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PAGE1專題38工業(yè)流程題解題策略——以非金屬元素為載體考點(diǎn)十年考情(2016-2025)命題趨勢(shì)考點(diǎn)1選擇題(簡(jiǎn)單工藝流程分析)2025:湖北、廣東、云南2024:廣西、重慶、貴州、北京2023:湖北2022:天津、福建、湖南2021:福建、遼寧、山東2018:浙江注重考查學(xué)科核心知識(shí):工業(yè)流程題的命題來源很廣,與各個(gè)知識(shí)模塊的結(jié)合點(diǎn)較多。選取以非金屬元素為主的工業(yè)生產(chǎn)流程,有兩個(gè)目的:一是從混合物中分離、提純某一物質(zhì);另一目的就是利用某些物質(zhì)制備另一物質(zhì)。考查應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)分析解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題的能力,涉及氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、環(huán)境污染(廢水、廢氣、廢渣)與治理、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等核心知識(shí)。強(qiáng)調(diào)知識(shí)的靈活運(yùn)用與綜合分析:工業(yè)流程題是高考的熱點(diǎn),所占的分值重,由于此類試題陌生度高,對(duì)學(xué)生的能力要求大,加上有的試題文字量大,學(xué)生在沒做之前往往就會(huì)產(chǎn)生畏懼感,所以這類題的得分不是很理想。因此分析工業(yè)流程題時(shí),應(yīng)將流程路線、試題設(shè)問和理論知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來,找到所需回答的問題與流程圖中相關(guān)信息的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,“順藤摸瓜”就可以有效解決相關(guān)問題。考點(diǎn)2非選擇題(綜合工藝流程分析)2025:重慶、四川、北京、甘肅2024:河北、湖北2023:天津、江蘇、海南、浙江、湖北、全國(guó)甲卷2022:全國(guó)甲卷2021:全國(guó)甲卷2020:海南2016:全國(guó)I卷知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)01選擇題(簡(jiǎn)單工藝流程分析)1.(2025·湖北·高考真題)如圖所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系中,固體A與固體B研細(xì)后混合,常溫下攪拌產(chǎn)生氣體C和固體D,溫度迅速下降。氣體C能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。G是一種強(qiáng)酸。H是白色固體,常用作鋇餐。下列敘述錯(cuò)誤的是A.在C的水溶液中加入少量固體A,溶液升高B.D為可溶于水的有毒物質(zhì)C.F溶于雨水可形成酸雨D.常溫下可用鐵制容器來盛裝G的濃溶液【答案】A【分析】固體A與固體B研細(xì)后混合,常溫下攪拌產(chǎn)生氣體C和固體D,溫度迅速下降。氣體C能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán),則C為NH3,G是強(qiáng)酸,則E是NO,F(xiàn)是NO2,G是HNO3;H是白色固體,常用作鋇餐,H是BaSO4,D是BaCl2,A和B反應(yīng)是NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反應(yīng),C(NH3)和HCl可轉(zhuǎn)化為NH4Cl,則A是NH4Cl,B是Ba(OH)2·8H2O?!驹斀狻緼.在C(NH3)的水溶液(氨水)中加入少量固體A(NH4Cl),銨根濃度增大,抑制了NH3·H2O的電離,OH-濃度減小,溶液pH減小,A錯(cuò)誤;B.D(BaCl2)易溶于水,溶于水電離出Ba2+,鋇是重金屬,有毒,B正確;C.F(NO2)與水反應(yīng)生成強(qiáng)酸硝酸,故NO2溶于雨水可形成硝酸型酸雨,C正確;D.G是HNO3,常溫下濃HNO3將Fe鈍化,故常溫下可用鐵制容器來盛裝濃硝酸,D正確;答案選A。2.(2025·廣東·高考真題)能滿足下列物質(zhì)間直接轉(zhuǎn)化關(guān)系,且推理成立的是單質(zhì)X氧化物1氧化物2酸(或堿)鹽A.X可為鋁,鹽的水溶液一定顯酸性B.X可為硫,氧化物1可使品紅溶液褪色C.X可為鈉,氧化物2可與水反應(yīng)生成D.X可為碳,鹽的熱穩(wěn)定性:【答案】B【詳解】A.鋁單質(zhì)與O2生成Al2O3后無法再被O2氧化,無法形成氧化物2,且Al2O3與水反應(yīng)需強(qiáng)酸/堿才能溶解,A錯(cuò)誤;B.硫燃燒生成SO2(氧化物1,使品紅褪色),SO2氧化為SO3(氧化物2),SO3與水生成H2SO4,再與NaOH生成鹽,轉(zhuǎn)化關(guān)系成立,B正確;C.鈉與氧氣常溫反應(yīng)生成Na2O(氧化物1),進(jìn)一步氧化為Na2O2(氧化物2);Na2O2與水反應(yīng)生成NaOH和O2,不會(huì)生成H2,C錯(cuò)誤;D.碳與氧氣反應(yīng)先生成CO,最終生成CO2,與水反應(yīng)生成碳酸,與堿反應(yīng)可生成鹽,但Na2CO3熱穩(wěn)定性強(qiáng)于NaHCO3,D結(jié)論錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤;故選B。3.(2025·云南·高考真題)稻殼制備納米Si的流程圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是A.可與NaOH溶液反應(yīng)B.鹽酸在該工藝中體現(xiàn)了還原性C.高純Si可用于制造硅太陽能電池D.制備納米Si:【答案】B【分析】稻殼在一定條件下制備納米SiO2,納米SiO2和Mg在650℃發(fā)生置換反應(yīng)生成MgO和納米Si,加鹽酸將MgO轉(zhuǎn)化為MgCl2,過濾、洗滌、干燥得到納米Si?!驹斀狻緼.SiO2是酸性氧化物,與NaOH反應(yīng)生成Na2SiO3和H2O,A正確;B.鹽酸參與的反應(yīng)為:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,該反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng),鹽酸體現(xiàn)酸性,沒有體現(xiàn)還原性,B錯(cuò)誤;C.高純硅可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,故可用于制硅太陽能電池,C正確;D.SiO2和Mg在650℃條件下發(fā)生置換反應(yīng)得到MgO和納米Si,反應(yīng)的化學(xué)方程式為,D正確;答案選B。4.(2024·廣西·高考真題)實(shí)驗(yàn)小組用如下流程探究含氮化合物的轉(zhuǎn)化。為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是A.“反應(yīng)1”中,每消耗,在下得到B.“反應(yīng)2”中,每生成0.1molNO,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為C.在密閉容器中進(jìn)行“反應(yīng)3”,充分反應(yīng)后體系中有個(gè)D.“反應(yīng)4”中,為使完全轉(zhuǎn)化成,至少需要個(gè)【答案】B【分析】反應(yīng)1為實(shí)驗(yàn)室制備氨氣的反應(yīng),方程式為:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O,反應(yīng)2是氨氣的催化氧化,方程式為:4NH3+5O24NO+6H2O,反應(yīng)3為一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮,方程式為:2NO+O?=2NO?,反應(yīng)4為二氧化氮,氧氣和水反應(yīng)生成硝酸,4NO2+2H2O+O2=4HNO3?,以此解題?!驹斀狻緼.根據(jù)分析可知,每消耗,生成0.1mol氨氣,但是由于不是標(biāo)準(zhǔn)狀況,則氣體不是2.24L,A錯(cuò)誤;B.根據(jù)分析可知,反應(yīng)2方程式為:4NH3+5O24NO+6H2O,該反應(yīng)轉(zhuǎn)移20e-,則每生成0.1molNO,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為,B正確;C.根據(jù)反應(yīng)3,充分反應(yīng)后生成個(gè),但是體系中存在2NO2?N2O4,則最終二氧化氮數(shù)目小于,C錯(cuò)誤;D.根據(jù)反應(yīng)4可知,為使完全轉(zhuǎn)化成,至少需要個(gè)O2,D錯(cuò)誤;故選B。5.(2024·重慶·高考真題)單質(zhì)M的相關(guān)轉(zhuǎn)化如下所示。下列說法錯(cuò)誤的是A.a(chǎn)可使灼熱的銅變黑 B.b可與紅熱的鐵產(chǎn)生氣體C.c可使燃燒的鎂條熄滅 D.d可使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)【答案】C【分析】堿溶液與單質(zhì)d反應(yīng)生成漂白液,故單質(zhì)d為Cl2,堿溶液是NaOH;堿溶液NaOH與氧化物c(適量)反應(yīng)得純堿溶液,故氧化物c為CO2;單質(zhì)M與氧化物b反應(yīng)得堿溶液,故單質(zhì)M為Na,氧化物b為H2O;Na與單質(zhì)a反應(yīng)得氧化物,因此單質(zhì)a為O2,據(jù)此回答?!驹斀狻緼.a(chǎn)為O2,O2可與灼熱的銅反應(yīng)生成黑色的氧化銅,A正確;
