最新全国各地高考模拟《化学工艺流程》试题汇编.doc
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1、 M1901 (江西省南昌市第二中学 2019 届高三第六次考试理科综合化学试题)利用化学原理 可以对工厂排放的废水、 废渣等进行有效检测与合理处理。 某工厂对制革工业污泥中Cr() 的处理工艺流程如下: 水 含铬污泥 预处理后- 酸浸 pH=1-过滤 I- 滤液I 氧化-调节 pH=8-过滤 II- 滤液II 钠离子 交换树脂-还原-Cr(OH)(H2O)5SO4 2mol/L H2SO4 H2O2 NaOH SO2 已知:硫酸浸取液中的金属离子主要是 Cr3+,其次是 Fe3+、Al3+、Ca2+和 Mg2+。 常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 如下: 阳离子 Fe3+
2、Mg2+ Al3+ Cr3+ 沉淀完全时的 pH 3.7 11.1 5.4(8 溶解) 9(9 溶解) (1)实验室用 18.4 mol L1的浓硫酸配制 480 mL 2 mol L1的硫酸,需量取浓硫酸 _mL;配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外,还需 _。 (2)H2O2的作用是_(用离子方程式表示)。 (3)加入 NaOH 溶液使溶液呈碱性,既可以除去某些杂质离子,同时又可以将 Cr2O72转化 为_(填微粒的化学式) (4)钠离子交换树脂的反应原理为:Mn+ + nNaR = MRn + nNa,则利用钠离子交换树脂可 除去滤液中的金属阳离子有_。 (5)写出上述流程中用 SO
3、2进行还原时发生反应的离子方程式: _。 M1901(江西省南昌市第二中学 2019 届高三第六次考试理科综合化学试题) (1)54.3mL;胶头滴管、500mL 容量瓶 (2)2Cr3+H2O+3H2O2=Cr2O72 +8H+ (3)CrO42 (4)Ca2+和 Mg2+ (5)2CrO42 +H 2O+3SO2=2Cr(OH)(H2O)5 SO4+SO4 2+2OH 【详解】 (1)根据“大而近”的原则,配制 480mL 溶液应选用 500mL 容量瓶。根据 c(浓溶液) V(浓溶 液)=c(稀溶液) V(稀溶液),18.4mol/L V(浓 H2SO4)=2 mol/L 500mL,
4、解得 V(浓 H2SO4)=54.3mL,需要量取浓硫酸 54.3mL。 配制的实验步骤为:计算量取稀释冷却转移洗涤初步振荡定容摇匀装 瓶贴标签,配制时所用的玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外,还需 500mL 容量瓶、胶头 滴管。 (2)H2O2将 Cr3氧化成 Cr2O72,H2O2被还原,反应可写成 H2O2+Cr3Cr2O72,根据得 失电子守恒配平为 3H2O2+2Cr3Cr2O72,结合原子守恒、电荷守恒以及滤液 I 呈酸性, H2O2将 Cr3氧化的离子方程式为 3H2O2+2Cr3+H2O= Cr2O72+8H+。 (3)根据各金属阳离子形成沉淀的 pH,加入 NaOH 溶液调 p
5、H=8,将 Fe3、Al3完全转化为 Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去;同时将 Cr2O72转化为 CrO42,反应可表示为: Cr2O72+2OH= 2CrO42+H2O; (4)加入 NaOH 溶液调 pH=8 除去了浸取液中的 Fe3和 Al3, 根据浸取液中含有的金属阳离 子,利用钠离子交换树脂除去滤液 II 中的金属阳离子为 Mg2、Ca2。 (5)根据流程加入 SO2将 CrO42还原为 Cr(OH)(H2O)5SO4,SO2被氧化成 SO42,反应可写 成 SO2 +CrO42Cr(OH)(H2O)5SO4+SO42,S 元素由+4 价升至+6 价,Cr 元素的由+6 价
6、 降至+3 价,根据得失电子守恒配平为 3SO2 +2CrO422Cr(OH)(H2O)5SO4+SO42,结合 原子守恒、电荷守恒和溶液呈碱性,写出离子方程式为: 2CrO42+H2O+3SO2=2r(OH)(H2O)5SO4+SO42+2OH。 M1902 (湖南省岳阳市 2019 届高三教学质量检测理综化学试题(二)工业以软锰矿(主要成 分是 MnO2,含有 SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰 (MnCO3)。其工业流程如下: 软锰 矿浆-浸锰-过滤 I-氧化- 调节pH=3.7 过滤II -过滤-高纯 MnCO3 MnO2 滤渣 I 过量 SO2 滤渣
