《2019高考化学精编大题强化训练2 化学工艺流程的解答策略（带答案）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高考化学精编大题强化训练2 化学工艺流程的解答策略（带答案）（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大题强化训练(二)化学工艺流程的解答策略(教师用书独具)1(2017全国卷)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下：回答下列问题：(1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为_。(2)TiO2xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：温度/3035404550TiO2xH2O转化率/%9295979388分析40 时TiO2xH2O转化率最高的原因_。(3)Li2Ti5O15中Ti的化合价为4，其中过氧
2、键的数目为_。(4)若“滤液”中c(Mg2)0.02 molL1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3)1.0105 molL1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？_(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.31022、1.01024。_。(5)写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式_。【解析】(1)根据图像分析，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为100 、2 h或90 、5 h。(2)当温度低于40 时，H2O2、NH3H2O不易分解，但是温度低，反应速率慢，TiO2xH2O转化率低；当温度高于4
3、0 时，H2O2分解，NH3逸出，反应物浓度降低，反应速率下降，TiO2xH2O的转化率低。(3)设Li2Ti5O15中过氧键的数目为x，则非过氧键氧原子数目为152x，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零可得：2x2(152x)1245，解得：x4。(4)根据Ksp(FePO4)1.31022及Fe3恰好完全沉淀时溶液中c(Fe3)1.0105 molL1，可得c(PO) molL11.31017 molL1。c(Mg2) molL10.01 molL1，则c3(Mg2)c2(PO)0.013(1.31017)21.6910401.71040KspMg3(PO4)21.01024，因此不
4、会生成Mg3(PO4)2沉淀。(5)煅烧过程中，Fe元素化合价由3降至2，被还原，则H2C2O4应作还原剂，其氧化产物为CO2，反应的化学方程式为2FePO4Li2CO3H2C2O42LiFePO43CO2H2O。【答案】(1)100 、2 h或90 、5 h(2)低于40 ，TiO2xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40 ，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2xH2O转化反应速率下降(3)4(4)Fe3恰好沉淀完全时，c(PO) molL11.31017 molL1，c3(Mg2)c2(PO)值为0.013(1.31017)21.71040KspMg3(PO4)2，因此不会生成Mg3(P
5、O4)2沉淀(5)2FePO4Li2CO3H2C2O42LiFePO43CO2H2O2(2018成都一模)高锰酸钾常用作消毒杀菌剂、水质净化剂等。某小组用软锰矿(主要含MnO2，还含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)模拟工业制高锰酸钾流程如下。试回答下列问题：(1)配平焙烧时发生的化学反应方程式：_MnO2_ _O2_K2MnO4_H2O；工业生产中采用对空气加压的方法提高MnO2利用率，试用碰撞理论解释其原因：_。(2)滤渣的成分有_(化学式)；第一次通CO2不能用稀盐酸代替的原因是_。(3)第二次通入过量CO2生成MnO2的离子方程式为_。(4)将滤液进行一系列操作得KMnO4