B.b為H2O,水蒸氣可與紅熱的鐵在高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,B正確;C.c為CO2,鎂條在CO2中燃燒生成氧化鎂和碳,燃燒的鎂條不熄滅,C錯(cuò)誤;
D.d為Cl2,Cl2可與碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì),碘單質(zhì)能使?jié)駶?rùn)的淀粉試紙變藍(lán),D正確;答案選C。6.(2024·貴州·高考真題)貴州重晶石礦(主要成分)儲(chǔ)量占全國(guó)以上。某研究小組對(duì)重晶石礦進(jìn)行“富礦精開”研究,開發(fā)了制備高純納米鈦酸鋇工藝。部分流程如下:下列說法正確的是A.“氣體”主要成分是,“溶液1”的主要溶質(zhì)是B.“系列操作”可為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥C.“合成反應(yīng)”中生成的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)D.“洗滌”時(shí)可用稀去除殘留的堿,以提高純度【答案】B【分析】重晶石礦(主要成分為)通過一系列反應(yīng),轉(zhuǎn)化為溶液;加鹽酸酸化,生成和氣體;在溶液中加入過量的NaOH,通過蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得到;過濾得到的溶液1的溶質(zhì)主要含NaCl及過量的NaOH;加水溶解后,加入,進(jìn)行合成反應(yīng),得到粗品,最后洗滌得到最終產(chǎn)品?!驹斀狻緼.由分析可知,“氣體”主要成分為氣體,“溶液1”的溶質(zhì)主要含NaCl及過量的NaOH,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.由分析可知,“系列操作”得到的是晶體,故“系列操作”可以是蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,B項(xiàng)正確;C.“合成反應(yīng)”是和反應(yīng)生成,該反應(yīng)中元素化合價(jià)未發(fā)生變化,不是氧化還原反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.“洗滌”時(shí),若使用稀,會(huì)部分轉(zhuǎn)化為難溶的,故不能使用稀,D項(xiàng)錯(cuò)誤;故選B。7.(2024·北京·高考真題)硫酸是重要化工原料,工業(yè)生產(chǎn)制取硫酸的原理示意圖如下。下列說法不正確的是A.I的化學(xué)方程式:B.Ⅱ中的反應(yīng)條件都是為了提高平衡轉(zhuǎn)化率C.將黃鐵礦換成硫黃可以減少?gòu)U渣的產(chǎn)生D.生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣可用堿液吸收【答案】B【分析】黃鐵礦和空氣中的O2在加熱條件下發(fā)生反應(yīng),生成SO2和Fe3O4,SO2和空氣中的O2在400~500℃、常壓、催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)得到SO3,用98.3%的濃硫酸吸收SO3,得到H2SO4。【詳解】A.反應(yīng)I是黃鐵礦和空氣中的O2在加熱條件下發(fā)生反應(yīng),生成SO2和Fe3O4,化學(xué)方程式:,故A正確;B.反應(yīng)Ⅱ條件要兼顧平衡轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率,還要考慮生產(chǎn)成本,如Ⅱ中“常壓、催化劑”不是為了提高平衡轉(zhuǎn)化率,故B錯(cuò)誤;C.將黃鐵礦換成硫黃,則不再產(chǎn)生,即可以減少?gòu)U渣產(chǎn)生,故C正確;D.硫酸工業(yè)產(chǎn)生的尾氣為、,可以用堿液吸收,故D正確;故選B。8.(2023·湖北·高考真題)工業(yè)制備高純硅的主要過程如下:石英砂粗硅高純硅下列說法錯(cuò)誤的是A.制備粗硅的反應(yīng)方程式為B.1molSi含Si-Si鍵的數(shù)目約為C.原料氣HCl和應(yīng)充分去除水和氧氣D.生成的反應(yīng)為熵減過程【答案】B【詳解】A.和在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成和,因此,制備粗硅的反應(yīng)方程式為,A說法正確;B.在晶體硅中,每個(gè)Si與其周圍的4個(gè)Si形成共價(jià)鍵并形成立體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),因此,平均每個(gè)Si形成2個(gè)共價(jià)鍵,1molSi含Si-Si鍵的數(shù)目約為,B說法錯(cuò)誤;C.HCl易與水形成鹽酸,在一定的條件下氧氣可以將HCl氧化;在高溫下遇到氧氣能發(fā)生反應(yīng)生成水,且其易燃易爆,其與在高溫下反應(yīng)生成硅和HCl,因此,原料氣HCl和應(yīng)充分去除水和氧氣,C說法正確;D.,該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng),因此,生成的反應(yīng)為熵減過程,D說法正確;綜上所述,本題選B。9.(2022·天津·高考真題)燃油汽車行駛中會(huì)產(chǎn)生CO、NO等多種污染物。下圖為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及催化轉(zhuǎn)化器中發(fā)生的部分化學(xué)反應(yīng)。以下判斷錯(cuò)誤的是A.甲是空氣中體積分?jǐn)?shù)最大的成分 B.乙是引起溫室效應(yīng)的氣體之一C.反應(yīng)(Ⅰ)在常溫下容易發(fā)生 D.反應(yīng)(Ⅱ)中NO是氧化劑【答案】C【分析】甲和氧氣反應(yīng)生成一氧化氮,一氧化氮和一氧化碳反應(yīng)生成甲和二氧化碳,再根據(jù)元素守恒,則甲為氮?dú)??!驹斀狻緼.甲是氮?dú)猓獨(dú)饪諝庵畜w積分?jǐn)?shù)最大的成分,故A正確;B.乙是二氧化碳,則乙是引起溫室效應(yīng)的氣體之一,故B正確;C.由于氮?dú)夂械I,因此反應(yīng)(Ⅰ)在常溫下不容易發(fā)生,在高溫或放電條件下發(fā)生,故C錯(cuò)誤;D.一氧化碳和一氧化氮反應(yīng)生成氮?dú)夂投趸?,一氧化氮中氮化合價(jià)降低,因此反應(yīng)(Ⅱ)中NO是氧化劑,故D正確。綜上所述,答案為C。10.(2022·福建·高考真題)用鉻鐵合金(含少量單質(zhì))生產(chǎn)硫酸鉻的工藝流程如下:下列說法錯(cuò)誤的是A.“浸出”產(chǎn)生的氣體含有 B.“除雜”的目的是除去元素C.流程中未產(chǎn)生六價(jià)鉻化合物 D.“濾渣2”的主要成分是【答案】D【分析】由流程可知,加入稀硫酸溶解,生成氣體為氫氣,溶液中含加入Na2S分離出濾渣1含CoS和NiS,不會(huì)沉淀,再加入草酸除鐵生成FeC2O4,過濾分離出硫酸鉻,以此來解答?!驹斀狻緼.四種金屬均與稀硫酸反應(yīng)生成H2,A正確;B.共有四種金屬,由流程可知,沉鐵后分離出硫酸鉻,則“除雜"的目的是除去Ni、Co元素,B正確;C.由上述分析可知,流程中未產(chǎn)生六價(jià)鉻化合物,C正確;D.“濾渣2”的主要成分是FeC2O4,D錯(cuò)誤;故本題選D。11.(2022·湖南·高考真題)鋁電解廠煙氣凈化的一種簡(jiǎn)單流程如下:下列說法錯(cuò)誤的是A.不宜用陶瓷作吸收塔內(nèi)襯材料B.采用溶液噴淋法可提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率C.合成槽中產(chǎn)物主要有和D.濾液可回收進(jìn)入吸收塔循環(huán)利用【答案】C【分析】煙氣(含HF)通入吸收塔,加入過量的碳酸鈉,發(fā)生反應(yīng),向合成槽中通入NaAlO2,發(fā)生反應(yīng),過濾得到和含有的濾液,據(jù)此回答;【詳解】A.陶瓷的成分中含有SiO2,SiO2能與煙氣中的HF發(fā)生反應(yīng),因此不宜用陶瓷作吸收塔內(nèi)襯材料,故A正確;B.采用溶液噴淋法可增大反應(yīng)物的接觸面積,提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率,故B正確;C.由上述分析可知,合成槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)物是和,故C錯(cuò)誤;D.由上述分析可知,濾液的主要成分為,可進(jìn)入吸收塔循環(huán)利用,故D正確;故選C。12.(2022·湖南·高考真題)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些生物酶體系可以促進(jìn)和的轉(zhuǎn)移(如a、b和c),能將海洋中的轉(zhuǎn)化為進(jìn)入大氣層,反應(yīng)過程如圖所示。下列說法正確的是A.過程Ⅰ中發(fā)生氧化反應(yīng)B.a(chǎn)和b中轉(zhuǎn)移的數(shù)目相等C.過程Ⅱ中參與反應(yīng)的D.過程Ⅰ→Ⅲ的總反應(yīng)為【答案】D【詳解】A.由圖示可知,過程I中NO轉(zhuǎn)化為NO,氮元素化合價(jià)由+3價(jià)降低到+2價(jià),NO作氧化劑,被還原,發(fā)生還原反應(yīng),A錯(cuò)誤;B.