7、 II NH4HCO3溶液 (1)浸锰过程中 Fe2O3与 SO2反应的离子方程式为 Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2+SO42+H2O, 该反 应是经历以下两步反应实现的。 iFe2O3+6H+=2Fe3+3H2O ii 写出 ii 的离子方程式:_。 (2)过滤所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为_(填离子符号) (3)氧化过程中被 MnO2氧化的物质有(写化学式):_。 (4)“浸锰”反应中往往有副产物 MnS2O6生成,温度对 浸锰”反应的影响如图所示:为减少 MnS2O6的生成, “浸锰”的适宜温度是_; 向过滤所得的滤 液中加入 NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是 _。
8、(5)加入 NH4HCO3溶液后, 生成 MnCO3沉淀, 同时还有气体生成, 写出反应的离子方程式: _。 (6)已知:pNi=lgc(Ni2+),常温下,Ksp(NiCO3)=1.4 10 7, 向10mL0.1mol L 1Ni(NO 3)2溶液中滴加0.1mol L 1Na 2S溶液, 会产生 NiS 沉淀,在滴加过程中 pNi 与 Na2S 溶液体积的关系 如图所示。则在 E、F、G 三点中,_点对应溶液中水电离 程度最小,常温下,在 NiS 和 NiCO3的浊液中 c(CO32)/c(S2)=_。 M1902(湖南省岳阳市 2019 届高三教学质量检测理综化学试题(二) (1)2F
9、e3+SO2+2H2O=2Fe2+SO42+4H+ (2)Mn2+ 、Fe2+ (3)SO2(H2SO3、SO32)、FeSO4(Fe2+) (4)90;防止 NH4HCO3受热分解,以提高原料利用率 (5)Mn2+2HCO3=MnCO3+CO2+ H2O (6)F;1.4 1014 【详解】 (1)Fe3+与 SO2和水反应,生成 Fe2+、SO42和 H+,离子方程式为 2Fe3+SO2+2H2O=2Fe2+SO42+4H+, (2)浸锰过程中发生反应:MnO2+SO2=MnSO4、Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2+SO42+H2O,所以过 滤所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为 Mn
10、2+ 、Fe2+, (3)氧化过程中加入 MnO2的目的为除去过量的 SO2,生成 MnSO4;同时 MnO2也可以氧化 FeSO4 (4)由图可知,90时 MnS2O6的生成速率相对较低,锰的浸出率相对较高,若温度升高, MnS2O6的生成速率及锰的浸出率变化均不明显,却消耗更多的能源,所以浸锰的适宜温 度是 90;温度过高时,NH4HCO3受热易分解,导致原料利用率降低。 (5)加入 NH4HCO3溶液后, Mn2+与 HCO3反应生成 MnCO3沉淀, 同时还有 CO2气体生成, 反应的离子方程式为 Mn2+2HCO3=MnCO3+CO2+ H2O。 (6)硝酸镍是强酸弱碱盐,硫化钠是强
11、碱弱酸盐,它们都能促进水的电离。F 点表示硝酸镍 和硫化钠恰好完全反应,溶液中溶质是硝酸钠,水的电离程度最小; 由图可知,F 点表示硝酸镍和硫化钠恰好完全反应,溶液中 c(Ni2+)=c(S2)=1010.5mol/L, 则 Ksp(NiS)=1010.5 1010.5=1021,NiCO3(s)S2(aq) NiS(s)CO32(aq), c(CO32)/c(S2)=Ksp(Ni CO3)/Ksp(NiS)= =1.4 1014, 【点睛】本题考查了物质的制备,涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制 选择与理解、 离子的检验等, 理解工艺流程原理是解题的关键, 是对学生综合能力的考
12、查, 需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力。 M1903(福建省厦门市 2019 届高三下学期第一次(3 月)质量检查理综试题)黄钠铁钒渣主 要含有 Na2Fe6(SO4)4(OH)12、BaSO4、NiSO4、MgSO4、CaSO4、Al2(SO4)3等,利用其制备 镍锌铁氧体工艺流程如下。 无烟煤 黄钠铁钒渣-焙烧-酸浸-调节 pH=a-净化-水热合成-镍锌铁氧体 Ni1-xZnxFe2O4 H2SO4 氨水 NaF ZnSO4 H2O2、NaOH 滤渣 滤渣 滤液 已知:锌、铝两种元素化学性质相似; 晶体完整度与晶体中 Ni、Zn、Fe 比例有关; 常温下,相关物质的 pKsp单如下表:
