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1、2020年高考化学化学工艺与流程专题复习一、工业流程题1钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+开始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1回答下列问题：(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是_。(2)“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成，同时还有_离子被氧化。写出VO+转化为反应的离子方程式_。(3)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为，随滤液可
2、除去金属离子K+、Mg2+、Na+、_，以及部分的_。(4)“沉淀转溶”中，转化为钒酸盐溶解。滤渣的主要成分是_。(5)“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是_。(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是_。2某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO47H2O)：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+开始沉淀时(c=0.01 molL1)的pH沉淀完全时(c=1.0105 molL1)的pH7.28
3、.73.74.72.23.27.59.0回答下列问题：(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是_。为回收金属，用稀硫酸将“滤液”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式_。(2)“滤液”中含有的金属离子是_。(3)“转化”中可替代H2O2的物质是_。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即“滤液”中可能含有的杂质离子为_。(4)利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp=_(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 molL1，则“调pH”应控制的pH范围是_。(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式_。(
4、6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是_。3立德粉ZnSBaSO4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。回答下列问题：（1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为_（填标号）。A黄色 B红色 C紫色 D绿色（2）以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为_。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为_。在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因
5、是“还原料”表面生成了难溶于水的_（填化学式）。沉淀器中反应的离子方程式为_。（3）成品中S2的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.1000 molL1的I2KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉溶液为指示剂，过量的I2用0.1000 molL1Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2+2=2I+。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为_，样品中S2的含量为_（写出表达式）。4高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si
6、等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9（1）“滤渣1”含有S和_；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式_。（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将_。（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_6之间。（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是_。（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀
7、除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_。（6）写出“沉锰”的离子方程式_。（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时，z=_。5高锰酸钾（）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿（主要成分为MnO2）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：回答下列问题：（1）原料软锰矿与氢氧化钾按11的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是_。（2）“平炉”中发生的化学方程式为_。（3）“平炉”中需要加压，其目的是_。（4）将K2MnO4转化为KMnO
8、4的生产有两种工艺。“歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱碱性，K2MnO4发生歧化反应，反应中生成K2MnO4，MnO2和_（写化学式）。“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为_，阴极逸出的气体是_。“电解法”和“歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为_。（5）高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800 g样品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。取浓度为0.2000 molL1的H2C2O4标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48 mL，该样品的纯度为_（
9、列出计算式即可，已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O）。6NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：（1）NaClO2中Cl的化合价为_。（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_。（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为_、_。“电解”中阴极反应的主要产物是_。（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_，该反应中氧化产物是_。（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每
10、克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_。（计算结果保留两位小数）7聚合硫酸铁（PFS）是水处理中重要的絮凝剂，下图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。回答下列问题（1）废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁，铁锈的主要成分为_。粉碎过筛的目的是_。（2）酸浸时最合适的酸是_，写出铁锈与酸反应的离子方程式_。（3）反应釜中加入氧化剂的作用是_，下列氧化剂中最合适的是_（填标号）。aKMnO4bcd（4）聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。pH偏小时Fe3+水解程度弱，pH偏大时则_。（5）相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是_。（6）盐基度B是衡量
11、絮凝剂絮凝效果的重要指标，定义式为（n为物质的量）。为测量样品的B值，取样品mg，准确加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，以酚酞为指示剂，用c的标准NaOH溶液进行中和滴定（部分操作略去，已排除铁离子干扰）。到终点时消耗NaOH溶液V mL。按照上述步骤做空白对照试验，消耗NaOH溶液，已知该样品中Fe的质量分数w，则B的表达式为_。8我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Fe3+Fe2+Zn
12、2+Cd2+开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列问题：（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_。（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有_；氧化除杂工序中ZnO的作用是_，若不通入氧气，其后果是_。（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_。（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为_；沉积锌后的电解液可返回_工序继续使用。二、原理综合题9化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许_离子通过，氯气的逸出口是_(填标号)。(2)次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数(X)=，