由圖示可知,過程I為NO在酶1的作用下轉(zhuǎn)化為NO和H2O,依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可知,反應(yīng)的離子方程式為:NO+2H++e-NO+H2O,生成1molNO,a過程轉(zhuǎn)移1mole-,過程II為NO和NH在酶2的作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H2O和N2H4,依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可知,反應(yīng)的離子方程式為:NO+NH+3e-+2H+H2O+N2H4,消耗1molNO,b過程轉(zhuǎn)移3mole-,轉(zhuǎn)移電子數(shù)目不相等,B錯(cuò)誤;C.由圖示可知,過程II發(fā)生反應(yīng)的參與反應(yīng)的離子方程式為:NO+NH+3e-+2H+H2O+N2H4,n(NO):n(NH)=1:1,C錯(cuò)誤;D.由圖示可知,過程I的離子方程式為NO+2H++e-NO+H2O,過程II的離子方程式為NO+NH+3e-+2H+H2O+N2H4,過程III的離子方程式為N2H4N2↑+4H++4e-,則過程Ⅰ→Ⅲ的總反應(yīng)為NO+NH=N2↑+2H2O,D正確;答案選D。13.(2021·福建·高考真題)明代《徐光啟手跡》記載了制備硝酸的方法,其主要流程(部分產(chǎn)物已省略)如下:下列說法錯(cuò)誤的是A.FeSO4的分解產(chǎn)物X為FeO B.本流程涉及復(fù)分解反應(yīng)C.HNO3的沸點(diǎn)比H2SO4的低 D.制備使用的鐵鍋易損壞【答案】A【詳解】A.據(jù)圖可知FeSO4分解時(shí)生成SO2和SO3,部分S元素被還原,則Fe元素應(yīng)被氧化,X為Fe2O3,A錯(cuò)誤;B.H2SO4與KNO3在蒸餾條件下生成HNO3和K2SO4,為復(fù)分解反應(yīng),B正確;C.H2SO4與KNO3混合后,蒸餾過程中生成HNO3,說明HNO3的沸點(diǎn)比H2SO4的低,C正確;D.硫酸、硝酸均可以和鐵反應(yīng),所以制備使用的鐵鍋易損壞,D正確;綜上所述答案為A。14.(2021·遼寧·高考真題)含S元素的某鈉鹽a能發(fā)生如圖轉(zhuǎn)化。下列說法錯(cuò)誤的是A.a(chǎn)可能為正鹽,也可能為酸式鹽 B.c為不溶于鹽酸的白色沉淀C.d為含極性鍵的非極性分子 D.反應(yīng)②中還可能生成淡黃色沉淀【答案】C【分析】由題干信息可知,鹽a與足量的稀鹽酸產(chǎn)生刺激性氣味氣體d,d能使KMnO4溶液褪色,故d為SO2,則鹽a為Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,鹽a與足量Cl2反應(yīng)后將生成,與BaCl2溶液反應(yīng)得到沉淀c,故c為BaSO4,據(jù)此分析解題。【詳解】A.由分析可知,鹽a為Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,故a可能為正鹽,也可能為酸式鹽,A正確;B.由分析可知,c為BaSO4,故c為不溶于鹽酸的白色沉淀,B正確;C.由分析可知,d為SO2,由SO2易溶于水并根據(jù)“相似相溶”原理可知,d是含有極性鍵的極性分子,C錯(cuò)誤;
D.由分析可知,鹽a為Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,當(dāng)Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S↓+SO2↑+H2O,反應(yīng)②中還可能生成淡黃色沉淀,D正確;故答案為:C。15.(2021·山東·高考真題)工業(yè)上以SO2和純堿為原料制備無水NaHSO3的主要流程如圖,下列說法錯(cuò)誤的是A.吸收過程中有氣體生成 B.結(jié)晶后母液中含有NaHCO3C.氣流干燥濕料時(shí)溫度不宜過高 D.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3【答案】B【分析】根據(jù)工藝流程逆向分析可知,以二氧化硫和純堿為原料,得到結(jié)晶成分為NaHSO3,則母液為飽和NaHSO3和過量的二氧化硫形成的亞硫酸,溶液呈酸性,所以加入純堿進(jìn)行中和,涉及的反應(yīng)為:H2SO3+2Na2CO3=Na2SO3+2NaHCO3,NaHSO3+Na2CO3=Na2SO3+NaHCO3,所以調(diào)節(jié)pH為8進(jìn)行中和后得到Na2SO3和NaHCO3,通入二氧化硫氣體進(jìn)行混合吸收,此時(shí)吸收過程中發(fā)生反應(yīng)為:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3↓,SO2+NaHCO3=CO2+NaHSO3↓,此時(shí)會(huì)析出大量NaHSO3晶體,經(jīng)過離心分離,將得到的濕料再進(jìn)行氣流干燥,最終得到NaHSO3產(chǎn)品,據(jù)此分析解答?!驹斀狻緼.根據(jù)上述分析可知,吸收過程中有二氧化碳生成,A正確;B.結(jié)晶后母液中含飽和NaHSO3和過量的二氧化硫形成的亞硫酸,沒有NaHCO3,假設(shè)產(chǎn)物中存在NaHCO3,則其會(huì)與生成的NaHSO3發(fā)生反應(yīng),且NaHCO3溶解度較低,若其殘留于母液中,會(huì)使晶體不純,假設(shè)不成立,B錯(cuò)誤;C.NaHSO3高溫時(shí)易分解變質(zhì),所以氣流干燥過程中溫度不宜過高,C正確;D.結(jié)合上述分析可知,中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3,D正確;故選B。16.(2018·浙江·高考真題)某同學(xué)通過如下流程制備氧化亞銅:已知:難溶于水和稀硫酸,下列說法不正確的是A.步驟②可用替換B.步驟③中為防止被氧化,可用溶液洗滌C.步驟④發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為D.如果試樣中混有和雜質(zhì),用足量稀硫酸與試樣充分反應(yīng),根據(jù)反應(yīng)前、后固體質(zhì)量可計(jì)算試樣純度【答案】D【分析】堿式碳酸銅和過量的鹽酸反應(yīng),生成,溶液中通入,可將還原為,與氫氧化鈉反應(yīng)生成氧化亞銅、氯化鈉和水,據(jù)此分析作答。【詳解】A.步驟②中的主要作用是將還原為,同樣具有還原性,可以替換,A項(xiàng)正確;B.溶液具有還原性,可以防止被氧化,B項(xiàng)正確;C.步驟④與氫氧化鈉反應(yīng)生成氧化亞銅、氯化鈉和水,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為,C項(xiàng)正確;D.如果試樣中混有和雜質(zhì),用足量稀硫酸與試樣充分反應(yīng)后,得到的固體中含有和,此時(shí)無法計(jì)算試樣純度,D項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選D。知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)02非選擇題(綜合工藝流程分析)17.(2025·重慶·高考真題)硒(Se)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域,一種利用H2Se熱解制備高純硒的流程如下:已知H2Se的沸點(diǎn)為231K,回答下列問題:(1)真空焙燒時(shí)生成的主要產(chǎn)物為,其中Se的化合價(jià)為,Al元素基態(tài)原子的電子排布式為。(2)氫化過程沒有發(fā)生化合價(jià)的變化,Al元素轉(zhuǎn)化為Al2O3·xH2O,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)熱解反應(yīng):
。冷凝時(shí),將混合氣體溫度迅速降至500K得到固態(tài)硒。Se由氣態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為。迅速降溫的目的;冷凝后尾氣的成分為(填化學(xué)式)。(4)Se的含量可根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YS/T226.12-2009進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定過程中Se的化合價(jià)變化如下:稱取粗硒樣品0.1000g,經(jīng)過程①將其溶解轉(zhuǎn)化為弱酸H2SeO3,并消除測(cè)定過程中的干擾。在酸性介質(zhì)中,先加入0.1000mol·L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液40.00mL,在加入少量KI和淀粉溶液,繼續(xù)用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色消失為終點(diǎn)(原理為),又消耗8.00mL。過程②中Se(IV)與Na2S2O3反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為1:4,且反應(yīng)最快。過程③的離子方程式為。該樣品中Se的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為?!