13、 物质 MgF2 CaF2 Al(OH)3 Ni(OH)2 Zn(OH)2 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2 NiS pKsp 8.2 10.2 32.34 14.7 16.93 10.74 37.4 15.1 21.6 (1)“焙烧”中无烟煤的作用为_。 (2)“调 pH”时,a 值可取_(填标号)。 A.3.2 B.4.3 C.5.2 D.9.1 (3)若“净化”后的溶液中 c(M2+)=1.0 103mol L1,则 c(Ca2+)=_ mol L1。 (4)“水热合成”发生反应的离子方程式为_, 滤液的主要成分为_(填化学式) (5)由右图可知, pH=8 时“水热合成”
14、所得镍锌铁氧体晶体的完整度最高, 其原因是_ _。 (6)“焙烧”会生成少量 BaS,对该工艺造成的影响是_ _。 M1903(福建省厦门市 2019 届高三下学期第一次(3 月)质量检查理综试题) (1)提供热量、还原剂 (2)C (3)1.0 10 5mol L1 (4)xZn2+(1x)Ni2+2Fe2+6OH +H 2O2 Ni(1x)ZnxFe2O4+4H2O;Na2SO4 (5)pH8,Zn(OH)2沉淀溶解 (6)BaS 与酸反应会生成 H2S 气体污染环境,生成 NiS 沉淀降低产率 【解析】 【分析】 根据工艺流程图分析每步过程发生的反应及滤渣和溶液的成分; 根据 Ksp 计
15、算溶液的酸碱 性,分析沉淀溶解是否完全。 【详解】 (1)根据流程图中的反应原理,“焙烧”中无烟煤的作用为提供热量、还原剂, 故答案为:提供热量、还原剂; (2)调 pH 主要是除去 Mg2+和 Al3+,但 Fe3+不能沉淀,根据氢氧化铁的 pKsp计算得: pKsp=lgc(Fe3+)c3(OH)=37.4,c(OH)= 109.4,则 a=5.6; (3)根据 MgF2和 CaF2的 pKsp 计算得:由 c(Mg2+)=1.0 103mol L1得,c(F)=102.6mol/L, pKsp(CaF2)=lgc(Ca2+)c2(F)=10.2,则 c(Ca2+)=1.0 105mol
16、L1; (4)根据题干信息,水热合成发生反应的离子方程式为: xZn2+(1x)Ni2+2Fe2+6OH +H 2O2 Ni(1x)ZnxFe2O4+4H2O, 滤液的主要成分为 Na2SO4; (5)根据图示信息得:pH8,Zn(OH)2沉淀溶解; (6)分析工艺流程知:BaS 与酸反应会生成 H2S 气体污染环境,生成 NiS 沉淀降低产率。 M1904(广东省广州市 2019 届高三 3 月综合测试(一)理综化学试题)某废旧锂电池材料含 有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂石墨和铝粉等。回收废旧锂电池中钴的工艺流程如下: 无烟煤 废旧锂 电池粉末-浸出-浸出渣-转化-滤渣 1-酸溶-滤液 2
17、-电解-钴 H2C2O4 盐酸 NaF ZnSO4 H2O2、NaOH 浸出液 滤渣 滤液 1 Na2CO3溶液 滤渣 2 已知:Ksp(CoC2O4)=2.5 109,Ksp(CoCO3)=1.5 1013 回答下列问题: (1)“浸出液”的主要成分是 LiHC2O4、Al(HC2O4)3,“浸出渣”的主要成分是 CoC2O4。“浸出” 中生成 CoC2O4的化学方程式为 _, 若 H2C2O4用量过大,CoC2O4的产率反而会降低,原因是_ _。 (2)“转化”中加入 Na2CO3溶液发生反应的离子方程式为: _, 该反应进行的程度较大,试用平衡常数 K 解释原因 _ _。 (3)“电解”
18、时装置如图所示。阳极的电极反应式为_, 电解后 a 室中的电解液可返回_工序继续使用。 (4)某废旧锂电池粉末中 LiCoO2的质量分数为 w,将 m kg 该废料进行回收利用,电解得到 钴 n kg,钴的回收率为_。 M1904(广东省广州市 2019 届高三 3 月综合测试(一)理综化学试题) (1)2LiCoO2+5H2C2O4=2LiHC2O4+2CoC2O4+4H2O+2CO2 ; CoC2O4与过量的 H2C2O4反应转化成 Co(HC2O4)2而溶解 (2)CoC2O4+CO32 CoCO3+ C2O42 ; 该反应的平衡常数 K=1.67 104,反应正向进行的趋势很大 (3)
19、2H2O4e =O 2+4H +;酸溶 (4) 98n 59mw 100% 【详解】 (1)“浸出液”的主要成分是 LiHC2O4、Al(HC2O4)3,“浸出渣”的主要成分是 CoC2O4。 “浸出”中 LiCoO2与 H2C2O4反应生成 CoC2O4,同时生成二氧化碳,反应的化学方程式为 2LiCoO2+5H2C2O4=2LiHC2O4+2CoC2O4+4H2O+2CO2,若 H2C2O4用量过大,CoC2O4与过 量的 H2C2O4反应转化成 Co(HC2O4)2而溶解,CoC2O4的产率反而会降低; (2)根据 CoC2O4和 CoCO3的溶度积, “转化”中加入 Na2CO3溶液,
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