6、。由图像可知，从滤液得到KMnO4需经过_、_、洗涤等操作。(5)工业上按上述流程连续生产。用含a%MnO2的软锰矿1吨，理论上最多可制KMnO4_吨。(保留2位有效数字)(6)利用电解法可得到更纯的KMnO4。用惰性电极电解滤液。电解槽阳极反应式为_。阳极还可能有气体产生，该气体是_。【解析】由流程图可知，软锰矿在空气和碱性环境中焙烧冷却后，得到K2MnO4、硅酸盐、偏铝酸盐和Fe2O3，过滤后，滤液中是K2MnO4、硅酸盐、偏铝酸盐，通入CO2生成H2SiO3和Al(OH)3沉淀，滤液中第二次通入过量CO2生成KMnO4。(2)滤渣是H2SiO3和Al(OH)3沉淀；盐酸是强酸，易将Al(
7、OH)3沉淀溶解，不宜掌握用量。(3)第二次通入的CO2和溶液中的K2MnO4反应的离子方程式为3MnO4CO22H2O=MnO22MnO4HCO。(4)由曲线可知，KMnO4溶解度随温度变化较小，故使用蒸发结晶法，趁热过滤。(5)依据工艺流程，含Mn物质间的定量转化应为：MnO2K2MnO4KMnO4MnO2但是MnO2循环利用，多次转化，可视为原料中的Mn全部转化为KMnO4所以：m(KMnO4)1580.018a t。(6)电解滤液，阳极被氧化MnOe=MnO。阳极还可能发生4OHe=O22H2O，产生O2。【答案】(1)24KOH122加压增大了氧气浓度，使单位体积内的活化分子数增加，
8、有效碰撞次数增多，反应速率加快，使MnO2反应更充分(2)Al(OH)3、H2SiO3稀盐酸可溶解Al(OH)3，不易控制稀盐酸的用量(3)3MnO4CO22H2O=MnO22MnO4HCO(4)蒸发结晶趁热过滤(5)0.018a(6)MnOe=MnOO23(2018蓉城名校一模)3PbOPbSO4H2O化学名：三盐基硫酸铅，简称三盐，M990 gmol1。不溶于水，微黄色粉末，可用作聚氯乙烯稳定剂。以铅泥(含PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐基硫酸铅的工艺流程如图所示。已知：PbSO4的Ksp1.82108，PbCO3的Ksp1.4621013。请回答下列问题：(1)铅蓄电池其工作原
9、理是PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。充电时，阳极的电极反应式为_。(2)步骤转化的目的是_，将滤液1、滤液3合并，经蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作，可得到一种结晶水合物(M322 gmol1)，其化学式为_；滤液2中可循环利用的溶质为_(填化学式)。(3)沉铅后的滤液中c(Pb2)9.10105molL1，则此时c(SO)_molL1。(4)步骤合成三盐的化学方程式为_；步骤洗涤沉淀时的操作是_；若以100.0 t铅泥为原料制得纯净干燥的三盐49.5 t，假设铅泥中的铅元素有90%转化为三盐，则铅泥中铅元素的质量分数为_。【解析】(1)铅蓄电池充电时，阳极发生氧化反应，其电极反应
10、式为PbSO42H2O2e=PbO2SO4H。(2)步骤加入Na2CO3溶液能将PbSO4转化为PbCO3，可以提高铅元素的利用率。结合上述分析可知滤液1、滤液3中均含有Na2SO4，再结合所得晶体的摩尔质量可知析出的晶体为Na2SO410H2O。滤液2中的HNO3可循环使用。(3)沉铅后滤液中c(Pb2)9.10105molL1，则滤液中c(SO) molL12.0104 molL1。(4)步骤中加入NaOH溶液，使PbSO4转化成三盐，化学方程式为4PbSO46NaOH3PbOPbSO4H2O3Na2SO42H2O。沉淀表面有Na2SO4等杂质，洗涤沉淀时，向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，让蒸
11、馏水自然流下，并重复上述操作23次即可。设铅泥中铅元素的质量分数为x，根据关系式：4Pb 3PbOPbSO4H2O4 mol207 gmol1 990 g1000 tx90%49.5 t则，解得x46.0 %。【答案】(1)PbSO42H2O2e=PbO2SO4H(2)将PbSO4转化为PbCO3，提高铅的利用率Na2SO410H2OHNO3(3)2.0104(4)4PbSO46NaOH3PbOPbSO4H2O3Na2SO42H2O向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，并重复上述操作23次46.0%4(2018桂林模拟)金属钛被称为“21世纪金属”。(1)工业上用钛矿石(主要成分为FeTiO3，主要含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过以下流程制得TiO2：其中，步骤发生的主要反应为2H2SO4FeTiO3=TiOSO4FeSO42H2O。步骤发生反应的离子方程式是_、_。为提高钛矿石的碱浸出速率，步骤可采取的办法除提高碱的浓度外，还可以采取的办法有_、_(写出两种方法)。步骤中加入Fe的目的是_