敬鸢浮?1)(2)(3)凝華減少生成,提高Se產(chǎn)率,(4)94.8%【分析】粗Se加入鋁粉焙燒得到,通入水蒸氣氫化得到,脫水后熱解發(fā)生反應(yīng):,冷凝后得到精Se;【詳解】(1)Al是IIIA族元素,化合價(jià)為+3價(jià),則Se化合價(jià)為-2價(jià);鋁的基態(tài)電子排布式為;(2)“氫化”過程是與水蒸氣反應(yīng)生成,化學(xué)方程式為;(3)從氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程為凝華;已知熱解正向是吸熱反應(yīng),降溫時(shí),為避免平衡逆向移動(dòng),需要迅速冷凝Se蒸汽,故目的是減少生成,提高Se產(chǎn)率;尾氣種含有以及少量的;(4)反應(yīng)③是被KI還原為Se的過程,離子方程式為:;第一次加入40.00mL的溶液和KI溶液,二者同時(shí)做還原劑,將還原為Se,第二次再加入同濃度的滴定上一步生成的碘單質(zhì),整個(gè)過程相當(dāng)于48mL0.1mol/L的溶液與反應(yīng),根據(jù)已知條件Se(IV)與反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為,則,樣品中Se的含量:。18.(2025·四川·高考真題)為了節(jié)約資源,減少重金屬對(duì)環(huán)境的污染,一研究小組對(duì)某有色金屬冶煉廠的高氯煙道灰(主要含有等)進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)如下工藝流程。實(shí)現(xiàn)了銅和鋅的分離回收?;卮鹣铝袉栴}:(1)銅元素位于元素周期表第周期、第族。(2)“堿浸脫氯”使可溶性銅鹽、鋅鹽轉(zhuǎn)化為堿式碳酸鹽沉淀。其中,銅鹽發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)濾渣①中,除外,主要還有。(4)“中和除雜”步驟,調(diào)控溶液左右,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(5)“深度脫氯”時(shí),的存在使鋅粉還原產(chǎn)生的與反應(yīng),生成能被空氣氧化的沉淀,使被脫除。欲脫除,理論上需要鋅粉。(6)可以通過(填標(biāo)號(hào))將其溶解,并返回到步驟中。a.鹽酸酸化、雙氧水氧化
b.硫酸酸化、氧化c.硝酸酸化和氧化
d.硫酸酸化、雙氧水氧化(7)“電解分離”采用無隔膜電解槽,以石墨為陽極,銅為陰極。①“電解分離”時(shí),陰極產(chǎn)生大量氣泡,說明銅、鋅分離已完成,其理由是。②“電解分離”前,需要脫氯的原因有?!敬鸢浮?1)四ⅠB(2)2CuCl2+3Na2CO3+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3(3)PbSO4(4)(5)0.5(6)a堿浸脫氯(7)陰極產(chǎn)生大量氣泡說明溶液中已無Cu2+,銅、鋅已分離完成Cl-在陽極被氧化生成Cl2污染環(huán)境,且影響銅、鋅分離效果【分析】煙道灰先通過“堿浸脫氯”,使可溶性銅鹽、鋅鹽轉(zhuǎn)化為堿式碳酸鹽沉淀,即把CuCl2和ZnCl2轉(zhuǎn)化為堿式碳酸鹽沉淀,再用稀硫酸進(jìn)行酸浸,除去PbO和SiO2?!爸泻统s”通過調(diào)節(jié)pH值使Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而除去。“深度脫氯”時(shí),發(fā)生的反應(yīng)為,,可通過比例關(guān)系計(jì)算出需要鋅粉的量。CuCl要溶解并返回到前面的流程中,就不能引入新的雜質(zhì)離子?!半娊夥蛛x”時(shí)離子的放電順序Cu2+在H+之前,Zn2+在H+之后,產(chǎn)生大量氣泡時(shí),說明H+開始放電,即Cu2+已經(jīng)全部反應(yīng)完,銅、鋅分離已完成?!驹斀狻浚?)銅是29號(hào)元素,其核外電子排布為[Ar]3d104s1,根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu),電子層數(shù)等于周期數(shù),銅有4個(gè)電子層,所以位于第四周期;其價(jià)電子構(gòu)型為3d104s1,屬于第ⅠB族。故答案為:四;ⅠB。(2)“堿浸脫氯”時(shí),碳酸鈉與氯化銅反應(yīng)生成堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]、氯化鈉和二氧化碳,化學(xué)方程式為2CuCl2+3Na2CO3+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3。故答案為:2CuCl2+3Na2CO3+2H2O=Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3。(3)煙道灰中的PbO與稀H2SO4反應(yīng)生成PbSO4沉淀,SiO2不與稀H2SO4反應(yīng),所以濾渣①中除SiO2外,還有PbSO4。故答案為:PbSO4。(4)“中和除雜”步驟,調(diào)控溶液pH=3.5左右,此時(shí)溶液中的Fe3+會(huì)水解生成氫氧化鐵沉淀,離子方程式為,加入的Zn2(OH)2CO3與H+反應(yīng),促進(jìn)Fe3+的水解平衡正向移動(dòng),,總離子方程式為故答案為:(5)“深度脫氯”時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為,從反應(yīng)可知脫除2molCl-需要1molCu,而Zn與Cu2+反應(yīng)生成Cu的反應(yīng)為,即生成1molCu需要1molZn。所以脫除1.0molCl-,根據(jù)反應(yīng)比例關(guān)系,理論上需要鋅粉0.5mol。故答案為:0.5。(6)CuCl要溶解并返回到前面的流程中,不能引入新的雜質(zhì)離子,故應(yīng)使CuCl轉(zhuǎn)化為CuCl2,返回到“堿浸脫氯”。a.鹽酸酸化和雙氧水氧化能使CuCl轉(zhuǎn)化為CuCl2,a正確;b.KMnO4氧化會(huì)引入Mn2+、K+等雜質(zhì)離子,b錯(cuò)誤;c.硝酸酸化和氧化會(huì)引入NO3-,c錯(cuò)誤;d.硫酸酸化、雙氧水氧化,將CuCl氧化為Cu2+,引入SO42-,d錯(cuò)誤;故答案為:a;堿浸脫氯。(7)“電解分離”時(shí),陰極發(fā)生還原反應(yīng),若陰極產(chǎn)生大量氣泡,說明溶液中已經(jīng)沒有Cu2+(因?yàn)镃u2+會(huì)先在陰極得到電子被還原),此時(shí)溶液中的H+得到電子生成H2,產(chǎn)生氣泡,所以說明銅、鋅分離已完成?!半娊夥蛛x”前,需要脫氯是因?yàn)镃l-在陽極會(huì)被氧化生成Cl2,污染環(huán)境,同時(shí)Cl-存在會(huì)使鋅粉還原產(chǎn)生的Cu與Cu2+反應(yīng)生成CuCl沉淀,影響銅、鋅的分離效果。故答案為:①陰極產(chǎn)生大量氣泡說明溶液中已無Cu2+,銅、鋅已分離完成;②Cl-在陽極被氧化生成Cl2污染環(huán)境,且影響銅、鋅分離效果。19.(2025·北京·高考真題)利用工業(yè)廢氣中的制備焦亞硫酸鈉()的一種流程示意圖如下。已知:物質(zhì)、(1)制已知:
由制的熱化學(xué)方程式為。(2)制I.在多級(jí)串聯(lián)反應(yīng)釜中,懸濁液與持續(xù)通入的進(jìn)行如下反應(yīng):第一步:第二步:Ⅱ.當(dāng)反應(yīng)釜中溶液達(dá)到3.8~4.1時(shí),形成的懸濁液轉(zhuǎn)化為固體。①Ⅱ中生成的化學(xué)方程式是。②配堿槽中,母液和過量配制反應(yīng)液,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。③多次循環(huán)后,母液中逐漸增多的雜質(zhì)離子是,需除去。④尾氣吸收器中,吸收的氣體有。(3)理論研究、與的反應(yīng)。一定溫度時(shí),在濃度均為的和的混合溶液中,隨的增加,和平衡轉(zhuǎn)化率的變化如圖。①,與優(yōu)先反應(yīng)的離子是。②,平衡轉(zhuǎn)化率上升而平衡轉(zhuǎn)化率下降,結(jié)合方程式解釋原因:?!敬鸢浮?1)(2)、SO2(3)時(shí),產(chǎn)生的二氧化碳逸出,使反應(yīng)正向進(jìn)行,平衡轉(zhuǎn)化率上升,亞硫酸氫根濃度增大,抑制了的亞硫酸根和二氧化硫的反應(yīng),所以平衡轉(zhuǎn)化率上升而平衡轉(zhuǎn)化率下降【分析】硫化氫通入燃燒爐中燃燒,生成了二氧化硫,還有少量氮?dú)?,氧氣等,二氧化硫與碳酸鈉在反應(yīng)釜中反應(yīng),產(chǎn)生的廢氣用氫氧化鈉吸收,出料液離心分離得到產(chǎn)品,母液中含有亞硫酸氫鈉,返回配堿槽中循環(huán)使用?!驹斀狻浚?)已知:反應(yīng)Ⅰ:
反應(yīng)Ⅱ:
