”时为了提高浸取率，可采取的措施有_(任写出一条)。(2)“滤渣I”的主要成分是_。(3)“一次碱析”时，加入的NaOH溶液需过量，则含铬微粒发生反应的离子方程式为_。(4)“氨解”的目的为_，“净化”时加入的H2S的目的是将镍元素转化为_沉淀。(5)“氧化”时发生反应的离子方程为_。(6)“二次碱析”时，若使溶液中的Ni2+沉
13、淀完全(离子浓度105molL1时，离子沉淀完全)，则需维持c(OH)不低于_(已知Ni(OH)2的Ksp=21015，1.4)。(7)以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图所示。通电后，在铁电极附近生成紫红色的FeO。电解时阳极的电极反应式为_，离子交换膜(b)为_(填“阴”或“阳”)离子交换膜。模拟精做1. 【答案】（1）研磨、70加热 （2）Ni(OH)2、Mg(OH)2、Ca(OH)2 （3）趁热过滤 （4）185ab （5）4HCO-4e=4CO2+3O2+2H2O 阳 （6）Li2CO3+2C+2FePO42LiFePO4+3CO 【解析】为加快含锂废渣(主要金属元素的含量：Li3.50%、Ni6.55%、Ca6.41%、Mg13.24%)的酸浸速率，将其研磨粉碎，并用稀硫酸在70温度下溶浸，由于硫酸钙属于微溶物，经过滤，形成含有Li+、Ni2+、Mg2+、SO、少量Ca2+的滤液1，滤渣1中含有硫酸钙和不溶于硫酸的杂质，向滤液1中加入氢氧化钠，调节PH值为12，将Ni2+、Mg2+、少量Ca2+转化为Ni(OH)2、Mg(OH)2、Ca(OH