將Ⅰ×2+Ⅱ×2得:,所以由制的熱化學(xué)方程式為;(2)①當(dāng)反應(yīng)釜中溶液達(dá)到3.8~4.1時(shí),形成的懸濁液轉(zhuǎn)化為固體,根據(jù)元素守恒,還有水生成,化學(xué)方程式:;②根據(jù)多級(jí)串聯(lián)反應(yīng)釜中的化學(xué)方程式可知,除了生成的焦亞硫酸鈉外,母液中有亞硫酸氫鈉剩余,又因?yàn)椋?,亞硫酸氫鈉與過量發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;③在燃燒爐中反應(yīng)冷卻后的氣體中混有氧氣,氧氣能氧化亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉,生成硫酸鈉,所以多次循環(huán)后,母液中逐漸增多的雜質(zhì)離子是,需除去;④碳酸氫鈉與二氧化硫發(fā)生的化學(xué)方程式為,生成了二氧化碳,二氧化碳用氫氧化鈉吸收,轉(zhuǎn)化成碳酸鈉,可到多級(jí)串聯(lián)反應(yīng)釜中循環(huán)使用,所以尾氣吸收器中吸收的氣體有,在多級(jí)串聯(lián)反應(yīng)釜中持續(xù)通入的,則尾氣吸收器中吸收的氣體還有;故答案為:;;;、SO2;(3)①由圖可知,①,時(shí),碳酸氫根平衡轉(zhuǎn)化率較低,而亞硫酸根的平衡轉(zhuǎn)化率較高,所以與優(yōu)先反應(yīng);②一定溫度時(shí),在濃度均為的和的混合溶液中,發(fā)生的反應(yīng)為:,,時(shí),產(chǎn)生的二氧化碳逸出,使反應(yīng)正向進(jìn)行,平衡轉(zhuǎn)化率上升,亞硫酸氫根濃度增大,抑制了的亞硫酸根和二氧化硫的反應(yīng),所以平衡轉(zhuǎn)化率上升而平衡轉(zhuǎn)化率下降。故答案為:;時(shí),產(chǎn)生的二氧化碳逸出,使反應(yīng)正向進(jìn)行,平衡轉(zhuǎn)化率上升,亞硫酸氫根濃度增大,抑制了的亞硫酸根和二氧化硫的反應(yīng),所以平衡轉(zhuǎn)化率上升而平衡轉(zhuǎn)化率下降。20.(2025·甘肅·高考真題)研究人員設(shè)計(jì)了一種從銅冶煉煙塵(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸鹽)中高效回收砷、銅、鋅和鉛的綠色工藝,部分流程如下:已知:熔點(diǎn)314℃,沸點(diǎn)460℃分解溫度:,,,高于(1)設(shè)計(jì)焙燒溫度為600℃,理由為。(2)將通入和的混合溶液可制得,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)酸浸的目的為。(4)從浸出液得到Cu的方法為(任寫一種)。(5)某含Pb化合物是一種被廣泛應(yīng)用于太陽能電池領(lǐng)域的晶體材料,室溫下該化合物晶胞如圖所示,晶胞參數(shù),。與Pb之間的距離為pm(用帶有晶胞參數(shù)的代數(shù)式表示);該化合物的化學(xué)式為,晶體密度計(jì)算式為(用帶有阿伏加德羅常數(shù)的代數(shù)式表示和分別表示Cs、Pb和Br的摩爾質(zhì)量)?!敬鸢浮?1)使硫酸銅分解,硫酸鋅和硫酸鉛不分解,同時(shí)使As2O3沸騰收集(2)4++2=3+CO2(3)分離硫酸鉛,得到純凈的硫酸銅溶液(4)電解法或置換法(5)CsPbBr3【分析】銅冶煉煙塵(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸鹽)焙燒將S轉(zhuǎn)化為二氧化硫,因沸點(diǎn)低被蒸出,設(shè)計(jì)溫度為600℃,根據(jù)已知信息,硫酸銅被分解,生成氧化銅,硫酸鋅和硫酸鉛未分解,加水浸取后,硫酸鋅溶于水形成溶液被分離出去,留下氧化銅,硫酸鉛,加硫酸溶解,硫酸鉛不溶于硫酸,氧化銅與硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化成硫酸銅,過濾分離,浸出渣為硫酸鉛,浸出液主要為硫酸銅,硫酸銅經(jīng)過電解或置換法轉(zhuǎn)化為銅,據(jù)此解答?!驹斀狻浚?)設(shè)計(jì)焙燒溫度為600℃,使硫酸銅分解,而硫酸鋅和硫酸鉛不分解,使As2O3沸騰收集,故答案為:使硫酸銅分解,硫酸鋅和硫酸鉛不分解,使As2O3沸騰收集;(2)將通入和的混合溶液可制得,根據(jù)元素守恒可知還生成了二氧化碳,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4++2=3+CO2,故答案為:4++2=3+CO2;(3)酸浸時(shí),硫酸鉛不溶于硫酸,氧化銅與硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化成硫酸銅,過濾分離,浸出渣為硫酸鉛,浸出液主要為硫酸銅,故酸浸的目的為分離硫酸鉛,得到純凈的硫酸銅溶液;(4)浸出液主要為硫酸銅,經(jīng)過電解或置換法轉(zhuǎn)化為銅,故從浸出液得到Cu的方法有:電解法或置換法;(5)某含Pb化合物室溫下晶胞如圖所示,Cs位于體心,個(gè)數(shù)為1,Pb位于頂點(diǎn),個(gè)數(shù)為=1,Br位于棱心,個(gè)數(shù)為=3,該化合物的化學(xué)式為CsPbBr3,Cs位于體心,Pb位于頂點(diǎn),與Pb之間的距離為體對(duì)角線的一半,由于晶胞參數(shù),℃,與Pb之間的距離為pm,該晶體密度計(jì)算式為,故答案為:;CsPbBr3;。21.(2024·河北·高考真題)是制造釩鐵合金、金屬釩的原料,也是重要的催化劑。以苛化泥為焙燒添加劑從石煤中提取的工藝,具有釩回收率高、副產(chǎn)物可回收和不產(chǎn)生氣體污染物等優(yōu)點(diǎn)。工藝流程如下。已知:i石煤是一種含的礦物,雜質(zhì)為大量和少量等;苛化泥的主要成分為等。ⅱ高溫下,苛化泥的主要成分可與反應(yīng)生成偏鋁酸鹽;室溫下,偏釩酸鈣和偏鋁酸鈣均難溶于水?;卮鹣铝袉栴}:(1)釩原子的價(jià)層電子排布式為;焙燒生成的偏釩酸鹽中釩的化合價(jià)為,產(chǎn)生的氣體①為(填化學(xué)式)。(2)水浸工序得到濾渣①和濾液,濾渣①中含釩成分為偏釩酸鈣,濾液中雜質(zhì)的主要成分為(填化學(xué)式)。(3)在弱堿性環(huán)境下,偏釩酸鈣經(jīng)鹽浸生成碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為;加壓導(dǎo)入鹽浸工序可提高浸出率的原因?yàn)?;浸取后低濃度的濾液①進(jìn)入(填工序名稱),可實(shí)現(xiàn)釩元素的充分利用。(4)洗脫工序中洗脫液的主要成分為(填化學(xué)式)。(5)下列不利于沉釩過程的兩種操作為(填序號(hào))。a.延長(zhǎng)沉釩時(shí)間
b.將溶液調(diào)至堿性
c.?dāng)嚢?/p>
d.降低溶液的濃度【答案】(1)(2)(3)提高溶液中濃度,促使偏釩酸鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣,釋放離子交換(4)(5)bd【分析】石煤和苛化泥通入空氣進(jìn)行焙燒,反應(yīng)生成、、、、和等,水浸可分離焙燒后的可溶性物質(zhì)(如)和不溶性物質(zhì)[、等],過濾后濾液進(jìn)行離子交換、洗脫,用于富集和提純,加入氯化銨溶液沉釩,生成,經(jīng)一系列處理后得到V2O3;濾渣①在,的條件下加入3%NH4HCO3溶液進(jìn)行鹽浸,濾渣①中含有釩元素,通過鹽浸,使濾渣①中的釩元素進(jìn)入濾液①中,再將濾液①回流到離子交換工序,進(jìn)行的富集?!驹斀狻浚?)釩是23號(hào)元素,其價(jià)層電子排布式為;焙燒過程中,氧氣被還原,被氧化生成,偏釩酸鹽中釩的化合價(jià)為價(jià);在以上開始分解,生成的氣體①為。(2)由已知信息可知,高溫下,苛化泥的主要成分與反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和偏鋁酸鈣,偏鋁酸鈉溶于水,偏鋁酸鈣難溶于水,所以濾液中雜質(zhì)的主要成分是。(3)在弱堿性環(huán)境下,與和反應(yīng)生成、和,離子方程式為:;CO2加壓導(dǎo)入鹽浸工序可提高浸出率,因?yàn)镃可提高溶液中濃度,促使偏釩酸鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣,釋放;濾液①中含有、等,且濃度較低,若要利用其中的釩元素,需要通過離子交換進(jìn)行分離、富集,故濾液①應(yīng)進(jìn)入離子交換工序。(4)由離子交換工序中樹脂的組成可知,洗脫液中應(yīng)含有,考慮到水浸所得溶液中含有,為避免引人其他雜質(zhì)離子,且廉價(jià)易得,故洗脫液的主要成分應(yīng)為。(5)a.延長(zhǎng)沉釩時(shí)間,能使反應(yīng)更加完全,有利于沉釩,a不符合題意;b.呈弱酸性,如果將溶液調(diào)至堿性,與反應(yīng),不利于生成,b符合題意;c.?dāng)嚢枘苁狗磻?yīng)物更好的接觸,提高反應(yīng)速率,使反應(yīng)更加充分,有利于沉釩,c不符合題意;d.降低溶液的濃度,不利于生成,d符合題意;故選bd。22.(2024·湖北·高考真題)鈹用于宇航器件的構(gòu)筑。一種從其鋁硅酸鹽中提取鈹?shù)穆窂綖椋阂阎夯卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)的軌道表示式為。(2)為了從“熱熔、冷卻”步驟得到玻璃態(tài),冷卻過程的特點(diǎn)是。(3)“萃取分液”的目的是分離和,向過量燒堿溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液,觀察到的現(xiàn)象是。(4)寫出反萃取生成的化學(xué)方程式。“濾液2”可以進(jìn)入步驟再利用。(5)電解熔融氯化鈹制備金屬鈹時(shí),加入氯化鈉的主要作用是。(6)與醋酸反應(yīng)得到某含4個(gè)的配合物,4個(gè)位于以1個(gè)O原子為中心的四面體的4個(gè)頂點(diǎn),且每個(gè)的配位環(huán)境相同,與間通過相連,其化學(xué)式為?!敬鸢浮?1)(2)快速冷卻(3)先出現(xiàn)白色渾濁,后渾濁消失(4)反萃取(5)增強(qiáng)熔融氯化鈹?shù)膶?dǎo)電性(6)【分析】首先鋁硅酸鹽先加熱熔融,然后快速冷卻到其玻璃態(tài),再加入稀硫酸酸浸過濾,濾渣的成分為H2SiO3,“濾液1”中有Be2+和Al3+,加入含HA的煤油將Be2+萃取到有機(jī)相中,水相1中含有Al3+,有機(jī)相為,加入過量氫氧化鈉反萃取Be2+使其轉(zhuǎn)化為進(jìn)入水相2中,分離出含NaA的煤油,最后對(duì)水相2加熱過濾,分離出Be(OH)2,通過系列操作得到金屬鈹,據(jù)此回答?!驹斀狻浚?)基態(tài)Be2+的電子排布式為1s2,其軌道表達(dá)式為;(2)熔融態(tài)物質(zhì)冷卻凝固時(shí),緩慢冷卻會(huì)形成晶體,快速冷卻會(huì)形成非晶態(tài),即玻璃態(tài),所以從“熱熔、冷卻”中得到玻璃態(tài),其冷卻過程的特點(diǎn)為:快速冷卻;(3)“濾液1”中有Be2+和Al3+,加入含HA的煤油將Be2+萃取到有機(jī)相中,水相1中含有Al3+、H+,則向過量燒堿的溶液中逐滴加入少量水相1的溶液,初始階段,Al3+局部過量,先出現(xiàn)白色渾濁,后由于燒堿過量,白色渾濁很快消失;(4)反萃取生成的化學(xué)方程式為,濾液2的主要成分為NaOH,可進(jìn)入反萃取步驟再利用;(5)氯化鈹?shù)墓矁r(jià)性較強(qiáng),電解熔融氯化鈹制備金屬鈹時(shí),加入氯化鈉的主要作用為增強(qiáng)熔融氯化鈹?shù)膶?dǎo)電性;(6)由題意可知,該配合物中有四個(gè)鈹位于四面體的四個(gè)頂點(diǎn)上,四面體中心只有一個(gè)O,Be與Be之間總共有六個(gè)CH3COO-,則其化學(xué)式為:。23.(2023·天津·高考真題)工業(yè)上以硫黃為原料制備硫酸的原理示意圖如下,其過程包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)階段。Ⅰ.硫液化后與空氣中的氧反應(yīng)生成SO2。(1)硫磺()的晶體類型是。(2)硫的燃燒應(yīng)控制事宜溫度。若進(jìn)料溫服超過硫的沸點(diǎn),部分燃燒的硫以蒸汽的形式隨SO2進(jìn)入到下一階段,會(huì)導(dǎo)致(填序號(hào))。a.硫的消耗量增加
b.SO2產(chǎn)率下降
c.生成較多SO3(3)SO2(g)氧化生成80gSO3(g)放出熱量98.3kJ,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。隨溫度升高,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(填“升高”或“降低”)。(4)從能量角度分析,釩催化劑在反應(yīng)中的作用為。Ⅱ.一定條件下,釩催化劑的活性溫度范圍是450~600℃。為了兼顧轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率,可采用四段轉(zhuǎn)化工藝:預(yù)熱后的SO2和O2通過第一段的釩催化劑層進(jìn)行催化氧化,氣體溫度會(huì)迅速接近600℃,此時(shí)立即將氣體通過熱交換器,將熱量傳遞給需要預(yù)熱的SO2和O2,完成第一段轉(zhuǎn)化。降溫后的氣體依次進(jìn)行后三段轉(zhuǎn)化,溫度逐段降低,總轉(zhuǎn)化率逐段提高,接近平衡轉(zhuǎn)化率。最終反應(yīng)在450℃左右時(shí),SO2轉(zhuǎn)化率達(dá)到97%。(5)氣體經(jīng)過每段的釩催化劑層,溫度都會(huì)升高,其原因是。升高溫度后的氣體都需要降溫,其目的是。(6)采用四段轉(zhuǎn)化工藝可以實(shí)現(xiàn)(填序號(hào))。a.控制適宜的溫度,盡量加快反應(yīng)速率,盡可能提高SO2轉(zhuǎn)化率b.使反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)c.節(jié)約能源Ⅲ.工業(yè)上用濃硫酸吸收SO3。若用水吸收SO3會(huì)產(chǎn)生酸霧,導(dǎo)致吸收效率降低。(7)SO3的吸收率與所用硫酸的濃度、溫度的關(guān)系如圖所示。據(jù)圖分析,最適合的吸收條件;硫酸的濃度,溫度。(8)用32噸含S99%的硫磺為原料生成硫酸,假設(shè)硫在燃燒過程中損失2%,SO2生成SO3的轉(zhuǎn)化率是97%,SO3吸收的損失忽略不計(jì),最多可以生產(chǎn)98%的硫酸噸。【答案】(1)分子晶體(2)ab(3)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)降低(4)降低反應(yīng)活化能(5)反應(yīng)放熱保持釩催化劑活性溫度,提高SO2轉(zhuǎn)化率,保證反應(yīng)速率(6)ac(7)98.3%60℃(8)94【分析】先將硫黃在空氣中燃燒或焙燒,和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫,生成的SO2和氧氣發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為三氧化硫,生成的SO3用濃硫酸吸收得到硫酸;【詳解】(1)是硫單質(zhì)的分子晶體;(2)a.第Ⅰ步時(shí),硫粉液化并與氧氣共熱生成二氧化硫,若反應(yīng)溫度超過硫粉沸點(diǎn),部分硫粉會(huì)轉(zhuǎn)化為硫蒸氣損失,消耗的硫粉會(huì)增大,a正確;b.硫蒸氣與生成的二氧化硫一同參加第Ⅱ步反應(yīng)過程中,降低二氧化硫的生成率,b正確;c.二氧化硫產(chǎn)率降低后,生成的三氧化硫也會(huì)減少,c錯(cuò)誤;故選ab。(3)若每生成80g氣體三氧化硫,放出98.3kJ能量,80g三氧化硫的物質(zhì)的量為:80g÷80g/mol=1mol,則生成三氧化硫的反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g);該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),則二氧化硫轉(zhuǎn)化率降低;(4)催化劑可以降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率;(5)通入催化劑層后,體系(剩余反應(yīng)物與生成物)溫度升高的原因在于:二氧化硫和氧氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)釋放能量使得溫度升高;每輪反應(yīng)后進(jìn)行熱交換降溫的目的是:保持釩催化劑活性溫度,提高SO2轉(zhuǎn)化率,保證反應(yīng)速率;(6)a.由題目信息可知,在每段SO2向SO3轉(zhuǎn)化的過程中,各段控制適宜的溫度,溫度逐段降低,可以保持釩催化劑的活性溫度,保證SO2的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率均保持較高水平,故a正確;b.由題目信息可知,反應(yīng)轉(zhuǎn)化率接近平衡轉(zhuǎn)化率,也就是使得反應(yīng)接近平衡狀態(tài),故b錯(cuò)誤;c.降溫后的氣體依次進(jìn)行后三段轉(zhuǎn)化,溫度逐段降低,節(jié)約了能源,故c正確;故選ac。(7)由圖可知,最適合吸收三氧化硫的濃硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%,最適合吸收的溫度為60℃,此時(shí)SO3吸收率最高;(8)由題意可知,32噸含硫元素99%的硫粉物質(zhì)的量為,在第一步反應(yīng)中硫元素?fù)p失了2%,則生成二氧化硫,二氧化硫在第二步反應(yīng)中97%轉(zhuǎn)化為了三氧化硫,則生成三氧化硫,三氧化硫在第三步反應(yīng)中被吸收時(shí),視作全部吸收,那么這批硫粉總計(jì)可以生產(chǎn)98%的濃硫酸,為94噸。24.(2023·江蘇·高考真題)實(shí)驗(yàn)室模擬“鎂法工業(yè)煙氣脫硫”并制備,其實(shí)驗(yàn)過程可表示為
(1)在攪拌下向氧化鎂漿料中勻速緩慢通入氣體,生成,反應(yīng)為,其平衡常數(shù)K與、、、的代數(shù)關(guān)系式為;下列實(shí)驗(yàn)操作一定能提高氧化鎂漿料吸收效率的有(填序號(hào))。A.水浴加熱氧化鎂漿料B.加快攪拌速率C.降低通入氣體的速率D.通過多孔球泡向氧化鎂漿料中通(2)在催化劑作用下被氧化為。已知的溶解度為0.57g(20℃),氧化溶液中的離子方程式為;在其他條件相同時(shí),以負(fù)載鈷的分子篩為催化劑,漿料中被氧化的速率隨pH的變化如題圖甲所示。在pH=6~8范圍內(nèi),pH增大,漿料中的氧化速率增大,其主要原因是。
(3)制取晶體。在如題圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置中,攪拌下,使一定量的漿料與溶液充分反應(yīng)。漿料與溶液的加料方式是;補(bǔ)充完整制取晶體的實(shí)驗(yàn)方案:向含有少量、的溶液中,。(已知:、在時(shí)完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀;室溫下從飽和溶液中結(jié)晶出,在150~170℃下干燥得到,實(shí)驗(yàn)中需要使用MgO粉末)
【答案】(1)BD(2)pH增大,抑制的水解,反應(yīng)物的濃度增大,故可加快氧化速率(3)用滴液漏斗向盛有MgSO3漿料的三頸燒瓶中緩慢滴加硫酸溶液分批加入少量氧化鎂粉末,攪拌,直至用pH試紙測(cè)得pH≥5,過濾;將濾液蒸發(fā)濃縮、降溫至室溫結(jié)晶,過濾,所得晶體在150~170℃干燥?!痉治觥勘緦?shí)驗(yàn)的目的是為了制取,首先在攪拌下向氧化鎂漿料中勻速緩慢通入氣體,生成,然后使一定量的漿料與溶液充分反應(yīng)生成硫酸鎂,在硫酸鎂的溶液中加入氧化鎂調(diào)節(jié)溶液的pH除去三價(jià)鐵和三價(jià)鋁,將濾液蒸發(fā)濃縮、降溫至室溫結(jié)晶,過濾,所得晶體在150~170℃干燥即可得到;【詳解】(1)已知下列反應(yīng):①
K②③④⑤⑥根據(jù)蓋斯定律,①=②-③+④+⑤-⑥,故K=;A.加熱可加快反應(yīng)速率,但溫度升高,SO2在水中溶解度降低,且會(huì)導(dǎo)致H2SO3受熱分解,不一定能提高吸收SO2效率,A錯(cuò)誤;B.加快攪拌速率,可以使反應(yīng)物充分接觸,提高吸收SO2效率,B正確;C.降低通入SO2氣體的速率,SO2可與MgO漿料充分接觸,但會(huì)降低反應(yīng)速率,不一定能提高吸收SO2效率,C錯(cuò)誤;D.多孔球泡可以讓SO2與MgO漿料充分接觸,能提高吸收SO2效率,D正確;故選BD。(2)根據(jù)題意,O2氧化溶液中的,被氧化為,1molO2氧化2mol,故氧化溶液中的離子方程式為:;pH增大,抑制的水解,反應(yīng)物的濃度增大,故可加快氧化速率;(3)在進(jìn)行含固體物質(zhì)的反應(yīng)物與液體反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)將含固體物質(zhì)的反應(yīng)物放在三頸瓶中,通過滴液漏斗滴加液體,H2SO4溶液的滴加速率要慢,以免H2SO4過量;根據(jù)題意,首先需要調(diào)節(jié)pH≥5以除去Fe3+、Al3+雜質(zhì),需要用到的試劑為MgO粉末,操作細(xì)節(jié)為分批加入少量MgO粉末,以免pH過高,不斷攪拌進(jìn)行反應(yīng)直至檢測(cè)到pH≥5,然后過濾除去氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀;接著需要從溶液中得到,根據(jù)題目信息,室溫下結(jié)晶只能得到,因此需要在150~170℃下干燥得到,操作細(xì)節(jié)為將濾液蒸發(fā)濃縮、降溫至室溫結(jié)晶,過濾,所得晶體在150~170℃干燥。25.(2023·海南·高考真題)鈹?shù)难趸飶V泛應(yīng)用于原子能、航天、電子、陶瓷等領(lǐng)域,是重要的戰(zhàn)略物資。利用綠柱石(主要化學(xué)成分為(,還含有一定量的FeO和)生產(chǎn)BeO的一種工藝流程如下。
回答問題:(1)中Be的化合價(jià)為。(2)粉碎的目的是;殘?jiān)饕煞质?填化學(xué)式)。(3)該流程中能循環(huán)使用的物質(zhì)是(填化學(xué)式)。(4)無水可用作聚合反應(yīng)的催化劑。BeO、與足量C在600~800℃制備的化學(xué)方程式為。(5)沉鈹時(shí),將pH從8.0提高到8.5,則鈹?shù)膿p失降低至原來的%。【答案】(1)+2(2)增大反應(yīng)物的接觸面積加快反應(yīng)速率,提高浸取率SiO2(3)(NH4)2SO4(4)BeO+Cl2+CCO+BeCl2(5)10【分析】綠柱石煅燒生成氧化物,濃硫酸浸取,SiO2不溶于硫酸,殘?jiān)荢iO2,加硫酸銨調(diào)節(jié)pH=1.5除去鋁離子,加入氨水調(diào)節(jié)pH=5.1除去鐵離子,再加入氨水到pH=8.0生成Be(OH)2沉淀,濾液硫酸銨循環(huán)利用?!驹斀狻浚?)按照正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0,Be的化合價(jià)為+2+價(jià);(2)粉碎的目的是增大反應(yīng)物接觸面積,加快浸取速率,提高浸取率;殘?jiān)某煞质遣蝗苡谒岬腟iO2;(3)最后的濾液中的硫酸銨可以在除鋁步驟中循環(huán)利用;(4)BeO、與足量C在600~800°C生成BeCl2同時(shí)生成CO,化學(xué)方程式為BeO+Cl2+CCO+BeCl2;(5)設(shè)Be(OH)2的溶度積常數(shù)為Ksp,K=c(Be2+)×c2(OH-),c(Be2+)=,當(dāng)pH=8.0時(shí),c(OH-)=10-6mol/L,鈹損失濃度為c(Be2+)=mol/L,當(dāng)pH=8.5時(shí),c(OH-)=10-5.5mol/L,鈹損失濃度為c(Be2+)=mol/L,損失降低至原來的10%。26.(2023·浙江·高考真題)工業(yè)上煅燒含硫礦物產(chǎn)生的可以按如下流程脫除或利用。
已知:
請(qǐng)回答:(1)富氧煅燒燃煤產(chǎn)生的低濃度的可以在爐內(nèi)添加通過途徑Ⅰ脫除,寫出反應(yīng)方程式。(2)煅燒含硫量高的礦物得到高濃度的,通過途徑Ⅱ最終轉(zhuǎn)化為化合物A。①下列說法正確的是。A.燃煤中的有機(jī)硫主要呈正價(jià)
B.化合物A具有酸性C.化合物A是一種無機(jī)酸酯
D.工業(yè)上途徑Ⅱ產(chǎn)生的也可用濃吸收②一定壓強(qiáng)下,化合物A的沸點(diǎn)低于硫酸的原因是。(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證化合物A中含有S元素;寫出實(shí)驗(yàn)過程中涉及的反應(yīng)方程式。【答案】(1)(2)BCD硫酸分子能形成更多的分子間氫鍵(3)取化合物A加入足量氫氧化鈉,反應(yīng)完全后加入鹽酸酸化,無明顯現(xiàn)象,再加入氯化鋇生成白色沉淀,說明A中含有S元素
+2NaOH=CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl【分析】含硫礦物燃燒生成二氧化硫,二氧化硫和氧氣、碳酸鈣生成硫酸鈣和二氧化碳,二氧化硫被氧氣氧化為三氧化硫,三氧化硫和等物質(zhì)量的甲醇發(fā)生已知反應(yīng)生成A:
;【詳解】(1)氧氣具有氧化性,能將四價(jià)硫氧化為六價(jià)硫,二氧化硫、空氣中氧氣、碳酸鈣高溫生成硫酸鈣和二氧化碳,反應(yīng)為;(2)①A.硫的電負(fù)性大于碳、氫等,故燃煤中的有機(jī)硫主要呈負(fù)價(jià),A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)分析可知,化合物A分子中與硫直接相連的基團(tuán)中有-OH,故能電離出氫離子,具有酸性,B正確;C.化合物A含有
基團(tuán),類似酯基-COO-結(jié)構(gòu),為硫酸和醇生成的酯,是一種無機(jī)酸酯,C正確;
D.工業(yè)上途徑Ⅱ產(chǎn)生的也可用濃吸收用于生產(chǎn)發(fā)煙硫酸,D正確;故選BCD;②一定壓強(qiáng)下,化合物A分子只有1個(gè)-OH能形成氫鍵,而硫酸分子中有2個(gè)-OH形成氫鍵,故導(dǎo)致A的沸點(diǎn)低于硫酸;(3)由分析可知,A為
,A堿性水解可以生成硫酸根、甲醇,硫酸根離子能和鋇離子生成不溶于酸的硫酸鋇沉淀,故實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為:取化合物A加入足量氫氧化鈉,反應(yīng)完全后加入鹽酸酸化,無明顯現(xiàn)象,再加入氯化鋇生成白色沉淀,說明A中含有S元素;涉及反應(yīng)為:
+2NaOH=CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl。27.(2023·湖北·高考真題)是生產(chǎn)多晶硅的副產(chǎn)物。利用對(duì)廢棄的鋰電池正極材料進(jìn)行氯化處理以回收Li、Co等金屬,工藝路線如下:
回答下列問題:(1)Co位于元素周期表第周期,第族。(2)燒渣是LiCl、和的混合物,“500℃焙燒”后剩余的應(yīng)先除去,否則水浸時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙霧,用化學(xué)方程式表示其原因。(3)鑒別洗凈的“濾餅3”和固體常用方法的名稱是。(4)已知,若“沉鈷過濾”的pH控制為10.0,則溶液中濃度為?!?50℃煅燒”時(shí)的化學(xué)方程式為。(5)導(dǎo)致比易水解的因素有(填標(biāo)號(hào))。a.Si-Cl鍵極性更大
b.Si的原子半徑更大c.Si-Cl鍵鍵能更大
d.Si有更多的價(jià)層軌道【答案】(1)四Ⅷ(2)(3)焰色反應(yīng)(4)(5)abd【分析】由流程和題中信息可知,粗品與在500℃焙燒時(shí)生成氧氣和燒渣,燒渣是LiCl、和的混合物;燒渣經(jīng)水浸、過濾后得濾液1和濾餅1,濾餅1的主要成分是和;濾液1用氫氧化鈉溶液沉鈷,過濾后得濾餅2(主要成分為)和濾液2(主要溶質(zhì)為L(zhǎng)iCl);濾餅2置于空氣中在850℃煅燒得到;濾液2經(jīng)碳酸鈉溶液沉鋰,得到濾液3和濾餅3,濾餅3為?!驹斀狻浚?)Co是27號(hào)元素,其原子有4個(gè)電子層,其價(jià)電子排布為,元素周期表第8、9、10三個(gè)縱行合稱第Ⅷ族,因此,其位于元素周期表第四周期、第Ⅷ族。(2)“500℃焙燒”后剩余的應(yīng)先除去,否則水浸時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙霧,由此可知,四氯化硅與可水反應(yīng)且能生成氯化氫和硅酸,故其原因是:遇水劇烈水解,生成硅酸和氯化氫,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)洗凈的“濾餅3”的主要成分為,常用焰色反應(yīng)鑒別和,的焰色反應(yīng)為紫紅色,而的焰色反應(yīng)為黃色。故鑒別“濾餅3”和固體常用方法的名稱是焰色反應(yīng)。(4)已知,若“沉鈷過濾”的pH控制為10.0,則溶液中,濃度為?!?50℃煅燒”時(shí),與反應(yīng)生成和,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(5)a.Si-Cl鍵極性更大,則Si-Cl鍵更易斷裂,因此,比易水解,a有關(guān);b.Si的原子半徑更大,因此,中的共用電子對(duì)更加偏向于,從而導(dǎo)致Si-Cl鍵極性更大,且Si原子更易受到水電離的的進(jìn)攻,因此,比易水解,b有關(guān);c.通常鍵能越大化學(xué)鍵越穩(wěn)定且不易斷裂,因此,Si-Cl鍵鍵能更大不能說明Si-Cl更易斷裂,故不能說明比易水解,c無關(guān);d.Si有更多的價(jià)層軌道,因此更易與水電離的形成化學(xué)鍵,從而導(dǎo)致比易水解,d有關(guān);綜上所述,導(dǎo)致比易水解的因素有abd。28.(2023·全國(guó)甲卷·高考真題)是一種壓電材料。以為原料,采用下列路線可制備粉狀。
回答下列問題:(1)“焙燒”步驟中碳粉的主要作用是。(2)“焙燒”后固體產(chǎn)物有、易溶于水的和微溶于水的?!敖 睍r(shí)主要反應(yīng)的離子方程式為。(3)“酸化”步驟應(yīng)選用的酸是(填標(biāo)號(hào))。a.稀硫酸
b.濃硫酸
c.鹽酸
d.磷酸(4)如果焙燒后的產(chǎn)物直接用酸浸取,是否可行?,其原因是。(5)“沉淀”步驟中生成的化學(xué)方程式為。(6)“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇,產(chǎn)生的。【答案】(1)做還原劑,將還原(2)(3)c(4)不可行產(chǎn)物中的硫化物與酸反應(yīng)生成的有毒氣體會(huì)污染空氣,而且與鹽酸反應(yīng)生成可溶于水的,導(dǎo)致溶液中混有雜質(zhì)無法除去、最終所得產(chǎn)品的純度降低(5)(6)【分析】由流程和題中信息可知,與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到、、易溶于水的和微溶于水的;燒渣經(jīng)水浸取后過濾,濾渣中碳粉和,濾液中有和;濾液經(jīng)酸化后濃縮結(jié)晶得到晶體;晶體溶于水后,加入和將鋇離子充分沉淀得到;經(jīng)熱分解得到?!驹斀狻浚?)“焙燒”步驟中,與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到、、和,被還原為,因此,碳粉的主要作用是做還原劑,將還原。(2)“焙燒”后固體產(chǎn)物有、易溶于水的和微溶于水的。易溶于水的與過量的可以發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硫化鈣沉淀,因此,“浸取”時(shí)主要反應(yīng)的離子方程式為。(3)“酸化”步驟是為了將轉(zhuǎn)化為易溶液于的鋇鹽,由于硫酸鋇和磷酸鋇均不溶于水,而可溶于水,因此,應(yīng)選用的酸是鹽酸,選c。(4)如果焙燒后的產(chǎn)物直接用酸浸取是不可行的,其原因是:產(chǎn)物中的硫化物與酸反應(yīng)生成的有毒氣體會(huì)污染空氣,而且與鹽酸反應(yīng)生成可溶于水的,導(dǎo)致溶液中混有雜質(zhì)無法除去、最終所得產(chǎn)品的純度降低。(5)“沉淀”步驟中生成的化學(xué)方程式為:++=。(6)“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為,,因此,產(chǎn)生的=。29.(2022·全國(guó)甲卷·高考真題)硫酸鋅(ZnSO4)是制備各種含鋅材料的原料,在防腐、電鍍、醫(yī)學(xué)上有諸多應(yīng)用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為ZnCO3,雜質(zhì)為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下:本題中所涉及離子的氫氧化物溶度積常數(shù)如下表:離子回答下列問題:(1)菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學(xué)方程式為。(2)為了提高鋅的浸取效果,可采取的措施有、。(3)加入物質(zhì)X調(diào)溶液,最適宜使用的X是(填標(biāo)號(hào))。A.
B.
C.濾渣①的主要成分是、、。(4)向的濾液①中分批加入適量溶液充分反應(yīng)后過濾,濾渣②中有,該步反應(yīng)的離子方程式為。(5)濾液②中加入鋅粉的目的是。(6)濾渣④與濃反應(yīng)可以釋放HF并循環(huán)利用,同時(shí)得到的副產(chǎn)物是、?!敬鸢浮?1)ZnCO3ZnO+CO2↑(2)將焙燒后的產(chǎn)物碾碎,增大接觸面積增大硫酸的濃度等(3)BFe(OH)3CaSO4SiO2(4)3Fe2+++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+(5)置換Cu2+為Cu從而除去(6)CaSO4MgSO4【分析】由題干信息,菱鋅礦的主要成分為ZnCO3,雜質(zhì)為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物,結(jié)合流程圖分析,菱鋅礦焙燒,主要發(fā)生反應(yīng)ZnCO3ZnO+CO2↑,再加入H2SO4酸浸,得到含Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+的溶液,加入物質(zhì)X調(diào)節(jié)pH=5,結(jié)合表格數(shù)據(jù),過濾得到Fe(OH)3、CaSO4、SiO2的濾渣①,濾液①中主要含有Zn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Fe2+,再向?yàn)V液①中加入KMnO4溶液氧化Fe2+,過濾得到Fe(OH)3和MnO2的濾渣②,濾液②中加入鋅粉,發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+=Zn2++Cu,過濾后得到濾渣③為Cu,再向?yàn)V液③中加入HF脫鈣鎂,過濾得到濾渣④為CaF2、MgF2,濾液④為ZnSO4溶液,經(jīng)一系列處理得到ZnSO4·7H2O,據(jù)此分析解答。【詳解】(1)由分析,焙燒時(shí),生成ZnO的反應(yīng)為:ZnCO3ZnO+CO2↑;(2)可采用將焙燒后的產(chǎn)物碾碎,增大接觸面積、增大硫酸的濃度等方式提高鋅的浸取率;(3)A.NH3·H2O易分解產(chǎn)生NH3污染空氣,且經(jīng)濟(jì)成本較高,故A不適宜;B.Ca(OH)2不會(huì)引入新的雜質(zhì),且成本較低,故B適宜;C.NaOH會(huì)引入雜質(zhì)Na+,且成本較高,C不適宜;故答案選B;當(dāng)沉淀完全時(shí)(離子濃度小于10-5mol/L),結(jié)合表格Ksp計(jì)算各離子完全沉淀時(shí)pH<5的只有Fe3+,故濾渣①中有Fe(OH)3,又CaSO4是微溶物,SiO2不溶于酸,故濾渣①的主要成分是Fe(OH)3、CaSO4、SiO2;(4)向80~90℃濾液①中加入KMnO4溶液,可氧化Fe2+,得到Fe(OH)3和MnO2的濾渣②,反應(yīng)的離子方程式為3Fe2+++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+;(5)濾液②中加入鋅粉,發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+=Zn2+=Cu,故加入鋅粉的目的為置換Cu2+為Cu從而除去;(6)由分析,濾渣④為CaF2、MgF2,與濃硫酸反應(yīng)可得到HF,同時(shí)得到的副產(chǎn)物為CaSO4、MgSO4。30.(2021·全國(guó)甲卷·高考真題)碘(紫黑色固體,微溶于水)及其化合物廣泛用于醫(yī)藥、染料等方面?;卮鹣铝袉栴}:(1)的一種制備方法如下圖所示:①加入粉進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為,生成的沉淀與硝酸反應(yīng),生成后可循環(huán)使用。②通入的過程中,若氧化產(chǎn)物只有一種,反應(yīng)的化學(xué)方程式為;若反應(yīng)物用量比時(shí),氧化產(chǎn)物為;當(dāng),單質(zhì)碘的收率會(huì)降低,原因是。(2)以為原料制備的方法是:先向溶液中加入過量的,生成碘化物;再向混合溶液中加入溶液,反應(yīng)得到,上述制備的總反應(yīng)的離子方程式為。(3)溶液和溶液混合可生成沉淀和,若生成,消耗的至少為。在溶液中可發(fā)生反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室中使用過量的與溶液反應(yīng)后,過濾,濾液經(jīng)水蒸氣蒸餾可制得高純碘。反應(yīng)中加入過量的原因是?!敬鸢浮?AgI+Fe=2Ag+Fe2++2I-AgNO3FeI2+Cl2=I2+FeCl2I2、FeCl3I2被過量的進(jìn)一步氧化4防止單質(zhì)碘析出【詳解】(1)①由流程圖可知懸濁液中含AgI,AgI可與Fe反應(yīng)生成FeI2和Ag,F(xiàn)eI2易溶于水,在離子方程式中能拆,故加入粉進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為2AgI+Fe=2Ag+Fe2++2I-,生成的銀能與硝酸反應(yīng)生成硝酸銀參與循環(huán)中,故答案為:2AgI+Fe=2Ag+Fe2++2I-;AgNO3;②通入的過程中,因I-還原性強(qiáng)于Fe2+,先氧化還原性強(qiáng)的I-,若氧化產(chǎn)物只有一種,則該氧化產(chǎn)物只能是I2,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeI2+Cl2=I2+FeCl2,若反應(yīng)物用量比時(shí)即過量,先氧化完全部I-再氧化Fe2+,恰好將全部I-和Fe2+氧化,故氧化產(chǎn)物為I2、FeCl3,當(dāng)即過量特別多,多余的氯氣會(huì)與生成的單質(zhì)碘以及水繼續(xù)發(fā)生氧化還原反應(yīng),單質(zhì)碘的收率會(huì)降低,故答案為:FeI2+Cl2=I2+FeCl2;I2、FeCl3;I2被過量的進(jìn)一步氧化;(2)先向溶液中加入計(jì)量的,生成碘化物即含I-的物質(zhì);再向混合溶液中(含I-)加入溶液,反應(yīng)得到,上述制備的兩個(gè)反應(yīng)中I-為中間產(chǎn)物,總反應(yīng)為與發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成和,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒]及元素守恒配平離子方程式即可得
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